DE10141499A1

DE10141499A1 - Device for producing a molding of glass or glass ceramic comprises a unit for producing a gob of viscous material, and a pressing unit for forming a preform consisting of a pressing mold having two parts for receiving the material gob

Info

Publication number: DE10141499A1
Application number: DE2001141499
Authority: DE
Inventors: Christian Kunert; Andreas Langsdorf; Norbert Greulich-Hickmann
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-10-30

Abstract

Device for producing a molding of glass or glass ceramic comprises a unit for producing a gob of viscous material, and a pressing unit for forming a preform consisting of a pressing mold (2) having two parts for receiving the material gob (1). At least one of the pressing mold parts has an open pore material region facing the material gob and forming a pressing surface (2.4). Feed channels (2.1) are provided to form a connection between a compressed gas source and the open pore material.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Herstellens eines Formlings aus Glas oder Glaskeramik mittels Pressen. The invention relates to the field of producing a molding from glass or glass ceramic using presses.

Das Pressen von Glas ist eine seit alters her bekannte Formgebungsvariante. Dabei wird ein auf eine geeignete Temperatur gebrachtes Stück Glas, das bei dieser Temperatur eine für die Verformung aureichend niedrige Viskosität aufweist, üblicherweise zwischen mindestens zwei Preßwerkzeuge gebracht, die anschließend aufeinander zubewegt werden und den Glasposten in einem zwischen den Formgebungsflächen verbleibenden Raum einschließen. The pressing of glass has been known for a long time Shaping variant. Doing so will bring it to a suitable temperature brought piece of glass, which at this temperature is one for the deformation has sufficiently low viscosity, usually between at least brought two pressing tools, which then moved towards each other and the glass post in one between the shaping surfaces Include remaining space.

Es muß somit zunächst der Glasposten hergestellt werden. Eine solche Einrichtung umfaßt beispielsweise einen Vorratsbehälter, aus dem durch eine Auslaßöffnung Schmelze in Form eines Glasstranges austritt, ferner eine Trenneinrichtung, die von dem Glasstrang einen Abschnitt bestimmter Länge und damit bestimmten Volumens abtrennt. Der Auslaßöffnung kann ein Ventil zugeordnet sein, das den Querschnitt des Glasstranges zeitlich getaktet verändert. Damit lassen sich Tropfen erzeugen, die an ihrem verjüngten Hals abgetrennt werden können. The glass batch must therefore first be produced. Such Device includes, for example, a reservoir from which an outlet opening melt in the form of a glass strand emerges, further a separator that determines a section of the glass strand Length and thus certain volume. The outlet opening can a valve can be assigned that chronologically shows the cross section of the glass strand clocked changed. This can be used to create drops on your tapered neck can be separated.

Beim Pressen des Glaspostens wird die notwendige Kraft auf die Preßwerkzeuge aufgebracht, und damit auf den zwischen den Werkzeugteilen eingeschlossenen Glasposten. When pressing the glass batch, the necessary force is exerted on the Pressing tools applied, and thus on the between the Tool items included glass items.

Üblicherweise wird die Kraft aufrecht erhalten, bis das Glas ausreichend abgekühlt ist, um ohne anschließende Verformung aus den Werkzeugen entnommen werden zu können. Usually the strength is maintained until the glass is sufficient is cooled to get out of the tools without subsequent deformation to be removed.

Beim Pressen stehen die formgebenden Flächen im allgemeinen in innigem Kontakt zum zu verformenden Glas. Dadurch werden auch feinste Strukturen auf den Formwerkzeugen in der neu gebildeten Oberfläche des Glasteiles abgebildet. When pressing, the shaping surfaces are generally intimate Contact with the glass to be deformed. This makes even the finest Structures on the molds in the newly formed surface of the Glass part shown.

Bei der Herstellung von Glasteilen für optische Zwecke wird jedoch gefordert, daß die Oberfläche frei von jeglichen Strukturen ist. Üblicherweise ist eine derartige Oberfläche auf einem Bauteil nur durch Schleifen und Polieren nach dem Pressen erzielbar. Dies ist in der Regel mit hohen Kosten verbunden. However, in the manufacture of glass parts for optical purposes required that the surface be free of any structure. Such a surface is usually only on a component Grinding and polishing can be achieved after pressing. This is usually the case associated with high costs.

