DE10348241B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung
(1', 1'') zum Verpressen einer plastischen Glasmasse (4), mit:
– einem Stempel (2),
– einer Form (3), in die Glasmasse (4) mittels des Stempels (2) pressbar ist, und
– einem Deckring (5), der relativ zum Stempel (2) bewegbar ist und wenigstens Teile der Seitenwände des Stempels (2) umgibt,
gekennzeichnet durch
– eine Hülse (10), die wenigstens teilweise den Deckring (5) und den Stempel (2) umgibt und die relativ zu diesen bewegbar ist, wobei die Hülse (10) und die Form (3) so miteinander in Verbindung bringbar sind, dass ein gasdichter Raum (13) ausgebildet wird, der durch Teile der Hülse (10), des Stempels (2), der Form (3) und der zu verpressenden Glasmasse (4) begrenzt wird, und
– eine Einrichtung (12, 15) zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks innerhalb des gasdichten Raums (13).
– einem Stempel (2),
– einer Form (3), in die Glasmasse (4) mittels des Stempels (2) pressbar ist, und
– einem Deckring (5), der relativ zum Stempel (2) bewegbar ist und wenigstens Teile der Seitenwände des Stempels (2) umgibt,
gekennzeichnet durch
– eine Hülse (10), die wenigstens teilweise den Deckring (5) und den Stempel (2) umgibt und die relativ zu diesen bewegbar ist, wobei die Hülse (10) und die Form (3) so miteinander in Verbindung bringbar sind, dass ein gasdichter Raum (13) ausgebildet wird, der durch Teile der Hülse (10), des Stempels (2), der Form (3) und der zu verpressenden Glasmasse (4) begrenzt wird, und
– eine Einrichtung (12, 15) zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks innerhalb des gasdichten Raums (13).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse.
- Verfahren zum Verpressen plastischer Glasmassen sind bekannt und werden insbesondere zur Herstellung von Glasgefäßen, beispielsweise Trinkgläsern, eingesetzt. Zur Erläuterung des technischen Hintergrunds der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf
1 und2 ein erstes herkömmliches Pressverfahren kurz beschrieben werden. - Eine erste Vorrichtung 1 zum Verpressen einer plastischen Glasmasse weist einen Stempel
2 , eine Form3 , in die eine Glasmasse4 mittels des Stempels2 pressbar ist, und einen Dichtungs- bzw. Deckring5 auf, der relativ zum Stempel2 bewegbar ist und wenigstens Teile der Außenwände des Stempels2 umgibt. Der Deckring5 ist an dem Stempel2 über Federelemente6 befestigt. - Um die Glasmasse
4 zu verpressen, wird der Stempel2 mitsamt dem Deckring5 auf die Glasmasse4 abgesenkt (siehe1 ). Vorzugsweise ragt eine Unterkante7 des Deckrings5 so weit über eine Unterseite8 des Stempels2 hinaus, dass bei Absenken des Stempels2 und des Deckrings5 die Unterkante des Deckrings7 auf eine Oberseite9 der Form3 aufsetzt, bevor die Unterseite8 des Stempels2 die zu verpressende Glasmasse4 erreicht. Sobald die Unterkante7 des Deckrings5 auf der Oberseite9 der Form3 aufliegt, ist die Absenkung des Deckrings5 beendet. Es bewegt sich nur noch der Stempel2 nach unten, um die Glasmasse4 zu verpressen (siehe2 ). Das Aufliegen des Deckrings5 auf der Form3 bewirkt, dass die Glasmasse4 beim Verpressen durch den Stempel2 nicht seitlich aus der Form3 entweicht und damit Glasfehler entstehen. - Nachteilig an dem in
1 und2 beschriebenen Aufbau ist, dass aufgrund der hohen Pressdrücke ein Teil der Glasmasse zwischen die Außenwände des Stempels2 und die Innenwände des Deckrings5 geschoben wird, was zu Glasfehlern und damit zu Produktionsausschuss führt. - In der Druckschrift
SU 1717562 A1 - Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse anzugeben, mit der/dem verhindert werden kann, dass Teile der Glasmasse zwischen den Stempel und den Deckring geschoben werden.
