-
Verfahren und Vorrichtung zum ununterbrochenen Ziehen von Stäben oder
Rohren aus Glas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ununterbrochenen Ziehen
von Stäben oder Rohren aus Glas, bei welchem die Entnahme des Glases aus der Schmelze
durch einen in der Schmelze vorgesehenen kühlbaren Dorn unterstützt wird. Hierbei
ragt der Dorn in den noch formbaren Teil des Glasstranges hinein und wird von diesem
während des ganzen Ziehvorganges eng umschlossen. Mit diesen Einrichtungen sollen
Glasstäbe, insbesondere auch hohle Glasstäbe, also Röhren von kleinerer lichter
Weite als der Dorndurchinesser, hergestellt werden.
-
Es hat sich herausgestellt, daß die bekannten Einrichtungen nicht
geeignet sind, volle Glasstäbe herzustellen bzw. Glasröhren zu erzeugen, die bei
gleich großer lichter NNTeite verschiedene Wandstärken aufweisen. Bei diesen Einrichtungen
findet nämlich ein in der Schmelze schwimmender Ziehkörper Anwendung, durch dessen
düsenartigen, die Erzeugung der Glasröhre unterstützenden Dorn ständig ein Luftstrom
hindurch und in die Glasröhre eingeführt wird. Dieser Luftstrom wird dem Dorn durch
einen im Ziehkörper selbst vorgesehenen Kanal zugeleitet; er wirkt bei der bekannten
Einrichtung nicht so sehr als Kühlmittel, sondern dient vielmehr zur Formung der
Glasröhre selbst.
-
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist ferner der Vorschlag gemacht
worden, den dein Angriff des flüssigen Glases in starkem Maße ausgesetzten Schwimmkörper
durch zusätzliche Kühlmittel zu schützen. Eine Kühlung des Dornes selbst ist jedoch
nicht vorgesehen worden, so daß im Betrieb sehr rasch eine Zerstörung dieses beim
Ziehprozeß hoch beanspruchten Dornes eintritt.
-
Gerade eine kräftige Kühlung des Dornes ist aber bei der Herstellung
von Glasstäben bzw. starkwandigen Glasröhren deswegen unerläßlich, weil nur in diesem
Fall die Viskosität des den Dorn umschließenden Glases groß genug ist, um hinreichend
große Glasmassen aus der Schmelze herausheben zu können. Das Ziehen von Glasstäben
ist mit den bekannten Einrichtungen vollends unmöglich, da der Glasstab mangels
ausreichender Kühlung des Dornes bald seinen Durchmesser verringern sowie abschmelzen
und der Dorn nach kurzem Gebrauch zerstört werden würde, wenn etwa zwecks Erzeugung
voller Glasstäbe die Luftzufuhr abgestellt würde.
-
Gemäß der Erfindung ist nun eine Einrichtung geschaffen worden, die
eine zu starke Wärmebeanspruchung des Dornes ausschließt und daher auch züm Ziehen
voller Glasstäbe geeignet ist. Zu diesem Zweck ist der Dorn mit besonderen Hohlräumen
zum Hindurchleiten eines Kühlmittels versehen. Bei dieser Bauart kommt das Kühlmittel
also während des Ziehprozesses mit dem Glas bzw. dem erzeugten Glasstrang nicht
in unmittelbare Berührung. Auf diese Weise gelingt es, im Gegensatz zu den bekannten
Einrichtungen volle Glasstäbe herzustellen, ohne daß eine schädliche Überhitzung
des Dornes erfolgt; denn der Dorn kann mittels des durch seine
nur
für diesen Zweck vorgesehenen Hohlräume hindurchgeleiteten Kühlmittels stets ausreichend
gekühlt werden.
-
Kühlbare Dorne sind zwar an sich bekannt, sie finden jedoch bisher
lediglich bei solchen Einrichtungen Anwendung, die zum Ziehen von Röhren mit großen
Innendurchmessern, etwa Fensterglaswalzen, dienen. Da der Glasstrang hierbei den
Dorn während des ganzen Ziehvorganges nicht eng umschließt, bestehen gar nicht die
mit der Erfindung überwundenen Schwierigkeiten, die bisher das Ziehen voller Glasstäbe
bzw. enger Glasröhren bot.
-
Ist der kühlbare Dorn außer mit den Hohlräumen für das Kühlmittel
mit einer in bekannter Weise düsenartig in die Glasschmelze einmündenden Bohrung
versehen, so kann die gleiche Einrichtung auch zum Ziehen von Glasröhren Anwendung
finden. Durch die Bohrung gelangt die Luft an die Erzeugungsstelle des Glasstranges,
so daß es bei geeigneter Wahl der "Ziehgeschwindigkeit und der Viskosität des zu
verarbeitenden Glases gelingt, Röhren, also hohle Glasstäbe, zu erzeugen. Da die
Kühlung des Dornes von der "Zufuhr der zur Röhrenerzeugung benötigten Luft vollkommen
unabhängig ist, können ohne Schwierigkeiten Röhren verschiedener lichter Weiten
und Wandstärken hergestellt werden. Wollte man mit den bekannten Einrichtungen etwa
Kapillarrohre, also im Verhältnis zur Bohrung sehr dickwandige Rohre ziehen, so
würde die durch die Dornbohrung hindurchgeführte Luft keinesfalls genügen, den Dorn
hinreichend zu kühlen und das den Dorn umschließende Glas so zähflüssig zu machen,
daß der Schmelze ein starkwandiger hohler Glasstrang entnommen werden kann. .
