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Verfahren, zur Herstellung von metalliiberzogenen geformten Glasgegenständen.
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gegenständen, bei dem in an sich bekannter Weise Glas im warm-plastischen Zustand in die gewünschte
Form gebracht wird und verfolgt den Zweck, einen fest haftenden, dauerhaften Metallüberzug auf
Glasgegenstände aufzubringen. Ein solcher Metallüberzug bringt mehrere Vorteile mit sich, die jeweils von dem betreffenden Gegenstand und seinen Verwendungen und der Stelle oder Lage und der Aus- dehnung des Metallüberzuges abhängen. Einer dieser Vorteile ist die Verstärkung des Glas- (oder keramischen) Gegenstandes und das Bewirken einer Ausbreitung und Verteilung von plötzlichen örtlichen Erwärmungen und mechanischen Beanspruchungen. Solche plötzliche örtliche Erwärmungen werden nachfolgend als "thermische Stösse" bezeichnet.
Ein Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich demzufolge auf Kochgeräte aus Glas, die grossen Temperaturunterschieden unterworfen und daher häufig durch thermische Stösse zerstört werden. Ein grosser Prozentsatz der Brüche folgt aus der Tatsache, dass in vielen Fällen gewisse Teile der Glasware, wie die Böden der Kochgeschirre oder Gefässe, viel schneller als andere Teile derselben erhitzt werden, so dass das Gefäss häufig zu Bruch geht, wenn es auf einen Ofen gesetzt wird. Wenn wiederum das Gefäss vom Ofen entfernt wird, wird seine heisseste Stelle häufig auf eine kalte Fläche gesetzt, so dass die Wärme von jenem Teil sehr schnell abgeleitet wird und hiedurch das Springen des
Gefässes verursacht wird.
Es ist oft versucht worden, Metallüberzüge zum festen Anhaften am Glas zu bringen, aber diese Versuche sind aus verschiedenen Gründen gescheitert.
Gemäss der Erfindung wird nun auf die Oberfläche des Glases, während der Gegenstand noch heiss von der Formgebung ist, geschmolzenes Metall unter Druckanwendung aufgebracht. Dadurch wird ein bisher nicht bekanntes festes Anhaften des Metallüberzuges, der gewissermassen eine Legierung mit dem Glas eingeht, erzielt. Vorzugsweise kann dies dadurch geschehen, dass Kügelchen aus geschmolzenem Metall auf die Oberfläche des Gegenstandes gespritzt werden.
Besonders zweckmässig ist es, einen auf diese Weise mit Metall überzogenen Glasgegenstand in an sich bekannter Weise in einem Kühlofen zu kühlen, weil dadurch die inneren Spannungen des
Gegenstandes beseitigt werden. Bei den bisher bekannten Verfahren konnte man ein solches Kühlen nicht durchführen, weil sich der Metallüberzug bei diesem Vorgang ablöst.
Besondere Vorteile bringt die Verwendung von Aluminium als Werkstoff für den Metallüberzug mit sich, weil dadurch ein eine sehr gute Spiegelwirkung ergebender Belag erzielt werden kann. Das Aufspritzen des Metalls erfolgt zweckmässigerweise bei einer 4260 C nicht unterschreitenden Temperatur des Glases.
Um dafür zu sorgen, dass der Metallüberzug homogen ist und keine Lücken oder Poren aufweist, wird dieser zumindest 0'076 mm stark gemacht.
An Hand der Zeichnung wird nun die Erfindung in ihrer Anwendung an einem Glasgefäss beschrieben, u. zw. einem zu erwärmenden und kühlenden Behälter, wie einem Kochgefäss.
Fig. 1 zeigt die Art und Weise, wie das Kochgefäss mit Metall überzogen wird. Fig. 2 zeigt den Topf gemäss Fig. 1 in Vereinigung mit einer Kaffeefiltriereinrichtung. Fig. 3 zeigt die Art und Weise, wie gewisse Teile des Topfes während des Spritzens abgeschirmt werden können. Fig. 4 zeigt eine andere Form des Schirmes. Fig. 5 zeigt einen Glasschirm für Reklamebeleuchtungen, der durch aufgespritztes Metall verstärkt ist.