- In der folgenden Beschreibung soll unter Bezugnahme auf die
3 und4 ein zweites herkömmliches Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse kurz beschrieben werden. - Eine zweite Vorrichtung
30 zum Verpressen einer plastischen Glasmasse weist einen einem Stempel31 und eine Form32 auf, in die eine Glasmasse33 mittels des Stempels31 pressbar ist. An dem Stempel31 sind Stoppelemente34 vorgesehen, die bei Einführen des Stempels31 in die Form32 auf einer Oberseite35 der Form32 aufsetzen und damit bewirken, dass der Stempel31 nicht über eine End-Eindringtiefe hinaus in die Form32 eindringen kann. Die Stoppelemente34 dienen gleichzeitig als Deckring, der verhindert, dass die Glasmasse33 nach oben aus der Form32 heraustritt. In dieser Ausführungsform sind Teile der Außenwände36 des Stempels31 , die in die Form32 eindringen, konusförmig ausgestaltet. Durch das Absenken des Stempels31 wird Glasmasse33 in einen Hohlraum verpresst, der durch die Außenwände36 des konusförmigen Teils des Stempels31 , durch Innenwände37 der Form32 , die den Außenwänden36 gegenüberliegen, und durch die Stoppelemente34 begrenzt wird. - Nachteilig an der oben beschriebenen Vorrichtung ist, dass extrem hohe Pressdrücke notwendig sind, um die Glasmasse
33 in die oberen Bereiche des beschriebenen Hohlraums zu pressen. Die hohen Pressdrücke bewirken, dass erhebliche Reibungseffekte auftreten, bis die Glasmasse33 an den Stoppelementen34 anliegt und damit den oberen Teil des Hohlraums aufgefüllt hat. Dies hat zur Folge, dass bei zu kaltem Glas Pressrisse entstehen, was unerwünschten Ausschuss in der Fertigung nach sich zieht. Weiterhin ist es möglich, dass sich aufgrund der hohen Pressdrücke ein Teil der Glasmasse33 zwischen die Stoppelemente34 und die Außenwände36 schiebt. - Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse anzugeben, mit der die hohen Pressdrücke am Ende der Pressphase vermieden werden können.
- Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgaben stellt die Erfindung Vorrichtungen zum Verpressen einer plastischen Glasmasse gemäß den Patentansprüchen
1 und8 bereit. Ferner stellt die Erfindung entsprechende Verfahren zum Verpres sen einer plastischen Glasmasse gemäß den Patentansprüchen7 und14 bereit. Vorteilhafte Ausführungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in jeweiligen Unteransprüchen. - Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse weist einen Stempel, eine Form, in die Glasmasse mittels des Stempels pressbar ist, und einen Deckring auf, der relativ zum Stempel bewegbar ist und wenigstens Teile der Seitenwände des Stempels umgibt. Ferner weist die Vorrichtung eine Hülse auf, die wenigstens Teile des Deckrings und des Stempels umgibt und die relativ zum diesen bewegbar ist, wobei die Hülse und die Form so miteinander in Verbindung bringbar sind, dass ein gasdichter Raum ausgebildet wird, der durch Teile der Hülse, des Stempels, der Form und der zu pressenden Glasmasse begrenzt wird. Ferner ist eine Einrichtung zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks innerhalb des gasdichten Raums vorgesehen.
- Das Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks innerhalb des gasdichten Raums bewirkt, dass die Glasmasse durch den Gasdruck bereits zum Teil in die Form verpresst ist, bevor der Stempel auf die Glasmasse trifft. Mit anderen Worten: Der Vorgang des Verpressens wird nicht mehr allein durch mechanische Einwirkung des Stempels bewirkt, sondern kann teilweise durch das Gas (Vorpressen) und teilweise durch den Stempel erfolgen. Da der Gasdruck innerhalb des gasdichten Raums überall gleich ist, wird verhindert, dass sich Teile der Glasmasse zu stark in horizontaler Richtung ausdehnen, was der Fall wäre, wenn das Verpressen allein durch den Stempel erfolgen würde. Der Gasdruck wirkt von allen Seiten gleich stark auf die zu verpressende Glasmasse, wohingegen der Stempel nur in einer Richtung Druck auf die Glasmasse ausübt, und damit dem seitlichen Ausdehnen der Glasmasse nicht entgegenwirkt. Ein derartiges Vorpressen hat somit den Vorteil, dass weniger bzw. keine Glasmasse zwischen die Außenwände des Stempels und die Innenwände des Deckrings bzw. zwischen die Unterkanten des Deckrings und die Oberseite der Form gelangt, da ein Teil der Glasmasse bereits verpresst ist und damit nicht mehr durch den Stempel in Richtung dieser Bereiche verschoben werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich insbesondere auf Fälle anwenden, bei denen die Glasmasse durch eine Öffnung in der Form hindurchgepresst werden muss und vor dem Verpressen auf der Öffnung aufliegt.
