DE756522C

DE756522C - Verfahren und Vorrichtung zum Waermebehandeln (Haerten) hohler Rotationskoerper aus Glas

Info

Publication number: DE756522C
Application number: DEC54907D
Authority: DE
Inventors: Kenneth Stratton
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1938-03-22
Filing date: 1939-03-22
Publication date: 1953-04-16
Also published as: US2239796A; GB512976A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wärmebehandeln (Härten) hohler Rotationskörper aus Glas Die Erfindung bezieht sich auf das Härten von Glas durch Erhitzen der zu härtenden Gegenstände auf eine nahe dem Wiedererweichungspunkt des Glases liegende Temperatur und anschließendes schroffes Abkühlen durch auf die Oberfläche des zu härtenden Gegenstandes aufgeblasene bzw. aufgesprühte Strahlen eines geeigneten Kühlmittels, z. B. Luft.
Insbesondere betrifft die Erfindung das Härten von Gegenständen, die die Form von Rotationskörpern besitzen, z. B. von Röhren.
Bei dem Härten solcher Gegenstände machte es bisher Schwierigkeiten, eine zweckentsprechende Kühlung der Innenflächen und der Teile der zu härtenden Körper zu sichern, die sich in Berührung mit den Organen befinden, die sie tragen.
Bei den bekannten Verfahren wird der zu härtende Rotationskörper in senkrechter Lage an einem seiner Enden unterstützt, wobei die ihn tragenden Organe ständig in Berührung mit dem gleichen Teile des Gegenstandes verbleiben. Trotz aller Vorkehrungen, die getroffen wurden, wie der, diese Trageorgane aus einem Werkstoff von hoher Wärmeleitfähigkeit herzustellen oder sie so auszubilden, daß sie nur einen sehr kleinen Teil der Oberfläche des zu härtenden Gegenstandes der unmittelbaren Einwirkung der Kühlmittelstrahlen entziehen, war es bisher in der Mehrzahl der Fälle nicht möglich, auf alle Teile des Gegenstandes die erwünschte Kühlwirkung auszuüben, insbesondere nicht auf seine Enden.
Andererseits erwies es sich praktisch in dem besonderen Falle der Härtung von Röhren von kleinem Durchmesser nicht als möglich, eine einwandfreie Abschreckung der Innenflächen solcher Röhren durch die hierfür bisher bekannte Arbeitsmethode, nämlich mittels eines im Innern der Röhren angeordneten Blasorgans, das Strahlen in senkrechter Richtung auf die Innenflächen der Röhren aufbläst, vorzunehmen.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. In erster Linie besteht die Erfindung darin, daß dieRotationskörper, welche zum Zwecke der Härtung gekühlt werden sollen, von sich drehenden Organen getragen «erden, die dem zu härtenden Gegenstand eine Drehbewegung um seine Achse erteilen, während dieser eine waagerechte oder im wesentlichen waagerechte Lage einnimmt, derart, daß die Teile des Gegenstandes, die sich in Berührung mit den Tragev orrichtungen befinden, während der Drehbewegung ständig wechseln.
Infolge dieser Ausbildung kann die Einwirkung des Kühlmittels gleichmäßig auf alle Punkte der Außenfläche des Gegenstandes erfolgen.
Bei dem Härten von Röhren aus Glas werden diese bei Anwendung des neuen Verfahrens in waagerechter Lage durch die Kanten von senkrecht liegenden Scheiben getragen, die auf waagerechten, in Drehbewegung versetzten Wellen befestigt sind.
Es ist wesentlich, zu bemerken, daß die örtliche Anordnung der sich drehenden Tragevorrichtungen so gewählt werden kann, daß die Enden des zu härtenden Gegenstandes hiervon völlig frei bleiben. wie dies bei ähnlichen Vorrichtungen zum Wärmebehandeln von Rotationskörpern bereits bekannt ist. Bekanntlich ergeben sich beim Härten von Hohlkörpern immer Schwierigkeiten, in geeigneter Weise die Endteile solcher Körper, z. B. die Enden einer Röhre, den Hals einer Flasche oder ihren Boden, zu kühlen, und es ist deshalb vorteilhaft, jedes Hindernis vermeiden zu können, welches sich in dem Weg des Kühlmittels zwischen den Blasdüsen und den entsprechenden Teilen des zu härtenden Gegenstandes befindet.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht hei crem Härten von Rotationskörpern, die an ihrer beiden Enden offen sind, wie von Röhren, darin, daß das Härten der Innenoberfläche durch Aufblasen eines kühlenden Mittels in axialer Richtung des Gegenstandes erfolgt, wobei dieses Aufblasen abwechselnd in dem einen und in dem anderen Sinne im Inneren des dem Kühlvorgang unterworfenen Körpers erfolgt. Diese innere Abschreckung wird mit einer Abschreckung der äußeren Oberfläche des Gegenstandes verbunden, die durch Strahlen erfolgt, welche beispielsweise senkrecht auf diese Flächen gerichtet werden.