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Fig. 2 stellt eine Kaffeefiltriereinrichtung mit einem Glastopf oder Hauptteil 7 dar, welcher mit Hilfe einer Spritzpistole 8, welcher ein Metalldraht 9 zugeführt wird, in irgendeiner geeigneten
Art überzogen wird. Durch die Düse 10 der Pistole wird ein Gasstrom in geeigneter Weise geführt und gerichtet, um eine Flamme zum Schmelzen des Drahtes zu erzeugen und die geschmolzenen Teilchen gegen die Oberfläche des Glases zu blasen. Die Pistole wird vorzugsweise so gehalten, dass die Flamme beinahe den Gegenstand berührt und dabei gleichzeitig quer über die zu überziehende Fläche bewegt.
Der Draht kann aus Aluminium oder einem andern Metall sein. In den meisten Fällen wird es genügen, . wenn nur der Boden des Gefässes mit dem Spritzmetall überzogen wird, weil der obere Teil des Gefässes nicht so raschen Temperaturänderungen wie der Bodenteil ausgesetzt ist.
Wenn der Metallüberzug 11 nahe dem unteren abgerundeten Teile des Gefässes aufgespritzt wird, werden Teile des geschmolzenen Metalls entlang der Seite des Topfes fliessen und einen unreelmässigen oder zackigen Rand 12 bilden, anstatt dass der Rand des Metalls eine fortlaufende kreisförmige Linie bildet. Dieser unregelmässige Rand kann häufig erwünscht sein, wo es gefährlich ist, dass ein fortlaufender ungebrochener Metallkreis Bruch verursacht, weil der Metallrand sich nicht so frei bei
Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen kann. Bei einem sägeartigen oder zackigen
Rand jedoch wird nicht ein so grosser Widerstand gegen Ausdehnung und Zusammenziehung vorhanden sein.
Wo es erwünscht ist, einen glatten ungebrochenen Rand zu haben, wird während des Spritzvorganges auf den Gegenstand ein Schirm 13 aus nicht brennbarem Stoff aufgebracht, der ein Fliessen des Metalls über den Rand des Gegenstandes hinaus verhindert.
Eine andere Form des Schirmes ist in Fig. 4 gezeigt, wobei zwei Metallplatten 14 mit einem Asbestring 15 in Klemmverbindung stehen, dessen innerer Rand über die inneren Ränder der Platten vorsteht und biegsam ist, so dass der Asbestring auf Gefässen mit verschiedenen Durchmessern dicht aufsitzen kann und den oberen Teil des Gefässes vor dem gespritzten Metall noch wirksamer abschirmen wird.
Das Gefäss gemäss Fig. 2 ist, abgesehen von dem Glastopf 7, ein üblicher Filtrierapparat mit einem Metallbehälter und einer Filtereinrichtung 16 und einem Metalldeckel 17. Eine Glashaube 18 ist in der üblichen Weise vorgesehen, so dass der Benutzer sehen kann, ob das Wasser zirkuliert.
Der untere Teil der Haube 18 trägt immer eine aufgespritzte Metallschicht 19. Das aufgespritzte Metall absorbiert und verteilt die Hitze des Wassers, das während der Kaffeeherstellung nach oben spritzt und vermindert so die Gefahr eines Bruches, der so häufig bei diesen Glashauben eintritt. Der obere Teil der Haube 18 ist bei 20 nicht überzogen, so dass der Benutzer beobachten kann, ob das Wasser im Filtrierapparat zirkuliert.
