DE3103459A1

DE3103459A1 - Verfahren zur herstellung hohler glaskoerper

Info

Publication number: DE3103459A1
Application number: DE19813103459
Authority: DE
Inventors: John Julius Elmira N.Y. Scholl; Warren Daniel Painted Post N.Y. Staley
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1981-02-02
Publication date: 1982-01-21
Also published as: JPH0240615B2; FR2479178A1; IT1135414B; FR2479178B1; BR8100263A; IT8119656A0; US4273568A; JPS56125222A

Description

ALEXANDER R HERZFELD 3 _β370 _OBBBUBSBUr2 103459

RECHTSANWALT ~ HANS-THOMA-STRASSE 2c

SEI DEM UANDQERICHT F=RANKFURT AM MAIN TELEFON C06171J 54520

Anmelderin: Corning Glass Works
Corning, N.Y., USA

Verfahren zur Herstellung hohler Glaskörper

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Glaskörpern durch Preßformen eines Glaskülbels aus geschmolzenem Glas mit einer Vertiefung, die von einem Träger herabhängend gehalten werden, und anschließend zum fertigen Glaskörper geblasen werden.

Zur Herstellung von Glaskörpern durch Pressen und Blasen sind Vorrichtungen bekannt, wie die Anlagen nach Hartford, Miller und Lynch (s. Tooley, Handbook of Glass Manufacture, Bd. 1, S. 326 - 338).

Die flart-fordmasohine enthält mehrere Külbel forme ti jeweilo mil. wiiiüin Judur \<\>vm /,u^eordntiUm J'voLUj t'dunc) , lilfuⁱ,ko|il* and Hing. Sobald diese in der Arbeitsstellung sind wird ein Glasposten und die Form gegeben und nach unten geblasen,

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wobei der Preßstössel mit dem Halsring zusammenwirkt. Nach einem Gegenblasstoß ist der Külbel fertig, die Form wird geöffnet, und der vom Halsring getragene Külbel wird in einer senkrechten Ebene um 180 verschwenkt, bis er seine Stellung über einer sich schließenden Blasform erreicht hat. Hier wird der Halsring geöffnet und der Külbel in die Form fallen gelassen. Der Halsring wird dann zu seiner Form und dem Preßstössel zurückgeführt, worauf ein neuer Arbeitsablauf beginnt. Die Gesamtkontaktdauer der Glasmasse von der Eingabe des Glaspostens in die Külbelform bis zur Abgabe des geformten Külbels beträgt über 8 Sekunden. Dadurch wird die Temperatur der Glasmasse ganz erheblich gesenkt, es entsteht ein "harter" Glaskülbel, der wieder erhitzt werden muß, bevor er zum fertigen Glaskörper geblasen werden kann.

Die Miller- und Lynchmaschinen haben beide Drehtische mit einer Yielzahl von Külbelformen, die taktartig von Station zu Station fortgeschaltet werden. Während die Maschine nach Miller nur einen Preßstössel vorsieht, und den geformten Glaskülbel vom Külbeldrehtisch auf einen Fertigformdrehtisch mit Hilfe eines Halsrings transferiert, verwendet die Maschine nach Lynch für jede Form gesonderte Preßstössel und befördert den geformten Glaskülbel vom Külbeldrehtisch zum Fertigformdrehtisch mit einer schwenkbaren Transfervorrichtung.
In beiden Fällen befindet sich die in die Külbelform gegebene

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Glasmasse in längerem 5 bzw. 8 Sekunden überschreitenden Zeitraum im Kontakt mit den Külbelformwerkzeugen. Es entsteht auch hier ein harter Külbel, dessen äußere Schicht erst wieder erwärmt werden muß, bevor sie geformt werden kann.

Durch diese vergleichsweise langen Verweilzeiten der Glasmasse in den Formen bzw. diesen längeren Kontakt mit den Külbelformwerkzeugen wird also dem Külbel übermäßig Wärme entzogen und der entstehende harte Külbel erfordert im Oberflächenbereich längere Wiedererwärmung, bevor er zum fertigen Glaskörper geblasen werden kann.

