Proceso y dispositivo para producción preferiblemente contínua de tubos de vidrio con un perfil interior predeterminado.

Proceso para la fabricacion de tubos de vidrio con un perfil interior predeterminado,

caracterizado porque un vidrio fundido (6) sale de una apertura de salida (12) de un dispositivo de alimentacion de materia fundida (2) y es estirado pasando por un cuerpo moldeado (3) formando un bulbo de traccion hueco (50), donde el bulbo de traccion es estirado por encima de un cuerpo de moldeo de perfil (4) dispuesto a continuacion del cuerpo moldeado (3), de manera que una superficie interior del bulbo de traccion esta en contacto con la superficie exterior del cuerpo de moldeo de perfil (4) para obtener un perfil interior predeterminado que se corresponde con un perfil de la superficie exterior, para crear un tubo de vidrio (5; 5') con un peril' interior predeterminado, teniendo en cuenta que para el primer establecimiento del cuerpo de moldeo de perfil (4) en una situacion de funcionamiento dentro del bulbo de traccion (5) o para el establecimiento del cuerpo de moldeo de perfil (4) en la situacion de funcionamiento dentro del bulbo de tracción (50) hay que proceder, tras la sustitucion de un cuerpo de moldeo de perfil (4) previamente utilizado,

a) o bien cortando el tubo de vidrio (5; 5') mediante una cortadora (39) que se sitoa debajo del bulbo de traccion, donde el tubo de vidrio se ha enfriado suficientemente, para posibilitar un espacio de libre acceso por debajo del cuerpo moldeado (3), siendo el cuerpo de moldeo de perfil desplazado en direccion axial desde debajo del cuerpo moldeado (3) pasando por el espacio interior del tubo de vidrio (5; 5') hasta alcanzar la posición de servicio,

b) o desplazando el cuerpo de nnoldeo de perfil (4) en direccion axial a través de un eje (30) que sujeta el cuerpo moldeado, hasta conseguir la posicion de servicio en el espacio interior del tubo de vidrio (5; 5').

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente alemana n° 10 2011 052 067.8 "proceso y dispositivo de fabricación preferentemente continua de tubos de vidrio con un perfil interior predeterminado", registrado el 22.07.2011.

Sector de la invención

La presente invención hace referencia a un proceso y a un dispositivo de fabricación preferentemente continua de tubos de vidrio calibrados redondos o perfilados, y en especial, de tubos de vidrio calibrados redondos o perfilados con un perfil interior predeterminado y/o un perfil exterior predeterminado.

Antecedentes de la invención

Los tubos de vidrio del tipo anteriormente mencionado con hasta varios metros de longitud se emplean como material de partida para la fabricación de cuerpos de vidrio muy variados como, botellas y recipientes, recubrimientos de módulos de iluminación tubulares y para la fabricación módulos de iluminación tubulares en la luminotecnia. Por un lado hay una demanda para que estos tubos de vidrio se fabriquen con el menor coste posible. Por el otro, existen muchas aplicaciones, por ejemplo en la luminotecnia, para las que se demandan tubos de vidrio con perfiles interiores muy precisos y determinados, por ejemplo, condicionados por las especificaciones técnicas de cada aplicación.

En la fabricación de tubos de vidrio se distingue fundamentalmente entre procesos de fabricación discontinuos y continuos. Dado que los parámetros de proceso son básicamente distintos, los principios aplicados en los procesos de fabricación discontinuos no son o no son simplemente transferibles a los procesos de fabricación continuos, de manera que al experto no le servirán como referente para mejorar los procesos de producción continuos.

DE 497 649 muestra un proceso y un dispositivo para extraer tubos de vidrio con un perfil interior redondo o no redondo según el llamado método Danner. El proceso consiste en aplicar un vidrio líquido en la parte externa de un cuerpo tubular inclinado

en rotación que es extraído en la parte inferior con forma de tubo. Mediante este método el perfil interior del tubo de vidrio extraído queda fijado por el perfil exterior del cuerpo tubular en su parte inferior. Para fabricar tubos de vidrio con un perfil interior no redondo, la parte inferior del cuerpo tubular también puede presentar un contorno exterior que no sea circular. El perfil interior de los tubos de vidrio fabricados así ofrece tolerancias comparativamente altas. Los diámetros de canto de los tubos de vidrio con perfiles no redondos también son comparativamente grandes.Este método, por tanto, con frecuencia ya no satisface las exigencias actuales relativas a la precisión y a las tolerancias de los tubos de vidrio calibrados redondos o perfilados.