Das Metall wird auf die Oberfläche des Glases aufgespritzt, wenn das Glas das Formwerkzeug oder die Form verlässt und noch einen grossen Teil seiner ursprünglichen Hitze aufweist, u. zw. wird das Metall in Form einer Schichte oder eines Überzuges abgelagert. Der Metallüberzug, der eine grössere Leitfähigkeit als das Glas hat, bewirkt die Übertragung und Verteilung der Hitze über einen
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verhältnismässig kalten Fläche oder Flüssigkeit auftreten, durch die Metallschicht erheblich abgeschwächt, weil die im Vergleich zu Glas grössere Wärmeleitfähigkeit des Metalls eine Verteilung der Temperatur bewirkt, die sonst örtlich vorhanden wäre und einen Bruch des Gefässes hervorrufen würde.
Die Ablagerung des Metalls kann in jeder gewünschten Dicke erfolgen, die weitgehend von dem Masse der gewünschten Festigkeit abhängt. Es wurde gefunden, dass eine durchschnittliche Dicke von 0'076 mm gute Resultate ergibt, u. zw. sowohl in bezug auf die Verteilung der Hitze als auch auf eine wesentliche Vergrösserung der mechanischen Festigkeit. Es können natürlich stärkere Dicken verwendet werden, insbesondere dort, wo ein grösserer Widerstand gegen mechanische Stösse erwünscht ist.
Das Metall besitzt auch genügende Dicke, um den Boden des Gefässes gegen Bruch bei rauher Behandlung zu schützen und erzeugt einen Spiegelglanz von ansprechendem Aussehen, der im Inneren des Gefässes sichtbar ist.
Das Metall kann in einer oder mehreren Schichten aufgespritzt werden, wobei die einzelnen Schichten aus verschiedenen Metallen bestehen. Der erste Überzug kann beispielsweise aus Aluminium und der zweite aus Messing bestehen. Der Teil des Metalls, der in unmittelbarer Berührung mit dem Glase ist, wird einen spiegelähnlichen Glanz haben, weil die l\1etallkügelchen platzen, wenn sie auf die Oberfläche aufschlagen, d. h. das reine Metall verschluckt die geringe Oxydmenge und ergibt eine reflektierende Oberfläche. Die äussere Oberfläche des Metalls kann abgeputzt oder durch Polieren, Brünieren, Aufbeizen, Überziehen mit keramischen Farben usw. verschönert werden.
Es ist auch möglich, das Metall auf die Glasfläche mittels Schablonen aufzubringen, um Gitter oder andere Muster zu bilden, insbesondere dort, wo es tunlich oder erwünscht ist, kleine Flächen des Glases frei zu lassen.
Es ist wesentlich für das erfindungsgemässe Verfahren, dass das geschmolzene Metall aufgebracht wird, solange der Gegenstand vom Formvorgang noch heiss ist. Bei Versuchen ist ferner gefunden
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worden, dass es wesentlich ist, den Metallüberzug aufzubringen, während das Innere des Gegenstandes heisser als das Äussere ist und demzufolge die Wärme vom heisseren Inneren des geformten Gegenstandes nach aussen geht.
Bei Glaswaren, wie Kochgefässen oder Geschirren u. dgl., beträgt die Temperatur der Gegen- stande, wenn diese aus den Formen kommen, gewöhnlich annähernd 425-650 C, obgleich sie manchmal viel heisser sein können und nur soweit gekühlt werden müssen, dass sie sich selbst tragen.
Wenn die Gegenstände unmittelbar gespritzt werden, sobald sie aus der Form oder der Form- maschine kommen, so ergeben sich daraus noch andere wichtige Vorteile gegenüber dem Spritzen auf kalte Ware oder dem Wiedererhitzen der Ware oder des Geschirrs vor dem Spritzen. Zunächst einmal sind die Gegenstände, wenn sie aus den Formen kommen, noch ganz heiss, jedoch hat sich mitunter das geschmolzene Glas gerade genügend abgekühlt, um sich selbst zu tragen. Es tritt dann bei dieser
Temperatur ein besseres Anhaften bzw. eine bessere Vereinigung des Metalls und des Glases ein. Da die Gegenstände sämtlich annähernd dieselbe Temperatur haben, ist man sicher, gleichmässige Ergeb- nisse zu erhalten. Die Gegenstände können dann gekühlt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich der Metallüberzug vom Glase trennt.
