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Verfahren und Rotationsform zur Herstellung von runden Hohlkörpern aus thermoplastischen Massen, insbesondere aus Glas
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von runden Hohlkörpern aus thermoplastischen Massen, insbesondere aus Glas, durch sichtbares Einblasen eines ausserhalb der Form vorgefertigten Külbels in eine um eine Mittelachse kreisende, aus mehreren segmentartigen Profilteilen bestehende Form sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Herstellung von geblasenen runden Hohlglaskörpern, z. B. von Flaschen oder V sen, erfolgt in der Praxis häufig mit Hilfe der Glasmacherpfeifen und mehrteiligen Hohlformen. Der Glask rper muss hiebei mit Hilfe der Pfeife dauernd hin und her gedreht werden, damit die Bildung von Graten an den Trennfugen der Formenteile verhindert wird.
Es ist bekannt, solche Formen mit schmalen Durchbrechungen zu versehen, durch die Luft an den in der Form aufgeblasenen und hiebei gedrehten Glaskörper gelangen kann. Ein genaues beobachten und Kontrollieren des Einblasvorganges ist hiebei jedoch nicht möglich, was bei der Herstellung von geblasenen runden Hohlglaskörpern sehr erwünscht wäre. Die Verwendung durchsichtiger Formen, bei denen man den Formungsvorgang während des Blasens überwachen könnte, scheitert an dem Fehlen eines hiefür geeigneten Materials. Glas selbst ist aus leicht erklärlichen Gründen nicht brauchbar, auch Formen aus Quarz eignen sich hiefür nicht.
Ferner ist ein Verfahren beschrieben worden, gemäss welchem eine bestimmte Menge flüssigen Glases in eine Vorform gefüllt wird, worauf diese angehoben wird, so dass die Glasmasse zwischen zwei, um eine Mittelachse kreisenden, runden Schablonen oder Profilteilen hochgeschoben wird, bis die Masse in das Ende einer Druckluftpfeife eintritt, worauf die Aufblasung und Gestaltung des Glasgegenstandes erfolgen soll, dessen äussere Form durch die umlaufenden Schablonen bedingt ist. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis nicht bewährt, weil bereits bei dem Hochschieben der Glasmasse sehr leicht eine Verdrehung des Glaspostens eintritt. Auch ist ein Aufblasen einer dem Pfeifenende entgegengeführten massiven Glasmasse zur Herstellung von geblasenen Hohlglaskörpern keine geeignete Methode, um auch nur einigermassen gleichmässige Wandstärken zu erhalten.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein einfaches und schnell arbeitendes Verfahren zum sichtbaren Ausblasen eines, insbesondere aus Glas bestehenden Külbels in einer Form zu schaffen. Ausgehend von dem eingangs genannten bekannten Verfahren besteht die Erfindung darin, dass eine rotierende Form verwendet wird, deren Profilteile Sehschlitze besitzen, die eine Sicht in das Innere der rotierenden Form ermöglichen. Zweckmässig wird so vorgegangen, dass ein vorgeformter Fuss in eine Bodenöffnung der Rotationsform eingesetzt und dann das vorgefertigte Külbel in der rotierenden Form sichtbar auf den Fuss aufgeblasen und mit ihm verschmolzen wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens bedient man sich im Sinne eines Merkmales der Erfindung einer mehrteiligen Rotationsform, welche sich dadurch kennzeichnet, dass sie Profilteile mit Sehschlitzen aufweist, die im wesentlichen quer zur Rotationsachse verschiebbar sind ; beispielsweise kann die Rotationsform aus zwei an einer Seite miteinander durch ein Scharnier verbundenen Profilteilen bestehen, die mehrere Sehschlitze aufweisen.
Die Rotationsform wirkt bei ausreichender Drehzahl wie eine geschlossene Form, ermöglicht jedoch die Durchsicht von allen Seiten auf den gesamten Gegenstand, der innerhalb der rotierenden Formteile
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durch das Aufblasen des vorgeformten, an einer Blasvorrichtung hängenden Külbels entsteht. Die Segmente der Form sollen dabei nur einen Teil des Umfanges einer ruhenden Form darstellen, so dass ein wesentlicher Zwischenraum zum Hindurchschauen auf den im Innern der rotierenden Form beim Ausblasen entstehenden Hohlglaskörper vorhanden ist. Überraschenderweise können bereits zwei nur etwa 2 cm breite Profilteile genügen, um eine für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Rotationsform zu bilden. Diese Profilteile brauchen z.
