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Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Röhren oder Stäben aus geschmolzenem
Glase Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ziehen von Röhren oder Stäben
aus geschmolzenem Glase und auf eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
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Zur Herstellung von Glasröhren oder Stäben wird noch meistens das
wohlbekannte Handziehverfahren verwendet, bei welchem eine Menge geschmolzenen Glases
auf eine Blaspfeife gebracht und darauf unter Drehung dieser Pfeife in Form einer
Röhre oder eines Stabes davon abgezogen wird. Das Verfahren ist nicht ununterbrochen
ausführbar.
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Zur ununterbrochenen Herstellung von Glasröhren oder Stäben hat man
ein Verfahren verwendet, bei dem die Schmelze auf die Außenfläche eines schräg gestellten
gedrehten Körpers gebracht und von dieser Außenfläche in Form einer Röhre oder eines
Stabes abgezogen wird. Bei einer Abänderung dieses Verfahrens wird die Schmelze
auf die Innenfläche eines gedrehten und einen Dorn umgebenden Hohlkörpers gebracht.
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Die Schmelze verteilt sich gleichmäßig auf der Innenfläche des Hohlkörpers,
füllt schließlich den Zwischenraum zwischen Hohlkörper und Dorn aus und wird in
Röhren- oder Stabform abgezogen.
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Nach der Erfindung wird ein Hohlkörper verwendet, der nicht mit. einem
mittleren Dorn versehen ist und auf dessen Innenfläche das geschmolzene Glas gebracht
wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren wird die Glasmasse an der freien (d.
h. nicht mit einem mittleren Dorn versehenen) Mündung des Hohlkörpers als Röhre
oder . Stab abgezogen. Das Glas kann hierbei von der Innenseite sowie von der Außenseite
des Hohlkörpers erhitzt werden, wodurch eine Regelung der Temperatur des Glases
viel leichter und genauer vor sich gehen kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verbindung
eines in schräger Stellung um seine Längsachse drehbar gelagerten Hohlkörpers mit
freier (nicht mit einem mittleren Dorn versehener) unterer Mündung mit einer Vorrichtung
zum Drehen des Hohlkörpers und einer Vorrichtung zur Zuführung des geschmolzenen
Glases zur inneren Fläche des Hohlkörpers.
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In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur
Ausführung des Verfahrens dargestellt.
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Hierbei zeigt Fig. z einen Längsschnitt nach Linie A-B der Fig. 2
eines Ofens mit daran befestigter Ziehvorrichtung zum Rohrglasziehen, Fig.2 eine
Draufsicht auf den Ofen, wobei die Deckplatten entfernt worden sind,
Fig.
3 einen Schnitt des Ofens nach Linie C-D der Fig. i, Fig. q. einen Schnitt des Ofens
nach Linie E-F der Fig. i, letztere drei Figuren in vergrößertem Maßstabe, Fig.
5 eine andere Ausführung der Ziehvörrichtung.
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Der Glasbehälter i in Fig. i enthält geschmolzene Glasmasse 2, die
mittels eines Brenners 3 auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird, wodurch
das Glas in dünnflüssigem Zustand bleibt. Die Wände q. des Behälters können aus
dem üblichen feuerfesten Material hergestellt sein. Das Glas wird aus einem nicht
gezeichneten Glasschmelzofen dem Behälter zugeführt.
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Der Behälter steht mittels eines rinnenförmigen Teiles 5, welcher
gleichfalls aus feuerfestem Material hergestellt ist, in Verbindung mit der Ziehvorrichtung
gemäß der Erfindung. Die Glasmenge, welche durch diesen rinnenförmigen Teil in einer
bestimmten Zeit aus dem Behälter i der Ziehvorrichtung zugeführt wird, ist bestimmt
i. durch die Temperatur des Glases im Behälter, 2. durch den Glasstand im Ofen,
3. durch eine Regelvorrichtung, welche aus einem aus geeignetem Material gefertigten
Schieber 7 besteht, der die Verbindung zwischen dem Behälter und dem rinnenförmigen
Teil mehr oder weniger abschließt.
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Der Glasstand wird durch den Betrag der Glaszufuhr durch die Zufuhröffnung
8 vom Schmelzofen in den Behälter geregelt.
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Der feuerfeste Schieber 7, durch welchen die Verbindung zwischen dem
rinnenförmigen Teil und dem Behälter mehr oder weniger abgeschlossen wird, ist durch
die Decke des Behälters hindurchgeführt, während der untere Teil auf dem Boden des
Behälters ruht. Wenn der Schieber mittels des Hebels 9 ein wenig geöffnet wird,
strömt eine von der Schieberöffnung abhängige Glasmenge in den rinnenförmigen Teil.
Die Strecke, über welche der Schieber geöffnet werden muß, um die gewünschte Menge
des geschmolzenen Glases in den rinnenförmigen Teil übertreten zu lassen, kann bei
einer bestimmten Temperatur des Glases und einer bestimmten Höhe des Niveaus im
Behälter durch Versuche leicht festgestellt werden. Beim Austritt aus dem Behälter
i strömt das Glas durch den rinnenförmigen Teil s und daraufhin über eine Zunge
io in die Ziehvorrichtung, welche hauptsächlich aus dem Hohlkörper i1 besteht.
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Um die Temperatur des Glases auf der Strecke vom Behälter in die Ziehvorrichtung
zu erhöhen oder zu erniedrigen, können die Öffnungen 22 mehr oder weniger geschlossen
oder geöffnet werden.
