DE2445827C3 - Verfahren zur Herstellung langgestreckter Glaskörper aus entglasbarem Glas - Google Patents
Verfahren zur Herstellung langgestreckter Glaskörper aus entglasbarem GlasInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/04—Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung langgestreckter Glaskörper aus entgbsbarem Glas, das
eine optimale Bearbeitungstemperatur in der Nähe der Liquidustemperatur hat
Bei der Herstellung von Glasgegenständen ist es bekannt, eine Schmelzglasmasse zu bilden, diese bei der
optimalen Bearbenungstemperatur, d. h., wenn die
Viskosität etwa 104 Poise beträgt, ; . formen, und die geformte Masse dann abzukühbn.
Beim Abkühlen der geformten i^asse tritt eine
Entglasung ein, wenn die Masse während einer längeren Zeitperiode in dem Entglasungstemperaturbereich
unterhalb der Liquidustemperatur des Glases gehalten wird. Deshalb ist es üblich, die Schmelzglasmasse derart
abzukühlen, daß der Entglasungstemperaturbereich rasch durchlaufen wird.
Wenn jedoch die optimale Bearbeitungstemperatur des Glases nahe der Liquidustemperatur liegt, kommt
die Temperatur wegen der Wärmeabstrahlung während
des Formvorganges und/oder nach der Beendigung des Formvorganges und vor dem Beginn des Abkühlens in
den Entglasungstemperaturbereich.
Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, kann man solch eine Glasart wählen, bei der die optimale Bearbeitungstemperatur von der Liquidustemperatur ausreichend
entfernt ist.
Bestimmte Glasgeger.stände erfordern jedoch Eigenschaften, die eine solche Wahl unmöglich machen, d. h.,
man muß ein entglasbares Glasmaterial verwenden, dessen optimale Bearbeitungstemperatur nahe der
Liquidustemperatur liegt.
Aus der US-PS 29 63 824 ist ein Verfahren zur Herstellung von Glasperlen bei optimaler Bearbeitungstemperatur des Glasmaterials bekannt. Die geformten
Glasperlen werden zur Abkühlung in Wasser eingetaucht. Auch bei diesem Verfahren tritt das Problem der
Entglasung auf, wenn die Bearbeitungstemperatur nahe der Liquidustemperatur liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Verarbeitung von
Glasmaterial ermöglicht, dessen optimale Bearbeitungstemperatur nahe der Liquidustemperatur liegt, ohne daß
dabei eine Entglasung auftritt
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß eine Schmelzglasmasse mit einer Temperatur
über der optimalen Bearbeitungstemperatur und über der Liquidustemperatur kontinuierlich nach unten
durch den Formauslaß einer Zufuhreinrichtung geführt wird, und daß die geformte Schmelzglasmasse mit
Wasser kontaktiert wird, bevor die Temperatur der geformten Schmelzglasmasse unter die Liquidustemperatur
sinkt Dadurch wird erreicht, daß der Entglasungstemperaturbereich
rasch durchlaufen und somit eine Entglasung vermieden wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 und 2 beispielsweise erläutert Es zeigt
Fig. la einen Querschnitt einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens,
F ig. Ib einen Schnitt längs der Linie Iß-IßinFig. la, F i g. 2a einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform und
F ig. Ib einen Schnitt längs der Linie Iß-IßinFig. la, F i g. 2a einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 2b einen Schnitt längs der Linie Ilß-Iiß in
Fig. 2a.
Die Fig. la und Ib zeigen eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung von Glasrohren.
Eine Zuführeinrichtung 1 erhält von eine^r Glasschmelzkammer
(nicht gezeigt) geschmolzenes Glas 2. Die Zuführeinrichtung besteht aus einem Ausguß 11, einem
sich nach unten öffnenden Auslaß 12 und Rohren 13, die in das geschmolzene Glas in dem Ausguß 15 nach unten
symmetrisch zueinander an beiden Seiten der zentralen Achse der öffnung des Auslasses 12 eingesetzt sind. Ein
Dorn 14 erstreckt sich vertikal nach unten und steht unten über den Auslaß 12 vor. Zwischen dem
Außenumfang des Doms 14 und dem Innenumfang der öffnung des Auslasses 12 ist ein ringförmiger Raum
gebildet. Der Dorn 14 hat einen Hohlraum 15, der sich längs des Doms erstreckt, so daß am oberen Ende Luft
eingeblasen werden kann.
Das untere Ende des Dorns 14 hat eine gekrümmte Oberfläche und verjüngt sich allmählich zur Mittelachse.