B. bei der Herstellung einer Glasvase mit einem Durchmesser von 10 cm nur etwa 3-12o des Umfanges der Vase entsprechen. Anderseits genügt ein Zwischenraum von etwa l o des Umfanges, um eine gute Sicht in das Innere der Rotationsform zu gewährleisten.
Weist die neue Vorrichtung zwei Segmentteile auf, so werden sie sich zweckmässigerweise gegen- überstehen. Bei aus 3, 4 oder mehr Segmentteilen bestehenden Formen werden diese vorzugsweise symmetrisch über den Umfang der Rotationsform verteilt. Die quer zur Rotationsachse gerichtete Öffnungs-bzw.
Schliessbewegung der Profilteile kann z. B. durch eine Schwenkung der letzteren um jeweils eine unter der Ebene der Bodenfläche angeordnete Achse erfolgen. Die Profilteile können aber auch senkrecht zur Rotationsachse seitlich, z. B. entsprechend den Klemmbacken einer Drehbank, beweglich angeordnet sein.
Der Boden der Form besteht aus einer glätten Fläche einer feststehenden oder gegebenenfalls rotierenden Platte. Die Bodenfläche kann je nach der Form des herzustellenden Glaskörpers eben oder profiliert, z. B. leicht gewölbt, sein. Bei der Herstellung kleinerer Gegenstände kann man die Bodenplatteebenfalls rotieren lassen. Bei grösseren Glaskörpern soll man die Bodenplatte dagegen feststehend anordnen, da sonst eine gewisse Neigung zur Mitnahme der zähen Glasmasse in Rotationsrichtung auftreten kann. Gegebenenfalls kann man bei sehr grossen Gegenständen jedoch auch die Bodenplatte entgegen der Drehrichtung der Segmentteile rotieren lassen, wodurch sich diese Reibungskräfte aufheben lassen.
Bei üblicher Grösse der Hohlglasgegenstände ist aber festzustellen, dass überraschenderweise für den in die Form eingeblasenen Körper keine Mitnahmeneigung besteht, wenn die Geschwindigkeit der durch die Drehung der Profilteile gebildeten Formenfläche, die Zähigkeit der plastischen Masse und der Druck der Pressluft im Gleichgewicht zueinander stehen. Bei der für das Einblasen in Formen üblichen Temperatur der Glasmasse ist deren innere Zähigkeit, d. h. die Viskosität, grösser als der Reibungskoeffizient.
Da letzterer von der Beschaffenheit der Oberfläche der rotierenden Segmente bzw. der Bodenplatte abhängig ist, müssen diese Teile möglichst glatt sein. Als Material eignen sich Metalle, z. B. Eisen, insbesondere Gusseisen, Nickel, Edelstahl, Graphit oder Aluminium. Bei letzterem bildet sich auf der Oberfläche im Gebrauch unter dem Einfluss der Hitze schnell eine geschlossene Oxydschicht aus, die glatt und auch besonders widerstandsfähig ist.
Um ein zu starkes Erhitzen der Profilteile zu verhindern, können diese in den Betriebspausen in bekannter Weise durch Besprühen mit Wasser gekühlt werden. Auch durch Kühlrippen an der Aussenseite der Formsegmentteile kann dies erreicht werden. Bei der Rotation kühlt dann die Luft automatisch die Segmente.
In manchen Fällen bringt eine Abwandlung der Ausführungsform der oben offenen Rotationsform zum sichtbaren Einblasen besondere Vorteile mit sich. Bei einer solchen Vorrichtung zur Herstellung von runden Hohlkörpern aus plastischen Massen besitzen die quer zur Rotationsachse verschiebbaren segmentartigen Profilteile über den Umfang der Form verteilt Sehschlitze, durch die man zusätzlich zu den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Profilteilen in die Rotationsform hineinsehen kann, ähnlich wie bei einer Latema magica, und das Einblasen der Glasmasse genau beobachten kann. Diese vorzugsweise senkrecht angeordneten Schlitze können bis nahe an das obere bzw. untere Ende der Profilteile reichen.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung können gegebenenfalls die Formsegmente auch ohne Zwischenraum voneinander angeordnet sein, denn auch bei dieser Abwandlung der Vorrichtung wird beim Rotieren der geschlossenen Form auf Grund der Tatsache, dass man durch die Schlitze wie bei einer Laterna magica in das Innere der Form hineinblicken kann, eine genaue Kontrolle des Einblasvorganges in der Rotationsform ermöglicht.
