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Schleuderform zum Herstellen eines im wesentlichen trichterförmigen
Glashohlkörpers und in der Schleuderform hergestellter Glashohlkörper Die Erfindung
betrifft die Herstellung hohler Glaskörper und insbesondere Formen, in denen durch
Schleudern trichterförmig geformte hohle Glaskörper hergestellt werden können, deren
Formquerschnitte in v erschiedenen Rotationsebenen nichtkreisförmig sind.
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Bei der übertragung von Fernsehbildern wird gewöhnlich ein rechteckiges
Format mit einem Seitenverhältnis von 4:5 verwendet, so daß die Verwendung eines
Schirmes mit entsprechend rechteckiger Form zum Empfang solcher Bilder wünschenswert
und selbstverständlich erscheint. Wegen der großen Schwierigkeiten, mit denen die
Herstellung von ganz aus Glas bestehenden Fernsehröhren mit rechteckigem Schirm
verknüpft ist, hat man jedoch zunächst fast ausschließlich kreisförmige Schirmröhren
hergestellt, obgleich hiermit nur ein Teil der gesamten Schirmfläche ausgenutzt
werden kann. Mit zunehmender Beliebtheit größerer Bildschirme und wegen der besseren
Raumausnutzung bei Verwendung rechteckiger Schirmröhren hat sich aber die wirtschaftliche
Her->tellung ganz aus Glas bestehender, rechteckiger Röhren als unbedingt notwendig
erwiesen.
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Ganzglas-Fernsehröhren werden schon wegen ihrer Größe gewöhnlich so
hergestellt, daß der Trichterteil und der flache Schirmteil getrennt hergestellt
und dann miteinander vereinigt werden. Obgleich solche Trichterteile in üblicher
Weise durch Pressen oder Blasen hergestellt werden können, hat doch die Herstellung
der Trichter durch Schleudern in Fachkreisen ständig wachsende Bedeutung angenommen.
Nach dem Schleuderverfahren hergestellte Trichter haben nicht nur ein erheblich
geringeres Gewicht als ;<repreßte oder geblasene Trichter gleicher Größe, sondern
es können auch mittels des Schleuderverfahrens der trichterförmige und der halsartige
Teil als einheitliches Stück hergestellt werden. Im Vergleich zu geblasenen besitzen
die geschleuderten Trichter noch .den Vorteil, daß sie automatisch bei der Formung
eine für das Verschmelzen mit dem Schirmteil geeignete Form erhalten, während bei
geblasenen Trichtern das breite Bodenstück erst entfernt werden muß, bevor der Trichter
mit der Schirmfläche vereinigt werden kann.
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Kreisrunde Schirmtrichter können durch Schleudern leicht hergestellt
werden, da sie radial gleichförmige, symmetrische Drehkörper sind. Wird daher ein
Ouantum geschmolzenen Glases in geeigneter `'eise auf die Bodenmitte einer kreisrunden
Trichterform gebracht und die Form dann um ihre senkrechte Achse gedreht, so fließt
das Glas unter der Einwirkung der Fliehkraft mit im wesentlichen gleichförmiger
Geschwindigkeit die konische Seitenwand hinauf. Die Fließgeschwindigkeit des Glases
ist natürlich abhängig von seiner Viskosität und der Drehgeschwindigkeit und Temperatur
der Form bzw. ihrer abkühlenden Wirkung auf das Glas, während dieses die konische
Formwand hinauffließt.
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Andererseits hat man es bisher allgemein als unpraktisch, wenn nicht
sogar als unmöglich angesehen, durch Schleudern Trichter herzustellen, die sich
mit Bildschirmen vereinigen lassen, die das wirksamere viereckige Bildformat 4 :
5 besitzen. Offensichtlich ist ein solcher Trichter radial ganz unsymmetrisch geformt,
so daß ein gleichmäßiger Fluß des geschmolzenen Glases die Seitenwände der Form
hinauf nicht erwartet werden kann. Auch würde sich die unter solchen Umständen erfolgende
Verteilung der Glasmasse wegen der mangelnden radialen Symmetrie in unvorherzusehender
Weise mit den Temperaturänderungen der Form verändern. Mangels besserer b:ekannter
Verfahren zur Herstellung von Trichtern der genannten Art hat die Industrie sich
notwendigerweise auf das bekannte Preßverfahren zur Herstellung solcher Röhrentrichter
beschränkt.