Der Metallüberzug dient auch dazu, das Glas während der
Kühlung gegen Bruch zu schützen.
In jenen Fällen aber, in denen das Glas für das Bespritzen neu erhitzt wurde, war es schwierig zu bestimmen, wann das Glas die richtige Spritztemperatur erreicht hat, so dass häufig Bruch eintrat.
Bisher war es auch schwierig,'3ine solche Haftung des Metalls auf dem Glas zu bewirken, dass ein späteres Abschälen des Metalls in Form eines Films oder einer Haut verhindert wird. Bei den nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Gegenständen hat sich ergeben, dass es unmöglich ist, den Metallüberzug vom Glasgegenstande abzuschälen, und dass es sogar schwierig ist, das Metall abzukratzen.
Die Erfindung ist auch von Vorteil bei der Behandlung von Hälsen von Lampenglocken,
Schirmen od. dgl. sowie auch beim Überziehen von Flaschen, um dieselben zu festigen und sie undurch- sichtig zu machen, wenn sie Stoffe enthalten sollen, die durch das Licht beeinträchtigt werden würden.
In Fig. 5 ist eine Glasglocke 22 für Reklamebeleuchtungen gezeigt, auf deren Hals ein Metall- überzug 23 aufgespritzt ist. Dieser Überzug verstärkt den Hals gegen Bruch, wenn Passstücke daran angelegt werden oder wenn die Glocke in Metallhalter, wie z. B. in einen Halter M, eingesetzt werden soll. Bei Bestrahlungseinrichtungen, Leuchtschildern u. dgl. kann sich der Metallüberzug auch auf die eine Seitenfläche des Gegenstandes erstrecken, um als Reflexionsfläche zu dienen. Wenn Aluminium als Überzugsmaterial aufgebracht wird, ist die Reflexionsfähigkeit nahezu gleich der von Silber.
Beim erfindungsgemässen Verfahren werden vorzugsweise Metalle mit erheblicher Elastizität, wie Aluminium, Zink oder Legierungen dieser Metalle, benutzt. Wenn auch vorzugsweise jene Metalle benutzt werden, die sich zu Drähten ziehen lassen, so werden auch härtere und sprödere Metalle für viele Zwecke ausreichend sein.
Die Herstellung einer Oberfläche, die reflektierend ist, wenn sie durch den Glasgegenstand betrachtet wird, und die matt erscheint, wenn sie von aussen angesehen wird, ist sehr wichtig. Es ist gefunden worden, dass Aluminium in dieser Hinsicht besonders wertvoll ist, da es eine gut reflektierende Oberfläche erzeugt. Sein Dehnungskoeffizient ist derart, dass in der Tat ein Bruch des Glases verhindert wird. Aluminium hat auch eine gewisse Biegsamkeit, die dem Glas erlaubt, sich bei verschiedenen Temperaturen ohne zu brechen auszudehnen und zusammenzuziehen.
Es ist gefunden worden, dass Aluminium eine silberähnliche reflektierende Spiegelfläche erzeugt, und dass andere Metalle verwendet werden können, um verschiedene Farbeffekte zu erzeugen. Beispielsweise erzeugt Kupfer eine etwas gelbliche reflektierende Fläche. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung irgendeines besonderen Metalls oder besonderer Legierungen beschränkt ist, obgleich gefunden worden ist, dass Aluminium eines der am besten geeigneten Metalle ist.
Mit dem Ausdrucke"Metall"in den Ansprüchen sind nicht nur Metalle allein, sondern auch ihre Legierungen gemeint. Die Erfindung kann bei beliebigen Arten von Glas oder ähnlichen Gegenständen, die heiss geformt werden, angewendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von metallüberzogenen Glasgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche des Glases, während der Gegenstand noch heiss von der Formgebung ist, geschmolzenes Metall unter Druckanwendung aufgebracht wird.