Gemäss einer solchen Ausführungsform der Vorrichtung besteht die Drehform aus zwei Hälften, die mehrere gleichmässig verteilte Schlitze aufweisen und miteinander an einer Seite durch ein Scharnier verbunden sein können. Zum Öffnen der Form, wenn man das Glaskülbel einführen oder den fertigen Hohlglaskörper entnehmen möchte, werden dann bei Stillstand der Form die beiden Hälften an dem Scharnier auseinandergeklappt, ähnlich wie dies bei den bekannten, völlig geschlossenen Formen geschieht.
Die Weite der Schlitze richtet sich nach der Grösse der Drehform. Sie können etwa 0, 5-5 cm breit sein. Der Abstand zwischen den einzelnen Sichtschlitzen kann ebenfalls variiert werden, je nach Grösse und Gestalt der Form. Es hat sich gezeigt, dass bereits ein Verhältnis von Schlitzweite zu dem massiven
Umfangsanteil der Drehform von etwa 1 : 10 bei der schnellen Rotation der Form eine ausreichende Sicht
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in das Innere der Form gewährleistet. Anderseits kann das Verhältnis aber auch bis zu 10 : 1 oder mehr betragen, denn es genügt bei gleichmässiger Verteilung über den Umfang der Rotationsform ein Anteil von etwa 10% für die Segmente.
Um eine ausreichende Kühlung der Form zu gewährleisten, soll man jedoch die massiven Teile nicht zu schmal machen, weshalb eine Form vorgezogen wird, bei der der Anteil der massiven Form grösser ist als der Anteil der durch die Schlitze geschaffenen freien Stellen der Formwandung.
Von wesentlicher Bedeutung ist es, dass die Innenfläche der Profilteile an ihrer Oberfläche eine mit Wasser benetzbare Schicht aufweist, wodurch man für eine gute Kühlung der Profilteile sorgt und die Ausbildung einer Wasserdampfschicht zwischen den rotierenden Formteilen und dem Glaskörper ermöglicht wird. Besonders geeignet ist eine Innenauskleidung mit Graphit oder Retortenkohle, die vor der jeweiligen Benützung der Form, d. h. in geöffnetem Zustand, mit Wasser besprüht und benetzt wird. Gegebenenfalls können die segmentartigen Formteile durch besondere Einrichtungen gekühlt werden.
Bei der Herstellung des Hohlglaskörpers wird das an der Pfeife hängende Külbel in die quer zur Rotationsachse auseinandergezogenen Profilteile eingeführt. Die mit den Schlitzen versehenen Profilteile werden nun aufeinander zu bewegt und gegebenenfalls miteinander in Berührung gebracht, worauf man die Form rotieren lässt und gleichzeitig die das Külbel bildende plastische Masse in die Form einbläst. Verwendet man an Stelle eines feststehenden Bodens einen vorgeformten Glasfuss als unteren Abschluss für die Rotationsform, so kann das Aufsetzen und Anschmiegen des Hohlglaskörpers an den Glasfuss genau kontrolliert werden.
Es ist auf diese Weise möglich, eine genaue Dosierung des Druckes der Einblasluft vorzunehmen, um das Anlegen der plastischen Glasmasse an die Rotationsform bzw. an die Oberfläche des Glasfusses zum richtigen Zeitpunkt des Einblasvorganges, d. h. bei der richtigen Temperatur der heissen Glasmasse, die man durch den Farbton erkennen kann, vorzunehmen.