Im besonderen umfaßt die Erfindung eine Vorrichtung, die für das Härten von röhrenförmigen Gegenständen aus Glas von sehr verschiedenen Längen und gegebenenfalls auch verschiedenen Durchmessern geeignet ist.
Das Verfahren, welches den Gegenstand der Erfindung darstellt, kann zum Härten von Röhren mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Vorrichtung durchgeführt «-erden, welche ihrerseits einen Gegenstand der Erfindung bildet.
Von den Figuren stellt dar Fig. i eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung und Fig. 2 einen Aufriß eines Teils der Vorrichtung in größerem Maßstab.
Die Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte ii, die an ihren Enden feste Pfeiler i#? und 13 trägt, welche umlaufende Wellen 14 und 15 tragen. Auf diesen Wellen sind Paare von Scheiben 16 und 17 befestigt, und zwar können diese, wie an sich bekannt, an vorbestimmten Stellen so auf den Wellen angeordnet sein, daß sie die Anordnung von Röhren 18 verschiedener Länge, welche gehärtet werden sollen, ermöglichen.
Die Tragplatte 13 weist einen Schlitz 2o auf, der oben offen ist, durch welchen die Röhre 21 für die Zuführung des kühlenden Fludes für das Innere des zu härtenden Körpers hindurchgeführt ist. In dieser Röhre ist ein Regelventil 31 vorgesehen. Auf sie ist eine Zuführungsröhre 22 aufgeschraubt. Die Röhre 21 ist mittels Spannschrauben 32, die auf die Röhre aufgeschraubt und an jeder Seite der Tragplatte 13 angeordnet sind, an dieser in bezug auf ihre Höhenlage verstellbar befestigt, so daß durch Verstellung der Röhre 2i die Ausströmröhre 22 in die Verlängerung der Achse einer Röhre i8 von irgendeinem Durchmesser, welche auf den Scheiben 16 und 17 gelagert ist, gebracht werden kann.
Ein an der Tragplatte 13 befestigtes Winkeleisen 23 trägt in regelbarer Stellung einen zweiten Vertikalträger 24, in welchem ein großer Einschnitt 25 ausgespart ist, der eine Berührung zwischen dieserTragplatte und dem Ausströmrohr 22 verhindert. Die Platte 24 ihrerseits trägt eine Anschlagscheibe 26 für die Röhre, in welcher öffnungen 27 ausgespart sind, die sich in verschiedenen Abständen vom Mittelpunkt der Scheibe befinden. Diese Abstände sind derart gewählt, daß es durch Drehung der Scheibe 26 immer möglich ist, eine der Öffnungen in übereinstimmung mit der Endöffnung jedes auf den Scheiben 16 und 17 gelagerten röhrenförmigen zu härtenden Körpers zu bringen.
Ein plattenförmiger Tragpfeiler 13', ähnlich dem Pfeiler 13, ist diesem gegenüber gleitbar auf der Grundplatte i i angeordnet und trägt einen Träger 2q.', eine Scheibe 26' und eine Zuführungsleitung 21' für das kühlende Flud. Diese Zuführungsleitung 21' trägt ein AusstrÖmrohr 22. Alle diese Teile sind die gleichen wie die oben erwähnten Teile 2:4, 26, 21 und 22. DieTrag platte 13' kann auf der Grundplatte i i derart verstellt werden, daß in zweckentsprechender Weise der Abstand zwischen den Tragplatten 13 und 13' so geregelt werden kann, daß er Röhren 18 von verschiedenen Längen angepaßt werden kann.
Eine Zuführungsleitung 28 für das küh- lende Flud zum Abschrecken der äußeren Oberfläche der Rotationskörper ist parallel den Wellen 14 und 15 angeordnet, und in ihr ist ein Regelventil 33 ebenso wie eine Reihe von Öffnungen a9. Diese Leitung ist auf einstellbaren Trägern 30 und 30' gelagert, die es ermöglichen, sie sowohl in senkrechter wie in waagerechter Richtung in bezug auf .die Wellen 14. und 15 zu verschieben, um sie so in die geeignetste Stellung zu bringen, um ein kühlendes Mittel auf die Außenfläche der zu härtenden Röhre zu richten. Man kann auch die Leitung 28 sich in ihren Trägern drehen lassen, in dem Maße wie dies notwendig ist, um das kühlende Mittel rechtwinkelig auf die Oberfläche der abzuschreckenden Röhren zu richten.