- Die Einrichtung zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks umfasst vorzugs weise eine Zuleitung, durch die Gas in den gasdichten Raum einleitbar und/oder Gas aus dem gasdichten Raum ableitbar ist.
- Um Gasdrücke ausreichender Höhe zu erzeugen, ist es vorteilhaft, die Einrichtung zum Erzeugen des Gasdrucks so auszugestalten, dass kontrollierte Gasexplosionen innerhalb des gasdichten Raums ermöglicht werden. Dazu weisen die Zuleitungen zum Einleiten/Ableiten von Gas in/aus dem gasdichten Raum Rückschlagventile auf, die verhindern, dass bei einer Gasexplosion der dadurch erzeugte Gasdruck im gasdichten Raum nicht hoch genug ist oder zu schnell abfällt.
- Im Allgemeinen sollte das Erzeugen des Gasdrucks alleine nicht ausreichen, um eine gewünschte End-Verpressung der Glasmasse zu erzielen, da, wie bereits erwähnt, der Gasdruck an allen Stellen im gasdichten Raum annähernd gleich ist und daher über das Gas keine individuellen Formen in die Glasmasse einprägbar sind. Dies bedeutet, dass in der Regel eine "Restverpressung" nach wie vor durch den Stempel selbst vorgenommen werden muss. Während einer derartigen Restverpressung kann sich immer noch Glasmasse zwischen Stempel und Deckring sowie zwischen Deckring und Form schieben. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Bereich (die "Naht") zwischen Deckring und Stempel zusätzlich abzudichten. Dies wird vorzugsweise durch Einsatz einer flexiblen bzw. biegbaren Membran erreicht, die eine Unterkante des Deckrings (oder zumindest Teile davon) und die Unterseite des Stempels (oder zumindest Teile davon) bedeckt, so dass die Glasmasse nicht mehr an die Nahtstelle zwischen Stempel und Deckring gelangen kann.
- Die Hülse und die Form sind vorzugsweise so gegeneinander ausgerichtet, dass das Ausbilden des gasdichten Raums durch Aufsetzen einer Unterkante der Hülse auf die Form bewirkt wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren, dass eine derartige Vorrichtung benutzt, weist die folgenden Schritte auf:
- – Aufbringen einer Glasmasse auf die Form,
- – Absenken der Hülse derart, dass die Hülse und die Form miteinander in Verbindung gebracht werden und damit der gasdichte Raum ausgebildet wird,
- – Einleiten von Gas in den gasdichten Raum derart, dass innerhalb des gasdichten Raums ein definierter Gasdruck entsteht, wobei durch den Gasdruck die Glasmasse zu einem bestimmten Maß in die Form eingepresst wird,
- – Absenken des Dichtungsrings derart, dass die Unterkante des Dichtungsrings auf der Form aufsetzt,
- – Absenken des Stempels auf die zu verpressende Glasmasse derart, dass diese in ihre endgültige Gestalt gepresst wird.
- Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse weist einen Stempel und eine Form, in die Glasmasse mittels des Stempels pressbar ist, auf. Ferner ist eine dehnbare Hülle vorgesehen, die den Stempel wenigstens teilweise umgibt, sowie eine Hüllen-Dehneinrichtung, mittels der die Hülle von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand dehnbar ist.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das Verpressen der Glasmasse in zwei Schritte aufzuteilen: In einem ersten Schritt wird die Verdrängung/Verpressung der Glasmasse lediglich durch das Eindringen des Stempels (mit Hülle) in die Glasmasse bewirkt, wohingegen in einem zweiten Schritt das Verdrängen/Verpressen lediglich durch Dehnen der Hülle erfolgt, der Stempel sich selbst also gar nicht mehr bewegt. Damit ist es möglich, die kritischen Endphasen des Verpressens durch das Dehnen der Hülle zu bewirken, womit Pressdruck- und Reibungsspitzen abgebaut werden können. Damit lassen sich diesbezügliche Herstellungsfehler weitgehend vermeiden.
- Vorzugsweise ist mittels der Hüllen-Dehneinrichtung ein Gas oder eine Flüssigkeit zwischen den Stempel und die den Stempel umgebende dehnbare Hülle einführbar, womit die Dehnung von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bewirkbar ist.
- Die Außenwände des Stempels weisen hierbei vorzugsweise eine konkave Form auf. Liegt die Hülle in dem ersten Zustand auf den konkaven Außenwänden auf, so wird bei Dehnen der Hülle diese in eine nicht-konkave Form (zweiter Zustand) überführt, beispielsweise eine konische Flächenform, die für Innenwände von Trinkgläsern typisch ist.
- Der Stempel und die Form der Vorrichtung sollten so aufeinander abgestimmt sein, dass der Stempel lediglich bis zu einer bestimmten Endtiefe in die Form eindringen kann. Weiterhin sollten Form und Stempel so aufeinander abge stimmt sein, dass bei Eindringen des Stempels bis zur Endtiefe die Verpressung der Glasmasse nur in einen Teil eines Bereichs zwischen Stempel und Form erfolgt, wenn sich die Hülle in dem ersten Zustand befindet. Entsprechend hierzu sind vorteilhafterweise Form und Stempel so aufeinander abgestimmt, dass bei Eindringen des Stempels bis zur Endtiefe die Verpressung der Glasmasse in alle Teile des Bereichs erfolgt, der zwischen Stempel und Form ausgebildet wird, wenn sich die Hülle in dem zweiten Zustand befindet.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse unter Verwendung der oben berichteten Vorrichtung weist die folgenden Schritte auf:
- – Aufbringen einer Glasmasse auf die Form,
- – Verpressen der Glasmasse in die Form durch Absenken des Stempels bis zu einer End-Absenkposition, wobei sich die Hülle während des Absenkvorgangs in dem ersten Zustand befindet, und
- – Dehnen der Hülle von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand.
- Die Erfindung lässt sich auch wie folgt beschreiben:
Bei einem herkömmlichen Pressverfahren, insbesondere beim Bodenplatten-Stiel-Pressen ist das Glasvolumen vom Stempel zunächst durch die Öffnung in der Stielform zu pressen. Dabei ist es erforderlich, dass der Deckring auf der Form aufliegt, um ein Austreten der Glasmasse über den Durchmesser der Fuß- bzw. Bodenplatte hinaus zu verhindern. Dabei wird das Glas vom Stempel an der Deckringwand vorgeschoben, und es kommt zu Glasfehlern und damit zu Ausschuss. - In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zunächst die Hülse und der Stempel zusammen mit dem Deckring auf die Bodenplattenform abgesenkt. Über Zuleitungen wird nun der Gasdruck eingeleitet und beginnt mit der Verformung des Glases, ohne dass der Stempel beteiligt ist. Der Gasdruck sollte sich explosionsartig ausbreiten, daher sollte das Gas gegebenenfalls aus einem Luft-Gasgemisch bestehen, das sich an dem Glas entzündet oder auch durch eine Zündkerze gezündet wird. Der Druck wird vorzugsweise über die Dosierung des Gemisches geregelt, wobei das System durch ein Sicherheitsventil gesichert sein sollte. Eine Rückschlagkugel in den Zuleitungen verhindert eine Druckentweichung. Im zweiten Verformungszustand ist das Gasmedium auf einen bestimmten Wert verdichtet, so dass eine Vorverformung des Stiels durchgeführt werden kann.
- Die Restverformung der Bodenplatte wird durch den Stempel bewirkt. Es ist einzusehen, dass auf diese Weise der Außendurchmesser der Bodenplatte zuletzt von der Glasmasse erreicht wird und das Vorbeischieben des Glases an der Deckringwand unterbleibt.
