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Verfahren zum Herstellen eines mit einem im wesentlichen zylindrischen Hals versehenen Kolbens aus einem Rohrglasstück
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem im wesentlichen zylindrischen
Hals versehenen Kolbens aus einem Rohrglasstück, bei dem ein Teil des Rohrstückes im Durchmesser ver- kleinert und ein darunter befindlicher Teil im Durchmesser vergrössert wird und dann der im Durchmesser verkleinerte Teil einer Trennbearbeitung ausgesetzt wird.
Gemäss einem derartigen verfahren lassen sich z. B. aus langen Rohrglasstücken Kolben für Glüh- lampen, wie Kraftwagenlampen, herstellen. Mit Rücksicht auf die mechanische Festigkeit dieser Kolben ist es wichtig, dass zwischen den Wanddicken an verschiedenen Stellen des Kolbens keine übermässigen
Unterschiede bestehen. Im allgemeinen muss ein Teil des plastisch gemachten Rohrglasstückes erweitert werden, was eine Verringerung der Wanddicke zur Folge hat. Im allgemeinen kann vorausgesetzt werden, dass es bei dieser bekannten Herstellung von Kolben ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ausgangsmaterials und dem weitesten Teil des herzustellenden Produktes gibt, das nicht überschritten werden darf, um zu verhüten, dass das fertige Produkt die minimalen Festigkeitsanforderungen nicht mehr erfüllt.
Dies bedeutet, dass man sich bei der Wahl des Durchmessers des rohrförmigen Ausgangsmaterials häufig bestimmte Beschränkungen auferlegen muss.
Dieser Nachteil kann im Prinzip dadurch behoben werden, dass das zu einem Gegenstand zu verformende Rohrglasstück nicht nur örtlich erweitert, sondern auch an der Stelle des Halsteiles des herzustellenden Produktes verengt wird. Die maschinelle Herstellung dünnwandiger Hohlglaskörper aus Rohr ist in der zeitschrift "Glastechnische Berichte" Frankfurt, 26. Jhrg., Heft 7, Juli 1953, Seiten 197-201, beschrieben. Darin ist Näheres über Dehnen, Rollen, Abtrennen am Hals und Ausblasen dargelegt.
Durch Anwendung des betreffenden Verfahrens und in Verbindung mit einem besonderen Heizverfahren wird gemäss der Erfindung zugleich erreicht, dass der erhaltene Gegenstand an'der Stelle seines Halses eine derartige Spannungsverteilung im Glas aufweist, dass der Rand des fertigen Produktes ein glattes Aussehen erhält, was für die weitere Verarbeitung solcher Kolben, z. B. zu Glühlampen, sehr wichtig ist.
Zu diesem Zweck weist das erfindungsgemässe Verfahren das Merkmal auf, dass zuerst in an sich bekannter Weise nacheinander durch eineDehnbearbeitung und eine Eil1 ! ollbearbeitung der zu verkleinernde, durch Erhitzen formbar gemachte Rohrteil zu einem Halsteil geformt wird, welcher einen Durchmesser und eine Wandstärke des endgültigen Halsteiles des Kolbens aufweist, und darauf, wenn dieser Halsteil nicht mehr knetbar ist, in ebenso an sich bekannter Weise der darunter befindliche Rohrteil durch Erhitzung formbar gemacht wird und in einer unterteilten Hohlform im Durchmesser vergrössert wird und sofort danach, u. zw. ohne vorhergehende Entspannungsbehandlung, in einem eigenen Verfahrensschritt eine Absprengbearbeitung am im Durchmesser verkleinerten Halsteil durchgeführt wird.
Durch die Anwendung der Dehn- und der Einrollbearbeitung wird erreicht, dass dem beim Dehnen dünner gewordenen Teil des Rohrglases durch den Einrollvorgang ein kleinerer Durchmesser erteilt wird, und dass er ausserdem in die Gestalt gebracht wird, die nachher bei fertigem Gegenstand für den Hals vorgeschrieben ist. Weiter wird durch die Erhitzung des unterhalb des nicht mehr knetbaren, eingerollten Rohrglasstückes liegenden Rohrglasteiles erreicht, dass der betreffende Halsteil, in dem bei seiner Abkühlung unerwünschte innere Spannungen erzeugt sind, durch die durch diesen Halsteil hindurch abfliessende Wärme gleichsam entspannt wird, während bei den üblichen Verfahren der Glasindustrie dieser
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Anlassvorgang meist in gesonderten Kühlöfen erfolgen muss.
Bei der in der eingangs erwähnten Literatur- stelle"Glastechnische Berichte"angegebenen Reihenfolge der Verfahrensschritte, wobei zuerst getrennt und danach ausgeblasen wird, tritt ein derartiger Kühlofeneffekt wie beim erfindungsgemässen Verfahren nicht auf.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass man infolge der Tatsache, dass ein Teil des Rohrglases nicht mehr knetbar ist, viel freier ist in der Wahl des Gewichtes des Glases, das unterhalb des nicht mehr knetbaren Teiles des Rohrglases liegt, als bei den üblichen Verfahren zum
Formen von Kolben aus Rohrglas. Der nicht mehr knetbare Teil des Rohrglasstückes ist ja durch seine
Starrheit imstande, ein erheblich grösseres Glasgewicht zu tragen als ein Hals, der bei dem Ausblase- vorgang noch plastisch ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der-Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Glaskolben dar. Die Fig. 2 - 7 beziehen sich auf aufeinanderfolgende
Arbeitsgänge zum erfindungsgemässen Herstellen des in Fig. 1 dargestellten Kolbens aus einem Rohrglasstück.
