-
Verfahren zum Ziehen von 'Rohren oder Stäben aus geschmolzenem Glas.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Rohren oder Stäben aus geschmolzenem
Glas oder ähnlich plastischen geschmolzenen Massen und besteht darin, daß man die
Schmelze auf die Oberfläche eines in liegender Stellung gehaltenen und sich drehenden
Körpers auffließen läßt, auf der sie sich infolge der Drehung ringsum gleichmäßig
verteilt, worauf sie von dem sich drehenden Körper abgezogen wird.
-
Wenn der Körper hohl ist, kann man das Glas auch auf die innere Oberfläche
dieses Hohlkörpers auflaufen lassen.
-
Der in liegender Stellung gehaltene Körper, der also horizontal oder
in jeder geeigneten Neigung zur Horizontalen angeordnet ist, wirkt bei der Erfindung
nicht wie in bekannten Fällen der Anwendung gewöhnlicher Ziehdorne als Materialverdränger,
sondern infolge seiner Drehung im wesentlichen als Materialverteiler, und diese-Verteilerwirkung
kann sowohl durch die äußere als auch, im Falle eines Hohlkörpers, die innere Fläche
des Körpers hervorgerufen werden.
-
Die durch das Drehen des Körpers in Verbindung mit der Schwerkraftwirkung
hervorgerufene Verteilerwirkung -wird noch durch das Abziehen unterstützt. Obwohl
die Wirkung der Erfindung unverändert bliebe, wenn die Schmelze rings um den ganzen
Umfang des drehenden Körpers auf diesen fließen würde, so stellt es dennoch einen
besonderen Vorteil dar, daß die Erfindung es ermöglicht, die Schmelze nur einseitig
auf den sich drehenden Körper auffließen zu lassen. Auch in letzterem Fall wird
insbesondere -durch die Drehung die gleichmäßige Verteilung um den Körper bewirkt
und ein Stab oder Rohr größter Gleichmäßigkeit erhalten.
-
Die Schmelze fließt also aus einer gegebenenfalls regelbaren Öffnung
auf den Körper, wird auf diesem infolge der Drehung ringsum verteilt in verhältnismäßig
dünner Schicht und sodann erst abgezogen.
-
Da unter sonst gleichen Verhältnissen auch die Zähflüssigkeit der
Schmelze auf die Dicke und Gleichmäßigkeit des erhaltenen Produktes von Einfluß
ist, werden Mittel vorgesehen, welche den Schmelzfluß sowohl während der Verteilung
auf oder in dem sich drehenden Körper als auch bei der Abnahme von diesem Körper
auf entsprechender Temperatur erhalten.
-
Die Ausbildung eines Hohlraumes in dem abgezogenen Produkte, so daß
ein Rohr erhalten wird, kann auf mehrfachem Wege erreicht werden. Der einfachste
ist der bei der Herstellung von Glasrohren mit Hilfe von Ziehdüsen bekannte, daß
durch den von der Glasmasse umgebenen Luft in das Innere des abgezogenen Produktes
eingeblasen wird, deren Druck entsprechend eingestellt werden kann. Die Herstellung
eines massiven Stabes geschieht ohne solche Luftzufuhr.
-
Die Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung näher
erläutert. Abb. z und 2 ist eine Seitenansicht einer zur Ausführung des Verfahrens
dienenden Vorrichtung; Abb.2 stellt die Fortsetzung von Abb. z dar. .
-
Abb.3 ist eine im größeren Maßstabe gehaltene Ansicht von hinten.
Abb.
4. zeigt in größerem Maßstabe einen Schnitt nach Linie 4-4 in Abb. 3.
-
Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie 5-5 in Abb. .I.
-
Abb. 6 ist ein Abb. 3 entsprechender Grundriß bzw. wagerechter Schnitt.
-
Abb. 7 und 8 sind Teildarstellungen.
-
In der Darstellung der Zeichnung ist i ein Ofen mit Feuerkammer :2,
in dessen oberem Teil ein Herd 3 ausgebildet ist, in den von Zeit zu Zeit ein Posten
der zu verarbeitenden Schmelze eingebracht wird. Um die Schmelze in dieser Wanne
3 auf einem gewünschten Flüssigkeitsgrad zu erhalten, wird sie von der Feuerkammer
2 aus erhitzt. in der vorzugsweise Heizgase aus einer anderen Heizung zur Wirkung
gelangen.
-
Der Herd 3 ist zweckmäßig stufenförmig ausgebildet (Abb.S, 6), zu
dem Zwecke, die Schmelze mit breiter Oberfläche zur Auflieferungsstelle auf den
drehenden Körper gelangen zu lassen. Die Erfahrung hat gelehrt, daß aus dieser breiten
Oberfläche Luftbläschen oder sonstige Gaseinschlüsse aus der Schmelze leicht und
vollständig austreten.
