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Vorrichtung zum Ziehen von Röhren aus geschmolzenem Quarz Die Herstellung
einer Röhre von gleichbleibendem Querschnitt durch Ziehen einer plastischen hasse
aus einem Behälter erfordert Vorrichtungen zur Gestaltung dieses Querschnittes (Düse
und Ziehdorn).
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Das gezogene Material tritt aus dem freien Zwischenraum zwischen diesen
beiden Vorrichtungen aus. Das Profil des hergestellten Rohres bzw. Vollkörpers hängt
also von der Gestaltung der Düse und des Ziehdornes ab und sein O_uerschnitt außerdem
von der Ziehgeschwindigkeit. Infolgedessen ist es, um einen gleichbleibenden Querschnitt
während des Ziehens zu erhalten, erforderlich, Düse und Ziehdorn in unveränderlichem
Abstand voneinander bzw. in gleicher Lage zueinander zu halten. Es ist jedoch nicht
möglich, den Ziehdorn unmittelbar an der Düse bzw. dem Zieheisen zu befestigen,
da die Herstellung eines Rohres einen ringförmigen Zwischenrauin zwischen Düse und
Ziehdorn erfordert. Daher ist es erforderlich, den Dorn nach dem Innern des Schmelzbehälters
zu zu verlängern, um dort die Befestigungsvorrichtungen für den Ziehdorn anzubringen;
der Dorn muß also während des Ziehvorganges die gesamte oder einen Teil der geschmolzenen
Masse durchdringen.
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Insbesondere beim Ziehen von geschmolzenem Quarz bedeutet diese Notwendigkeit
eine wesentliche Erschwerung des Ziehverfahrens, weil der Behälter, aus dem gezogen
wird, gleichzeitig den Schmelzbehälter für das Material darstellt und weil die Charge,
die geschmolzen werden soll, aus pulverisiertem oder feinkörnigem Quarz besteht.
Es sollte an sich hierbei genügen, den Ziehdorn aus hochhitzebeständigem, mechansich
widerstandsfähigem Material, das auf die geschmolzene Kieselsäure nicht einwirkt,
herzustellen und den Ziehdorn und die Düse an dem Schmelzbehälter vor dem Schmelzvorgang
zu befestigen, dann den Ofen zu beschicken und endlich nach erfolgtem Schmelzen
mit dem Ziehen zu beginnen.
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Um aber Röhren aus möglichst durchsichtigem klaren Quarz zu erhalten,
ist es notwendig, daß man statt von pulverfÖrmigem Material von bereits durchsichtiger
oder opaker Kieselsäure ausgeht, also von solcher, die schon einmal vorgeschmolzen
worden ist und sich also entweder in Form eines röhrenförmigen Schmelzlings oder
eines zerkleinerten Blockes befindet.
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Bei Beschickung des Schmelzofens mit solchem Material sind jedoch
die Beanspruchungen, die auf den Ziehdorn durch die Charge ausgeübt «erden, nicht
gleichmäßig, und es war bisher unmöglich, eine Verschiebung des Ziehdornes während
des Schmelzvorganges zu verhindern.
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Diese Schwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung behoben,
die sich auf eine Vorrichtung bezieht, bei der es möglich
ist, den
Ziehdorn in seiner Stellung zu der Düse während der Dauer des Schmelzvorganges genau
festzulegen.
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Diese Vorrichtung besteht darin, daß man in einem mit Ziehdüse versebenem
Schmelzbehälter einen Dorn benutzt, der sich im Verhältnis zu der Düse vor Beginn
des Ziehvorganges in der gewünschten Stellung zentrieren kann.
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Dieser Ziehdorn ist zweckmäßig röhrenförmig ausgebildet, um den Durchtritt
von Luft zum Schmelzgut zu gestatten und auf diese Weise Verunreinigungen des geschmolzenen
Produktes zu vermeiden, die durch etwaige Reduktion desselben verursacht werden
könnten.