Glasteile, die ohne Kontakt zu Formgebungswerkzeugen abkühlen, weisen dagegen eine sogenannte feuerpolierte Oberfläche ohne jegliche Beschädigungen auf. Da jedoch keine Formgebungsflächen das Glas während der Erstarrung formen, nimmt es von sich aus eine durch die Oberflächenspannung bestimmte Form an, die nahezu nie die gewünschte Form ist. Glass parts that cool without contact with shaping tools have in contrast, a so-called fire-polished surface without any Damage. However, since there are no shaping surfaces the glass shape during solidification, it takes one of its own through the Surface tension certain shape that almost never the desired Form is.

Es sind Preßwerkzeuge bekannt, in denen Glas durch einen Preßvorgang in eine gewünschte Form gebracht werden kann, ohne dabei die feuerpolierte Oberfläche, die sich bei freier Abkühlung einstellen würde, zu beschädigen. Diesen Werkzeugen ist gemeinsam, daß die formgebenden Flächen aus einem durchlässigen Material bestehen und daß vor dem Einbringen des zu verformenden Glaspostens ein Fluidfilm auf den Oberflächen des Werkzeugs erzeugt wird, der einen Kontakt zwischen dem Glasposten und der Werkzeugoberfläche und damit eine Verletzung der Oberfläche des Glaspostens verhindert. Dieser Fluidfilm, und damit der kontaktfreie Zustand, wird in der Regel auch während des Pressens aufrecht erhalten. So beschreibt die japanische Offenlegungsschrift JP 4-6114 ein Verfahren, bei dem die Preßstempel mit einer Flüssigkeit getränkt werden, welche während des Preßvorgangs verdampft und so einen Gasfilm bildet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Verdampfung unkontrolliert abläuft und so ein gleichmäßiger Gasfilm nur schwer eingestellt werden kann. Pressing tools are known in which glass is produced by a pressing process can be brought into a desired shape without losing the fire-polished surface, which would occur with free cooling to damage. These tools have in common that the shaping Surfaces consist of a permeable material and that before Introducing the glass batch to be deformed onto the fluid film Surfaces of the tool is generated, which is a contact between the Glass items and the tool surface and thus an injury to the Surface of the glass batch prevented. This fluid film, and thus the contactless condition, is usually also during pressing maintained. The Japanese laid-open publication JP 4-6114 describes this a process in which the ram is soaked with a liquid which evaporates during the pressing process and so one Forms gas film. This method has the disadvantage of evaporation runs uncontrolled and so an even gas film is difficult can be adjusted.

Für die Prozeßsicherheit ist es günstiger, den Gasfilm direkt und regelbar einzubringen. Hierzu werden die formgebenden Flächen von der glasabgewandten Seite mit einem Gas oder einer Gasmischung durchströmt und bilden einen Gasfilm zwischen den Werkzeugen und dem Glasposten. For process reliability, it is cheaper to directly and regulate the gas film contribute. For this, the shaping surfaces of the side facing away from the glass with a gas or a gas mixture flows through and form a gas film between the tools and the Gob.

Eine Preßformung von Glas zwischen von einem Gasfilm bedeckten Formgebungsflächen ist beipielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2000-302473 beschrieben. A press molding of glass between covered by a gas film Shaping surfaces is, for example, in Japanese JP 2000-302473.

