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Verfahren zum Herstellen von Glasfolienbändern Im Transformatoren-
und Elektromotorenbau und auch sonst werden zur Isolation dünne Isolierbänder oder
Isolierschichten benötigt, die sich gut verarbeiten lassen und ferner thermisch
beständig und wirtschaftlich sind. Glasfolien von besonders geringer Dicke würden
sich hierfür gut eignen, da sie weitgehend biegsam sind und auch gut isolieren.
Versucht man jedoch, derartige Glasfolien von möglichst geringer Dicke aus einer
Schlitzdüse zu ziehen, so schnürt sich der Folienstreifen infolge der Oberflächenspannung
leicht ab; die Seitenränder verdicken sich dabei. Es entstehen Wülste, deren Beseitigung
Schwierigkeiten macht.
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Es ist schon der Vorschlag bekanntgeworden, Glasfolien in der Weise
herzustellen, daß ein auf einer Seite geschlossenes Glasrohr auf einen Dorn aufgesteckt,
erhitzt und - unter Einblasen eines Gasstromes - auf Folienstärke heruntergezogen,
im Durchmesser in einer Richtung allmählich verringert und darauf zur Bildung einer
'Folie einseitig aufgeschnitten wird. Es bietet Schwierigkeiten, dies technisch
einwandfrei durchzuführen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen
von Glasfolienbändern. Es unterscheidet sich von dem vorerwähnten Verfahren dadurch,
daß das Glasrohr aus ,der Glasschmelze kontinuierlich gezogen, zugleich auf Folienstärke
hertintergezogen und im Durchmesser in einer Richtung verringert und darauf beiderseits
- an den Schmalseiten des entstandenen flachen Querschnittes - in Längsrichtung
aufgetrennt wird. Hiermit ist ein Weg aufgezeigt, in einem einfachen kontinuierlichen
Verfahren in technisch einwandfreier Weise Glasfolienbänder ohne seitliche Verdickungen
herzustellen. Dies bedeutet einen wesentlichen Fortschritt.
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Zum Ziehen des Rohres aus der Glasschmelze wird die Schmelzwanne mit
einer Ringdüse versehen. Das neue Verfahren kann in verschiedener Weise ausgeführt
werden. Man kann das gezogene und allmählich zusammengedrückte Glasrohr zwischen
Walzen, die länger sind als die Breite des zusammengedrückten Rohres, hindurchführen
und hierbei das Rohr an den Rändern über den kleinsten Biegeradius des inzwischen
hinreichend abgekühlten Glases zusammendrücken und dadurch auftrennen. Wählt man
zum Zusammendrücken des Rohres Walzen, die etwas kürzer sind als die Breite des
zusammengedrückten Bandes, so ergeben sich Hohlborten. Man kann sie z. B. durch
stoßweise angreifende Kräfte abtrennen, und es wird damit zugleich das zusammengedrückte
Rohr aufgetrennt.
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Die Zeichnung veranschaulicht in einigen Ausführungsbeispielen Anordnungen
zur Ausführung des neuen Verfahrens; es zeigt Fig. 1 und ebenso Fig. 2 in der Teilfig.
a einen Längsschnitt durch die Schmelzwanne und die Ziehwalzen bzw, eine Vorderansicht
auf die Ziehwalzen, in der Teilfig. b einen Schnitt durch das Glasrohr nach der
Linie b-b der Teilfig. a und in den Teilfig. c bis g je eine Draufsicht auf das
daneben in der Teilfig. a dargestellte Ziehwalzenpaar und einen Schnitt durch das
Glasrohr an der Stelle des betreffenden Ziehwalzenpaares, Fig.3 eine Abwandlung
der Ausführung nach Fig. 2.
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Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist die Schmelzwanne 1, die aus
hochfeuerfestem Material. z. B. aus Schamottesteinen, aufgebaut ist, im Boden mit
einer Ringdüse ausgestattet. Diese ist einerseits durch die vorzugsweise aus Molybdän
bestehende Platte 2 mit einer düsenförmigen, im Querschnitt kreisrunden Öffnung
und andererseits durch den zylindrischen Dorn 3 gebildet. Der Dorn 3, der vorztigsweise
ebenfalls aus Molybdän besteht, besitzt einen Kanal 3,1, durch den während
des Ziehvorganges mit geringem Überdruck ein inertes Gas eingeblasen wird, um das
entstehende Glasrohr, soweit es nicht durch die Ziehwalzen zusammengedrückt wird,
offen zu halten. Der Dorn 3 ist zentrisch bezüglich der Düsenöffnung in der Platte
2 angebracht. Durch Verschieben des Dornes 3 in der Längsrichtung kann die Wandstärke
des aus der Schmelze herausgezogenen Glasrohres beeinflußt bzw. eingestellt werden.