-
Selbstverständlich kann eine mit einer düsenartigen Bohrung versehene
Mine auch zur Erzeugung voller Glasstäbe dienen. In diesem Falle wäre nur die Luftzufuhr
abzusperren.
-
Die zur Röhrenherstellung benötigte Luft steht zweckmäßig unter regelbarem
Druck, um die Innenbohrung der Röhren den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
Auch wenn die Luft nicht unter Druck zugeführt wird, lassen sich Röhren erzeugen;
in diesem Falle saugt sich der allmählich aus der Schmelze gehobene Glasstrang die
zur Formung der Innenbohrung erforderliche Luft selbst an.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung veranschaulicht.
-
In die Glasschmelze A ragt von unten her bis dicht unter den Spiegel
der Schmelze ein sogenannter Dorn 11, in dessen Längsachse ein Kanal Z angeordnet
ist. Dieser Kanal steht einerseits mit einer nichtdargestellten, regelbaren Druckluftquelle
in Verbindung und mündet anderseits am oberen Ende des Dornes M frei in die Glasschmelze.
-
In den hohlen Dorn lbl ragt ein Rohr 11T1 hinein, durch welches in
den Dorn ein Kühlmittel eingeführt werden kann, das nach Aufnahme der abzuleitenden
Wärmemenge durch den Anschlußstutzen 111. wieder abgeführt wird.
-
Oberhalb der Glasschmelze ist in gleicher Flucht mit dem Dorn M ein
Fangstück F in bekannter Weise heb- und senkbar angeordnet, mit dessen Hilfe der
Glasschmelze der zu erzeugende Glasstrang allmählich entnommen wird.
-
Das Ziehverfahren wird mit der neuen Einrichtung bei der Herstellung
von Röhren folgendermaßen durchgeführt: Das Fangstück F wird so weit herabgesenkt,
bis es das Glas oberhalb des Dornes 11 an derjenigen Stelle berührt, an welcher
die durch den Kanal Z von unten her zugeführte Luft im LGlas eine Blase bildet.
Hatte der Luftdruck diese Blase bereits vorher durchbrochen, so erfaßt das Fangstück
den durch den Luftdruck gebildeten Glas-Icrater. Unter ständiger Luftzufuhr wird
nun das Fangstück allmählich nach oben gezogen. Die eingeführte Luft sorgt dabei
dafür, daß ständig ein hohler Glasstrang der Schmelze entnommen wird. Wird der Luftdruck
konstant gehalten, so kann ein Glasrohr von stets gleichbleibendem Querschnitt und
gleichbleibender lichter Weite hergestellt werden. Durch Regelung des Luftdruckes
gelingt es, Glasröhren mit verschiedenen großen lichten Weiten zu erzeugen.
-
In besonderen Fällen kann die Blasluft auch in bekannter Weise von
oben her durch das hohl ausgebildete Fangstück in das Glasrohr eingeführt werden.
-
Durch die ständige Kühlung des hohl ausgeführten Dornes durch eine
besonders von der Blasluft unabhängiges Kühlmittel wird erreicht, daß die den Dorn
umgebenden Schichten der Glasmasse zähflüssiger werden als die übrige in dem Vorratsbehälter
eingeschlossene Glasmasse. Es entsteht also um den Dorn herum eine als Lederhaut
bezeichnete steife Schicht, die den inneren Teil der Wandung des zu erzeugenden
Glasrohres bildet. Gerade diese innere, verhältnismäßig zähflüssige Schicht gestattet
es, entweder volle Stäbe von großem Durchmesser oder Rohre erheblicher Wandstärke
mit größerer Sicherheit zu .ziehen, als dies mit den bisher bekannten Einrichtungen
möglich war, bei denen die Kühlung des erzeugten Glasstranges außerhalb der Schmelze
erfolgte.
Natürlich können außer dem gekühlten Dorn auch noch oberhalb
des Spiegels der Glasschmelze Kühleinrichtungen vorgesehen sein. Mit Hilfe derartiger
Kühleinrichtungen, z. B. gekühlter oder geheizter Düsen, gelingt es, die Formen
bzw. Abmessungen cles aus der Schmelze herausgehobenen Glasstranges beliebig zu
ändern. Es ist also auf diese Weise möglich, nicht nur runde, sondern auch im Querschnitt
elliptische oder anders ausgestaltete Glasstränge der Schmelze zu entnehmen. Ein
Kalibrieren gezogener Rohre mittels das entstehende Glasrohr umschließender Hohlformen,
durch die das Rohr unter dichtem Anliegen an die Wandung gezogen wird, ist jedoch
bekannt und nicht Cregenstand der Erfindung.