Die Kräfte, die beim Preßformen auf einen Glasposten aufgebracht werden, sind erheblich. Dies bedeutet, daß auch die Preßwerkzeuge solchen hohen Kräften unterworfen werden. Die Preßwerkzeuge müssen somit eine entsprechende Festigkeit haben. Wendet man das bekannte Bauprinzip an, bei welchem aus den formgebenden Flächen der Preßformteile Gas austritt, so müssen die Preßformteile aus porösem Material hergestellt sein. Das Material muß offenporig sein, so daß Druckgas auf die glasabgewandte Seite aufgebracht werden kann, um das offenporige Material auf seiner gesamten Dicke zu durchströmen und um an der formgebenden Fläche auszutreten. Dabei muß eine gewisse Mindestmenge Gas bei einem gewissen Mindestdruck austreten, da sonst der gewünschte Erfolg ausbleibt. Aus dieser Sicht wäre es wünschenswert, die Dicke des betreffenden Meßwerkzeugteiles möglichst gering zu halten. Dem stehen jedoch die genannten hohen Preßdrücke entgegen. Diese erfordern eine große Dicke des Preßformteiles, insbesondere im Hinblick auf die geringe Festigkeit des verwendeten offenporigen Materiales. The forces that are applied to a glass batch during press molding are significant. This means that the pressing tools also have such high Be subjected to forces. The pressing tools must therefore have adequate strength. If you apply the well-known construction principle, in which gas emerges from the shaping surfaces of the molded parts, the mold parts must be made of porous material. The Material must be open-pore, so that compressed gas on the glass facing away Side can be applied to the porous material on its side flow through the entire thickness and around the shaping surface withdraw. A certain minimum amount of gas must be used emerge certain minimum pressure, otherwise the desired success absent. From this point of view, it would be desirable to consider the thickness of the to keep the relevant measuring tool part as low as possible. Stand by however, the high pressures mentioned counter. These require one large thickness of the molded part, especially in view of the small Strength of the open-pore material used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art derart zu gestalten, daß einerseits die Menge und der Druck des an der Formgebungsfläche austretenden Gases ausreichend hoch sind, und daß andererseits die Preßwerkzeuge den hohen Arbeitsdrücken standhalten. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. The invention has for its object a device of the above Art in such a way that on the one hand the amount and the pressure of the Forming area emerging gas are sufficiently high, and that on the other hand, the pressing tools can withstand the high working pressures. This object is solved by the features of claim 1.

Gemäß der Erfindung werden somit die betreffenden Preßwerkzeuge mit Kanälen augestattet, die relativ nahe an der formgebenden Fläche entlanglaufen und mit den Poren des offenporigen Materiales in leitender Verbindung stehen. Die Kanäle verlaufen in einem Abstand von der formgebenden Fläche, der kleiner oder wesentlich kleiner als die Dicke des Preßformteiles ist. According to the invention, the pressing tools in question are thus Channels that are relatively close to the shaping surface run along and with the pores of the porous material in conductive Connect. The channels run at a distance from the shaping surface that is smaller or significantly smaller than the thickness of the Press molding is.

Dabei können die Kanäle parallel zur formgebenden Fläche verlaufen, oder annähernd parallel, oder unter einem gewissen Winkel hierzu geneigt. Sie werden im allgemeinen nicht an der der formgebenden Fläche gegenüberliegenden Fläche an das Preßwerkzeug beziehungsweise dessen offene Poren angeschlossen sein, sondern an einer Seitenfläche, die unter einem Winkel zur formgebenden Fläche verläuft, beispielsweise unter einem Winkel von 90 Grad. The channels can run parallel to the shaping surface, or approximately parallel, or inclined at a certain angle to it. she are generally not on the forming surface opposite surface to the press tool respectively whose open pores are connected, but on one side surface, that runs at an angle to the shaping surface, for example at an angle of 90 degrees.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt: The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In it is in each shown the following:

Fig. 1 zeigt ein Preßformteil, über welchem ein Glastropfen schwebt. Fig. 1 shows a press molding over which a glass drop hovers.

Fig. 2 zeigt einen Gegenstand ähnlich jenem gemäß Fig. 1, jedoch mit einem anderen Preßformteil. Fig. 2 shows an object similar to that of FIG. 1, but with a different molded part.

Fig. 3 zeigt ein Preßformteil in perspektivischer Darstellung. Fig. 3 shows a molded part in a perspective view.

Fig. 4 zeigt den Gegenstand von Fig. 3 in einer Ansicht von unten. Fig. 4 shows the subject of Fig. 3 in a view from below.

Der in Fig. 1 dargestellte Glastropfen 1 ist aus der Auslaßdüse einer hier nicht dargestellten Glaswanne ausgetreten. The glass drop 1 shown in Fig. 1 has exited the outlet nozzle of a glass tank, not shown here.