- Vorzugsweise ist der Stempel durch die Membran vom Glas getrennt. Der Gasdruck herrscht hierbei jedoch beidseitig der Membran vor und der Stempel bestimmt die Form der Bodenplatte. Die Gewichtsschwankungen des Glaspostens werden durch die Endposition des Stempels ausgeglichen und verschwinden in der unterschiedlichen Durchbiegung der Membran. Nicht nur die auf diese Weise verschwundene Naht zwischen Stempel und Deckring, die beim herkömmlichen Verfahren die Gewichtsschwankungen auffängt und daher unterschiedlich ausfällt, macht den Vorteil der Membrananwendung aus, sondern auch das auf diese Weise dem handgemachten näher gebrachte Aussehen der Bodenplatte.
- Im erfindungsgemäßen Pressverfahren mit Dehn- oder Membranstempel ist also das gesamte Presswerkzeug, bestehend aus Stempel, Deckring und Bodenplattenform (insbesondere für Bodenplatten mit Stielen von Kelchgläsern mit anschließendem Fertigpressen durch einen herkömmlichen Stempel oder Membranstempel) von einer Hülse umschlossen, die am Stempel und an der Bodenplattenform abgedichtet ist, so dass zwischen Stempel und Deckring einerseits und Glasposten andererseits über Zuleitungen ein Gasdruck eingespeist wird, der zunächst auf den Glasposten wirkt, und dann weiter komprimiert über den absenkenden Stempel die Vorverformung des Stielbereichs vornimmt, um dem Stempel lediglich die Restverformung der Bodenplatte zu überlassen.
- Der Gasdruck kann durch eine gezielte Gasexplosion hervorgerufen werden, in Verbindung mit einer Regelung des Verbrennungsmediums über einen Drucksensor mit Sollwerteinstellung.
- Der Deckring kann mit einer Membran verschlossen sein, die den Stempel vom Glas trennt, womit die Naht zwischen Stempel und Deckring "verschwindet" und die Verformung indirekt über die Membran vom Stempel durchgeführt wird.
- Beim einem herkömmlichen Pressverfahren wird der Stempel bis zur endgültigen Auspressung des Glases in der plastisch verformbaren Glasmasse bewegt. Dies bewirkt einerseits, dass in der Endphase der Verformung im oberen Randbereich zwischen Stempel und Deckring eine erhebliche Reibung zwischen Glasmasse und Formenteilen – Stempel und Außenform – entsteht, bis es zur Anlage des Glases am Deckring kommt, andererseits entsteht in dieser Endphase ein schwer kontrollierbarer Enddruck, der bei zu kaltem Glas zu Pressrissen führt, und bei zu heißem Glas zum Überpressen mit Einpressungen in den für die Stempelbewegung zwangsläufig erforderlichen Zwischenraum zwischen Stempel und Deckring. Für den Ausgleich von Gewichtstoleranzen bei der eingefüllten Glasschmelze ist der Stempel im oberen Bereich noch zylindrisch ausgebildet, was ein Gleiten zwischen Glas und Stempel im Problembereich "Endverformung" extrem erschwert. Unkontrollierbarer Enddruck und Gleitprobleme zwischen Glas und gleichzeitig bewegten Formenteilen bei erforderlichen unkontrollierbaren Toleranzen zwischen Stempel und Deckring sind die Ursachen für Beschädigungen an allen Formteilen.
- In dem erfindungsgemäßen Pressverfahren mit Dehn- oder Membranstempel erhält der Stempel eine Haut bzw. dehnbare Hülle. Die Verbindung aus Stempel und Haupt presst das Glas zunächst in eine erste Position, wobei der Stempel bereits seine Endposition mit endgültigem Stillstand erreicht. Dann beginnt durch Dehnung der Haut, ausgelöst beispielsweise durch Öldruck, die Restverformung der plastischen Glasmasse bis in den oberen Rand einer zweiten End-Position.
- Auf diese Weise wird erstens jede Bewegung zwischen Stempel und Deckring während der schwierigen Endverformungs-Phase vermieden, wobei zwischen Stempel und Deckring praktisch keine Naht auftritt.
