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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ein Innengewinde
aufweisenden Glasgegenstands, insbesondere eines Gefäßdeckels.
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Bei
Gegenständen,
die aus einer verformbaren Masse hergestellt werden, wobei die Masse
nach der Ausformung des Gegenstandes aushärtet, ist die Herstellung eines
ein Innengewinde aufweisenden Gegenstands in einem Pressverfahren,
bei welchem ein Pressstempel, an dessen Außenseite ein Außengewinde,
das als Innengewinde in der Masse abgebildet werden soll, vorgesehen
ist, in eine die verformbare Masse aufnehmende Form gedrückt wird, nicht
möglich,
da der Stempel nicht entfernt werden kann, ohne dass das abzubildende
Innengewinde dabei wieder zerstört
wird. Dies ließe
sich nur bewerkstelligen, wenn der Pressstempel in irgend einer Weise
radial im Durchmesser veränderbar
wäre, so dass
er nach dem Ausformen des Innengewindes radial, also im Durchmesser
verkleinert werden kann und er gefahrlos aus der ausgeformten Masse
herausgezogen werden kann, ohne dass das Innengewinde beschädigt wird.
Diese Probleme ergeben sich bei Gegenständen, die aus Glas hergestellt
werden. Bei einer Herstellung aus Glas erfolgt die Verformung im
schmelzflüssigen,
also zähflüssigen Glaszustand, wobei
der Glasgegenstand nach der Ausformung abkühlt und dabei aushärtet. Als
ein Innengewinde aufweisende Gegenstände sind in diesem Zusammenhang
insbesondere Gefäßdeckel
wie beispielsweise ein Deckel für
einen Salz-, Pfeffer- oder
sonstigen Gewürzstreuer
zu nennen, aber auch beliebige andere Gegenstände, die aus welchen Gründen auch
immer ein Innengewinde erfordern.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
das auf einfache Weise ohne Verwendung eines sehr aufwändigen und
kompliziert gestalteten Pressstempels die Herstellung eines Gegenstands
mit einem Innengewinde ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass in einem ersten Pressvorgang mit einem einen konischen Außengewindeabschnitt
aufweisenden, in die in einem Formteil befindliche oder bewegte
verformbare Glasmasse eintauchenden ersten Pressstempel ein einen
konischen Innengewindeabschnitt aufweisender Formling erzeugt wird,
der anschließend
in einem zweiten Pressvorgang mit einem zweiten Pressstempel in
ein zweites Formteil geführt
wird, über
das der den konischen Innengewindeabschnitt aufweisende Formlingabschnitt
radial nach innen verformt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen zweistufigen Verfahren
wird in einem ersten Pressvorgang ein Formling mit einem konischen
Innengewindeabschnitt hergestellt. Hierzu wird ein Pressstempel
verwendet, der selbst einen Außengewindeabschnitt aufweist,
der konisch ausgeführt
ist beziehungsweise im Durchmesser derart zunimmt, dass der Pressstempel
einerseits eine Innengewindekontur in die weiche Gegenstandsmasse
abbildet, gleichwohl aber aufgrund der Konizität der Pressstempel ohne Deformation
des abgebildeten, konischen Innengewindes aus dem Formling herausgezogen
werden kann. Die Gewindezüge
sind also vollständig
ausgebildet, gleichwohl nimmt der Gewindedurchmesser mit ansteigendem
Gewinde derart zu, dass es beim Herausziehen des Pressstempels nicht
zu einem Abscheren der den Gewindezug begrenzenden Gewindewandung
kommt. Das heißt,
der Formling besitzt ein Innengewinde, das zwar vollständig ausgeformt ist,
jedoch noch nicht seine Haltefunktion in Verbindung mit einem Außengewinde
ausüben
kann. Um dies nun zu realisieren, wird der Formling in einem zweiten
Pressvorgang unter Verwendung eines zweiten Pressstempels und eines
zweiten Formteils, in das er mittels des zweiten Pressstempels überführt wird,
radial nach innen geformt, das heißt, der Formling wird zumindest
in dem das Innengewinde aufweisenden Abschnitt im Durchmesser etwas
verkleinert, also gestaucht. Dies führt dazu, dass auch das Innengesinde
radial nach innen gedrückt
wird, so dass es die konische Form verliert und in eine im Wesentlichen
zylindrische Form übergeht,
in der der Gewindezug eindeutig und über eine umlaufende Gewindewand
begrenzt ausgeformt ist. Dieses Innengesinde kann nun ohne weiteres
mit einem Außengewinde festhaltend
verschraubt werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein spezieller,
sehr aufwändig
zu gestaltender und radial verformbarer Stempel vorzusehen, vielmehr
kann der Gegenstand auf einfache Weise in einem zweistufigen Verfahren unter
Verwendung einfach ausgestalteter Pressstempel hergestellt werden.
Im Falle eines Glasgegenstandes wird die heiße Glasmasse im ersten Pressvorgang
zur Bildung des Formlings verpresst und im zweiten Pressvorgang
die nach wie vor verformbare Masse endbearbeitet, wonach der hergestellte
Glasgegenstand abkühlt.