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Nach ausgedehnten Versuchen und umfangreichen Untersuchungen wurde
nun gefunden, daß auch für nicht kreisförmige Schirme geeignete Bildröhrentrichter
einwandfrei durch Schleudern hergestellt werden können. Zu ihrer Herstellung ist
es jedoch notwendig, die Wandflächen der Form mit Fließwegen für das Glas auszustatten,
welche die Bewegung des flüssigen Glases so regeln, daß dieses sich
in
der gewünschten Weise über die Formwand verteilt, während gleichzeitig die Form
ihre optimale Arbeitstemperatur erreicht, und daß der Vorderrand des flüssigen Glases
den Außenrand der Formöffnung an allen Stellen seines Umfanges im wesentlichen gleichzeitig
erreicht.
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Bei der Ent-,vicklung von Formen für die Herstellung von für die Vereinigung
mit nicht kreisförmigen Schirmen geeigneten Röhrentrichtern wurde festgestellt,
daß neben dem durch die Zentrifugalkraft bedingten Auswärts- und Aufwärtsfließen
des geschmolzenen Glases auch eine gewisse Drehbewegung bzw. ein Seitwärtsgleiten
des Glases auf der Formwand bei einer Beschleunigung der Form auftritt. Bei der
Herstellung von Röhrentrichtern für kleinere Schirme ist diese Bewegung nicht bedeutend
genug, uin eine gleichmäßige Verteilung des Glases zu stören. Bei Trichtern für
Schirme, deren größte Ausdehnung etwa 40 cm überschreitet, hat sich aber herausgestellt.
daß diese Drehbewegung störende Ausmaße erreicht. so daß es für die Herstellung
von Röhrentrichtern solcher Größe vorteilhaft ist, die Formwand in einer unten näher
beschrieben°n Weise so zu gestalten, daß das durch die Beschleunigung hervorgerufene
Seitwärtsgleiten ausgeglichen wird.
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Da die übertragenen Bilder, wie oben beschrieben, ein rechteckiges
Format im Verhältnis von 4:5 haben, so ist die ideale Schirmform ebenfalls rechteckig.
Wenn es auch möglich ist, die Formwand so zu gestalten, daß sich ein für einen im
wesentlichen rechteckigen Schirm passender Röhrentrichter durch Schleudern herstellen
läßt, so ergibt sich doch bei der Herstellung einer vollständigen Umhüllung eine
Reihe von anderen Problemen, insbesondere in bezug auf die Erhaltung einer ausreichenden
Stärke zur Verhinderung des Zusammenbrechens der fertigen Röhren während ihrer Evakuierung.
Diese verlangen, daß der Trichter in einiger Entfernung vom Trichterfuß in einen
im wesentlichen rechteckigen bis etwa elliptischen Umriß übergeht. d.li. ein Rechteck
mit auswärts gebogenen Seiten oder eine Ellipse, die in Richtung der großen Achse
leicht zusammengedrückt ist, bildet.
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Wenn die Wand der für die Herstellung eines Röhrentrichters der genannten
Art verwend.eteii Form vom Trichterfuß zu ihrem nicht kreisförmigen, offenen Ende
gerade verläuft, so wird der Widerstand gegenüber dem wandaufwärts gerichteten,
zentrifugalen Glasfluß offenbar je nach der Länge und der Steilheit des Weges verschieden
sein. Hat eine solche Form einen im wesentlichen rechteckigen bis etwa elliptischen
Rand an ihrem offenen Ende. so werden die Wege über die Wand zu den diagonalen Ecken
des Randes länger, aber weniger steil sein als die Wege zu den seitlich dazu befindlichen,
sich gegenüberliegenden Seiten. Infolge der allgemein rechteckigen Gestalt des breiteren
Formendes bildet die Wand zwischen den Diagonalen auf der längeren Formseite den
kürzesten, aber steilsten Weg. während die Wand zwischen den Diagonalen auf der
kürzeren Formseite einen Weg mittlerer Länge und Steilheit darstellt. Wird ein Quantum
geschmolzenen Glases in eine Form mit Wänden der beschriebenen Art gebracht und
diese Form dann gedreht. so fließt der größte "feil des Glases längs der Diagonalen
und über den Rand der Form hinaus. während das Glas auf den dazwischenliegenden
Wandteilen keine wesentliche Uölie erreicht.
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Es wurde nun gefunden, daß durch passende Veränderung der Steilheit
der verschiedenen Teile der Formwand im Bereich der gesamten Wandfläche der Widerstand
gegen den zentrifugalen Glasfluß über eine solche Wand so gesteuert werden kann,
daß beim Drehen der Form der Vorderrand des fleissigen Glases (las obere Ende oder
die obere Kante der Form entlang ihres ganzen Umfanges im wesentlichen gleichzeitig
erreicht.
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Ein diesen Anforderungen gerecht werdende Form ist so beschaffen,
daß sich von dem etwa kreisförmigen Querschnitt am Trichterfuß der Form aus zu ihrem
nicht kreisförmigen offenen Ende hin die Formquerschnitte ändern und größer werden.
