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Verfahren zum Herstellen doppelwandiger Gefässe aus Glas.
Es sind Verfahren bekannt, nach denen die Innenkörper doppelwandiger Gefässe aus der feurigflüssigen Glasmasse unmittelbar am Glasofen mit Hilfe einer in die Halsöffnung des Aussengefässes eingeführten Auftreibvorrichtung geformt werden. Diese Verfahren beziehen sieh auf die Herstellung von doppelwandigen Gegenständen mit rundem Querschnitt.
Die Herstellung doppelwandiger Gefässe mit unrundem Querschnitt ist bisher fast ausschliesslich auf die einfachste Arbeitsweise des Zusammenschmelzens zweier einzelner fertiger Glashohlkörper angewiesen, und es treten alle Übelstände dieses an sich unvollkommenen und kostspieligen Verfahrens, wie Spannungen an den an der Gebläselampe bearbeiteten Hals-und Bodenstellen, bei Gefässen mit unrundem
Querschnitt naturgemäss in erhöhtem Masse auf.
Die Herstellungsschwierigkeiten unter erhöhter Bruchgefahr und die wesentlich höheren Kosten sowie die ausserordentliche Empfindlichkeit doppelwandiger, nach der bisher üblichen Arbeitsweise hergestellter Flaschen und Gefässe mit unrundem Querschnitt im Gebrauch sind die Gründe, aus denen sieh diese Gegenstände trotz ihres zum Teil gefälligen Äusseren und ihrer praktischen Handhabungsmöglichkeit (sie lassen sich z. B. beim Transport bequem in die Tasche stecken und verpacken) auf dem Markte nur wenig einführen konnten.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, das die Herstellung doppelwandiger Gefässe aus Glas, insbesondere mit unrundem Querschnitt, unmittelbar am Glasofen gestattet und ihnen damit alle die Vorteile zuteil werden lässt, die die runden doppelwandigen, unmittelbar am Glasofen hergestellten Flaschen und Gefässe aufweisen. Das sind vor allen Dingen grösste, durch die gleichmässige Wandstärke bedingte Festigkeit des Innen-und Aussengefässes, vollkommene Spannungsfreiheit durch Fortfall jeglicher Bearbeitung an der Gebläselampe und die Möglichkeit der Anwendung erstklassiger Hüttenkühlung.
Der Gang des Verfahrens gemäss der Erfindung ist an Hand der Zeichnung an mehreren Beispielen geschildert, u. zw. beziehen sich die Fig. 1-27 auf die Herstellung einer doppelwandigen Flasche mit unrundem Querschnitt und die Fig. 28-43 auf die Herstellung einer doppelwandigen Flasche mit rundem Querschnitt.
Zunächst wird, wie bei der Erzeugung runder doppelwandiger Gefässe, der Aussenkörper in bekannter Weise in eine Form eingeblasen, die zur Bildung des Innenkörpers erforderliche Glasmasse auf die eingezogene Kappe des Aussengefässes aufgebracht und mit Hilfe der Auftreibvorriehtung a durch den Hals, der rund oder, wenn die grosse Achse des unrunden Querschnittes bedeutend grösser ist als die kleine Achse, unrund bzw. oval sein kann, geschoben (Fig. 1-8). Ist die Auftreibvorrichtung tief genug in den Aussenkörper c eingeführt (Fig. 1 und 2), so wird in dem Ausführungsbeispiel (Fig. 3 und 4) der ganze äussere Flaschenkörper c nach rechts geschoben bzw. das Werkzeug a nach links bewegt, u. zw. in Richtung der grossen Achse des ovalen Querschnittes.
Hiedurch wird die noch in feurigflüssigem Zustande befindliche Glasmasse d derart zur Seite gedrückt, dass sie im gewünschten Abstand von der Aussenwand die linksseitige Wand des Innengefässes bildet. Sodann erfolgt eine rückläufige Bewegung des äusseren Flaschenkörpers mit der Glasmasse für die Innenflasche bzw. des Werkzeuges über die mittlere Ausgangsstellung hinaus in die in Fig. 5 und 6 dargestellte Lage an der rechten Seite des Aussenkörpers.
Dadurch bildet sich die rechte Seite der inneren Flaschenwand. Durch mehrmaliges Wiederholen des geschilderten Vorganges unter gleichzeitigem Tieferdrücken der Auftreibvorrichtung in den Raum der Aussenflasche wird so der gewünschte unrunde Querschnitt des Innengefässes erzeugt (Fig. 7 und 8).