- Zweitens ist der Enddruck im Glas absolut über den auf die Hülle wirkenden Öldruck bestimmbar. Darüber hinaus eliminiert sich der Glasgewichtsausgleich von selbst, da sich dieser in den Endpositionen der expandierten Dehnhaut oder der Membran ergibt.
- Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse in einem Anfangszustand. -
2 die in1 gezeigte Vorrichtung in einem Endzustand. -
3 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren herkömmlichen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse in einem Anfangszustand. -
4 die in3 gezeigte Vorrichtung in einem Endzustand. -
5 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse in einem Anfangszustand. -
6 die in5 gezeigte Vorrichtung in einem fortgeschrittenen Prozessstadium. -
7 die in5 gezeigte Vorrichtung in einem Endzustand. -
8 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse in einem Anfangszustand. -
9 die in8 gezeigte Vorrichtung in einem fortgeschrittenen Prozessstadium. -
10 die in8 gezeigte Vorrichtung in einem Endzustand. -
11 eine Querschnittsdarstellung einer noch weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse in einem Anfangszustand. -
12 ein Pumpsystem, dass in der in11 gezeigten Pressvorrichtung eingesetzt wird. -
13 die in11 gezeigte Vorrichtung in einem Endzustand sowie daraus vergrößerte Bereiche. -
14 eine Detaildarstellung eines Bereichs aus der in13 gezeigten Vorrichtung. -
15 einen ersten Zustand einer erfindungsgemäßen biegbaren Membran. -
16 einen zweiten Zustand einer erfindungsgemäßen biegbaren Membran. - In den einzelnen Figuren sind identische bzw. einander entsprechende Bauteile bzw. Bauteilgruppen mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
- Die Aufbauten bzw. die Funktionsweisen der in den
1 und2 bzw.3 und4 gezeigten herkömmlichen Ausführungsformen einer Glasmassen-Pressvorrichtung wurden bereits erläutert und werden hier nicht nochmals erklärt. - Die in
5 bis7 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung1' unterscheidet sich von der in1 und2 beschriebenen Vorrichtung im Wesentlichen dadurch, dass zusätzlich eine Hülse10 vorgesehen ist, die relativ zu dem Deckring5 und dem Stempel2 bewegbar ist und die wenigstens teilweise den Deckring5 und den Stempel2 umgibt. Weiterhin sind zusätzliche Federelemente11 vorgesehen, die die Hülse10 mit der Vorrichtung1' verbinden. In der Hülse10 sind mehrere Zuleitungen/Ableitungen12 vorgesehen, durch die ein Gas bzw. eine Flüssigkeit in das Innere der Vorrichtung1' in einen im Wesentlichen gasdichten Raum13 einführbar/aus dem Inneren der Vorrichtung1' und dem gasdichten Raum13 ableitbar ist. In den Zuleitungen/Ableitungen12 ist jeweils ein eine Rückschlagkugel aufweisendes Rückschlagventil15 vorgesehen. Die Rückschlagventile15 verhindern, dass das Gas aus dem gasdichten Raum13 bei einer Gasexplosion durch die Leitungen12 nach außen entweichen kann, was den im gasdichten Raum13 vorherrschenden Gasdruck schwächen würde. - In der in
5 gezeigten Ausführungsform sitzt die Hülse10 bereits auf der Form3 auf, so dass der gasdichte Raum13 ausgebildet wird, der durch die Oberseite9 der Form3 , die Glasmasse4 , die Hülse10 sowie Teile des Stempels2 sowie des Deckrings5 ausgebildet wird. - Über die Zuleitungen/Ableitungen