Die US-PS 2,263,126 beschreibt eine Glasbearbeitungsmaschine, in welcher ein frei fallenden Glasposten von einem Paar Formtassen zur Formung eines Glaskülbels abgefangen und als lcübelartig geformte Glasbeschickung auf eine Öffnung einer Platte gelegt wird. Obwohl die Kontaktdauer mit dem Metall der Formtasse vergleichsweise kurz ist, wird der Gegenstand erst nach der Ablage auf der Platte geformt, und erfährt so doch wieder eine längere Verweil- und Kontaktdauer mit wärmeentziehendem Material.

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Aufgabe, welches die warmeentziehende Kontaktdauer des Glaspostens vor der end-/-',üJ I. igun l''urmuiig i'-uifl 'M;.uikürpt;r urin,» blich abkürzt und den Külbel zum überwiegenden Teil auf formbarer Glastemperatur

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hält, sodaß er nicht erneut erhitzt zu werden "braucht oder doch sehr rasch wieder aufwärmt.

In besonders günstiger Anwendung soll dies erreicht werden, um insbesondere dünnwandige, hohle Glaskörper leichten Gewichts herstellen zu können.

Nach noch weiterer günstiger"Anwendung soll das Verfahren auch die rasche Formung durch Blasen von Külbeln aus harten Gläsern wie z.B. Borsilikatgläsern ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Posten geschmolzenen Glases in eine Külbelform gegeben, rasch zu einem weichen Külbel mit einer Vertiefung geformt und dabei die Menge der dem geschmolzenen Glasposten entzogenen Wärme so niedrig gehalten wird, daß nach Ende der Preßformung zum Külbel dessen Kerntemperatur im wesentlichen gleich der Temperatur des aufgegebenen Schmelzpostens ist, der weiche Külbel aufgeweitet wird, und der aufgeweitete Külbel zum fertigen Glaskörper geblasen wird.

Weitere günstige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen.

In den der weiteren Erläuterung dienenden Zeichnungen zeigen die Figuren 1-6 verschiedene Stadien des Verfahrensablaufs schematisch und von der Seite her betrachtet, und zwar;

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die Figur 1 die Beschickung einer GlasküTbelform mit einem Posten Glasschmelze,

die figur 2 das Pressen in der Külbelform gegen einen tragenden Halsring zu einem weichen Külbel,

die Figur 3 das Ausweiten des am Hals von dem Ring gehaltenen Külbels durch mehrere Blasstöße,

die Figur 4 den erweiterten und herabhängenden längsgestreckten KUJLbül, gegebenenfallij unter Anwendung einea seitlichen Luftstroms,

die Figur 5 das Blasen des weichen Külbels zu dem fertigen der ffl/^ur 6.

Die Figur 7 zeigt schematisch die kontinuierliche Bearbeitungsbahn und die vergleichsweise Zeitdauer der einzelnen Stufen.

Der Formvorgang eines Hohlkörpers wird eingeleitet durch Abgabe eines Postens geschmolzenen Glases 20 in den Hohlraum 22 einer Külbelform 24. Ein mit einem Ring 28 ausgestatteter Preßstössel 26 fährt durch die Öffnung 11 eines Halsrings 12 und preßt den Glasposten zu einem hohlen Glaskülbel und gegen den Halsring, der den Külbel an einem vergleichsweise kleinen Halsteil herabhängend trägt. Die Külbel form 24 und der Stößel 26 werden rasch zurückgezogen, damit nicht nur die Kontaktfläche der Formwerkzeuge mit dem Glas

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sondern auch die Kontaktdauer möglichst gering bleibt, und dem Glas möglichst wenig Wärme entzogen wird, und ein "weicher" Külbel entsteht. Darunter ist ein Külbel zu verstehen, dessen Kerntemperatur noch der Temperatur des aufgegebenen Schmelzpostens nahezu gleich ist, und der ohne längere Wiedererwärmung weitergeformt werden kann. Vorzugsweise befindet sich bei Abschluß der Külbelformung weniger als 10 % der KüTbeldicke unter der Glaserweichungstemperatur, und 90 % oder mehr der Külbeldicke haben noch eine leicht formbare Temperatur über der Glaserweichungstemperatur.