Die Teile der Formwand, deren Oberkante der Rotationsachse am nächsten liegt, sind
am Trichterfuß weniger steil und in Nähe der Formwandoberkante steiler geneigt als
die Formwandteile, deren Oberkante von der Rotationsachse weiter entfernt liegt.
Auf diese Weise erreicht das über diese Wandteile zu verteilende Glas das offene
Ende der Form auf deren ganzem Umfang im wesentlichen gleichzeitig. Die Formquerschnitte
in den Rotationsebenen in der unteren Hälfte der Form haben etwa elliptische Gestalt.
In Richtung zum offenen Ende der Form zu wird die Längendifferenz zwischen den Achsen
der Ellipsen immer kleiner, um in etwa mittlerer Höhe der Form etwa gleiche Länge
zti besitzen. Das heißt, der Formquerschnitt in etwa mittlerer Höhe der Form ist
etwa kreisförmig. Von diesem in :Mittelhöhe der Form befindlichen, etwa kreisförmigen
Formquerschnitt aus nimmt die Längendifferenz der Achsen in Richtung auf das offene
Formende wieder zu, so daß das obere (das offene) Formende eine elliptische Form
aufweist, -,worunter in diesem Fall eine modifizierte Ellipse verstanden ,wird,
d.li. eine solche, die in ihrer großen und kleinen Achse mehr oder weniger ausgebuchtet
bzw. abgeflacht ist. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung
des Glases über die ganze innere Wandfläche der Form erzielt. Die durch die Brennpunkte
gehenden Hauptachsen der Ellipsen der unteren Formhälfte stehen zu jenen der oberen
Formhälfte senkrecht, wobei in Richtung vom unteren zum oberen Formende die Hauptachsen
der elliptischen Querschnitte in Richtung der Drehbewegung vorwärts verschoben sind,
so daß der Trägheit des geschmolzenen Glases entgegengewirkt wird. Die erfindungsgemäße
Form zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Steilheit der Formwand entlang
(ler Linien, die vom Trichterfuß im wesentlichen zu den Diagonalen am offenen Ende
der Form führen, im wesentlichen konstant ist. Auf diese Weise kann der in dieser
Form hergestellte Glashohlkörper gefahrlos evakuiert werden.
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Wi: eingangs bereits erwähnt, ist es grundsätzlich bekannt. Glashohlkörper
durch zentrifugale Verteilung von geschmolzenem Glas auf der Innenwand einer in
rasche Umdrehung versetzten Hohlforen herzustellen. Die entstehenden Formen sind
Rotationskörper mit kreisförmigem Querschnitt oder geschlossene runde oder ovale
Hohlkörper. Andere Glashohlkörper wurden bereits unter Verwendung einer Blasform
hergestellt.
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Die erfinduiigsgemüße, vorstvliend beschri.bene Foren läßt sich mit
keiner der bekannten Formen vergleichen. und die damit hergestellten Glashohlkörper
sind bei gleichmäßiger Wandstärke derart geformt, wie sie bisher in einem Sclileuderwerfahi-en
noch nicht hergestellt werden konnten.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Erleichterung ihrer
Durchführung wird sie an Hand der Zeichnung ausführlicher erklärt.
Fig.
1 ist eine Draufsicht einer Form nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine vergrößerte
Draufsicht eines Viertels einer solchen Form; Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt
eines Viertels der Form entlang der Mittellinie 3-3 der Fig. 1; Fig.4 ist
ein vergrößerter Querschnitt eines Viertels der Form entlang der Mittellinie 4-4
der Fig. 1. Bei der Beschreibung der Erfindung wird zunächst angenommen, daß die
dargestellte Form 11 eine Größe hat, die zur Herstellung eines Fernsehröhrentrichters
mit einem Konus von 70° erforderlich ist, wobei der Trichter die beschriebene, im
wesentlichen oder all--in rerhteckige,-zur Aufnahme des Schirmes-bestimmte Basis
mit abgerundeten Ecken und gebogenen, kurzen und langen Seitenteilen im Format von
ungefähr 371 . 466 mm mit einer Diagonalen von etwa 501 mm besitzt. Die Eckenlinien
12 der Form, die in die kurzen Seitenlinien 13 und die langen Seitenlinien 14 unter
Bildung des Umrisses der Formöffnung übergehen, stellen hier einen Bogen mit einem
Radius von etwa 89 mm dar. Die kurzen Seitenlinien 13 sind dann Teile eines Kreises
mit einem Radius von etwa 673 mm und die langen Seitenlinien 14 Teile eines
Kreises mit einem Radius von etwa 864 mm.