-
Die Schmelze kann beispielsweise durch eine Öffnung d. (Abb. 5), die
durch eine Tür 5 verschließbar ist, auf den Herd 3 aufgebracht werden und fließt
zur tiefsten Stelle des Herdes, die durch einen Schieber 9 abgeschlossen werden
kann. Durch mehr oder minder hohes Anheben des Schiebers 9 wird der Fluß der Schmelze
vom Herd 3 in eine Kammer 7 geregelt. Das Anheben des Schiebers 9 erfolgt durch
Drehen eines Handrades 12, das durch einen Bock i i gehalten ist und eine Schraubenspindel
io umfaßt, die gegen Drehung gesichert mit dem Schieber 9 verbunden ist. Vor dem
Schieber 9 staut sich. die Schmelze.
-
In 'der Kammer 7 spielt sich hauptsächlich das * Verfahren der Erfindung
ab. In dieser Kammer ist nämlich der sich drehende Körper angeordnet, im Ausführungsbeispiel
der Zeichnung in schräger Lage und quer zur Öffnung 6 (Abb. 5), dessen äußere oder
innere Oberfläche die gleichmäßige@''erteilung der Schmelze rings um diese Fläche
bewirkt und diese dem Polende, an dein sie abgezogen wird, zuführt.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform, die sich im Wege langwieriger
Versuche als die vorteilhafteste herausgestellt hat, ist dieser sich drehende Körper
15 mit kegelmantelförmiger Außenfläche, deren Durchmesser auf das Polende zu geringer
wird, versehen, und die Schmelze fließt auf eine Stelle auf, die größeren Durchmesser
besitzt und höher liegt als das Polende. Diese Mantelfläche wird durch einen zweckmäßig
auswechselbaren Teil aus feuerfester Masse, wie Schamotte, gebildet, der auf einem
Träger 13 befestigt ist, der in diesem Beispiel rohrföriniggestaltet ist und bleichzeitig
zur Zufuhr von Luft unter atmosphärischem oder höherem Druck dient.
-
Der Träger 13 ist in der Hinterwand der Kammer 7 um seine Längsachse
drehbar gelagert und erhält einen Antrieb von außen, der im späteren beschrieben
wird. Sein Polende liegt in einer Öffnung 14 der Vorderwand der Kammer 7.
-
Die Schmelze fließt von dem Herd 3 durch die Öffnung 6 auf die '\-erteilerfläche,
wird dort gleichmäßig verteilt und in Form eines Rohres B oder Stabes abgezogen.
Die Dicke des Rohres hängt außer von dem Durchmesser und von der Drehung der Verteiler
auch von der Luftmenge ab, die durch das Innere des Rohres 13 eingeblasen wird,
ferner von der Zähflüssigkeit (Temperatur) der Schmelze und schließlich von der
Geschwindigkeit, mit der diese von der Verteilerfläche abgezogen wird. Das Rohr
oder der Stab wird über eine Ziehbank 22 o. dgl. (Abb. i) mittels einer geeigneten,
zweckmäßig mechanischen, selbsttätigen Ziehvorrichtung 23 (Abb. 2) ausgezogen.
-
Soll nicht Luft unter atmosphärischem Druck, sondern unter erhöhtem
Druck eingeleitet werden, so wird eine Anordnung gemäß Abb. 3, 4. und 6 von Vorteil
sein. Hier ist das hintere Ende des rohrförmigen Trägers 13 dicht, aber drehbar
mit dem Rohr 16 verbunden, das zu einem Behälter 17 führt, in dein Luft unter mäßigem
Druck gehalten wird und der seinerseits mit einem Hochdruckluftbeliälter 18 über
eine Leitung i9 mit dem Reduzierventil2o verbunden ist. Der Hochdruckluftbehälter
18 wird über eine Leitung 21 voll einer beliebigen Druckluftquelle (Luftpumpe o.
dgl.) gespeist. Der Behälter 17 wirkt also im wesentlichen als Windkessel, und der
Druck der Einblaseluft wird durch das Reduzierventil 2o geeignet eingestellt.
-
Im weiteren mögen nun Einzelheiten beschrieben werden, die zum Teil
auf die Ausbildung der wirksamen Verteilerfläche, zum Teil auf die Wärmebehandlung
der Schmelze während des Herstellungsprozesses Bezug haben.
-
Um die erforderliche Flüssigkeit der Schmelze während der Verteilung
auf dein sich drehenden Körper zu erhalten, sind in der Kammer 7 Heizvorrichtungen
8 vorgesehen, die zweckmäßig mit einer eigenen Wärmequelle versehen sind und nicht
durch Verbrenmingsprodukte aus dem Ofen i erhitzt werden. Beispielsweise können
dies Gasbrenner oder Ölbrenner sein, die regelbar sind, um die Temperatur im Rauni.7
und somit der in Verteilung und Formung begriffenen Schmelze nach Bedarf einstellen
zu können.