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Dieser unrunde Querschnitt braucht aber nicht, wie in Fig. 1-8 dargestellt, zu zwei senkrechten Achsen symmetrisch zu sein, sondern er kann beliebige Gestalt haben, etwa gemäss den Fig. 9-11. In diesem Falle ist die Bewegung des äusseren Flaschenkörpers mit der Glasmasse zur Bildung des Innenkörpers bzw. der Auftreibvorrichtung keine geradlinige, sondern erfolgt inirgendeiner zweckentsprechenden Kurve. Es ist hiebei auch nicht erforderlich, dass die Rückwärtsbewegung auf derselben Linie vor sich geht wie die Vorwärtsbewegung, sondern sie kann, wie Fig. 11 zeigt, auch in besonderer Kurve erfolgen.
Die Vorrichtung zur Formung des Innenkörpers braucht nicht, wie in den Fig. 1-8 dargestellt ist, aus einem Stück zu bestehen, sondern sie kann auch in an sieh bekannter Weise teilbar sein (Fig. 12 und 13). Diese Teilbarkeit ist besonders dann vorteilhaft und notwendig, wenn beispielsweise bei einem elliptischen Querschnitt die grosse Achse im Verhältnis zum Halsdurchmesser so gross ist, dass bei der Seitwärtsbewegung die Auftreibvorrichtung die weiche Glasmasse nicht weit genug seitwärts schieben kann, um den gewünschten engen Zwischenraum zwischen Aussen-und Innengefäss zu erzielen. In diesem Falle wird die Auftreibvorriehtung zunächst in geschlossenem Zustande durch den Hals des Aussengefässes geführt und erst dann gespreizt.
Dabei ist es zweckmässig, dass der durch die Spreizung des Werkzeuges zwischen den Teilen f entstehende Zwischenraum durch eine verschiebbare Bodenplatte g abgedeckt wird.
Für bestimmte Fälle erweist es sich notwendig, die Auftreibvorriehtung unter Drehung auf die
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wie in den Fig. 14-23 dargestellt. Diese Schere wird in geschlossenem Zustande (Fig. 14 und 15) unter Drehung, die Glasmasse für den Innenkörper vor sieh her schiebend, durch den Hals des Aussengefässes so weit in dieses eingeführt, als es zur Bildung des Schulteransatzes des Innengefässes erforderlich ist.
Durch die Betätigung der Scherenvorricl1tung werden jetzt die Messer gespreizt und infolge ihrer
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in der vorgesehenen Richtung (Fig. 18-21). Darauf wird die scherenförmige Auftreibvorriehtung wieder in geschlossene Lage gebracht und gemäss Fig. 22 und 23 durch den Hals des fertiggestellten Gefässes entfernt.
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Werkstück und Werkzeug (Auftreibvorrichtung) senkrecht zur Längsachse des Werkstueckes erzeugten Wände des Innengefässes in Richtung der grossen Achse des Querschnittes eben.
Ebene Wände haben aber den Nachteil, dass sie nach dem Auspumpen des Raumes zwischen Aussenund Innengefäss dem so wirksam werdenden äusseren Luftdruck nur sehr geringen Widerstand bieten und erfahrungsgemäss die Ursache zum leichten Zerbrechen des Gefässes sind.
Diesen Nachteil kann man dadurch beseitigen, dass die wenig widerstandsfähigen ebenen Flächen durch dem Druck ausreichenden Widerstand bietende gewölbte Flächen ersetzt werden.
Die Bildung derartiger gewölbter Flächen vollzieht sich gemäss Fig. 24 und 25 beispielsweise wie folgt :
Nachdem die erste Stufe des Verfahrens beendet ist, bei der die Bewegung der Auftreibvorriehtung in Richtung der Längsachse des Gefässes absatzweise vor sich geht, wird die Auftreibvorrichtung in die Mittellage gemäss Fig. 24 und 25 zurückbewegt.
(Selbstverständlich findet bei der Ausübung dieses Verfahrens ein Aussengefäss mit gewölbten Seitenwänden Verwendung, wie es Fig. 25 zeigt. )
In der Mittelstellung nach Fig. 24 und 25 erfolgt ein weiteres Spreizen der Auftreibvorrichtung, so dass die noch in weichem, bearbeitbarem Zustand befindlichen ebenen Seitenwände des Innengefässes die gewünschte Wölbung erhalten (in Fig. 24 und 25 ist die erste Spreizstellung strichpunktiert, die darauf. folgende weitere Spreizstellung ausgezogen dargestellt). Nach Fertigstellung der Wölbung wird die Auftreibvorrichtung in die erste Spreizstellung zurückgeführt, und es wiederholen sich die geschilderten Arbeitsstufen bis zur Vollendung des Innengefässes.
