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Verfahren und Vorrichtung für die Dauerherstellung von Glasröhren
und -stäben Es ist bekannt, Glasröhren, insbesondere Thermometerröhren, in Aufwärtsziehrichtung,
ebenso aber auch in waagerechter und lotrechter Richtung zu ziehen.
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Die neue Entwicklung und Technik für die Herstellung von Radioröhren,
Leuchtstofflampen, Gewinderöhren und Spritzen erfordern. sehr genau hergestellte
Röhren., damit solche Artikel wirksam auf automatischen Maschinen bearbeitet werden
können.
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Für dieses Ziel ist nicht nur Genauigkeit im Durchmesser der Glasröhren
wesentlich, sondern noch wichtiger ist die Gleichmäßigkeit der Wanddicke der Röhren.
Bei Leuchtstoffröhren dürfen die Röhren keine Marken; Linien oder Wellen aufweisen,
wie sie durch. ungleiche Glasverteilung beim Ziehen entstehen können.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß dieses Ziel durch eine Maschine erreicht
werden kann, die im Dauerbetrieb das Glas erfindungsgemäß in einem Verfahren aufwärts
zieht, einer Maschine, die allgemein als Aufwärtsziehmaschine bekannt ist.
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Gemäß dem Verfahren. nach der Erfindung für die Herstellung von Glasröhren
und -stäben wird das Glas nach oben von einem umlaufenden Ziehtopf zwischen den
Wandungen, eines Zylinders gezog-en, welcher in derselben Richtung und in Synchronismus
mit dem Ziehtopf umläuft.
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Luft wird aufwärts durch eine Düse geblasen, deren Mündung unter dem
Glasspiegel in dem Ziehtopf
liegt. Die Düse -ist vorteilhaft ganz
oder teilweise aus hochpoliertem, nichtrostendem Nickel-Chrom-Stahl hergestellt.
Kühlmittel können in einstellbarer Lage über der Düse und/oder über dem Zylinder
angeordnet sein, in welchen das Kühlmittel Luft oder Gas oder Wasser oder eine andere
Flüssigkeit sein kann.
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Nach der Erfindung ist außerdem der umlaufende Ziehtopf im Innern
so ausgestaltet, daß er seine größte Tiefe unmittelbar unterhalb des durch den Zylinder
gebildeten Kreises hat, mit dem er umläuft. Von dieser untersten Stellung erhebt
sich die Fläche des Ziehtopfes als eine konkave Kurve zu der Mündung der Düse und
gibt so einen. stromlinienförmigen Fluß für die beim Ziehvorgang aufwärts gezogenen
Glasmassen. Der umlaufende Ziehtopf und die Düse sind zweckmäßig so gestaltet, daß
an der inneren Fläche des Ziehtopfes und der Außenfläche der Düse eine glatte kontinuierlich
verlaufende Kurve für das Glas vorhanden ist, das bei der Herstellung der Röhren
oder Stäbe aufwärts gezogen wird.
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Gemäß der Erfindung ist ferner ein Wassermantel im Innern des umlaufenden
Ziehzylinders vorgesehen, durch welchen. Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, umlaufen
kann..
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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Mittel, z.
B. ein: Ring, vorgesehen, vorteilhaft in einer Stellung über dem umlaufenden Zylinder,
der Öffnungen aufweist, durch welche Luft oder ein anderes Gas unter Druck unter
einem Winkel in den Ziehzylinder gegen den Mittelpunkt des Glaskegels gerichtet
wird, der durch das, aufwärts gezogene Glas unmittelbar über der Düse gebildet wird.
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Gemäß der Erfindung ist ferner ein Verbindungsglied zwischen der mit
dem Ziehtopf umlaufenden Düse und der stationären Luftquelle für die Düse vorgesehen.
Ein. solches Glied kann aus eine: Kugel- und Gelenkanordnung bestehen, die gebrochenes
Glas, das von einem. falschen Schneiden der Röhre entsteht, austreten läßt.