Unter ihm befindet sich ein Preßwerkzeug 2. Dieses besteht aus einem Membrankörper aus offenporigem Material. Der Membrankörper weist eine Vielzahl natürlicher Kanäle auf. Er ist beispielsweise durch Sintern hergestellt. Er kann aus jeglichem Material aufgebaut sein, beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Keramik oder Graphit. Es versteht sich, daß das Preßwerkzeug in der Praxis mindestens aus dem Membrankörper sowie aus einem diesen druckdicht umgebenden Gehäuse besteht, durch das die Gasversorgung abläuft. A pressing tool 2 is located below it. This consists of a membrane body made of open-pore material. The membrane body has a variety of natural channels. It is made, for example, by sintering. It can be constructed from any material, for example from metal, plastic, ceramic or graphite. It goes without saying that the pressing tool in practice consists at least of the membrane body and of a pressure-tight surrounding housing through which the gas supply runs.

Der Membrankörper 2 weist gemäß der Erfindung Kanäle 2.1 auf. Diese durchziehen den Membrankörper von einer Seitenfläche 2.2 zu einer gegenüberliegenden Seitenfläche 2.3. Die Kanäle 2.1 liegen in der vorliegenden Darstellung hintereinander, somit in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene. According to the invention, the membrane body 2 has channels 2.1 . These run through the membrane body from one side surface 2.2 to an opposite side surface 2.3 . In the present representation, the channels 2.1 lie one behind the other, thus in a plane perpendicular to the plane of the drawing.

Jeder Kanal ist an eine hier nicht gezeigte Druckgasquelle angeschlossen, beispielsweise an Druckluft. Dabei kann Druckgas an den beiden Seitenflächen 2.2, 2.3 in die Kanäle 2.1 eingeleitet werden - siehe die Pfeile A und B. Das Druckgas - beispielsweise Druckluft - gelangt sodann von den Kanälen 2.1 in die Poren des Membranmateriales des Werkzeuges 2 und tritt an der formgebenden Fläche 2.4 aus - siehe die Mehrzahl der kleineren Pfeile. Each channel is connected to a compressed gas source, not shown here, for example compressed air. Compressed gas can be introduced into the channels 2.1 on the two side surfaces 2.2 , 2.3 - see arrows A and B. The compressed gas - for example compressed air - then passes from the channels 2.1 into the pores of the membrane material of the tool 2 and occurs on the shaping surface 2.4 off - see the majority of the smaller arrows.

Die formgebende Fläche 2.4 ist im vorliegenden Falle der Einfachheit halber gradlinig dargestellt. Sie wird in der Regel eine hiervon abweichende Form haben - siehe Fig. 2. In the present case, the shaping surface 2.4 is shown in a straight line for the sake of simplicity. As a rule, it will have a different form - see FIG. 2.

In Fig. 1 erkennt man einen weiteren Kanal, nämlich den Kanal 2.5. Dieser liegt ebenfalls in einer Vielzahl vor. Er stellt jeweils eine leitende Verbindung zwischen Kanal 2.1 und der Fläche 2.5 der Membran her. Hier kann Druckgas austreten, das nicht durch die Poren nach oben zur formgebenden Fläche 2.4 hinströmt. Siehe Pfeil C, der den Austritt von Überschußgas veranschaulicht. Das Überschußgas kann beispielsweise zur Kühlung des Membrankörpers verwendet werden. In Fig. 1 it can be seen a further channel, namely the channel 2.5. This is also available in a large number. It creates a conductive connection between channel 2.1 and the surface 2.5 of the membrane. Compressed gas can escape here, which does not flow up through the pores to the shaping surface 2.4 . See arrow C, which illustrates the escape of excess gas. The excess gas can be used, for example, to cool the membrane body.

Fig. 1 veranschaulicht das Abfangen eines Glastropfens 1 während der Phase seines Austretens aus einer hier nicht gezeigten Düse. Gleichwohl kann der Membrankörper in einem nachgeschalteten Schritt als Preßwerkzeug ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck wird dem Preßwerkzeug 2 ein weiteres Preßwerkzeug zugeordnet, das oberhalb des zu einem Glasposten gewordenen Glastropfens 1 angeordnet wird, so daß der Glasposten sich zwischen dem dargestellten Preßwerkzeug 2 und dem genannten, darüber befindlichen, nicht gezeigten Preßwerkzeug befindet und zwischen diesen beiden sandwichartig eingeschlossen ist. Nunmehr kann der eigentliche Preßvorgang durchgeführt werden. Fig. 1 illustrates the interception of a glass drop 1 during the phase of its exit from a nozzle, not shown here. Nevertheless, the membrane body can be used as a pressing tool in a subsequent step. For this purpose, the pressing tool 2 is assigned a further pressing tool which is arranged above the glass drop 1 which has become a glass item, so that the glass item is located between the illustrated pressing tool 2 and the above-mentioned pressing tool, not shown, and sandwiched between the two is included. The actual pressing process can now be carried out.