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Wie
ausgeführt
wird im zweiten Pressvorgang der Durchmesser des das Innengewinde
aufweisenden Formlingabschnitts reduziert. Diese Durchmesserreduzierung
im Bereich der das Innengesinde aufweisenden Eintiefung des Formlings
erfolgt um ca. 1–3
mm, insbesondere um ca. 1,5–2,5 mm
während
des zweiten Pressvorgangs. Die Umformdauer, also die Dauer vom Einführen des
Formlings in das zweite Formteil und damit dem Beginn der Umformung
bis zum Ende dieses Umformvorgangs, dauert ca. 5 Sekunden.
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Als
zweiter Pressstempel wird zweckmäßigerweise
ein Presstempel mit im Wesentlichen zylindrischer Außenform
verwendet. An diesen zylindrischen Stempel legt sich die Innenfläche der
Eintiefung mit dem Innengewinde an, wobei der Stempeldurchmesser
natürlich
so bemessen ist, dass es dabei nicht zu einer Verformung des ausgeformten
Innengewindes kommt, sondern lediglich zu einer Annäherung bis
maximal in eine berührende
Anlage.
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Bei
der Herstellung eines Glasgegenstandes ist es zweckmäßig, wenn
der Formling nach dem ersten Pressvorgang nochmals erwärmt wird.
Während des
ersten Pressvorgangs kühlt
der Formling bereits etwas ab. Um eine hinreichende Verformbarkeit
auch während
des zweiten Pressvorgangs sicherzustellen, erfolgt zweckmäßigerweise
zwischen beiden Vorgängen
eine Rückerwärmung, wobei
dabei der Formling bevorzugt nur außenseitig erwärmt wird,
um zu vermeiden, dass infolge einer zu starken Durchwärmung das
ausgeformte konische Innengewinde an- beziehungsweise abschmilzt.
Durch die außenseitige
Erwärmung
wird das Innengesinde nicht allzu heiß, gleichwohl kann hierdurch
eine hinreichende Temperierung für
den nachfolgenden zweiten Pressvorgang sichergestellt werden.
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Bei
Herstellung eines beispielsweise als Salz- oder Pfefferstreuerdeckel
dienenden Gegenstandes ist es erforderlich, dass deckelseitig entsprechende
Abgabeöffnungen
ausgebildet werden. Zu diesem Zweck weist der erste und/oder der
zweite Pressstempel einen oder mehrere an seiner Stirnseite vorspringende
Zapfen auf, die in die Glasmasse unter Bildung einer oder mehrerer
Vertiefungen eintauchen, wobei der Glasgegenstand nach dem Aushärten zum Öffnen der
Vertiefung behandelt, insbesondere geschliffen wird. Bevorzugt weist
bereits der erste Pressstempel den oder die Zapfen auf, um entsprechende
Vertiefungen auszubilden. Diese Vertiefungen erstrecken sich bevorzugt
nicht kanalartig durch den gesamten Formling, sondern sind stirnseitig
geschlossen. Sie werden im Rahmen der Nach- oder Endbehandlung nach
dem Aushärten
durch Schleifen der Stirnfläche
geöffnet.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnung, in der in fünf
separaten Darstellungen das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird.
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In
der mit a) gekennzeichneten ersten Darstellung ist der erste Pressvorgang
gezeigt. Dargestellt ist ein erster Pressstempel 1, der
in eine verformbare Masse 2, die in einem ersten Formteil 3, das
hier topfartig und im Querschnitt rund ausgeführt ist, eintaucht, wobei das
erste Formteil 3 über
ein Verschlussstück 4 geschlossen
ist. Bei der verformbaren Masse 2 handelt es sich im gezeigten
Beispiel um im zähflüssigen,
also verformbaren Zustand vorliegendes Glas. Das erste Formteil 3 ist
beispielsweise aus Kohlenstoff, also Graphit, ebenso beispielsweise
der erste Pressstempel 1, bei dem es sich aber auch um
einen Metall- oder Keramikstempel handeln kann.
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Am
unteren Ende des Pressstempels 1 befindet sich ein Aussengewindeabschnitt 5 mit
einem konischen Außengewinde 6.
Das Aussengesinde 6 weist hier einen Gewindezug 7 auf,
der quasi über
einen zur Zylinderachse 8 des zylindrischen Pressstempels 1 parallelen
Gewindegang oder Gewindefläche
gebildet ist. Der Durchmesser nimmt mit der Gewindesteigung zu,
so dass sich insgesamt eine quasi konische Form ergibt. Diese Ausgestaltung
des Gewindes 6 beziehungsweise des Gewindezuges 7 ermöglicht es,
dass der Pressstempel 1 aus dem Formling 9, wie
er in der mit b) gekennzeichneten Darstellung gezeigt ist, nach
dem Herausheben aus dem ersten Formteil 3 entnommen, also
herausgezogen werden kann, ohne dass das ausgeformte, konische Innengewinde 10 dabei
beschädigt
wird. Ersichtlich ist das Außengewinde 6 als
konisches Innengewinde 10 abgebildet, der Gewindezug 7 ist identisch
als Innengewindezug 11 mit den ebenen Gewindeflächen abgebildet,
wobei das Gewinde quasi stufenförmig
ansteigt und im Durchmesser zunimmt.