Wesentlich neu und überraschend bei dem Verfahren nach Fig. 14-25 ist, dass die weiche, im feurigflüssigen Zustande befindliche Glasmasse d sich beim Niederdrücken nicht in den Zwischenraum i zwischen den gespreizten Messern A hineindrückt und so ein ungewolltes Deformieren des zu erzeugenden Innengefässes herbeiführt, sondern dass sie, wie in Fig. 16,18 und 20 dargestellt, eine geradlinige Verbindung zwischen den einzelnen Messern bildet.
Diese Erscheinung lässt sieh in erster Linie auf die Konsistenz der weichen Glasmasse an und für sich zurückführen, dann aber auch in dem ersten Teile des Verfahrens bei Herstellung eines runden Innenkörpers auf die Drehung der messerartigen Auftreibvorrichtung und zuletzt bei der Bildung des unrunden Querschnittes auf die zusätzliche seitliche Be* wegung von Gefässkörper oder Auftreibvorrichtung.
Spreizbare Auftreibvorrichtungen sind an sich bekannt. Sie sind aber alle mit einer, wenn auch in einfachster Weise ausgestalteten Bodenplatte versehen, die in irgendeiner Weise den Zwischenraum
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Glasmasse in diese geöffneten Teile zu vermeiden.
Das neue Verfahren macht solche geschlossenen Teile am vorangehenden Ende der Auftreibvorrichtung nicht mehr notwendig. Dadurch wird es möglich, die Konstruktion der Auftreibvorrichtung unter Ausschaltung von allen Zwischengliedern auf die denkbar einfachste Form, nämlich das Vor-
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Weise scherenförmig betätigen lassen. Dies bedeutet in konstruktiver Hinsicht einen erheblichen Fortschritt.
Bei den bisher besprochenen Beispielen verschieben sich Glasgefäss und Auftreibvorrichtung gegeneinander, in den Fig. 26 und 27 wird das neue Verfahren derart ausgeübt, dass beide Gegenstände in horizontaler Richtung unverrückbar gegeneinander feststehen. Zur Verwendung kommt dabei eine der Anordnung nach den Fig. 14-25 ähnliche an sich bekannte Auftreibvorrichtung, die so konstruiert ist, dass die Fläche ihrer Messer im geschlossenen Zustande etwa dem kleinsten Durchmesser des zu formenden inneren unrunden Gefässes entspricht. Jetzt wird als erste Stufe des Verfahrens in bekannter Weise ein runder Innenglaskörper geformt.
Wollte man nun die Auftreibvorrichtung ohne weiteres auf ihren grössten Durchmesser spreizen, so würde die innere Glasmasse an die Längsseite des Aussenkörpers gedruckt werden und damit seine Zerstörung herbeiführen. Dies wird dadurch vermieden, dass der Durchmesser des mit den Kanten der Auftreibvorrichtung beschriebenen Kreises während der Formung des unrunden Innengefässes nicht konstant gehalten wird, sondern sich entsprechend der Grösse der grossen Achse des Aussengefässes verändert, mit andern Worten :
die Vorrichtung wird während der Drehung geöffnet und wieder geschlossen, u. zw. in der Weise, dass sie immer dann geöffnet ist, wenn ihre Messer sich in der Lage rn-rn (Fig. 26 und 27) der grossen Achse des ovalen Querschnittes befinden, und dass sie immer geschlossen oder fast geschlossen ist, wenn sich ihre Messer in der Lage Je-Je der kleinen Achse des Querschnittes befinden. In Fig. 26 und 27 ist ausserdem eine Zwischenspreizlage II dargestellt.
Das Öffnen und Schliessen der Auftreibvorriehtung erfolgt in einfachster Weise von Hand oder mechanisch. Während des Öffnens und Schliessens werden nun Glasgefäss und Auftreibvorrichtung senkrecht gegeneinander bewegt, bis der gewünschte unrunde Innenkörper vollkommen geformt ist.
Wie die Fig. 28-43 erkennen lassen, kann die Herstellung des Innengefässes auch dadurch erfolgen, dass Aussengefäss und Auftreibvorrichtung exzentrisch zueinander bewegt werden und die exzentrische Bewegung während des ganzen Herstellungsganges des Innengefässes, d. h. während des zylindrischen Ausziehens des Innengefässes, vor sich geht. Zweckmässig setzt die exzentrische Bewegung bereits nach Bildung des Halses, d. h. an der Stelle ein, an der die Schulter der Innenflasche liegen soll.