Der in Fig. i dargestellte Kolben für eine Glühlampe enthält einen zylindrischen Halsteil 1 und einen erweiterten kolbenförmigen Teil 2. Die Wanddicke dieses Kolbens ist nahezu konstant. Dieser Kolben lässt sich auf folgende Weise aus einem Rohrglasstück herstellen.
Ein unten aus einem umlaufenden Halter 3 herausragendes, am Ende geschlossenes Rohrglasstück 4 wird mitHilfe von Brennern erhitzt und auf einer mit 5 bezeichneten Zone plastisch gemacht. Die Wärme- zufuhr zu dieser Zone ist in Fig. 2 schematisch durch Pfeile angegeben. Dann wird diese plastische Zone durch in bezug auf den Halter 3 herabbewegte Dehnglieder 6,7 gedehnt (Fig. 3), so dass dem Rohr eine Einschnürung 8 erteilt wird. Infolge dieser Dehnbearbeitung wird somit die Wanddicke örtlich kleiner.
Dann wird dem gedehnten Teil ein kleinerer Durchmesser erteilt. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass das untere Ende des Rohrglasstückes durch ein Zentrierglied 9 umgeben und von der Seite her eine umlaufende Formrolle 10 in das Rohrglas eingepresst wird (Fig. 4). Bei diesem Dehn- und dem nachfolgenden Einrollvorgang ergibt sich somit die Möglichkeit, am Rohr 4 einen Halsteil 11 anzubringen, dessen Durchmesser und Wanddicke dem Durchmesser und der Wanddicke des Halsteiles 1 des fertigen Kolbens entsprechen. Auf diese Weise wird somit gleichsam im Rohrglasstück 4 ein Teil des am Ende herzustellenden Kolbens nach Fig. 1 angebracht. Dieser Halsteil hat dabei einen Durchmesser und eine Wanddicke, die kleiner als die des Ausgangsrohrglases sind.
In einer weiteren Bearbeitungsstufe wird der Kolben einer Wärmezufuhr ausgesetzt und plastisch gemacht. In Fig. 5 ist diese Wärmezufuhr schematisch durch Pfeile angedeutet. Dann wird das Rohrglasstück in eine unterteilte Hohlform 13,14 gebracht (Fig. 6). In der unterteilten Form wird der plastische Teil 12 dadurch erweitert, dass beiderseits seiner Wand ein Druckunterschied aufrechterhalten wird. Zum Erweitern kann ein Sauge- oder ein Blasverfahren Anwendung finden. Durch diese Bearbeitung wird die Wanddicke des erweiterten Teiles somit kleiner.
Durch passende Wahl der Abmessungen des Ausgangsrohrglases ist erzielbar, dass die Wanddicke des erweiterten Teiles des Rohrglasstückes derjenigen des kolbenförmigen Teiles 2 nach Fig. 1 angenähert entspricht. Durch das geschilderte Verfahren wird die
Verformung, eines Rohrglasstückes somit in zwei Stufen durchgeführt.
Nach der Formgebung in der unterteilten Hohlform 13,14, erfolgt an der Stelle des Halsteiles 11 ein Absprengvorgang. Zunächst wird mit Hilfe eines umlaufenden Schneiderädchens 15 der nach der Formung des erweiterten Teiles in der Form 13,14 noch heisse Wandteil 11 kreisförmig eingeritzt, wonach durch Zufuhr von Druckluft 18 unmittelbar unter der Einritzstelle eine schmale ringförmige Spannúngszone 19 erzeugt wird.
Beim Absprengen ist es sehr wichtig, dass, bevor eine ringförmige Spannungszone erzeugt wird, keine unzulässigen inneren Spannungen im abzusprengenden Teil vorhanden sind, denn diese sind eine der Ursachen, dass die Trennungsstelle nachher einen weniger glatt abgesprengten Rand aufweist. Deshalb wird das abzusprengende Glas vorher in einem Kühlofen od. dgl. entspannt. Es hat sich herausgestellt, dass die durch den Einrollvorgang in dem wieder erstarrten Halsteil 11 eingeführten inneren Spannungen praktisch wieder durch die Erhitzung des Rohrteiles 12 nach Fig. 5 beseitigt werden. Durch diese Erhitzung fliesst nämlich ein Wärmestrom gemäss dem Pfeil 16 zum verhältnismässig dünnwandigen Halsteil 11.
Dieser Wärmestrom bringt den Halsteil auch auf eine sehr gleichmässige Temperatur, die sogar, wenn in der unterteilten Hohlform der Durchmesser des Ausgangsrohrglases erweitert wird praktisch beibehalten wird, weil der Halsteil 11 in der Hohlform nicht verformt wird. Das geschilderte Verfahren ermöglicht es somit, unmittelbar nach der Verformung des Rohrglases in der Form 13,14 auf sehr befriedigende Weise glatt abzusprengen, ohne dass der in der Form 13,14 erweiterte Rohrteil zuvor angelassen werden muss.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde von Rohrglas mit einem bereits geschlossenen unteren Ende ausgegangen. Es dürfte einleuchten, dass auch von an beiden Enden offenem Rohrglas ausgegangen werden kann. In diesem Falle muss, nachdem der Einrollvorgang stattgefunden hat und bevor die Wärmezufuhr nach Fig. 5 erfolgt, mit bekannten Mitteln das untere Ende des Rohrglasstückes geschlossen werden.
Das geschilderte Verfahren nach der Erfindung kann auch zum Herstellen von sehr verschieden gestalteten Kolben Anwendung finden.