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Gemäß der Erfindung sind ferner Mittel vorgesehen, um die Stellung
des umlaufenden Ziehtopfes mit Bezug auf die anderen damit zusammenarbeitenden Teile
einzustellen. Solche Mittel können Seitenschrauben und Bodenschrauben sein, durch
welche der umlaufende Ziehtopf gehoben oder gesenkt oder nach einer oder der anderen.
Seite bewegt werden kann.
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Beim Gebrauch des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung
werden die folgenden Vorteile erzielt i. Der Gebrauch eines umlaufenden Ziehtopfes
(die Geschwindigkeit desselben ist ungefähr 1/z bis 2 Umdrehungen pro Minute je
nach der Röhrengröße und der Ziehgeschwindigkeit) beseitigt die einseitige Wirkung
des einkommenden geschmolzenen Glases von dem Zuführungskanal.
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ä. Die stromlinienförmige Gestalt des Bodens. des Ziehtopfes, wie
er in die Seitenwandung des Düsengliedes übergeht, verhindert kalte Ecken oder Taschen:
von kaltem Glas und sichert so einen kontinuierlichen, gleichmäßigen; Fluß des.
Glases in den Glaskegel, wie er im ersten Stadium der Bildung der Röhre oder des
Stabes gebildet wird.
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3. Ein umlaufender Ziehzylinder in. Synchronismus. mit der Geschwindigkeit
des Ziehtopfes, der in das Glas eintaucht, bildet um das Düsenglied, das in dem
Ziehtopf fest angeordnet ist, eine kreisförmige Ziehkammer, in welcher infolge des
Umlaufes des Ziehtopfes das Glas in gleichmäßiger und homogener Viskosität . durchaus
gehalten wird.
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q.. Die Kühlmittel, insbesondere ein wassergekühlter Mantel oder Zylinder,
an der Innenseite des Ziehzylinders und einstellbar in derHöhe wirken auf die Bildung
des Glaskegels.. So werden gleichmäßige Bedingungen: hinsichtlich der Atmosphäre
und Viskosität geschaffen und aufrechterhalten, welche äußerst günstig für das Ziehen
von. Röhren und Stäben sind.
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5. Der Ring, durch welchen Druckluft durch kleine Öffnungen oder Düsen
gegen den Mittelpunkt des. Glaskegels über dem Düsenglied in dem Ziehtopf gerichtet
wird, erhöht die Kühlwirkung und bringt die Leistung auf einen. Betrag von 3 t oder
mehr pro Stunde.
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6. Erfahrung hat gezeigt, daß der Gebrauch von Düsen und Ziehzylindern
ganz oder teilweise aus hochpoliertem, nichtrostendem Nickel-Chrom,-Stahl oder ähnlichem
Metall die Qualität der Stäbe und Röhren erhöht, indem jede Markenbildung auf der
Innenseite oder Außenseite der Röhren. vermieden wird. Gleichzeitig gibt dies eine
Hilfe für das reibungslose Ziehen des Glases entlang dem Düsenglied.
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Die Erfindung ist beispielsweise und schematisch in. den Zeichnungen
veranschaulicht, und es stellt dar Fig. i einen lotrechten, -Querschnitt einer Vorrichtung
nach der Erfindung, Fi.g.2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-A der Fig.
i, Fig. 3 einen, lotrechten Schnitt der Düse für das Röhrenziehen, in größerem Maßstab,
Fig. q. einen lotrechten Schnitt durch den. Ziehtopf mit einem Ziehkörper für das
Ziehen von Stäben, in größerem Maßstab.
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Bei der Ausführung der Erfindung und einer Bauart für die .Herstellung
von Glasröhren wird geschmolzenes Glas von einem Ofen (nicht gezeigt) durch einen
Kanal i unter Kontrolle einer Abschlußvorrichtung 2 einem umlaufenden Ziehtopf 3
zugespeist.