Im Gegensatz hierzu müßte ein in bekannter Weise hergestellter "harter" Külbel erst wieder erhitzt oder durch innere Restwärme aufwärmen gelassen werden. Die Bereitstellung eines weichen Külbels ist besonders wichtig bei Herstellung dünnwandiger Glasgegenstände.

Da ohne Wiedererwärmung nur der über der Glaserweichungstemperatur befindliche Teil der Külbelmasse weiter zum fertigen Glaskörper geformt werden kann, ist es günstig, die stärker abgekühlte Schicht möglichst klein zu halten, was eine kurze Kontaktdauer und kleine Kontaktfläche mit den KüTbelformwerkzeugen bedingt. Untersuchungen zu diesem Zeit- und Temperaturproblem haben gezeigt, daß eine Sekunde Unterschied in Külbelfertigungsdauer einen Unterschied von 4 % in der Wanddicke formbarer Glaskörper bedeutet, weshalb

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diese Dauer vorzugsweise auf den Bruchteil einer Sekunde "beschränkt wird.

Nach Herstellung des Külbels wird dieser durch Aufblasen von innen (z.B. durch den Druckstrom 36) zu dem Körper 40, und durch Absacken des vom Halsring 12 herabhängenden Körpers zum Körper 50 erweitert und verlängert, wobei Größe und Form weiter durch Blasstöße über den Blaskopf 34 und einen äußeren Luftstrom 38 geregelt werden können.

Der so erweiterte Külbel wird dann in eine gespaltene oder zwei- oder mehrteilige Blasform 52 gegeben und durch Einblasen von Luft 54 über den Blaskopf 34 zu einem fertigen Hohlkörper 60 geblasen. Schließlich wird er abkühlen gelassen und aus der Blasform 52 heraus- und von dem Halsring 12 abgenommen. Im Vergleich zu bekanntermaßen hergestellten, dickwandigeren Gegenständen mit Wandstärken von etwa 3,8 mm entsteht so ein dünnwandiger Körper leichten Gewichts, dessen Wandstärke beispielsweise nur 1,2 mm beträgt, also etwa dreimal so dünn ist.

Die kontinuierliche Formvorrichtung 10 der Figur 7 enthält mehrere, zu einem Kreislauf 14 verkettete Halsringe 12, mit in Pfeilrichtung laufenden Antriebskettenrädern 16, 18. Die Entfernungen einzelner Abschnitte der Umfangslinie stellen inetwa die Zeitdauer der einzelnen Bearbeitungsstufen dar, wenn sich die Kettenräder gleichmäßig drehen und die Halsringe 12 konstant fortbewegen.

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AO

In der ersten Stufe wird der G-lasposten in die Kürbeiform gegeben und zu einem Külbel gepreßt (in der Zeichnung der kurze Abschnitt recht unten). Links hiervon bezeichnet ein längerer Abschnitt die Ausweitung (Verlängerun) des Külbels entsprechend !Figuren 3 und 4. Auf der nächsten Stufe (in der Figur 7 linker Halbkreis) wird der Körper zur endgültigen Hohlform geblasen. Im oberen Teil der Kreislauflinie der Figur 7 wird der fertig geformte Gegenstand gekühlt, und herausgenommen (rechts oben). In dem Bahnsegment des rechten Halbkreises werden die Halsringe 12 gekühlt. Alsdann beginnt ein neuer Kreislauf.