-
Die Formung der Glasstränge kann auch durch besondere Dorne o. dgl.
unterstützt «-erden, die von unten her durch den Luftzufülirungskanal Z hindurch
in den noch formbaren Teil des Glasstranges eingeführt werden. Diese Formungsdorne
können auch einen größeren Kopf haben als die lichte Weite des Luftzufuhrrohres
Z beträgt und können dann vor Inangriffnahme des Arbeitsprozesses von oben her in
die Offnung Z des Dornes :1I eingeschoben werden. Außerdem kann die Formgebung durch
die Ausgestaltung des oberen Endes des Dornes 1l beeinflußtwerden. Auf diese Weise
ist es möglich, den inneren Querschnitt der zu ziehenden Glasröhre den jeweiligen
Anforderungen anzupassen.
-
Durch Änderung der Ziehgeschwindigkeit, der Temperatur der Glasschmelze,
des Grades der Kühlung bzw. nachträglichen Anwärmung des erzeugten Glasstranges,
der Zusammensetzung des Glases sowie der Menge, des Druckes und der Temperatur der
durch den Kanal Z eingeführten Blasluft gelingt es gleichfalls, Rohre verschiedener
Diinensionen zu erzeugen.
-
Zur Herstellung von Röhren, also hohlen Glassträngen, ist es nicht
unbedingt erforderlich, der Erzeugungsstelle die Luft unter Druck zuzuführen. Durch
geeignete Beniessung des Dornes, entsprechende Wahl der Viskosität des Glases und
der Ziehgeschwindigkeit gelingt es, hohle Glasstränge mir durch einfaches Herausziehen
des Glases aus der Schmelze zu erzeugen. Der Glasstrang saugt sich hierbei nämlich
die zur Bildung einer Röhre erforderliche Luft durch den Kanal Z hindurch selbst
an. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Rohre mit verhältnismäßig kleinen Innenbohrungen,
also z. B. Kapillarrohre, erzeugen. Durch geeignete Wahl der verschiedenen Betriebsbedingungen
ist es aber auch sehr wohl möglich, Röhren mit größeren Innenbohrungen herzustellen.
Daß sich dieses Verfahren überhaupt durchführen läßt, ist auf die Tatsache zurückzuführen,
daß sich im Innern des sich an dem gekühlten Dorn bildenden Glasstranges eine Art
Lederhaut, also eine Schicht von verh<iltnisinäßig großer Zähigkeit, bildet,
die die Aufrechterhaltung einer Bohrung innerhalb des Glasstranges während des Ziehvorganges
gewährleistet, auch wenn die zur Röhrenherstellung benötigte Luft nicht unter Druck
zugeführt wird.
-
Mit der beschriebenen Einrichtung können auch volle Glasstränge, also
Glasstäbe ohne Innenbohrung, hergestellt werden. Zu diesem Zweck braucht nur die
Zufuhr von Blasluft durch den Kanal Z hindurch abgesperrt zu werden. Es kann sich
dann im Innern des Glasstranges kein Hohlraum bilden, da die hierzu benötigte Luft
fehlt. Die vom Umfange des gekühlten Dornes iII. abgezogene lederhautartige Glasschicht
verbindet sich vielmehr oberhalb der Mine 11I zu einem vollen Glasstab, der einen
beträchtlichen Durchmesser erreichen kann, da durch die Kapillarkräfte zwischen
der lederhautartigen Schicht im Innern und außen erhebliche .'Mengen viskosen Glases
nach oben befördert werden können. Aus kann bei Herstellung von Glasstäben der mit
dem Luftzufuhrkanal Z ausgerüstete Dorn auch durch einen hohlen Dorn ersetzt werden,
der lediglich zur Durchleitung eines Kühlmittels geeignet ist, also keinen Luftzufuhrkanal
aufweist.
-
Die Tatsache, daß sich um den gekühlten Dorn 11I herum während des
Ziehvorganges eine Glasschicht bildet, die eine größere Zähflüssigkeit aufweist
als die übrige Glasschmelze, hat zur Folge, daß das zur Erzeugung der Glasstränge
verwendete Glas verschiedenen Schichten der Schmelze entnommen wird. Die den Dorn
117 umgebende lederhautartige zähe Glasschicht wird aus der Tiefe des Vorratsbehälters
herausgezogen und bildet den Kern des Glasstabes bzw. die Innenwandung der erzeugten
Glasröhre. Die äußeren Schichten des aus der Schmelze herausgezogenen Glasstranges
bestehen dagegen aus solchem Glas, das mehr von der Oberfläche der Glasschmelze
stammt.
-
Mit der beschriebenen Einrichtung ist es möglich, unter Zuhilfenahme
ungelernter Arbeitskräfte ununterbrochen Glasröhren oder Glasstäbe beliebiger Abmessungen
billig herzustellen.