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Verfahren und Ofen zum Schmelzen und Läutern von Quarz und zur Herstellung von
Quarzglasgegenständen.
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ausgebildet ist und daher nicht nur den Schmelzraum, sondern gleichzeitig auch die wirksame Heizfläche verkleinert, wird nach der Erfindung nicht nur dieser Nachteil vermieden, sondern die.
Heizfläche sogar noch vergrössert.
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sehr dünne Schicht, die einer ausserorden@lichen Wärme ausgesetzt und also wirklich in weitestem Masse geläutert wird.
Von selbst bleibt dann schon das Schmelzgut nach dem Läutern an dem Tauchkörper- da er eine geringere Temperatur hat als der Schmelztiegel - haften; der Tauchkörper kann
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Unebenheiten. welche etwa durch die innere Tiegelwand entstanden sind, eine glatte Aussenfläche. Das Aufblasen einer geschmolzenen Quarzglasmasse mittelst eines darin liegenden Rohres mit seitlichen Durchbohrungen ist an sich bekannt. Man kann die Masse auch aussen gtiitten und umgestalten mittels besonderer Pressvorrichtungen o. dgl., die man nach Entfernen des Schmelztieels in deh Ofen einführt. Man konnte zwar-wie es in der deutschen Patentschrift
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nach dem Formen nur die Form wieder gegen den Schmelzbehälter vertauscht zu werden braucht, um weiter schmelzen zu können. . *) Erstes Zusatzpatent Nr. 43197.
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Wird der Tauchkiirper mitsamt der Masse aus dem Ofen herausgehoben oder umgekehrt der Ofen und Tiegel entfernt, so kann die Formung des P, ohmolzgutes natürlich aueh ausserhalb des Ofens geschehen, und zwar entweder am Tauchkörper besonders durch Aufblasen in einer weiteren Form oder nach Ablösen durch Einpressen der Masse in eine Form, wie es die deutsche Patentschrift Nr. 172466 zeigt. An sich ist es auch bekannt, im elektrischen Ofen in vorläufiger Gestalt erhaltene geschmolzene Quarzglasmasae nach der Entfernung aus dem Ofen durch Blasen weiter zu gestalten (s. die deutsche Patentschrift Nr. 174509).
Ein Schmelzofen, mit welchem dieses Verfahren ausgeführt werden kann, ist in der Zeichnung dargestellt.
In der Untermauerung a lagert, von der aus Schamotte-o. dgl. feuerfesten Masse bestehenden Platte b festgehalten und auf der Stützplatte y ruhend, der Kohleticgel q. Dieser ist so eingerichtet,
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Damit hierbei die Widerstandsmasse, welche innerhalb des Kohleringes d liegt und den Tiegel einschliesst, nicht herausfällt, ist über dem Kohletiegel q ein verschiebbares Rohr s an den Tiegel anschliessend so angeordnet, dass sich beide zugleich verschieben. Dabei sind der Tiegel und das Rohr zweckmässig so einander angepasst, dass ihre Querschnitte gleich sind. Werden alsdann beide, der Tiegel sowohl als auch das Rohr, gleichmässig im Ofen nach unten verschoben, so behält dadurch die Widerstandsmasse ihre Lage bei.
Das Verfahren wird mit diesem Ofen in der Weise ausgeführt, dass, nachdem das Schmelzgut in dem Tiegel q geschmolzen ist, der-in diesem Falle zweckmässig auch seitlich durchbohrte-
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hinoingetaucht wird. Hierbei steigt die Masse in dem ringförmigen Raume zwischen dem Tauchoder Gleitkörper t und dem Tiegel q empor und bleibt an dem Tauchkörper haften, da auf seiner Oberfläche das Schmelzgut keine Erwärmung erfährt, wohl aber die höchste Erwärmung an der Innenwand des Tiegels q, besonders gerade nach dem Einführen des Körpers t.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel kann der Gleitkörper t von einem Gestänge 11 getragen und dadurch bewegt werden, dass letzteres in an der Untermauerung befestigten
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schiebung des Tiegels q und des Rohres s durch ein Zahngestänge v erfolgen, von welchem oben das Rohr s festgehalten wird, während der Tiegel q unten durch eine in der Höhe verschieden einstellbare Stützplatte nach oben an das Rohr s herangepresst wird. Durch die Schraubenspindel wird die Platte w natürlich erst an den Boden des Tiegels herangepresst, nachdem die
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so senken sich der Tiegel q und das Rohr s gleichzeitig abwärts, wobei sich der Tiegel von dem
Schmelzgut abstreift. Die Abwärtsbewegung des Gestänges v wird so weit geführt, bis der Tiegel q ausserhalb des Schmelzofen liegt.