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Zum
Herausheben wird das Verschlussstück 4 entfernt, wonach
der Pressstempel 8 mit dem ausgebildeten Formling 9 aus
dem ersten Formteil 3 herausgehoben wird.
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Der
herausgehobene Formling 9 wird sodann auf einer geeigneten
Unterlage 15 abgesetzt. Im Schritt gemäß Darstellung b) erfolgt unter
Verwendung eines Brenners 26 eine lediglich außenseitig
erfolgende Rückerwärmung des
dabei z.B. rotierenden Formlings 9, der während des
ersten Pressvorgangs gemäß Schritt
a) etwas abgekühlt
ist, damit er im nächsten,
zweiten Pressvorgang weiter umgeformt werden kann. Dieser zweite
Pressvorgang ist durch die Darstellungen c) und d) dargestellt.
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Zunächst taucht
ein zweiter Pressstempel 16, der ebenfalls zylindrisch
ist, jedoch eine glatte Außenfläche 17 aufweist,
in den Formling 9 von oben ein. Hierüber wird der Formling 9 am
zweiten Pressstempel 16 fixiert, so dass er anschließend in
ein zweites Formteil 20 von oben eingeführt werden kann. Das zweite
Formteil 20 weist ebenfalls eine querschnittlich runde
Formeintiefung auf. Während
in der Darstellung c) der Beginn der Eintauchbewegung dargestellt
ist, ist in der Darstellung d) der Formling 9 vollständig in
das zweite Formteil 20 abgesenkt dargestellt.
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Die
Form der Formeintiefung 21 ist derart, beziehungsweise
der Durchmesser der Formeintiefung 21 ist so bemessen,
dass bei der Bewegung des Formlings 9 auf den Eintiefungsboden
der Außenrand 22 beziehungsweise
die Außenfläche des Formlings 9 an
die Innenfläche
der Formeintiefung 21 angelegt wird, wobei der Durchmesser
der Formeintiefung 21 etwas kleiner ist als der Außendurchmesser
des Formlings 9 im Bereich des das Innengewinde 10 aufweisenden
Abschnitts. Dies führt
dazu, dass – siehe
die Darstellung e) – der
das Innengewinde 10 aufweisende Formlingabschnitt 23 radial
nach innen verformt wird, also radial nach innen gedrückt wird.
Dabei wird auch das Innengewinde verformt, wobei sich während dieser
Verformung, während
der quasi die Formlingswand leicht nach innen gekippt wird, die
Stufen des Innengewindes 10 nach innen bewegen, so dass
die Flächen
des Gewindezuges, die vormals parallel zur Stempelachse lagen, nunmehr
unter einem leichten Winkel dazu stehen. Die Stufe 24 des
Innengewindes bildet, siehe die Darstellung d) beziehungsweise e),
den den Gewindezug begrenzenden Gewinderand, der eine Verbindung mit
einem Außengewinde
erst ermöglich.
Das heißt, während der
Umformung gemäß der Schritte
c) und d) wird das vormals konische Innengewinde 10 zu
einem quasi zylindrischen Innengewinde umgeformt, wobei die Stufe 24 umformungsbedingt
dann den eigentlichen Gewindezug begrenzt und die Verschraubung
mit einem Außengewinde
ermöglicht.
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Der
Durchmesser des zweiten Pressstempels 16 ist dabei derart
bemessen, dass während
des radialen Einformens beziehungsweise Verjüngens des das Innengewinde 11 aufweisenden
Abschnitts 23 das Innengewinde 10 beziehungsweise
die nach innen bewegte umlaufende Stufe 24 nicht deformiert wird,
sondern allerhöchstens
in leicht berührende
Anlage dazu gelangen. Die gesamte Umformung im zweiten Pressvorgang
muss stets so erfolgen, dass das ausgebildete Innengewinde während dieses Pressvorgangs
nicht deformiert wird, sondern sich die zylindrische Gewindeform,
wie in Darstellung e) gezeigt, ergibt.
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In
der Darstellung e) ist der Formling 9 bereits dem zweiten
Formteil 20 entnommen worden, wobei ersichtlich das Innengewinde 10 nicht
mehr konisch ist, sondern als echtes zylindrisches Innengewinde
umgeformt wurde. Der Glasgegenstand ist nunmehr erkaltet. Um ihn
beispielsweise als Gefäßdeckel
eines Salz streuers verwenden zu können, werden nun die Vertiefungen 14 geöffnet, wozu
die Stirnseite 25 abgeschliffen wird. Das heißt, Salz
oder andere Gewürze
etc. können
aus dem Gefäßdeckel aus
den Vertiefungen 14, die dann quasi Austrittskanäle bilden,
geschüttet
werden.