-
Soll mm -die unmittelbare Wirkung der vorzugsweise angewandten Heizvorrichtung
mit offener Flamme von der Schmelze ferngehalten werden und nur die strahlende Wärme
auf die
Schmelze einwirken, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der
Abb.4 ein zylindrisch oder ähnlich gestaltetes Gehäuse 24 mit Abstand um den Körper
13, 15 herum angeordnet. Dieses Gehäuse wird also erhitzt und teilt die Wärme der
Schmelze mit. Um eine allseitig gleichmäßige Wärmeabgabe zu sichern, wird das Gehäuse
24 konzentrisch um den Körper 13, 15 in Drehung gesetzt.
-
Der Ouerschnitt durch das Gehäuse 24 gemäß Abb.4 läßt erkennen, daß
dieses einen trichterförmigen Innenraum 24a und.einen zylindrischen, nach außen
offenen Raum 24b uinfaßt, welch letzterer in die Öffnung 14 des Ofens übergeht.
Der Körper 13, 15 ist durch den trichterförmigen Raum 24a vollständig und durch
den zylindrischen Raum 24b in diesem Beispiel teilweise durchgeführt. An der engsten
Stelle zwischen dem Gehäuse 24 und der Außenfläche des Körpers 15 ist jedoch hinreichender
Spielraum vorhanden, um die über den Körper 15 verteilte Schicht der Schmelze durchzulassen,
ohne daß jedoch gleichzeitig erhebliche Mengen der Heizgase durch den Ringschlitz
entweichen können. Durch die Form des Trichters 24a kann auch, natürlich außer durch
entsprechende Anordnung der Heizvorrichtungen, die gewünschte Verteilung der Wärme
auf die Schmelze bewirkt werden, welche die Verteilerfläche entlangfließt. Insbesondere
wird bei der in ebb. 4. dargestellten Form die Schmelze nach dem Austritt aus dem
trichterförmigen Teil 240 eine Abkühlung erfahren, die jedoch durch den zylindrischen
Raum 24b in mäßigen Grenzen gehalten wird und unerwünschte Wärmeverluste, welche
den Ziehprozeß erschweren könnten, verhindert. Eine Reserveheizung von vorn ist
vorgesehen.
-
Die beschriebene Ausführungsform der Ahb. 4 hat sich vorzüglich bewährt,
und bei ihr kommt die Schmelze, die in gleichmäßiber Schicht über die Außenfläche
des sich drehenden Körpers verteilt wird und fließt, nicht in Berührung mit dem
Gehäuse 24. Die Erfahrung und Entwicklung des Verfahrens gemäß der rrfindung hat
jedoch gelehrt, daß es durchaus nicht erforderlich ist, um praktisch brauchbare
Resultate zu erhalten, das Gehäuse 24 in der in Abb. 4 beschriebenen Weise auszubilden.
1lan erhält vielmehr auch brauchbare Ergebnisse, wenn man das Gehäuse 24 etwa gemäß
Abb. 7 ausbildet, indem es sich, vorzugsweise trichterförmig erweitert, von der
Austrittsöffnung des Ofens bis unter die Aufnahmestelle der vom Herd 3 kommenden
Schmelze erstreckt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt der Trichter den
Körper 13, 15 mit Abstand, aber es staut sich die Schmelze in dem Raum zwischen
dem innen liegenden und außen liegenden Körper. Die Dicke der Wandung eines zu ziehenden
Rohres kann dann durch den Abstand zwischen den beiden ineinandergeiagerten Körpern
teilweise geregelt werden. Uin diese Stauwirkung zu erzielen, kann man die Schmelze
zunächst auf den innen liegenden Körper fließen und durch reiche Zufuhr sich anstauen
lassen.
-
Die Erfindung erkennt aber auch, daß man der Innenfläche dieses sich
drehenden Körpers allein die Wirkung der gleichmäßigen Verteilung der Schmelze überlassen
kann. Man läßt also in diesem Fall die Schmelze unmittelbar in den Hohlraum und
auf die innere Oberfläche des Körpers 24, besonders den trichterförmigen Raum 24a
desselben, fließen, wodurch die Schmelze in gleichmäßiger Schicht über diese Innenfläche
verteilt wird.
-
Bei einer Anordnung gemäß Abb.4 oder 7 würde sich dann der Vorgang
derart abspielen, daß man die Schmelze A in das Gehäuse 24 bzw. 24a einfließen läßt,
ohne sie zuerst auf den Körper 15 auffließen zu lassen. Das Gehäuse oder der Trichter
wird dann zweckmäßig in gleichem Sinne gedreht wie der Körper 15, die gleichmäßige
Verteilung der Schmelze findet jedoch allein durch den Trichter statt, der diese
um den innen liegenden Körper 15 herum verteilt.