Alsdann wird der Tiegel gegen eine bezüglich ihres äusseren Durchmessers mit dem Tiegel übereinstimmende Form ausgetauscht, wobei die Druckplatte'W zunächst etwas abwärts-, nach Anbringen der Form jedoch wieder emporbewegt wird, damit sich auch die Form oben fest gegen das Rohr s heranpresst. Alsdann wird das Gestänge wieder hochgewunden, su dass die Form in den Heizwiderstand hineingelangt und dort nach Belieben beheizt werden kann. Nunmehr wird durch die Leitung 1n Druckluft, Dampf o. dgl. dem Tauch- körper t zugeführt, so dass sie dessen Öffnungen entströmt.
Hierdurch aber löst sich die geschmolzene Masse von dem Tauchkörper wieder ab und presst sich an die glatten Innenwände der Form heran, so dass Unebenheiten, die vorher ent- standen sind, z. B. durch Sprünge des. Tiegels, beseitigt werden. Vor dem Blasen muss dus Schmelz- gut obun, unter Umständen, wenn durch den Tauchkörper die Masse rohrförmige Gestalt erhalten hat, auch unten an den Körper t fest herangepresst und an ihm besonders festgehalten werden. Es ist übrigens bekannt, eine um einen hohlen durchlöcherten und mit Pressluftzuführung versehenen Kern liegende geschmolzene Quarzglasmasse dadurch aufzublasen, dass man die Masse 'an den Enden gegen den Kern festklemmt und zwischen den Klemmstellen durch Ausblasen von
Pressluft aus den Kernönnungen aufbläst.
Da Festhalten der Masse am Korn kann-im vor- liegenden Falle wie folgt geschehen.
Auf den Tauchkörper t wird oben ein Gleitring aufgeschoben, so dass er während des Ein- . taüchens des Körpers in das. Schmelzgut bezw. während des Läutems oberhalb des Schmelz- gutes liegt und dasselbe nicht berührt. Der Gleitring ist an seiner dem Tauchkörper zugewandten
Innenfläche konisch, nach unten hin sich erweiternd, ausgestaltet. Nachdem die Quarzmasse geschmolzen ist, verschiebt man den Gleitring nach unten, so dass sein konischer Innenrand das Schmelzgut von der Innenwand des Schmelztiegels an den Tauchkörper herandrückt. Das
Schmelzgut wird also gewissermassen zwischen dem Gloitring und dem Tauchkörper festgekeilt.
Ist die Masse genügend bearbeitet, so wird der Gleitring nach oben zurückgeschoben, so dass
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Der Deckel f des Schmelzofens ist zweckmässig leicht abnehmbar eingerichtet, damit man nach Bedarf die Widerstandamasse ergänzen und überhaupt in das Innere des Ofens hineingelangen kann. Um den Tiegel vor seinem, Entfernen aus dem Ofen stromfrei zu machen, andererseits dieForm leicht mit dem Strom zu verbinden, kann an Stelle des an dem Tiegel befestigten Elektrodenringes beispielsweise eine Elektrodenplatte auf der Stützplatte r vorgesehen sein.
Dadurch, dass der Tiegel oder die Form auf die Stützplatte bezw. auf deren Elektrodenplatte gestellt wird, ist die Stromverbindung hergestellt. Umgekehrt ist durch einfaches Abnehmen
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haupt die besondere Ausbildung des Ofens in den sonstigen Einzelheiten sehr verschiedenartig möglich und für die Erfindung nicht wesentlich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schmelzen und Läutern von Quarz nach dem Patente Nr. 43196 und zur Herstellung von Quarzglasgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass nach vollzogener Schmelzung der den Schmelzraum verkleinernde Körper in das Schmelzgut hineingetaucht wird, so dass der Schmelzraum verkleinert, die auf das Gut wirkende Heizfläche aber gleichzeitig vergrössert wird, zu dem Zwecke, die von der Heizwand ausstrahlende Wärme auf eine möglichst dünne Schicht des Schmelzgutes wirken zu lassen.
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Method and furnace for melting and refining quartz and for producing
Quartz glass objects.
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is formed and therefore not only reduces the melting space, but at the same time also the effective heating surface, not only this disadvantage is avoided according to the invention, but also the.
Heating area even enlarged.
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very thin layer that is exposed to extraordinary heat and is therefore really purified to the greatest possible extent.
After the refining process, the melted material will then stick to the immersion body by itself - since it is at a lower temperature than the crucible; the immersion body can
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Bumps. which were created by the inner wall of the crucible, a smooth outer surface. The blowing up of a molten quartz glass mass by means of a tube lying in it with lateral through-holes is known per se. The mass can also be given outside and reshaped by means of special pressing devices or the like, which are introduced into the furnace after the melting pot has been removed. One could indeed-like it in the German patent specification
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after molding, the mold only needs to be exchanged for the melting container in order to be able to continue melting. . *) First additional patent No. 43197.