Die auf die Außenfläche des Gegenstandes aufgeblasenen Strahlen sind so gerichtet, daß sie diesen auf seine Träger aufdrücken.
Die Arbeitsweise mit der vorbeschriebenen Vorrichtung ist folgende: a) Die Lage der einzelnen Teile zueinander wird so geregelt, daß der Abstand zwischen den Scheiben 26 und 26' etwas größer ist als die Länge der zu härtenden' Röhre 18, damit das Auflegen der Röhren auf die Scheiben 16 und 17 ebenso wie ihr Wegnehmen ohne Schwierigkeiten vor sich gehen kann.
b) Die Scheiben 26 und 26' werden derart gedreht, daß ihre Öffnungen 27 mit der abzuschreckenden, auf den Scheiben 16 und 17 gelagerten Röhre 18 fluchten.
c) Auf die Zuleitungen 21 und 21' werden die Ausströmrohre 22 und 22' aufgeschraubt, deren Öffnungen im wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser der Röhre sind. Dann werden die Leitungen angehoben oder gesenkt, um so die Öffnungen der Ausströmrohre in mittige Lage zu der Öffnung der Röhre 18 zu bringen.
d) Der Abstand zwischen der Leitung 28 und der Röhre i8 wird in zweckentsprechender Weise eingestellt und nun diese Leitung so verdreht, daß das abschreckende Flud in der richtigen Richtung auf - die Oberfläche der Röhre auftrifft.
Sobald die Röhre 18 in dem richtigen Grad erhitzt worden ist und auf den Scheiben 16 und 17 aufruht, die sie in Drehbewegung versetzen, wird das Ventil 33 der Zuleitung 28 geöffnet und so das durch diese Leitung zugeführte kühlende Mittel auf die Außenwand der Röhre gerichtet. Dann werden unter weiterer Drehung abwechselnd die Ventile 31 und 31' geöffnet, die in den Zuführungsleitungen 21 und 21' angeordnet sind, um so abwechselnd das durch diese Leitungen zugeführte kühlende Mittel längs der Innenwandungen der Röhre 18 erst durch das eine, dann durch das andere ihrer Enden einströmen zu lassen. Während dieses Vorgangs verhindert die Scheibe 26' jede merkliche Längsbewegung der Röhrei8 nach links, wenn das Ventil! 31 geöffnet ist, und die Scheibe 26 jede merkliche Bewegung der Röhre 18 nach rechts, wenn das Ventil 31' geöffnet ist.
,Wenn die Röhre 18 während des gewünschten Zeitraums gekühlt worden ist, wird sie von den Scheiben abgenommen und durch eine andere ersetzt, die man der gleichen Behandlung unterwirft. Auf diese Weise vollzieht sich der Abschreckvorgang der Röhren ohne Änderung der Einstellung der Vorrichtung, bis man auf Röhren von einem anderen Durchmesser und/oder anderer Länge übergeht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Wärmebehandeln (Härten) hohler Rotationskörper aus Glas, beispielsweise Röhren, bei welchem der zu härtende Gegenstand in waagerechter oder im wesentlichen waagerechter Lage auf drehbaren Tragorganen aufruht, die ihm eine Drehbewegung um seine Achse erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der vorher auf eine in der Nähe des Wiede-rerweichungsp.unktesliegende Temperatur erhitzte Gegenstand während seiner Drehung durch Kühlmittelstrahlen gehärtet wird, von denen die einen auf die innere und die anderen auf die äußere Oberfläche des Körpers einwirken, wobei die letzteren so gerichtet sind, daß sie den Gegenstand an die Tragorgane andrücken.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelstrahlen, welche auf die innere Oberfläche des Körpers einwirken, axial gerichtet sind und abwechselnd in der einen und in der anderen Richtung zur Einwirkung gebracht werden.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2 unter Verwendung von Anschlägen, welche die Längsverschiebung der Gegenstände oder Röhren, die der Einwirkung der axial abwechselnd entgegengesetzt gerichteten Kühlmittelstrahlen unterworfen werden, begrenzen, gekennzeichnet durch öffnungen in diesen Anschlagelementen, die in mit den Enden der Röhren fluchtende Stellung gebracht werden können, um so den Durchtritt der axialen Kühlmittelstrahlen zu ermöglichen, wobei diese verschieden großen Öffnungen auf dem Umfang der drehbaren Anschlagelemente entsprechend ihrem Durchmesser verteilt sind zur Behandlung von Röhren verschieden großer lichter Weite. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 370 789, 590 135, 603 o95, 63 1 311, 636 476, 639 049; schweizerische Patentschrift Nr. Ioo 429; französische Patentschrift Nr. 473 490.