Ein Kolben 16 umgibt den Dorn 14 und den Auslaß 12 und ist an der Unterseite des Ausgusses 11 befestigt Zur
Temperatursteuerung ist eine nicht gezeigte Steuereinrichtung an der Zufuhreinrichtung 1 vorgesehen.
Unter der Zufuhreinrichtung 1 ist gegenüber dem unteren Ende des Kolbens 16 ein Wasserbehälter 3 angeordnet, der sich in horizontaler Richtung erstreckt und dessen eines Ende dem unteren Ende des Kolbens 16 gegenüberliegt. Die beiden Längswände 31 und 32 des Wasserbehälters sind mit Wassereinlaßöffnungen 33 nahe dem dem Ko'ben 16 entgegengesetzten Ende vorgesehen. Eine Wasserauslaßöffnung 36 ist an der an dem kolbenseitigen Ende gelegenen schmalen Seitenwand 34 der Seitenwände 34 und 35 angeordnet.
D^r Behälter 3 ist mit einem Deckel 37 verschlossen.
Unter der Zufuhreinrichtung 1 ist gegenüber dem unteren Ende des Kolbens 16 ein Wasserbehälter 3 angeordnet, der sich in horizontaler Richtung erstreckt und dessen eines Ende dem unteren Ende des Kolbens 16 gegenüberliegt. Die beiden Längswände 31 und 32 des Wasserbehälters sind mit Wassereinlaßöffnungen 33 nahe dem dem Ko'ben 16 entgegengesetzten Ende vorgesehen. Eine Wasserauslaßöffnung 36 ist an der an dem kolbenseitigen Ende gelegenen schmalen Seitenwand 34 der Seitenwände 34 und 35 angeordnet.
D^r Behälter 3 ist mit einem Deckel 37 verschlossen.
An dem kolbenseitigen Ende hat der Deckel 37 eine
öffnung 38 unterhalb des Dorns 14. In der Seitenwand
"55 befindet sich eine Öffnung 39 über dem Wasserpegel.
Innerhalb und außerhalb des Wasserbehälters 3 sind
in Richtung der Mittelachse des Wasserbehälters Rollen
fto 41 bis 44 angeordnet, deren Drehachse schräg zur
Mittelachse des Wasserbehälters verläuft.
Die Rollen 41 bis 44 erleichtern das kontinuierliche Vorrücken eines geformten Rohrs und sichern dessen
vertikale Lage, wie später erläutert wird. Die Rollen
(15 werden z. B. von einem Elektromotor über ein Getriebe
angetrieben. Die Rollen 41 sind unterhalb des Wasserpegels nahe diesem angeordnet, während die
Rolle 42 an einer für die Führung des Rohrs zu der
öffnung 38 vertikalen geeigneten Stelle angeordnet ist.
An Hand der beschriebenen Vorrichtung wird nun
das Rohrherstellungsverfahren beschrieben.
In der Schmelzkammer, die sich vor der Zufuhreinrichtung
1 befindet, wird Glasmaterial geschmolzen, das der Zufuhreinrichtung von der Kammer kontinuierlich
zugeführt wird· Die Schmelzglasmasse wird auf einer Temperatur gehalten, die ausreichend höher als die
Bearbeitungstemperatur und die Liquidustemperatur des Glases ist Der Ausguß 11 kann eine Heizeinrichtung
aufweisen, um die Temperatur der Schmelzglasinasse aufrechtzuerhalten.
Die Schmelzglasmasse 2 durchläuft den ringförmigen Raum zwischen dem Auslaß 12 und dem Dorn 14 und
fließt längs der Oberfläche des Doms 14 nach unten.
Da das Ende des Doms 14 konvergiert, hat die nach
unten fließende Schmelzglasmasse das Bestreben, sich am unteren Ende des Doms zu vereinigen. Da jedoch
Luft in den zentralen Hohlraum 15 des Doms 14 geleitet wird, wird die Schmelzglasmasse zu einem Rohr
geformt
Nach Verlassen des Doms 14 bewegt sich das geformte Glasrohr nach unten und tritt über die
öffnung 38 in dem Deckel 37 in den Wasserbehälter 3 ein und taucht in das Wasser, so daß es gekühlt wird.