-
Die Erfahrung hat jedoch-gelehrt, daß dieses letztere Verfahren weniger
vorteilhaft als das zuerst beschriebene Verfahren ist, bei dem die Schmelze ausschließlich
auf den Körper 15 fließt und nicht das Gehäuse 24 bzw. den Trichter 24.a berührt.
Dieses letzterwähnte Verfahren ist auch überlegen dem anderen Verfahren, bei dein
die Schmelze gleichfalls zuerst auf die Außenfläche des Körpers 15 fließt und sodann
den Raum zwischen dem letzteren und dem Gehäuse 24 ausfüllt und beide Körper demnach
gleichzeitig berührt.
-
Bei den beschriebenen Verfahren, bei denen das Gehäuse 24. entweder
nur die Wirkung eines Wärmeschutzes oder Wärmeverteilers oder auch die Wirkung eines
gleichmäßigen Verteilers der Schmelze hat, dient der Körper 13, 15 dazu, Luft zur
Herstellung von Röhren einzublasen. Ist die Herstellung von massiven Stangen beabsichtigt,
so kann dieser Körper 13, 15 ohne weiteres verbleiben, und es braucht nur die Blaseluft
abgestellt zu werden. Bei Benutzung des Körpers 13, 15 als Verteiler der Schmelze
wird es sich bei der Herstellung von massiven Stangen auch empfehlen, eine Spitze
33 als Polende aufzusetzen (Abb.8).
-
Es ist ohne weiteres klar, claß sich das Verfahren bei Anwendung der
Einrichtung gemäß Abb. 4 in der Weise abspielt, daß die Schmelze A vom Herd 3 auf
den Körper 15 fließt, sich hierauf gleichmäßig über diesen verteilt und einerseits
infolge der geneigten Lage des Körpers und der hierbei wirksam werdenden Schwerkraft,
anderseits infolge des Zuges
derZiehvorrichtung23 in gleichmäßigerSchicht
zum .Austrittsende des Gehäuses 24. weiterfließt, wo ein Rolir B abgenommen wird.
In der Höhe der verengten Austrittsöffnung des Gehäuses 24 findet bereits eine mäßige
Ab-
kühlung statt, welche entsprechend zunimmt, sobald das gezogene Rohr den
Ofen verläßt. Bei zu starker Abkühlung kann die Reserveheizung angestellt werden.
Während des Ziehens wirkt der Druck der eingeblasenen Luft gleichmäßig von innen.
-
Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf die Herstellung von Röhren
oder Stäben aus Glas und hat sich hier vorzüglich bewährt. Praktische Versuche haben
z. B. ergeben, daß bei der Herstellung von 5 mm dicken Glasrohren sehr guteResultate
erzielt wurden, wenn der Ofen 30m von der Ziehvorrichtung 23 entfernt ist und die
Ziehgeschwindigkeit etwa .42 in in der Minute beträgt. Die nach dein neuen Verfaliren
gezogenen Glasröhren haben eine nahezu vollkommene Form und sind fast frei von Luftbläschen.
Letzterer Vorzug ist unter anderem auch dem Umstande zu verdanken, daß das Glas
in dünner Schicht auf die sich drehende Fläche fließt und sich gleichmäßig über
diese verteilt. Das Verfahren zeichnet sich durch Einfachheit, Schnelligkeit und
Billigkeit aus und bietet den weiteren Vorteil, daß die Produktion bei erheblich
verringertem Ausfall erhöht und an Handarbeit gespart wird.
-
Zum Schlusse möge noch der Antrieb des Körpers 13, 15 und des Gehäuses
24 beschrieben sein. Der Träger 13 des Körpers 15 ist, wie früher erwähnt, drehbar
in der Rückwand der Kammer 7 (Abb. q.) gelagert. Das Gehäuse 2q. ist auf zwei Rollenpaaren
25 (Abb. 4., 7) gelagert, die auf schrägliegenden Wellen 26 (Abb. 3, 5) befestigt
sind. Diese Wellen 26 werden durch Zahnräder 28 (Kegelräder) gleichmäßig angetrieben.
Die Zahnräder 28 wiederum sind auf einer Welle 27 befestigt, die ihren Antrieb durch
eine Kette 2g von der Vorgelegewelle 3o des Motors 31 aus erhält (Abb. 3, .I, 6).
Der Antrieb des Trägers 13 des Körpers 15 erfolgt durch eine Kettenradübertragung
32 von der Welle 26 (Abb. q., 6), so daß bei diesem Beispiel die Drehgeschwindigkeit
des Gehäuses 1.1 und des Körpers 15 in konstantem Verhältnis zueinander stehen.