Es hat sich auch gezeigt, dass es bei dem sichtbaren Einblasverfahren unter Verwendung der Vorrichtung mit voneinander im Abstand befindlichen Profilsegmenten bzw. Segmenten mit Sichtschlitzen von Vorteil ist, wenn man den Druck der Einblasluft der plastischen Masse in die Rotationsform nicht dadurch regelt, dass man das Einströmen der Luft in das Külbel dosiert, sondern wenn man dafür sorgt, dass die vorzugsweise durch eine Öffnung in der Mitte der Glasmacherpfeife eintretende Luft am Rande der Glasmacherpfeife wieder austritt und man den Austritt der Luft regelt. Eine solche Regelung der Druckluft beim Einblasen von Glasgegenständen in eine geschlossene, stehende Form ist an sich aus der deutschen Patentschrift Nr. 535013 bekannt.
Bei dieser Art der Steuerung der Druckluft hat man auch die Möglichkeit, mehr oder weniger ungehindert, d. h. ohne wesentliche Druckentwicklung, Luft zur Kühlung durch das Innere des Külbels hindurchstreichen zu lassen.
Da das Einblasen durch die Verwendung einer Rotationsform nach der Erfindung beobachtet werden kann, besteht nunmehr erst die Möglichkeit, die Vorteile, die sich durch diese Art der Steuerung des Druckes und der Kühlung der Glasmasse ergeben, richtig auszuwerten. Aus dem Farbton der Glasmasse des sichtbaren Külbels kann auf deren Temperatur geschlossen werden. Man hat es nunmehr in der Hand, zuerst durch Hindurchstreichenlassen der Luft die Glasmasse kontrolliert abzukühlen und dann den Einblasvorgang bzw. das Aufsetzen des Hohlglases auf einen vorgeformten Fussteil bei einer genau bestimmten Temperatur des Glases durch Drosseln des Ausgangsventiles und damit verbundener Drucksteigerung im Külbel vorzunehmen.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Form zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens im Auf- und Grundriss, beides geschnitten nach den Linien I-I bzw. II-11, gezeigt.
Die beiden Formhälften 11 und 12 mit ihren Sehschlitzen 13 sind durch ein Scharnier 14 verbunden, so dass sie seitlich auseinandergeklappt werden können. Die Griffe 15 dienen hiebei zum Öffnen und Schliessen der Form. Bei der gezeigten Ausführungsform ist auch unten eine Öffnung vorgesehen, in die ein vorgeformter Fuss als Boden der Rotationsform eingebracht werden kann, so dass sich der Hohlglaskörper beim Einblasen in die Rotationsform mit dem Fussteil verbindet.
Wie erwähnt, lässt sich dieses neue Verfahren und die Vorrichtung mit Vorteil auf die Herstellung von Hohlglaskörpern mit einem gesondert vorgefertigten Fussteil anwenden.
Hohlglaskörper, wie Vasen mit einem dünnen Stiel und einem flachen Bodenteil oder Biergläser mit ähnlichem Fuss- und Bodenteil sowie Weinbrandschwenker u. dgl. werden bisher im allgemeinen in der Weise hergestellt, dass man ein an einer Blasvorrichtung hängendes Külbel in einer Form bis zur gewünschten Grösse des Hohlglaskörpers aufbläst, dann am Bodenteil einen Glasbatzen für den Fuss ansetzt, den man sodann ausformt, worauf man einen weiteren Batzen an das Ende des Fussteiles ansetzt, den man mit einem Scherholz zur flachen Standscheibe ausformt.
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Es ist auch bekannt, Scherfussbodengläser in der Weise herzustellen, dass man den Bodenteil in einer
Vorform presst, bei der die Standscheibe noch eine gewölbte Gestalt aufweist, worauf man diesen Fussteil an (er gewünschten Stelle des geblasenen Hohlglaskörpers anbringt. Der in der Vorform erhaltene und am
Hohlglaskörper befestigte Bodenteil wird dann nach Wiedererwärmung zu einer flachen Scheibe ausge- schleudert oder mit einem Scherholz geformt.
Erfindungsgemäss wird nun ein vorgeformter Fuss in die Bodenöffnung der Rotationsform eingesetzt und dann das vorgefertigte Külbel in der rotierenden Form auf den Fuss aufgeblasen und mit ihm verschmol- zen. Der Glasfuss stellt in dieser Rotationsform zum sichtbaren Einblasen des Glaskülbels den Bodenteil der
Form dar. Auf Grund der Sehschlitze kann man das Anschmiegen des Hohlglaskörpers an die durch Rota- tion der Formensegmente gebildete Formenwandung und das Aufsetzen des geblasenen Kolbens auf den in der vorhergehenden Verfahrensstufe erhaltenen Fussteil genau beobachten, so dass die Vereinigung der Tei- le kontrolliert werden und bei einer aus der Farbe der Glasmasse erkennbaren gewünschten Temperatur erfolgen kann.