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Der Ziehtopf 3 ist aus keramischem Stoff gefertigt und zur Einstellung
aufwärts und seitlich unter der Wirkung von Schrauben. q. bzw. 5 in einem zylindrischen
Behälter 6 angeordnet, der in Stützarmen 7gelagert ist, die auf Lagern 8 einer Ringschiene
9 getragen sind. Ein: Zahnring io ist an den Stützarmen 7 befestigt und wird durch
ein Getriebe T i von einer Kraftquelle, wie z. B. einem Elektromotor (nicht gezeigt),
angetrieben.
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Die Mitte des Ziehtopfes 3 wird durch eine lotrechte Düse 12 gebildet,
die eine lotrechte Bohrung 14 mit Mündung unter dem Glasspiegel besitzt und von
unten durch eine Leiturig 13 mit einer Preßluftquelle
verbunden
ist, wie später noch im einzelnen beschrieben werden wird. Die innere Umrißlinie
(Erzeugende) des Ziehtopfes 3 ist kurvenförmig und geht. in die äußere Umrißlinie
(Erzeugende) der Wandung der Düse 12 über, so daß das Glas in Stromlinienfluß von
dem Ziehtopf über die Wand der Düse 12 und aufwärts durch eine Ziehvorrichtung (nicht
gezeigt) gezogen werden kann. Die Düse 12 ist mit einem i\Tickel-Chrom-Stahl-Mantel
versehen, und die Bohrung hat verschiedene Größe je nach dem Durchmesser der zu
ziehenden Glasröhren und der Art des zum Ziehen verwendeten Glases. Der Luftdruck
für kleine Röhrengrößen, z. B. Röhren von 6 mm Durchmesser, ist eine 7-mm-Wassersäule
und für größere Größen bis zu 5o mm Durchmesser eine 5io-mm-Wassersäule.
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Ein Zylinder 15, zweckmäßig aus Metall, ist in Lagern 15a über den
Ziehtopf 3 gelagert und taucht in das geschmolzene Glas in dem Ziehtopf 3 an der
Stelle der größten Tiefe desselben. in diesen ein. Die Umlaufgeschwindigkeit des
Zylinders 15 ist in Gleichlauf mit. der Umlaufgeschwindigkeit des Ziehtopfes 3 gebracht.
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Ein ringförmiger DLckel17 für den Ziehtopf umgibt den Ziehzylinder
15 und wird zusammen mit dem Ziehzylinder auf gleicher Temperatur durch Gasbrenner
(nicht gezeigt) oder in irgendeiner anderen passenden Weise -gehalten.
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Ein: Kühlmantel 18 ist in axialer Verlängerung und in Abstand von
dem umlaufenden Zylinder 15 in diesem angeordnet und kühlt die Glasröhre i9, wenn
es nach aufwärts von dem Ziehtopf gezogen wird, ab. Der Kühlmantel 18 kann an Gegengewichten
2o über und außerhalb des Ziehzylinders 3 aufgehängt sein. Kaltes Wasser läuft durch
den Mantel mit Hilfe von Einlaß- und Auslaßröhren 21 und 22 hindurch, die für diesen
Zweck am Boden und im Oberteil des, Kühlmantels vor----sehen sind. Der Fluß des
Kühlwassers wird gemäß der erforderlichen Wanddicke der Röhre geregelt.
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Die Glasröhre i9 wird vom Mittelpunkt des Ziehtopfes 3 durch bekannte
Mittel (nicht gezergt) lotrecht aufwärts gezogen, und die Ziehgeschwindigkeit ist
durch die Glasart und die erforderliche Wanddicke bestimmt.