Es
wird daher bei der bevorzugten Ausführung .der Dorn 3 in seiner
Längsrichtung einstellbar angeordnet, so,daß er bei Beginn oder während des Ziehvorganges
noch eingestellt werden kann.
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Das aus der Schmelzwanne austretende Glasrohr 4 wird durch mehrere
Ziehwalzenpaare abgezogen und zugleich zunehmend profiliert, d. h. zunehmend zusammengedrückt.
Bei den Ausführungsbeispielen sind insgesamt sechs Ziehwalzenpaare 5 bis 10 vorgesehen,
von denen das vorletzte Paar, da hier die Trennung des Glasrohres in zwei Glasfolienbänder
erfolgt, auch als Trennwalzenpaar bezeichnet werden kann und von denen das letzte
Walzenpaar mehr die Aufgabe des Weitertransportes hat.
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Die düsenförmige Austrittsöffnung in der Platte 2 der Schmelzwanne
ist zunächst in üblicher Weise geschlossen, bis das in die Schmelzwanne gebrachte
Glas flüssig ist. Alsdann wind die Austrittsöffnung der Platte 2 geöffnet und der
Dorn 3 eingeführt. Zugleich wird über den Kanal 3a mit geringem überdruck ein inertes
Gas eingeblasen. Das nunmehr austretende zähflüssige Glasrohr 4 hat vor den Ziehwalzen
kreisringförmigen Querschnitt, wie in der Teilfig. b gezeigt ist. Durch die Ziehwalzen
5 bis 9 wird das abgezogene Glasrohr zunehmend profiliert, d. h. in der einen Durchmesserrichtung
zusammengedrückt, so daß es in der quer dazu verlaufenden Durchmesserrichtung entsprechend
breiter wird. Zu diesem Zweck sind die Walzen der Walzenpaare 5 bis 9 - in entsprechender
Stufung von Paar zu Paar - profiliert, wie das aus den Teilfig. c bis g deutlich
wird.
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Bei der Ausführung nach Fig.1 wird das Glasrohr nur bis zu einer flachen
Ellipse zusammengedrückt (beim Ziehwalzenpaar 9 bzw. beim Ziehwalzenpaar 8), also
ohne gegenseitige Berührung der durch die Hauptachse bzw. durch die Hauptachsenebene
getrennten Rohrwandungen. Die Länge der Walzen ist dem Rohrdurchmesser bzw. dem
allmählich größer werdenden Rohrdurchmesser angepaßt. Der Ziehvorgang wird ferner
hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs so durchgeführt, ,daß das Rohr beim Einlaufen
in das Walzenpaar 9 bereits hinreichend weit unter den Erstarrungspunkt abgekühlt
ist. An den seitlichen Rändern des fast plan gewalzten Rohres wird im Walzenpaar
9,der Biegeradius unterschritten und dadurch das Rohr zu einem Doppelband. aufgetrennt.
Dementsprechend ist die Länge der Walzen 9 der Breite des entstehenden Doppelbandes
angepaßt bzw. übersteigt sie leicht. Das beim Walzenpaar 9 aufgetrennte Doppelband
läuft anschließend zwischen dein Walzenpaar 10 hindurch, das eine Band wird auf
die Spule 11 und das andere auf die Spule 12 aufgewickelt. Die Walzenpaare 5 bis
10 und die Spulen 11 und 12 "werden mit Geschwindigkeiten angetrieben, die aufeinander
abgestimmt sind, wie das an sich bekannt ist.
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Es empfiehlt sich, dafür zu sorgen, daß .das mit geringem Überdruck
durch .den Dorn 3 eingeblasene inerte Gas am Ende des abgezogenen Rohres austreten
kann. Dies ist bei der Ausführung nach Fig. 1 dadurch ermöglicht, daß das Rohr auch
bei dem letzten Ziehwalzenpaar 9 bzw. 10 noch leicht oval bleibt, so daß hier das
inerte Gas unmittelbar hinter dem Walzenpaar 10 und/oder zwischen dem Walzenpaar
9 und dem Walzenpaar 10 seitlich austreten kann, da das Rohr in dein Walzenpaar
9 schon in zwei Bänder aufgetrennt wird.