Wie die Figur 7 verdeutlicht, wird zum Beschicken und Pressen des v/eichen Külbels im Vergleich mit den übrigen Bearbeitungsstufen nur ein sehr kurzer Zeitraum benötigt. Bei dieser sehr kurzen Kontaktzeit der Glasmasse mit den Preßwerkzeugen wird dem Glas nur minimale Wärme entzogen, der Külbel ist weich. Hur eine sehr flache bzw. dünne Oberflächenschicht ist kühler als zum Preßbeginn, während die größere Glasmasse, der Külbelkern, noch nahezu die Temperatur zur Zeit der Beschickung haben.

Werden im großtechnisch möglichen Bereich beispielsweise 100 Stück pro Minute hergestellt, so beträgt die Gesamtkontaktdauer des Glaspostens für die Külbelhersteilung nur 0,3 Sekunden, und bei halber Geschwindigkeit immer noch bloße 0,6 Sekunden, also ganz erheblich kürzer als in bekannten Verfahren, in denen sich die Kontaktdauer auf mindestens

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2-8 Sekunden belauft. Entsprechend sehr viel weniger Wärme wird dem Glas entzogen, und der weiche Kurbel kann sofort weiter verarbeitet werden, im Gegensatz zu den "harten" Külbeln bekannter Verfahren, die erst wieder erwärmt werden müssen, bevor die endgültige Formung vonstatten gehen kann.

Diese weichen Külbel eignen sich daher auch besonders gut zur Herstellung dünnwandiger Glaskörper durch Blasen sogenannter harter Gläser, also Gläsern mit sehr hoher Viskosität bei hohen Temperaturen, oder Gläsern mit hoher Erweichungstemperatur, oder schwer schmelzbaren Gläsern, z.B. Borsilikatgläsern mit Erweichungstemperaturen von ca. 820 C, im Gegensatz zu leicht schmelzbaren "weichen" Gläsern niedriger Erweichungstemperatur, z.B. Natriumkalkgläsern mit Erweichungstemperaturen von etwa 700 - 725°C Die letzteren haben breite, die Erstgenannten enge Bearbeitungsbereiche in denen sie formbar sind. Da das untere Ende des Bearbeitungsbeteichs nahe der Erweichungstemperatur liegt, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders wichtig für "harte" Gläser, denn die größere, noch nahe der Erweichungstemperatur befindliche Glasmasse genügt, um auch die Oberfläche von innen her wieder bis zur Formbarkeit aufzuwärmen, und das Glas kann dank niedriger Viskosität zu leichten, dünnwandigen Glaskörpern geblasen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen dünnwandiger, hohler Glaskörper leichten Gewichts, dadurch gekennzeichnet, daß ein. PoiJtou göüchraolzenen Glaoeo in eine Külbelform gegeben, rasch zu einem weichen Külbel mit einer Vertiefung geformt und dabei die Menge der dem geschmolzenen Glasposten entzogenen Wärme so niedrig gehalten wird, daß nach Ende der Preßformung zum Külbel dessen Kerntemperatur im wesentlichen gleich der Temperatur des aufgegebenen Schmelzpostens ist, der weiche Külbel aufgeweitet wird, und der aufgeweitete Külbel zum fertigen Glaskörper geblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weiche Külbel unmittelbar nach Bildung und während (U;h Aufwui tont! rau* πι einem llalaliuroicli Γγ«.Ί trunnel zuhalten wird.

'6, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Külbel an den Ring gepreßt wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, duJJ dar Külbel durch wiederholte Uiasstöße und durch Absackenlasoen aufgeweitet wird.

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5. Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, 'Im,!.·; trij luitf;.'. Ι.ι,Ίΐυ ⁽H) % d«ü QiK-r'Mchiii Itu uvu wkI.oImmi Külbel;; bis zum Schluß der Formung auf einer über der G-laserweichungstempe ratur liegenden Temperatur gehalten wird.

6, Verfahren nach ei neun flor Ansprüche 1 - ^r>, daiiurnh gekennzeichnet, daß das Aufgeben des G-laspostens und Pressen zum Külbel innerhalb eines Sekundenbruchteils vorgenommen wird.