US 2,009,793 muestra el llamado método Vello para la fabricación continua de tubos de vidrio con un perfil interior circular. Aquí, un cuerpo moldeado normalmente cónico se sitúa por debajo de una apertura de salida de un canal de fusión que sirve para la acogida del vidrio fundido, que está en posición concéntrica con respecto a la pieza de salida del canal de fusión. El flujo de vidrio fundido se extrae mediante un dispositivo de tracción a través de la ranura circular entre el cuerpo moldeado y la pieza de salida, de manera que se forma un tubo de vidrio con un perfil interior circular que básicamente viene determinado por el contorno exterior del cuerpo moldeado. El cuerpo de vidrio tubular aún deformable se sigue estirando en dirección descendente al cuerpo moldeado mediante un dispositivo de estiramiento, hasta que se haya enfriado y alcanzado una temperatura por debajo de la temperatura de reblandecimiento. El diámetro interior y el espesor de los tubos de vidrio se fija en base a las mediciones del paso anular entre el cuerpo moldeado y la pieza de salida del canal de fusión, a la temperatura del flujo de vidrio fundido, a las temperaturas dentro del espacio en dirección descendente hacia la apertura de salida y a la fuerza de tracción o velocidad de estiramiento del dispositivo de estiramiento. Resulta muy laborioso y requiere mucha experiencia encontrar parámetros adecuados para la fabricación de tubos de vidrio con perfiles diferentes, lo que hace que sea laborioso también conseguir una automatización completa del proceso. Adaptar el horno de fundición para la producción de tubos de vidrio con otros perfiles resulta comparativamente costoso. Los tubos de vidrio fabricados conforme al método Vello presentan tolerancias que cada vez satisfacen menos las exigencias de aplicaciones actuales.

La fig. la muestra de forma esquemática en una imagen de sección un dispositivo para la producción de tubos de vidrio calibrados redondos o perfilados conforme a la solicitud de patente alemana DE 10 2004 018 148 B4 de la solicitante. Aquí se aprecia 5 un cuerpo moldeado 103 en forma de aguja de tracción y un cuerpo de moldeo de perfiles 104 dispuesto en dirección axial descendente que puede desplazarse longitudinalmente para dar forma al perfil interior del tubo de vidrio 105. Mientras que la fig. la muestra el dispositivo 100 en una posición en la que el cuerpo de moldeo de perfiles 104 prácticamente es adyacente al cuerpo moldeado 103, la figura Ib muestra 10 este dispositivo 100 en una posición en la que el cuerpo de moldeo de perfiles 104 está distanciado del cuerpo moldeado 103. En este dispositivo 100 el moldeo del bulbo de tracción 150 caliente y todavía deformable y el posterior perfilado de la misma hasta el tubo de vidrio calibrado redondo o perfilado 105 puede tener lugar en distintas zonas, de manera que los parámetros de proceso de tracción pueden ser predeterminados de 15 forma variable y controlada. El cuerpo de moldeo de perfiles también puede ser sustituido por otro cuerpo de moldeo de perfiles adecuado para variar el perfil interior del tubo de vidrio 105 que se va a fabricar.

Para sustituir el cuerpo de moldeo de perfiles 104 por un cuerpo de moldeo de perfiles 20 con otro perfil exterior, hay que detener primero el flujo del vidrio fundido 107 en la anilla de salida 124, levantando el cuerpo moldeado 103 y cerrando la apertura de salida 112 del canal de fusión 102. Después, o se separa el cuerpo de moldeo de perfiles 104 del sistema de barras 132 fijando un nuevo cuerpo de moldeo de perfiles 104 a otro sistema de barras 132, o se sustituye completamente el sistema de barras

2 5 132 con el cuerpo de moldeo de perfiles 104 sujeto al mismo. A continuación se vuelve

a abrir suficientemente la apertura de salida 112 del canal de fusión bajando el cuerpo moldeado 103 y se vuelve a poner el proceso en marcha. El vidrio fundido 106 se extrae a través del cuerpo moldeado 103 mediante una velocidad de estirado predeterminada. Acto seguido se modifica la altura del cuerpo de moldeo de perfiles

3 0 104 desplazando el sistema de barras 132 en sentido axial, hasta que se hayan

encontrado los parámetros para el posicionamiento del cuerpo de moldeo de perfiles 104 con respecto al cuerpo moldeado 103, la temperatura y la velocidad de extracción

adecuados para fabricar un tubo de vidrio 105 con un perfil interior predeterminado. El espesor del tubo de vidrio 105 también puede ser influido especialmente por la temperatura, la velocidad de estiramiento, la extracción y la posición del cuerpo moldeado 103.