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Die Erfindung bezieht sich auf die besondere Gestaltung dieses Ziehdorns,
und diese ist aus der beiliegenden Zeichnung, die einen Längsschnitt durch einen
Schmelzofen zeigt, ersichtlich.
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Um die Zeichnung zu vereinfachen, ist ein zylindrischer Schmelzraum
mit vertikaler Achse angenommen «-orden.
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Der Tiegel i eines Schmelzofens, der in irgendeiner geeigneten Weise
erhitzt wird und zweckmäßig wärmeisoliert ist, wird über dem Loch einer Sockelplatte
:2 mit Hilfe einer Gegenplatte 3 und Stützsäulen 4 befestigt; diese Säulen gehen
durch die Oberplatte 3 hindurch und tragen weiter oben noch drei Platten 5, 6 und
7.
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In der durchbohrten Mitte der Platte 5 befindet sich eine eingeschraubte,
röhrenförmige Tülle 8, die an ihrem Umfang mit Handgriffen 9 versehen ist. Diese
röhrenförmige Tülle besitzt an ihrer oberen Seite eine kugelige Höhlung io, in die
der untere Teil eines Körpers i i hineinreicht. Dieser Körper besteht aus einem
halbkugelförmigen Sockel, der oben durch einen röhrenförmigen Ansatz 12, nach unten
durch eine Klammerhülse 13 verlängert ist, die so angeordnet ist, daß sie in diesem
Teil 13 durch Blockierungsschrauben 28 das Kohlerohr 14 festhält, das den eigentlichen
Ziehdorn bildet.
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Die Röhre 12 trägt außerdem ein zusätzliches Gewicht 16, um die ganze
Anordnung schwerer zu gestalten. Sie geht durch den :Mittelpunkt der Öffnung 17
der Platte 6 hindurch, und ihr oberster Teil besitzt eine Ansatzspitze 15. Die Platte
7 hat in ihrem Mittelpunkt ein Loch 18, dieses wird abge-<ieckt durch eine weitere
Platte i9 mit einem spitzen Ansatz 20. Die Platte 6 ist mit drei langen Klammerschrauben
30 versehen, mittels derer die Röhre 12 in einer gewünschten Stellung zu
dem Mittelpunkt der Durchbohrung 17 in der Platte 6 befestigt werden kann. .Schließlich
besitzt die Röhre 14 noch an einer Stelle zu ungefähr 2 j, der Gesamtlänge vom oberen
Ende entfernt eine Durchbohrung 31. Diese Vorrichtung ist bekannt und ist nicht
Gegenstand der Erfindung.
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Das Kohlerohr 14 ist an seinem unteren Ende mit einem festen kragenförmigen
Teil 21 versehen, der die eigentliche Arbeitsfläche des Ziehdorns bildet und den
inneren Querschnitt des Rohres während des Ziehvorganges formt. Es ist ferner versehen
mit einem konisch zugespitzen Ansatz 22, dessen Schaft mit leichter Reibung in dem
Loch der Röhre 14 befestigt ist. Der Tiegel i, der an seinem unteren inneren Teil
23 eine @ Einschnürung besitzt, hat bei 25 eine ringförmige Ausfräsung, in die ohne
wesentliches Spiel der Ring 24 eingebracht wird, der die Ziehdüse bildet, die beim
Ziehen die Gestalt des äußeren Rohrquerschnittes erzeugt. In dieser Ziehdüse 24
sitzt das Verschlußstück 26, das ein axiales Loch oder eine entsprechende Vertiefung
besitzt und an dem unteren Ende des Gehäuses 2 durch lösbare Klammern 27 gehalten
wird. Die Teile 24 und 26 sind so ausgebildet, daß sie dem Tiegel einen konischen
Boden geben, auf dem der konische Ansatz 22 des Ziehdornes entlanggleiten kann,
bis er in der Vertiefung des V erschlußstück 26 sitzenbleibt.