12 kann ein Gas bzw. Gasgemisch in den gasdichten Raum13 oder einen damit verbundenen Raum eingeleitet werden. Herrscht ein ausreichend hoher Gasdruck vor (der beispielsweise durch Erzeugen einer Gasexplosion in dem gasdichten Raum13 erzeugt werden kann), wird die zu verpressende Gasmasse4 durch das Gas in die Form3 gedrückt, wie in6 gezeigt ist. Genauer gesagt wird die Glasmasse4 durch eine Öffnung17 innerhalb der Form3 hindurchgepresst. Die Presswirkung des Gases im gasdichten Raum13 kann noch dadurch verstärkt werden, indem der Stempel2 auf die Glasmasse4 zubewegt wird, womit das Gas weiter komprimiert und ein entsprechend höherer Gasdruck erzeugt wird. - Das "Vorpressen" der Glasmasse
4 durch das Gas bewirkt, dass der Stempel2 nur noch eine gewisse Restmasse an plastischem Glas verpressen muss. Damit erreicht die Glasmasse4 die kritischen Stellen zwischen Deckring5 und Stempel2 (Nahtstelle) erst relativ spät im Pressprozess, so dass ein Eindringen der Glasmasse zwischen den Deckring5 und den Stempel2 weitgehend vermieden werden kann. Wie in7 angedeutet ist, erreicht die Glasmasse4 den Deckring5 sowie die daran angrenzende Nahtstelle zwischen Deckring5 und Stempel2 erst im letzten Augenblick des Pressvorgangs. - Die in
8 bis10 gezeigten Pressstadien einer weiteren erfindungsgemäßen Pressvorrichtung1'' unterscheiden sich von der in5 und7 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungform1' dadurch, dass alternativ oder zusätzlich zwischen der Unterseite8 des Stempels2 sowie der Unterkante7 des Deckrings5 eine durchgehende Membran16 vorgesehen ist, die die Nahtstelle zwischen Deckring5 und Stempel2 von der Glasmasse4 "abschirmt". - Die Membran
16 besteht aus einem biegsamen Material und kann wenigstens zwischen zwei Dehnzuständen hin- und herbewegt werden. - In
15 ist ein erster Dehnzustand der Membran16 gezeigt, der dem "Ruhezustand" bzw. Herstellungszustand entspricht. In16 ist ein Zustand der Membran16 gezeigt, den diese im Presszustand annimmt, d.h. in dem in10 gezeigten Zustand. Der in15 gezeigte Zustand der Membran16 liegt in den in8 und9 gezeigten Pressstadien vor. - Die Membran
16 kann beispielsweise auf galvanischem Wege hergestellt werden, wobei hierzu ein Modellstempel aus Kunststoff dienen kann, der die in15 gezeigte Form aufweist und der vorzugsweise mit einem Kupferüberzug versehen ist. Damit ist es möglich, eine entsprechende Membran16 (Chromhaut) herzustellen. Nach der Fertigstellung sollte der Modellstempel aus Kunststoff durch einen Stempel aus Metall (beispielsweise Kupfer) ersetzt werden, um eine bessere Wärmeabfuhr zu erzielen. - Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die
11 bis14 eine weitere Ausführungsform30' einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verpressen einer plastischen Glasmasse näher erläutert werden. - Die in
11 und13 gezeigte Ausführungsform30' entspricht hierbei teilweise der in3 und4 gezeigten bekannten Vorrichtung. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass eine dehnbare Hülle38 vorgesehen ist, die zumindest Teile des Stempels31 umgibt. Ferner weist die Vorrichtung30' eine Hüllendehneinrichtung in Form einer Zuleitung39 , einer Ableitung40 und eines Pumpsystems50 auf. Das Pumpsystem50 pumpt über die Zuleitung39 ein Gas bzw. eine Flüssigkeit zwischen die dehnbare Hülle38 und die Außenwände des Stempels31 . Dadurch wird ein Ausdehnen der Hülle38 nach außen bewirkt. Analog dazu kann die Flüssigkeit/das Gas über die Ableitung40 durch das Pumpsystem50 wieder abgesaugt werden, womit sich die Hülle38 wieder an die Außenwände des Stempels31 anschmiegt. Der "Anschmiegezustand" ist hierbei als erster Zustand, der "Ausdehnzustand" hierbei als zweiter Zustand bezeichnet. - Der in
11 gezeigte Zustand der Vorrichtung30' entspricht einem Anfangszustand, in dem eine zu verpressende Glasmasse33 in die Form32 eingefüllt wird. In13 ist auf der linken Seite ein fortgeschrittener Prozesszustand in Detailansicht dargestellt, und auf der rechten Seite ein Endzustand des Pressvorgangs. - Der auf der linken Seite in