Hiedurch ergibt sich ein wesentlicher Vorteil gegenüber einem Verfahren zur Herstellung von
Kelchgläsern, wie es in der deutschen Patentschrift Nr. 709480 beschrieben ist, wobei ein im Saugblasver- fahren vorgefertigter Fuss mit einer roh vorgeformten Kelchschale unter gleichzeitigem Fertigblasen in einer geschlossenen Form verschmolzen wird.
Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren kann das Aufsetzen des Hohlglasteiles auf den vorgeform- ten Fuss beim erfindungsgemässen Verfahren beobachtet und überwacht werden, so dass der Anfall an Aus- schussware sehr gering ist, Besonders leicht kann man die Temperatur des Glases kontrollieren, wenn man eine Blasvorrichtung verwendet, bei der die Luft zum Aufblasen des Külbels zugleich als Spill-bzw. Kühl- luft dient. Bei den bekannten geschlossenen Formen kann man das Aufsetzen des Hohlglaskörpers und des- sen Temperatur nicht kontrollieren, weshalb man immer wieder Überraschungen bei dem Öffnen der ge- schlossenen Form und der Entnahme des Glasgegenstandes erleben muss.
Für den Fussteil kann man bei dem erfindungsgemässen Verfahren jeden in an sich bekannter Weise vorgeformten Fuss, z. B. einen hohlen geblasenen oder massiven gepressten Fuss, verwenden. Beim Einpres- sen der Glasmasse in eine Form mit einem langen Hohlraum, wie sie bei Glasgegenständen mit langem Fuss benötigt wird, ergeben sich jedoch mancherlei Schwierigkeiten, weshalb man vorzugsweise den Fussteil durch Einsaugen der thermoplastischen Masse in eine Formmatrize und anschliessendes Auspressen der
Standplatte durch einen Pressstempel bildet.
Die Kombination von Einsaugen der plastischen Glasmasse in einen dünnen langen Hohlraum einer Pressform und anschliessendem Formpressen der Glasmasse im oberen
Teil dieser Form eignet sich nun besonders zur Herstellung der bei dem erfindungsgemässen Verfahren ver- wendeten vorgeformten Fussteile. Hiebei wird zuerst ein relativ heisser Glasbatzen in die, oben dem
Durchmesser der Standplatte entsprechend, weite Form eingebracht, wobei man das Glas durch ein unten angeschlossenes Vakuum nach unten bis in das untere Ende des vorzugsweise etwas konisch geformten
Stielteiles der Form saugt. Nachdem die Glasmasse so in den Stielteil eingebracht ist, wird mit einem
Stempel die gewünschte Standplatte gepresst.
Der so erhaltene Glasfussteil wird nun der kombinierten
Saug-Pressform entnommen und die beim Pressvorgang entstandenen scharfen Kanten am äusseren Ende der
Standplatte abgeschmolzen, worauf man den erhaltenen Fussteil als Bodenstück in die Rotationsform ein- setzt.
Da die durch den Pressvorgang erhaltene Standplatte an ihrem Rande noch eine unerwünschte scharfe
Kante aufweist, wird diese in an sich bekannter Weise durch kurzzeitiges Erhitzen mit einer Knallgasge- bläseflamme rund geschmolzen. Der auf diese Weise erhaltene Fuss weist im Gegensatz zu den bekannten gepressten Füssen keine Trennfugenkerben oder Grate auf, wie sie sonst in den üblichen Pressformen erhal- ten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von runden Hohlkörpern aus thermoplastischen Massen, insbesondere aus
Glas, durch sichtbares Einblasen eines ausserhalb der Form vorgefertigten Külbels in eine um eine Mittel- achse kreisende, aus mehreren segmentartigen Profilteilen bestehende Form, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotierende Form verwendet wird, deren Profilteile Sehschlitze besitzen, die eine Sicht in das Innere der rotierenden Form ermöglichen.