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Die Arbeitsweise der gesamten Vorrichtungen ist die folgende: Die
Rohrtülle 8 wird zunächst in die Platte 5 soweit als möglich hineingeschraubt. Im
Anschluß daran wird die Platte i9 weggenommen und das gesamte Dornaggregat 12, 13
und 14 so weit herausgezogen, wie es erforderlich ist, um die obere Öffnung des
Tiegels frei zu machen. Dann wird das Schmelzgut in den Ofen eingefüllt. Hierbei
sind zwei Fälle möglich.
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i. Wenn als Schmelzgut ein röhrenförmiger Rohschmelzling benutzt wird,
wird das Hohlrohr 14 durch das Mittelloch des Rohrschinelzlings hindurchgesteckt.
Dann werden die Schrauben 30 gelöst, so daß sie die Bewegungen der Spindel
nicht behindern. Im Anschluß daran beginnt die Erhitzung.
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2. Wenn das zu schmelzende Material ein fester Block ist, so hält
man die Teile 12, 13 und i .l. in der oberen Lage, die sie beim Einfüllen des Schmelzgutes
eingenommen haben, durch die Schrauben 30 und beginnt mit der Erhitzung.
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Wenn die Temperatur bis nahe an die für das Ziehen erforderliche angestiegen
ist, sinkt das Schmelzgut in dem Tiegel zusammen und sammelt sich am Boden. Im ersten
Fall, d. h. wenn von einem röhrenförmigen Vorschmelzling ausgegangen wird, umgibt
nunmehr das geschmolzene Gut den Dorn..
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Iin zweiten Falle, beim Schmelzen eines festen Blockes, werden jetzt
die Befestigungsschrauben
30 gelöst und die Teile 12, 13
und 14. frei gemacht, die jetzt langsam unter dein Einfluß ihres eigenen Gewichtes
in das Schmelzgut einsinken. Dieses Hinabsinken erfordert beispielsweise eine Minute.
Hierbei ist dafür Sorge zu tragen, daß die Befestigungsschrauben 30 möglichst
weit zurückgeschraubt sind, so daß beim Ende der Bewegung die Spitze 22, die auf
dem konischen Boden des Tiegels entlanggleitet, sich selbst in dein axialen Loch
des Verschlußteiles 26 zentriert, ohne in ihren Bewegungen behindert zu sein.
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Ist die endgültige Ziehtemperatur erreicht, wird der Teil 8, der ein
Auflager bildet, so weit herausgeschraubt, daß er mit dem halbkugeligen Säulenfuß
ii in Berührung kommt, so rlaß die Teile 12, 13 und 14. in der gewünschten Höhe
festgelegt sind. Durch die Befestigungsschrauben 30 werden dann die beiden Spitzen
15 und 2o genau in L'bereinstiminung gebracht, wodurch die endgültige Stellung der
Teile 12, 13, 14 gegenüber der Ziehdüse bedingt ist. Es ist hieraus leicht ersichtlich,
daß in diesem Augenblick die eigentliche Arbeitsfläche des Dornes, die durch den
kragenförmigen Teil 21 gebildet wird, in bezug auf das Mundstück 2.I genau die beabsichtigte
Lage einnimmt, und daß nun das Verschlußstück 26 zusammen mit der konischen Spitze
22 weggenommen werden kann. ohne diese Lage irgendwo zu ändern. Es ist nur notwendig,
dann die Erhitzung noch etwas zu verlängern, damit das geschmolzene Material beginnt,
in den Zwischenraum zwischen Dorn und Mundstück hineinzulaufen. Das Ziehen kann
nach einem der bekannten Verfahren erfolgen.
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Die beschriebene Vorrichtung ist in gleicher 1Veise anwendbar, wenn
man Formlinge komplizierterer Art, beispielsweise Röhren mit 2 bis q. Bohrungen,
herstellen will. Man braucht in diesem Falle lediglich mehrere Dorne anzuordnen.
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Schließlich ist das Verfahren, obwohl sich die Beschreibung lediglich
auf die Verarbeitung geschmolzenen Quarzes bezieht, in genau der gleichen Weise
anwendbar auf das Ziehen überhaupt irgendwelcher Massen, die plastisch sind oder
durch den Einfluß erhöhter Temperatur plastisch gemacht worden sind.