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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.
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Insbesondere betrifft die Erfindung das Härten von Gegenständen, die
die Form von Rotationskörpern besitzen, z. B. von Röhren.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Infolge dieser Ausbildung kann die Einwirkung des Kühlmittels gleichmäßig
auf alle Punkte der Außenfläche des Gegenstandes erfolgen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Von den Figuren stellt dar Fig. i eine perspektivische Ansicht der
Vorrichtung und Fig. 2 einen Aufriß eines Teils der Vorrichtung in größerem Maßstab.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die auf die Außenfläche des Gegenstandes aufgeblasenen Strahlen sind
so gerichtet, daß sie diesen auf seine Träger aufdrücken.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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,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.