Es ist auch denkbar, den Membrankörper 2 zweiteilig aufzubauen. So braucht lediglich der obere Teil, der sich oberhalb der Kanäle 2.1 befindet, aus offenporigem Material zu bestehen, während der untere Teil, der sich unterhalb der Kanäle 2.1 befindet, aus irgend einem Material bestehen kann, daß lediglich eine Stützfunktion ausübt. It is also conceivable to construct the membrane body 2 in two parts. Thus, only the upper part, which is located above the channels 2.1, has to be made of open-pore material, while the lower part, which is located below the channels 2.1 , can consist of any material that merely has a supporting function.

Eine solche Lösung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Hier besteht das Preßwerkzeug 2 aus einem oberen Teil 2A, aufgebaut aus offenporigem Material, sowie aus einer unteren Platte 2B, die eine reine Stützfunktion hat. Teil 2A könnte wiederum als Membrankörper bezeichnet werden. Such a solution is illustrated in FIG. 2. Here, the pressing tool 2 consists of an upper part 2 A, made of open-pore material, and a lower plate 2 B, which has a pure support function. Part 2 A turn could be called a membrane body.

Wichtig sind wiederum die erfindungsgemäßen Kanäle 2.1, die den Kanälen 2.1 gemäß Fig. 1 entsprechen. Die Kanäle 2.1 sind aus Stegen 2.7 gebildet. Are important in turn channels the invention 2.1, which correspond to the channels 2.1 in FIG. 1. The channels 2.1 are formed from webs 2.7 .

Wie die Kanäle 2.1 und die Stege 2.7 verlaufen, erkennt man aus den Fig. 3 und 4. How the channels 2.1 and the webs 2.7 run can be seen from FIGS. 3 and 4.

Die Kanäle können in beliebigen Anordnungen ausgearbeitet sein, solange gewährleistet ist, daß das in Form von Stegen oder Säulen zwischen den Kanälen verbleibende offenporige Material der aufzubringenden Preßkraft stand hält. The channels can be designed in any arrangement, as long as it is ensured that this in the form of webs or columns between the Channels remaining open-pore material of the pressing force to be applied withstands.

Claims

1. Device for producing a molded article made of glass or glass ceramic;

1. 1.1 with a device for producing a lot of viscous material ( 1 );

2. 1.2 with a pressing direction for producing a preform or a finished product;

3. 1.3 the pressing device has a press mold ( 2 ) which comprises at least two parts and which receives the material item ( 1 );

4. 1.4 at least one of the press mold parts comprises an open-pore material area ( 2 , 2 A), which faces the material item ( 1 ) and forms a press surface ( 2.4 );

5. 1.5 there are supply channels ( 2.1 ) which provide a conductive connection between a compressed gas source and open-pore material which forms the pressing surface ( 2.4 );

6. 1.6 the feed channels ( 2.1 ) are arranged such that the path to be covered by the compressed gas between the feed channels ( 2.1 ) and the pressing surface ( 2.4 ) is smaller than the thickness of the compression molding ( 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the feed channels ( 2.1 ) run parallel to the pressing surface ( 2.4 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the feed channels ( 2.1 ) run at an acute angle to the mold surface ( 2.4 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supply channels ( 2.1 ) with the pressing surface ( 2.4 ) opposite surface of the compression molding ( 2 ) through a connecting channel ( 2.5 ) are in conductive connection.

5. The device according to claim 4, characterized in that the connecting channels ( 2.5 ) are provided with adjustable throttles.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one compression molding ( 2 ) have an open-pore area ( 2 A) forming the pressing surface ( 2.4 ) and a support area ( 2 B).