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Verfahren zur Herstellung vielgestaltig zusammengesetzter Hohlkörper
aus zähflüssig schmelzenden Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
vielgestaltig zusammengesetzter Gegenstände aus zähflüssig schmelzenden Stoffen,
wie Quarzglas und Quarzgut, oder aus sinterfähigen mineralischen Stoffen, wie Korund.
Die Erfindung benutzt das bekannte Schleuderschmelzverfahren in Verbindung seit
einer im Innern der Form angeordneten Heizquelle zum Schmelzen bzw. Fritten des
Quarzglases oder .Quarzgutes. Dieses Verfahren ist bisher nur für einfach geformte
Gegenstände verwendet worden, deren Profile von den runden Querschnitten der Umdrehungskörper
nicht wesentlich abweichen. Ferner setzt die Erfindung als bekannt voraus, rohrartige
Hohlkörper in ruhenden Formen mittels Innenbeheizung zu langen Rohren zusammenzufügen
oder aber einseitige Böden herzustellen oder Verdickungen anäuschmelzen, wie sie
beispielsweise zu Flanschen verarbeitet werden können. Bei diesem Verfahren wird
jedoch jeweils bei jedem Arbeitsgang nureine Verbindung hergestellt; die außerdem
einer oft erheblichen Nachbearbeitung bedarf.
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Die Erfindung geht gegenüber dem Bekannten durchaus neue Wege. Ihre
Merkmale sind a) die Anwendung einer drehbaren, nach dem Schleuderverfahren arbeitenden
Hohlform, in welcher seitlich von der Drehachse zuvor hergestellte, vorzugsweise
fertig bearbeitete Teile des herzustellenden Körpers in dem zu verschmelzenden oder
zu sinternden pulverförmigen Stoff so eingebettet werden, daß sie mit ihren Innenflächen
in die innere Begrenzungsfläche des beim Schleudern gebildeten Hohlkörpers reichen,
b) die Anordnung einer Heizquelle in dem inneren Hohlraum der Form, durch welche
die einzelnen Teile an der Begrenzungsfläche des Hohlraumes beim. Schleudern derart
zusammengeschmolzen bzw. gesintert werden, daß sich ein aus dem Pulver erschmolzenes
bzw. gesintertes, die einzelnen Teile verbindendes Rohr von genügender Wandstärke
bildet.
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Es ist zweckmäßig, daß die Heizquelle so kurz gewählt wird, daß sie
ein abschnittweises Beheizen- des Drehrohres erlaubt, so daß die Stellen des entstehenden
Hohlkörpers, an denen fertig bearbeitete Teile eingeschmolzen bzw. eingesintert
werden sollen, beliebig stark beheizt werden können.
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Es ist bereits bekanntgeworden, Abzweigungen an Rohren aus Quarz anzubringen,
indem die fertig erschmolzenen Abzweigungen in richtiger Lage in das um einen elektrischen
Widerstand gehäufte Materialeingebettet wurden und dann mit dem. um den Widerstand
erzeugten Quarzrohling verschmolzen werden; hierbei wurden dann nach Entfernung
.des Heizwiderstandes der Quarzrohling mit den
anhängenden Abzweigungen
i1i eine Blasform eingeführt und darin zur gewünschten Größe aufgeblasen. Diesem
Verfahren gegenüber bringt die Erfindung den Fortschritt, auch Rohre mit größerem
Durchmesser mit Abzweigungen so zu verbinden, daß genau die gewünschte Form erhalten
wird. Bei dem bekannten Verfahren dagegen müssen die Stutzen, die angesetzt werden
sollen, einerseits bis in die Schmelzmasse hineinragen, um mit ihr zu verschmelzen,
sie können aber andererseits bei dem begrenzten Durchmesser der Schmelzmasse nicht
bis zur Innenwand der Blasform erweicht werden. Infolgedessen bleibt beim Aufblasen
der Schmelzmasse der Stutzen stehen und stülpt sich in das sich erweiternde, noch
plastische Rohr hinein. Ähnliche Schwierigkeiten treten bei diesem bisher bekannten
Verfahren bei der Herstellung schiefer Stuzen und bei der Anbringung von Flanschen
an das Hauptrohr auf. Auch hier gestattet die Erfindung zum 'ersten Male eine genaue
Vereinigung der Hauptteile mit den Nebenteilen, selbst bei Rohren größeren Durchmessers.
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Es ist bereits bekannt, rotationssymmetrische Körper, wie Glockenisolatoren,
dadurch herzustellen, daß man die fertigen Glocken in Sand einbettet, durch Widerstandserhitzung
einen rohrförmigen Schmelzkörper herstellt und dadurch gleichzeitig auf diesen die
Glocken aufschmilzt.