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Der Umstand, daß .die entstehenden Folienbänder leicht gewölbt sind,
ist für das Aufspulen und für die Verwendung ohne Belang, da das Folienband gut
biegsam ist und sich daher plan legen und aufwickeln 1 äßt.
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Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig:1 dadurch,
daß die Ziehwalzenpaare anders profiliert und zum Teil auch in der Länge anders
bemessen sind. Der Unterscheidung halber sind die Walzenpaare in Fig.2 mit 5' bis
10' bezeichnet. Die Art der Profilierung und die Bemessung der Länge entnimmt man
aus den Teilfig. c bis g der Fig. 2.
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Das Verfahren wird im großen ganzen ebenso durchgeführt wie mit der
Anordnung nach Fig. 1. Das zunächst zähflüssige Glasrohr wird durch die Ziehwalzen
zunehmend zusammengedrückt. Für das Walzenpaar 9' sind jedoch zylindrische Walzen
verwendet von solcher Länge, daß das Glasrohr auf dem größeren Teil seiner Breite
plan gewalzt wird, ohne daß sich jedoch die beiden Wandteile bereits berühren und
ohne daß sich außerhalb .der Walzen Hohlborten bilden. Im nächsten Walzenpaar 10'
wird das Rohr vollkommen plan gewalzt. Der Abziehvorgang wird in solchem Zeitablauf
durchgeführt, daß das abgezogene Rohr am Walzenpaar 10' sich im Zustand der Erstarrung
oder nahe daran befindet, so daß die aufeinander gewalzten Wandungen sich nicht
mehr miteinander verbinden. Die Borten 411 werden beim Walzenpaar 10' durch vibrierende
oder sonstwie hin- und herbewegte Walzen oder Trennmesser 13, die mit dem Walzenpaar
10' zusammenarbeiten, abgeschert. Die so, entstehenden beiden Folienbänder werden
wieder auf die Spulen 11 und 12 aufgewickelt.
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Zum Abtrennen der Hohlborten können statt Trennwalzen oder Trennmesser
auch Preßluftdüsen benutzt werden, die die Hohlborten gleichsam wegblasen. Eine
Ausführung dieser Art ist in Fig. 3 in Verbindung mit dem Walzenpaar 10' gezeigt,
und zwar in Seitenansicht und in Draufsicht (Teilfig. a und g). Zu beiden Stirnseiten
des Walzenpaares 10' ist ein Preßluftdüsenpaar 14 angebracht. Die einzelne Preßluftdüse
ist zugespitzt, so daß die Preßluft in einem dünnen konzentrierten Strahl gegen
die Borten 4a bläst und damit diese abtrennt.
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Das durch den Dorn 3 eingeblasene inerte Gas kann bei der Ausführung
nach Fig. 2 und 3 über die Hohlborten 411 im Bereich des Walzenpaares 10a austreten,
da hier die Hohlborten laufend abgetrennt werden und sie somit unten offen sind.
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Zur Bildung der Glasfolien können Gläser der verschiedensten Art verwendet
werden, insbesondere kommt Hartglas (Glas mit einem Erweichungspunkt bei etwa 700
bis 800° C) oder Quarzglas (Erweichungspunkt bei etwa 1000 bis 1100° C) in Betracht.
Die Glassorte richtet sich im übrigen nach dem jeweiligen Verwendungszweck und vor
allem danach, bis zu welchem Maße,die mit Hilfe der Glasfolie hergestellte Isolation
hitzebeständig sein soll. Im allgemeinen können diese Glasfolien bis kurz unterhalb
des Erweichungspunktes erhitzt werden, also bei Glasfolien aus Hartglas etwa bis
zui 700° C oder bei Folien aus Quarzglas bis zu etwa 1000° C.
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Es ist schon erwähnt, @daßdurch Verstellen des Dornes 3 die anfängliche
Rohrstärke und damit die Stärke der Folie beeinflußt bzw. geregelt werden kann.
Ebenso bzw. zusätzlich ist dies möglich durch entsprechende Anpassung bzw. Einstellung
der Umlaufgeschwindigkeiten der Ziehwalzen. Die Folien sollen im allgemeinen möglichst
dünn sein. Es kommt vorzugsweise eine Dicke -der fertigen Folie unter 100 insbesondere
nur eine Dicke von etwa 20 bis 30 #t in
Betracht. Für manche Zwecke
sind Glasfolienbänder mit einer noch geringeren Dicke, z. B mit einer Dicke von
etwa 10@, herzustellen.