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Ein Ringglied 23 ist in ähnlicher Weise fest über dem Kühlmantel 18
und konzentrisch zu der aufwärts gezogenen Glasröhre 19 angeordnet. Luft wird durch
Öffnungen 24. in dem Ring 23 nach unten unter einem Winkel auf die Außenwandung
der Glasröhre i9 geblasen, wie dieses von dem Ziehtopf gezogen wird. Der Ring 23
kann in jeder beliebigen Weise in der Höhe einstellbar sein.
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Eine Leitung 14 von der Düse 12 zu der Luftzuführungsleitun:g 13 ist
über eine Kugel- und Gelenkverbindung 25 verbunden. Das Gelenk ist ortsfest, und
die Kugel läuft mit der Düse um. Die Luft ist unter der Verbindung durch eine Leitung
13 zugeführt, die unter nach oben gerichtetem Winkel in die Basis des Gelenkes eintritt.
Die zentrale Bohrung der Düse erstreckt sich lotrecht durch das Gelenk und durch
eine Röhre 26, so daß gebrochenes Glas von einer gebrochenen Röhre oder Stab unmittelbar
durch die Düse und deren Verbindungen hindurchfallen kann, ohne die Luftzufuhr zu
verstopfen.
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Die Düse 12 kann ganz aus Nickel-Chrom-Stahl mit einer zentralen Bohrung
und einem flachen Oberteil 27 (Feg. 3) mit einer scharfen: Randkante bei
28 gestaltet sein. Die Größe der Düse bildet einen Faktor für die Bestimmung der
Wanddicke der Röhre, und aus diesem Grund sind die Düsen mit Köpfen versehen, die
leicht auswechselbar sind.
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Bei der Herstellung von: Glasstäben ist eine Zufuhr von Luft durch
die Düse unnötig, und ein domähnlich geformtes Ziehglied 29 (Feg. 4) ist vorgesehen,
dessen Wände bei 30 leicht konkav sind und in die innere Umrißlinie des Ziehtopfes
3 übergehen, um so zum reibungslosen Ziehen der Glasstäbe beizutragen. Das Ziehglied
kann teilweise aus Lehm gebildet sein, wovon nur der Oberteil aus Stahl besteht.
Die bei der Herstellung von Röhren zum Durchblasen der Düsen verwendete Luft kann
bei der Herstellung von Stäben zur Kühlung verwendet werden, wie bei 31 in Fig.
4. gezeigt.
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Beim Arbeiten für die Herstellung von Glasröhren wird das geschmolzene
Glas vom Mittelpunkt des Ziehtopfes, der vorher hinsichtlich Höhe und seitlicher
Lage zu den Ziehmitteln, zum umlaufenden Zylinder 15, dem ortsfesten Kühlmantel
18 und dem Luftkühlring 23 mit Hilfe der Schrauben 4 und 5 eingestellt worden ist,
lotrecht nach oben gezogen.
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Luft unter Druck aus der Düse, die ein Teil mit dem Ziehzylinder bildet
und zentral darin angeordnet ist, wird aufwärts durch die in Bildung befindliche
Glasröhre geblasen. Die äußeren Wände der Röhre werden durch den Kühlmantel 18 und
durch den nach unten gerichteten Luftstrom, von dem Ring 23 gekühlt.
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Dabei fließt ständig geschmolzenes Glas durch den Kanal 1, der entsprechend
erhitzt wird, in; den Ziehtopf.
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Bei der Herstellung von Glasstäben ist die Arbeitsweise dieselbe,
nur daß anstatt der Düse ein volles Ziehglied 29 verwendet wird, wie in Fig.4 der
Zeichnung gezeigt.
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Der Deckel auf dem Ziehtopf, die Heizmittel und die Tatsache, daß
der Ziehtopf umläuft, sichern, daß das geschmolzen.-- Glas auf einer gleichen Temperatur
gehalten wird und daß alles Glas in dem Ziehtopf dieselbe Temperatur aufweist. Die
Glasröhren oder -stäbe werden deshalb die gleiche Beschaffenheit und Abmessung halten,
ohne daß Riefen oder Löcher in dem Glas auftreten.