Para colocar el cuerpo de moldeo de perfiles en este proceso primero hay que detener completamente el flujo de vidrio con ayuda del cuerpo moldeado. Esto, con frecuencia, hace que la anilla de salida 124 se quede pegada al vidrio y posteriormente, durante la producción, se produzcan fallos y/o lotes de calidad Inferior debido al vidrio que gotea en la superficie externa del tubo. Adicionalmente esta forma de proceder para cambiar el cuerpo de moldeo de perfil lleva intrínseco un riesgo de accidente considerable, dado que hay que realizar manipulaciones en la zona por debajo de la apertura de salida 112, donde existe siempre un riesgo de escape repentino del vidrio fundido.

FR38432 muestra un proceso para la fabricación de tubos de vidrio donde el vidrio fundido sale de una apertura en la base del dispositivo de alimentación de materia fundida y es extraído con una aguja de tracción. Al lado de la aguja de tracción hay un cuerpo de moldeo de perfil que fija el perfil interior del tubo de vidrio. A través de un eje que sostiene el cuerpo de moldeo de perfil se puede aplicar una sobrepresión en el espacio interior del bulbo de tracción que puede ser despresurizado de nuevo a través de la aguja de tracción. De esta manera se puede manipular la forma del bulbo de tracción. Para fijar o sustituir el cuerpo de moldeo de perfil es necesario interrumpir el flujo de entrada del vidrio fundido.

Resumen... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la fabricación de tubos de vidrio con un perfil interior predeterminado, caracterizado porque un vidrio fundido (6) sale de una apertura de salida (12) de un dispositivo de alimentación de materia fundida (2) y es estirado pasando por un cuerpo moldeado (3) formando un bulbo de tracción hueco (50), donde el bulbo de tracción es estirado por encima de un cuerpo de moldeo de perfil (4) dispuesto a continuación del cuerpo moldeado (3), de manera que una superficie interior del bulbo de tracción está en contacto con la superficie exterior del cuerpo de moldeo de perfil (4) para obtener un perfil interior predeterminado que se corresponde con un perfil de la superficie exterior, para crear un tubo de vidrio (5; 5') con un perfil interior predeterminado, teniendo en cuenta que para el primer establecimiento del cuerpo de moldeo de perfil (4) en una situación de funcionamiento dentro del bulbo de tracción (5) o para el establecimiento del cuerpo de moldeo de perfil (4) en la situación de funcionamiento dentro del bulbo de tracción (50) hay que proceder, tras la sustitución de un cuerpo de moldeo de perfil (4) previamente utilizado,

a) o bien cortando el tubo de vidrio (5; 5') mediante una cortadora (39) que se sitúa debajo del bulbo de tracción, donde el tubo de vidrio se ha enfriado suficientemente, para posibilitar un espacio de libre acceso por debajo del cuerpo moldeado (3), siendo el cuerpo de moldeo de perfil desplazado en dirección axial desde debajo del cuerpo moldeado (3) pasando por el espacio interior del tubo de vidrio (5; 5') hasta alcanzar la posición de servicio,

b) o desplazando el cuerpo de moldeo de perfil (4) en dirección axial a través de un eje (30) que sujeta el cuerpo moldeado, hasta conseguir la posición de servicio en el espacio interior del tubo de vidrio (5; 5').

2. Proceso conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el vidrio fundido es estirado en continuo a partir de la apertura de salida, mientras que el cuerpo de moldeo de perfil (4) se desplaza en dirección axial por debajo del cuerpo moldeado, a través del espacio interior del tubo de vidrio o a través de una perforación interior del

eje que sostiene el cuerpo moldeado (3) hasta alcanzar la situación de funcionamiento en el espacio interior del tubo de vidrio.