Die exzentrische Bewegung zum Zweck des Aufweitens der Innenflasche erfolgt absatzweise oder in langsam fortschreitender zusammenhängender Bewegung der Auftreibvorrichtung von oben nach unten bis zur Vollendung der Innenflasche in ihrer ganzen Länge. Dadurch lässt sich das Innengefäss formen und fertigstellen, ohne dass irgendwelche Verdrehungen der zu verarbeitenden Glasmasse oder Zerstörungen des bereits verarbeiteten Glases stattfinden.
Die zur Bildung der Innenflasche bestimmte Glasmasse wird von der Auftreibvorrichtung durch den Hals des Aussengefässes geschoben. In der in Fig. 28 punktiert gezeichneten Lage, also in Höhe des Halses, verweilt zunächst die Auftreibvorriehtung etwas, um die Glasmasse, soweit es erforderlich ist, abzukühlen. Dann wird die Abwärtsbewegung bis zu der Stelle, an der die Schulter des herzustellenden Innengefässes liegen soll, fortgesetzt. Ist diese Stellung erreicht, so erfolgt die exzentrische Bewegung von Auftreibvorrichtung und Aussengefäss gegeneinander, wodurch die Innenflasche entsprechend der Länge der Auftreibvorrichtung bereits in ihrem ganzen Querschnitt geformt wird. Die einzelnen Phasen dieses Herstellungsganges ergeben sich aus den Fig. 28-35.
Bei dieser zunächst teilweisen Herstellung der Innenflasche tritt bemerkenswerterweise kein Verdrehen oder Zerstören des zu verarbeitenden Glases ein, denn einmal ist die durch den Hals der Aussen- flasche geschobene Glasmasse beim Einsetzen der exzentrischen Bewegung bereits so weit erstarrt, dass ein Verdrehen nicht möglich ist, und das andere Mal geht die Vorwärtsbewegung der Auftreibvorrichtung der Erstarrung des Glases in solchem Abstande voran, dass sein Zähigkeitszustand noch eine bequeme Verarbeitung gestattet.
Nachdem die Formung der Innenflasche so weit erfolgt ist, wie Fig. 34 und 35 es zeigen, setzt nun unter Beachtung des Grundsatzes, dass die Bewegung des Auftreibwerkzeuges entsprechend der Abkghlungsgeschwindigkeit des Glases zu erfolgen hat, die weitere Abwärtsbewegung der Auftreibvorrichtung in das Innere des Aussengefässes ein, bis der Innenkörper in seiner vollen Länge fertiggestellt ist. Dieser Arbeitsgang kann absatzweise oder in langsam fortschreitender zusammenhängender Bewegung erfolgen. Die einzelnen Phasen sind in Fig. 36-43 dargestellt.
Die Ausübung dieses Verfahrens ist unabhängig von der Grundrissgestalt des zu erzeugenden Gefässes, das kreisförmig sein oder einen unrunden Querschnitt aufweisen kann. Zur Bildung eines Gefässes mit unrundem Querschnitt wird man zweckmässig die exzentrische Bewegung gemäss Fig. 28-43 mit einer geradlinigen (gemäss Fig. 1-23) bzw. einer Bewegung in Kurvenform symmetrisch zu einem Mittelpunkt (gemäss Fig. 9-11) verbinden,
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Auch für dieses Verfahren besteht das Auftreibwerkzeug entweder aus einem Stück oder setzt sich aus mehreren Teilen zusammen, die gegeneinander feststehen oder in irgendeiner Weise zueinander beweglich angeordnet sein können.
Dabei hat es sich für die Herstellung von doppelwandigen Isoliergefässen mit verhältnismässig
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wenden. Diese wird in geschlossenem Zustande durch den Hals des Aussengefässes geschoben und in der Höhe der Schulterlage des Innengefässes zunächst gespreizt, so dass ein zylindrischer Körper von der Länge des Auftreibwerkzeuges entsteht, dessen Durchmesser kleiner ist als der des endgültigen Innengefässes. Erst dann tritt zweckmässig die exzentrische Bewegung und Vollendung des Innenkörpers ein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen doppelwandiger Gefässe aus Glas in einem Arbeitsgang, bei dem die Bildung des Innenkörpers aus der feurigflüssigen Glasmasse mittels einer in die Halsöffnung des Aussengefässes eingeführten Auftreibvorriehtung zweckmässig unter Drehen von Werkstück und (oder) Werkzeug erfolgt, gekennzeichnet durch Bewegen des Werkstückes und des Werkzeuges gegeneinander in Richtung der Längsachse des Werkstückes bzw. Werkzeuges sowie des Werkstückes und des Werkzeuges gegeneinander senkrecht zur Längsachse des Werkstückes bzw. Werkzeuges.