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Das eben beschriebene bekannte Verfahren ist ferner schon in der Form
ausgeführt worden, daß man den Schmelzling, der nach dem Widerstandsschmelzverfahren
erhalten wurde, nicht aufblies, sondern ihn in seiner ursprünglichen Größe zu der
gewünschten Form erstarren ließ. Dieses Verfahren ist jedoch nur auf Gegenstände
mit geringer lichter Weite anzuwenden, wie sie dem Durchmesser der Stäbe aus Graphit
oder Kohle entsprechen. Die Abmessungen, die das Verfahren der vorliegenden Erfindung
beherrscht, sind weit größer; es können Rohre mit einer lichten Weite bis zu über
40 cm mit Ansatzstutzen u. dgl. versehen werden. Außerdem wird bei dem neuen Verfahren
infolge der- Anwendung der Schleuderkraft eine innige Berührung zwischen dem Hauptrohr
und den Nebenteilen erzielt, so daß die Bildung von Hohlräumen auf jeden Fall vermieden
wird.
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Nach dem neuen Verfahren können nahezu beliebig geformte Einbauten,
z. B. U-förmige Stücke, Rohre mit mehreren Windungen und Kühlmäntel mit Zu- und
Abflußrohren, mit dem Hauptrohr exakt verbunden werden.
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Das neue Verfahren ist nicht. nur für zähflüssig schmelzende Stoffe,
wie Quarzglas und Quarzgut, anwendbar, eondern auch für die bekannten sinterfähigen
mineralischen Stoffe, wie Korund. Es gelingt nach dem neuen Verfahren, vielgestaltig
zusammengesetzte Gegenstände in einem einzigen Arbeitsgang in sehr dauerhafter Verschweißung
aller Teile herzustellen, die entweder gar keiner oder nur noch einer geringen Nacharbeit
bedürfen, wenn sie aus der Form genommen worden sind. Das Verfahren bietet einen
weiten Spielraum nicht nur in bezug auf den Durchmesser und die Länge der zusammengesetzten
Hohlkörper, sondern auch was die Form, Anzahl und Lage der Ansatzstücke und ihrer
Verbindungsstellen anbetrifft. Zur Veranschaulichung der Erfindung diene die beiliegende
Zeichnung. Sie enthält eine beispielsweise Ausführungsform eines Ofens, in dem das
vorliegende Verfahren angewendet wird. Der Ofen ist in einem mittleren Längsschnitt
dargestellt. Die Formstücke sind durch eine besondere Schraffur hervorgehoben.
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Das Schleuderrohr a ist auf Rollen b gelagert, von denen aus
es auch seinen. Antrieb erhält. Es ist mit-. einer Sandschicht c beschickt worden,
die unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft hinsichtlich der Innenfläche die Form
eines Rohres angenommen hat. In diese Schicht sind die Flanschedl und d2, der schräg
gestellte Stutzen e und der gerade gestellte 'Stutzen/ sowohl als auch das U-förmige
Rohr g so eingebaut worden, daß sie die gezeichnete Lage einnehmen und mit ihren
Endflächen die Innenfläche des aus Sand gebildeten Rohres durchdringen.
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Die Zeichnung stellt den Guß in halbfertiger Form dar. Der nicht dargestellte
Lichtbogen ist von rechts her etwa bis zur Mitte des Rohres geführt worden und hat
bereits den Flansch d2 sowohl als auch den Stutzen f mit dem entstehenden Rohr k
verschmolzen. Der dieses Rohr bildende Sand hat vorher die gestrichelte Oberfläche
gehabt, ist aber unter der Einwirkung des Bogens geschmolzen. Die durch das Schmelzen
des Sandes entstehende Volumenverminderung ist dadurch ausgeglichen worden, daß
sich die geschmolzenen Schichten, die infolge der ZentrifugaIwirkung,nach außen
gedrängt werden, gedehnt haben, so daß das fertig geschmölzene Rohr h "einen größeren
Durchmesser als die ursprünglich aus ungeschmolzenem Sand geformte Innenfläche aufweist.
Der Flansch d2 hat ursprünglich ebenfalls bis zur Innenfläche des nicht geschmoizenen
Sandrohres gereicht, wie durch Strichelung angedeutet ist.
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Das gleiche ist bei dem Stutzen/ der Fall gewesen. Beim Schmelzen
des Rohres k ist eine teilweise Schmelzung des Flansches sowohl als auch des Stutzens/
erfolgt; die gestrichelten Teile sind dünnflüssig erweicht und mit dem entstehenden
Rohr k innig verschmolzen.