3. Proceso conforme a una de las reivindicaciones anteriores, carcterizado porque el tubo de vidrio (5) y/o el bulbo de tracción se ensancha o ensanchan, hasta que la dimensión interior mínima del tubo de vidrio, perpendicular al sentido de tracción del tubo de vidrio, sea más grande que una dimensión exterior máxima del cuerpo de moldeo de perfil 4, perpendicular al sentido de estiramiento del tubo de vidrio, antes de que sea desplazado en dirección axial para entrar en el interior del tubo de vidrio (5; 5').

4. Proceso conforme a la reivindicación 3 caracterizado porque, para ensanchar el tubo de vidrio, se produce una presión negativa desde la cara exterior en la zona del bulbo de tracción (50), preferentemente en una mufla térmica (25, 26) que se sitúa directamente después de la apertura de salida (12) y rodea el bulbo de tracción.

5. Proceso conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo de moldeo de perfil (4) está dispuesto o posicionado en la zona de libre acceso, situado por debajo del cuerpo moldeado (3) y está conectado por un sistema de barras o a un cable de tracción (32) para después ser introducido en el interior del tubo de vidrio y ser conducido a la posición de servicio.

6. Proceso conforme a la reivindicación 5, caracterizado porque el sistema de barras o el cable de tracción (32) es bajado a través del eje (31) y el bulbo de tracción (50) hasta el cuerpo de moldeo de perfil (4), para elevarlo posteriormente a la posición de servicio, o por el que el sistema del barras eleva el cuerpo de moldeo de perfil por debajo del cuerpo de moldeo de perfil (4) al espacio interior del tubo de vidrio hasta la posición de servicio.

7. Proceso conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sistema de barras o el cable de tracción (32) es bajado junto con el cuerpo de moldeo

de perfil (4) a través de la perforación interior (31) del eje (30) hasta la posición de servicio.

8. Proceso conforme a una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el cuerpo de moldeo de perfil (4) está unido al sistema de barras o al cable de tracción (32) de forma removible y/o se mantiene de forma rígida en rotación en relación al cuerpo moldeado (3) y a la apertura de salida (12), cuando éste se mantiene en la posición de servicio o es llevado a la posición de servicio.

9. Proceso conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la posición de servicio, al menos dos piezas opuestas del cuerpo de moldeo de perfil (40, 42) están dispuestas a distancia entorno al cuerpo de moldeo de perfil 4, creando una ranura (49) para formar el perfil exterior del tubo de vidrio.

10. Dispositivo para la fabricación de tubos de vidrio con un perfil interior predeterminado que comprende un dispositivo de alimentación de materia fundida (2) con una apertura de salida (12) para el vidrio fundido (6), un cuerpo moldeado (3) y un cuerpo de moldeo de perfil (4) dispuesto después del cuerpo moldeado, un dispositivo de estiramiento (F), previsto para estirar el vidrio fundido desde la apertura de salida, haciéndolo pasar por encima del cuerpo moldeado, de manera que una superficie interior de un bulbo de tracción es formado aplicando contra la superficie exterior del cuerpo de moldeo de perfil (4) para la obtención de un perfil interior predeterminado que corresponda al perfil de la superficie exterior para formar un tubo de vidrio (5; 5') con el perfil Interior predeterminado, caracterizado porque se ha previsto un dispositivo de control destinado a controlar el proceso y porque está concebido de tal manera que en la primera puesta en disposición del cuerpo de moldeo de perfil (4) en una situación de servicio dentro del bulbo de tracción o para la disposición del cuerpo de moldeo de perfil en la posición de servicio dentro del bulbo de tracción tras la sustitución de un cuerpo de moldeo de perfil (4) utilizado previamente

a) bien el tubo de vidrio (5; 5') es cortado longitudinalmente mediante un dispositivo de corte (39) para conseguir un espacio de libre acceso por debajo del cuerpo moldeado (3) y el cuerpo de moldeo de perfil (4) es desplazado en dirección axial por debajo del cuerpo moldeado (3) a través del interior del tubo de vidrio (5; 5'), hasta

conseguir la posición de servicio, estando el dispositivo de corte (39) en una zona por debajo del bulbo de tracción,

b) o el cuerpo de moldeo de perfil (4) es desplazado en dirección axial a través de un eje (30) que sujeta el cuerpo moldeado, hasta conseguir la posición de servicio en el espacio interior del tubo de vidrio (5; 5').