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If the immersion body and the mass are lifted out of the furnace or, conversely, the furnace and crucible are removed, the shaping of the P, ohmolzgood can of course also take place outside the furnace, either on the immersion body, especially by blowing it in another mold, or after detaching it by pressing it in the mass in a form, as it shows the German patent specification No. 172466. It is also known per se to further shape molten quartz glass masae obtained in a preliminary shape in the electric furnace after removal from the furnace by blowing (see German patent specification No. 174509).
A melting furnace with which this process can be carried out is shown in the drawing.
In the underpinning a is stored, from which chamotte-o. Like. Refractory mass existing plate b held and resting on the support plate y, the carbon gel q. This is set up so
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So that the resistance mass, which lies within the carbon ring d and encloses the crucible, does not fall out, a displaceable tube s is arranged above the carbon crucible q and adjoining the crucible in such a way that both move at the same time. The crucible and the tube are expediently adapted to one another in such a way that their cross-sections are the same. If then both, the crucible as well as the tube, are evenly shifted downwards in the furnace, the resistance mass thereby maintains its position.
The method is carried out with this furnace in such a way that, after the melting material has melted in the crucible q, the - in this case also expediently pierced through the side -
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is immersed in it. Here, the mass rises in the annular space between the immersion or sliding body t and the crucible q and remains attached to the immersion body, since the melting material does not experience any heating on its surface, but the highest heating on the inner wall of the crucible q, especially just after inserting the body t.
In the illustrated embodiment, the sliding body t can be carried by a linkage 11 and moved in that the latter is attached to the underpinning
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The crucible q and the tube s are moved by a toothed linkage v, by which the tube s is held at the top, while the crucible q is pressed up against the tube s at the bottom by a support plate that is adjustable in height. Of course, the screw spindle only presses the plate w against the bottom of the crucible after the
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so the crucible q and the tube s descend simultaneously, the crucible moving away from the
Strips off melt material. The downward movement of the rod v is carried out until the crucible q is outside the melting furnace.
The crucible is then exchanged for a shape that matches the crucible in terms of its outer diameter, the pressure plate initially being moved downwards a little, but up again after the mold has been attached, so that the top of the mold also presses firmly against the tube s. Then the linkage is wound up again, so that the mold can get into the heating element and can be heated there as desired. Now compressed air, steam or the like is supplied to the immersion body t through the line 1n, so that it flows out of its openings.
As a result, however, the molten mass detaches itself from the immersion body and presses itself against the smooth inner walls of the mold, so that unevenness that has previously arisen, e.g. B. by cracks of the. Crucible can be eliminated. Before blowing, the melt material must also be pressed firmly against the bottom of the body t and held firmly to it, under certain circumstances when the mass has been given a tubular shape by the immersion body. Incidentally, it is known to inflate a molten quartz glass mass lying around a hollow perforated core provided with a compressed air supply by clamping the mass against the core at the ends and by blowing out between the clamping points
Inflates compressed air from the core openings.
In the present case, the mass can be held on to the grain as follows.
A sliding ring is pushed onto the top of the immersion body t, so that it can move during the insertion. immersion of the body in the melt material respectively. lies above the melting good during the ringing and does not touch it. The sliding ring is facing the immersion body
Conical inner surface, widening towards the bottom, designed. After the quartz mass has melted, the sliding ring is pushed downwards so that its conical inner edge presses the melted material from the inner wall of the crucible onto the immersion body. The
Melting material is thus to a certain extent wedged between the gloit ring and the immersion body.
If the mass is sufficiently processed, the sliding ring is pushed back upwards so that
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The cover f of the melting furnace is conveniently set up so that it can be easily removed so that the resistor mass can be added as required and the inside of the furnace can be reached at all. In order to de-energize the crucible before it is removed from the furnace, on the other hand to easily connect the mold to the electricity, an electrode plate can be provided on the support plate r instead of the electrode ring attached to the crucible.
The fact that the crucible or the mold on the support plate BEZW. is placed on the electrode plate, the power connection is established. The reverse is true by simply losing weight
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Mainly the special design of the furnace in the other details is possible in very different ways and is not essential for the invention.
PATENT CLAIMS:
1. A method for melting and refining quartz according to patent no. 43196 and for the production of quartz glass objects, characterized in that after the melting has been completed, the body reducing the melting area is dipped into the melting material, so that the melting area is reduced in size that affects the material Heating surface is increased at the same time, for the purpose of allowing the heat radiating from the heating wall to act on the thinnest possible layer of the material to be melted.