Bei Eintritt in den Wasserbehälter 3 wird die Schmelzglasmasse in Längsrichtung des Wasserbehälters
gebogen und von den Rollen 41, 42 weitergeführt. Das gebildete Rohr wird dann durch die öffnung 39 aus
dem Wasserbehälter abgegeben und mittels der Rollen 43, 44 zur nächsten Bearbeitungsstation, z. B. zi· einer
Rohrschneidmaschine, transportiert
Wenn das Rohr den Behälter 3 verläßt, ist es bereits auf eine Temperatur unter der Entglasungstemperatur
abgekühlt Die Schmelzglasmasse, die beim Verlassen des Doms 14 noch eine Temperatur über der
Bearbeitungs- und der Liquidustemperatur hat, wird während einer kurzen Zeitperiode vom Eintritt in den
Wasserbehälter bis zum Austritt aus diesem unter den Entglasungstemperaturbereich abgekühlt, so daß sie
nicht entglast
Das Rohr kann durch eine Zieheinrichtung am Austrittsende vorgerückt und gedreht werden.
Da die Schmelzglasmasse eine sehr hohe Temperatur hat und daher sehr fließfähig ist, werden die Dicke der
Rohrwand und der Rohrdurchmesser während des Durchlaufs von dem Dorn 14 an allmählich verringert
Man kann somit gewünschte Rohrabrnessungen nicht nur durch Bestimmung der Bohrung des Auslasses 12
und des Durchmessers des Rohrs 14, sondern auch durch Bestimmung des Abstandes zwischen dem Dorn 14 und
dem Wasserbehälter 3 erhalten.
Ohne den Dorn 14 oder die zentrale öffnung 15 kann ein Glasstab hergestellt werden. Wenn der Auslaß 12 als
Schlitz ausgebildet ist, kann eine Platte geformt werden.
Um zu verhindern, daß sich eine rauhe Rohroberfläche ergibt, kann das Rohr durch eine Schicht nasser
Körner wie Korken 5, die in dem Behälter 3 schwimmen, laufen, wie F i g. 2 zeigt
Ein Beispiel eines leicht entglasbaren Glasmaterials, auf das das Verfahren anwendbar ist ist in der Tabelle
angegeben. Die Bearbeitungstemperatur dieses Glasmaterials zum Rohrziehen beträgt etwa 1330° C
(Viskosität 1fr··0 Poise). Diese Temperatur ist sehr nahe
der Liquidustemperatur dieses Glases (etwa 1310"C), so
daß bei den üblichen Herstellungsverfahren eine Entglasung unvermeidbar ist
Bestandteile | Gewichu.- |
verhältnis | |
SiO2 | 64,4 |
AI2O3 | 22,9 |
U2O | 4,3 |
MgO | 0,5 |
P2O5 | 1,4 |
ZrO2 | 2,3 |
T1O2 | 1,5 |
Na2O | 0,5 |
K2O | 0,2 |
AS2O3 | !,4 |
Sb2Ü3 | 0,6 |
Wenn die Glasschmelze mit der Zusammensetzung der Tabelle der Zufuhreinrichtung mit einer Temperatur
gleich der Bearbeitungstemperatur (1330°C) zugeführt und dann durch den ringförmigen Raum zwischen dem
Dom und dem Auslaß wie in F i g. 1 gezogen wird, kühlt sich die Glasschmelze beim Verlassen des Auslasse-· ab.
Dabei fällt die Temperatur auf einen Wert innerhalb des Entglasungstemperaturbereichs, so daß eine Entgiasung
einsei :en kann.
Da jedoch die Glasschmelze mit einer Temperatur wesentlich höher als die Bearbeitungst.emperatur und
die Liquidustemperatur, z. B. mit 1385° C (Viskosität
103·7 Poise) mittels des Doms und des Auslasses zu
einem Rohr geformt wird, das vor der Abkühlung unter den Entglasungstemperaturbereich in Wasser getaucht
wird, so daß es schnell auf eine Temperatur unter dem Entglasungstemperaturbereich abgekühlt wird, ist es
möglich, das Rohr ohne Entglasung herzustellen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnngsn
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung langgestreckter Glaskörper aus entglasbarem Glas, das eine
optimale Bearbeitungstemperatur in der Nähe der Liquidustemperatur hat, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schmelzglasmasse mit einer Temperatur über der optimalen Bearbeitungstemperatur
und über der Liquidustemperatur kontinuierlich nach unten durch den Formauslaß einer
Zufuhreinrichtung geführt wird, und daß die geformte Schmelzglasmasse mit Wasser kontaktiert
wird, bevor die Temperatur der geformten Schmelzglasmasse unter die Liquidustemperatur sinkt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die geformte Schmelzglasmasse dadurch mit Wasser kontaktiert wird, daß sie durch
eine Schicht nassen, körnigen Materials geleitet wird, das auf dem Wasser schwimmt
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Material Kork ist
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Family Applications (1)
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