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Der Längsschnitt des Hohlkörpers ii kann rechteckig oder trapezförmig
sein, während der Querschnitt zweckmäßig kreisförmig ist.
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Auf der Zeichnung (Fig. i) ist dieser Hohlkörper als Zylinder ausgebildet,
welcher aus einem beliebigen feuerfesten Material besteht.
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Das stark erhitzte flüssige Glas 2, welches über die Zunge io in den
Hohlkörper ix fließt, verteilt sich infolge einer Drehbewegung um seine Längsachse,
welche dem Körper ii mittels später zu beschreibender Hilfsmittel erteilt wird,
gleichmäßig auf der Innenwandung dieses Körpers. Infolge der Schrägstellung des
Hohlkörpers fließt das Glas, welches oben in den Hohlkörper eintritt, leicht abwärts
und bedeckt allmählich die ganze Innenwandung des Zylinders.
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Die Temperatur des Glases sinkt auf seinem Wege von oben nach unten
durch Abkühlung. Falls die Temperatur zu niedrig wird, hätte dies zur Folge, daß
das Glas entglast oder erstarrt. Um dies zu verhüten, wird das Glas während der
Zeit, während welcher es sich im Hohlkörper befindet, auf genügend hoher Temperatur
gehalten. Dies kann man z. B. durch Gas- oder elektrische Widerstands- oder Induktionsheizung
erreichen.
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Bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform erfolgt die Erhitzung
mittels einer Spirale 12 (elektrische Widerstandserhitzung). Die Erhitzungsvorrichtung
könnte auch im Innern des Hohlkörpers untergebracht werden. Um Wärmestrahlung nach
außen zu verhüten, wird der Hohlkörper mit einer Isolation 13 aus den zu diesem
Zwecke üblichen Stoffen umgeben. Darüber befindet sich der zylindrische Mantel i¢,
welcher drehbar an dem Ofen befestigt ist.
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Das Drehen der Ziehvorrichtung wird durch geeignete Mittel, wie Zahnräder,
Schneckenradübertragung o. dgl., bewerkstelligt. Bei dem durch die Zeichnung erläuterten
Ausführungsbeispiel erfolgt das Drehen mittels eines konischen Zahnradgetriebes
15, 16. Dieses konische Zahnrad ist am oberen Ende der vertikalen Achse 17 befestigt,
welche mittels des unteren Endes in einem Kugellager 18 ruht und von einer beliebigen
Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Die Ziehvorrichtung wird durch Kugellager
i9 getragen, welche an einem Gestell 2o befestigt sind. Die Kugellager 21 nehmen
den Axialdruck auf. Ist die Innenoberfläche der Ziehvorrichtung mit einer gleichmäßigen
Schicht flüssigen Glases bedeckt, dann wird mittels einer nicht gezeichneten mechanischen
Abziehvorrichtung das Glas von der Innenseite der Ziehvorrichtung abgezogen und
durch eine Schneidevorrichtung auf eine bestimmte Länge geschnitten. Das Abziehen
kann unter Umständen auch, von Hand geschehen.
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Um dem Glase beim Verlassen des Hohlkörpers ii genau die zum Ausziehen
geeignete Temperatur zu erteilen, ist an der Austrittsöffnung
des
Hohlkörpers ii ein feststehender, das Glas einhüllender Zylinder 23 angeordnet.
Dieser Zylinder wird vorzugsweise z. B. von einem durch die Wandung des Zylinders
hindurchragenden Brenner 24. erhitzt.
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Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann man Glasrohre oder Glasstäbe
von einem zuvor bestimmten Durchmesser herstellen.
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Ob Stäbe oder Rohre hergestellt werden, ist von der Form und den Abmessungen
der Hohlkörpermündung, der Ziehgeschwindigkeit, der Temperatur des Glases und der
Glaszufuhr aus dem Behälter zur Ziehvorrichtung abhängig.
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Will man z. B. Glasstäbe herstellen, so wird man einen Hohlkörper
mit kleiner Mündung wählen, etwa in Form der Fig. 5, man wird die Glaszufuhr steigern,
die Temperatur so tief wie möglich herabsetzen, damit das Glas zäh wird, und schließlich
die Ziehgeschwindigkeit verkleinern. Infolge der geringeren Größe der Öffnung und
der größeren Zufuhr wird das Glas sich schneller in der Mündung vereinigen können.
Die tiefe Temperatur ergibt eine dicke zähe Glasschicht, und die herabgesetzte Ziehgeschwindigkeit
bietet dem Glas die Gelegenheit, sich an der Stelle der Mündung zu vereinigen, bevor
es ausgezogen wird.
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Zum Rohrziehen wird man gerade entgegengesetzte Maßnahmen treffen.
Man wird eine weite Mündung, geringere Glaszufuhr, höhere Glastemperatur und höhere
Ziehgeschwindigkeit wählen.
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In beiden Fällen kann man die Abmessungen des Stabes oder Rohres regeln,
indem man einen oder mehrere der genannten Arbeitsbedingungen ändert. Es ist einleuchtend,
daß z. B. höhere Ziehgeschwindigkeit einen kleineren Stab- oder Rohrdurchmesser
zur Folge haben wird.
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Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Hohlkörpers kann auch zur Änderung
der Abmessungen herangezogen werden. Sie wird aber vorzugsweise nicht geändert.