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Der Bogenradius der Formwandteile wird unterhalb der beschriebenen
Eckenlinien bis zu-. einer mittleren Höhenlage des Hohlraumes stetig größer und
dann hei Annäherung an das innere oder kleinere Ende der Form und den Trichterfuß
stetig kleiner. Bei den durch die Linien a bis f bezeichneten Höhenlagen
vergrößert sich der Radius der betreffenden Eckenbogen allmählich von etwa 92 mm
auf 140 mm, während bei den durch die Linien g bis -nz bezeichneten Höhenlagen der
Bogenradius sich allmählich von etwa 314 mm auf etwa 86 mm verringert.
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In ähnlicher Weise werden die Radien der Bogen der anschließenden
kurzen und langen Seitenlinien bei Annäherung an die Spitze des Hohlraume: der Form
stetig kleiner. Der Bogenradius dieser kurzen Seitenlinien 13 verringert sich in
den durch die Linien a bis nt bezeichneten Höhenlagen stetig von 508 mm auf
64 mm. In ähnlicher Weise verringert sich der Bogenradius der Seitenlinien 14 in
den durch die Linien a bis in bezeichneten Höhenlagen von 635 mm auf 51 mm.
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Die Mittelpunkte, um welche die Kreisbögen der kurzen Seitenlinien
geschlagen sind, liegen auf der .Iittellinie 3-3 (Fig. 1), und die Mittelpunkte,
um welche die Kreisbögen der langen Seitenlinien geschlagen sind, liegen auf der
Mittellinie 4-4. Die Bögen der Eckenlinien, die in die kurzen und langen Seitenlinien
übergehen, sind von veränderlichen Mittelpunkten aus geschlagen, die so gewählt
sind. daß ein glattes Einlaufen der Eckenlinien in die Seitenlinien stattfindet,
nachdem die langen Seitenlinien durch eine Linie .d-B etwa 40° von der Mittellinie
3-3 entfernt und die kurzen Seitenlinien durch eine Linie B-C etwa 32° von dieser
Mittellinie entfernt gegangen sind. Der konische Formhohlraum wird in der Nähe seiner
Spitze bei der durch die Linie z bezeichneten Höhenlage ungefähr kreisfömig und
nimmt, wie dargestellt, unterhalb dieser Höhenlage am Trichterfuß eine sich leicht
erweiternde röhrenförmige Form an, so daß der Hals der Fernsehröhre mit dem Trichter
in einem Stück geformt werden kann.
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Aus obigem geht hervor, daß die Querschnitte in der Rotation,;e1)ene
einer solchen »rechteckigen« Formhöhlung an ihrer Spitze oder am Trichterfuß im
wesentlichen kreisförmig sind, in Höhe der Linien in bis i Ellipsen bilden, deren
große Achse quer zur langen 466-mm-Abmessung des offenen Endes der Form liegt, und
in Höhe der Linien h bis a die Form -weiterer Ellipsen haben, die aber mit
ihrer großen Achse parallel zu -der-genannt-en--466-=mm-Abmessung liegen. In der
mittleren Höhe entsprechend der Linie i ist der Umriß des Hohlraumes im allgemeinen
.etwa kreisförmig und liegt konzentrisch zur kreisförmigen Linie z.
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Die angegebenen verschiedenen Ausbildungen der Formgestalt beziehen
sich selbstverständlich nur auf eine Form zur Herstellung von Trichtern mit einem
Scheitelwinkel -von 70°, deren große offene End-Eir diebeschriebenen, nicht kreisförmigen
Umrisse besitzen. Für die Herstellung von Trichtern mit anderen Scheitelwinkeln
oder anderen nicht kreisförmigen offenen Enden oder anderen Abmessungen oder unter
Verwendung anderer Temperaturen sind natürlich -entsprechende Änderungen der Gestalt
der Formwände gemäß der Erfindung notwendig.
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Die Formwand wird vorteilhaft so ausgebildet, daß sie hemmend auf
die dem geschmolzenen Glase während--seiner Verteilung erteilte Drehbewegungskomponente
wirkt. Entsprechend sind zum mindesten bei einigen der durch die Linien g bis in.
bezeichneten Höhenlagen die Achsen der betreffenden Ellipsen zweckmaffig um einen
Bogen von 2 bis 5° vorwärts verlagert. In ähnlicher Weise werden bei einer Form
für die Herstellung von 610-mm-(Diagonal-)Trichtern die Achsen dieser Ellipsen um
einen Bogen von 4 bis 8° vorwärts verlagert.
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Bei Erreichung ihrer optimalen Arbeitstemperatur regelt eine solche
Form die Verteilung des geschmolzenen Glases auf ihrer Wandfläche in solcher Weise,
da.ß Trichter erhalten werden, die allen ähnlichen nach bisher bekannten `'erfahren
hergestellten Trichtern weit überlegen sind, und dabei alle Vorzüge von durch Schleuderverfahren
hergestellten kreisförmigen Trichtern besitzen.