13 angedeutete Prozesszustand zeichnet sich dadurch aus, dass die dehnbare Hülle38 noch nicht gedehnt ist, d.h., sie liegt noch unmittelbar auf den Außenseiten des Stempels31 auf und befindet sich somit im ersten Zustand. Jedoch hat der Stempel31 bereits seine maximale Eindringtiefe in die Form32 erreicht, d.h., ein weiteres Absenken des Stempels ist aufgrund des Dichtungsrings34 , der gleichzeitig als "Stopper" bzw. Anschlag dient, nicht möglich. Es ist deutlich zu erkennen, dass in diesem Zustand zwi sehen der dehnbaren Hülle38 , der Form32 und dem Abdichtring34 ein Raum41 besteht, der noch nicht mit der Glasmasse33 gefüllt ist, der jedoch mit dieser gefüllt werden soll. - Um den Raum
41 mit Glasmasse33 zu füllen, wird mittels der Pumpeinrichtung50 über die Zuleitung39 Gas bzw. Flüssigkeit zwischen die Außenwände des Stempels31 und die bewegliche Membran38 gepumpt, womit diese gedehnt wird und von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht. Diese Situation ist auf der rechten Seite in13 gezeigt. Deutlich zu sehen ist, dass durch Ausdehnen der beweglichen Hülle38 der Raum41 jetzt mit Glasmasse33 gefüllt ist. - Das in den
11 bis13 beschriebene Pressverfahren ermöglicht es, die hohen Drücke die zwischen der Form32 und dem Stempel31 normalerweise auftreten, zu vermeiden. Damit können druckbedingte Glasfehler weitgehend vermieden werden. -
14 zeigt eine Vergrößerung der Schnittstelle zwischen Stempel31 und der Form32 aus13 . - Was die Herstellung der dehnbaren Hülle
38 anbelangt, so gilt das für die Herstellung der Membran16 oben Gesagte analog.
Claims (14)
- Vorrichtung (
1' ,1'' ) zum Verpressen einer plastischen Glasmasse (4 ), mit: – einem Stempel (2 ), – einer Form (3 ), in die Glasmasse (4 ) mittels des Stempels (2 ) pressbar ist, und – einem Deckring (5 ), der relativ zum Stempel (2 ) bewegbar ist und wenigstens Teile der Seitenwände des Stempels (2 ) umgibt, gekennzeichnet durch – eine Hülse (10 ), die wenigstens teilweise den Deckring (5 ) und den Stempel (2 ) umgibt und die relativ zu diesen bewegbar ist, wobei die Hülse (10 ) und die Form (3 ) so miteinander in Verbindung bringbar sind, dass ein gasdichter Raum (13 ) ausgebildet wird, der durch Teile der Hülse (10 ), des Stempels (2 ), der Form (3 ) und der zu verpressenden Glasmasse (4 ) begrenzt wird, und – eine Einrichtung (12 ,15 ) zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks innerhalb des gasdichten Raums (13 ). - Verfahren (
1' ,1'' ) zum Verpressen einer Glasmasse (4 ) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den folgenden Schritten: – Aufbringen einer Glasmasse (4 ) auf die Form (3 ), – Absenken der Hülse (10 ) derart, dass die Hülse (10 ) und die Form (3 ) miteinander in Verbindung gebracht werden und damit der gasdichte Raum (13 ) ausgebildet wird, – Einleiten von Gas in den gasdichten Raum (13 ) derart, dass innerhalb des gasdichten Raums (13 ) ein definierter Gasdruck entsteht, wobei durch den Gasdruck die Glasmasse (4 ) zu einem bestimmten Maß in die Form (3 ) eingepresst wird, – Absenken des Deckrings (5 ) derart, dass die Unterkante (7 ) des Deckrings (5 ) auf der Form aufsetzt, und – Absenken des Stempels (2 ) auf die zu verpressende Glasmasse (4 ) derart, dass diese in ihre endgültige Gestalt gepresst wird. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks eine Zuleitung (12 ) umfasst, durch die Gas in den gasdichten Raum (13 ) einleitbar und/oder Gas aus dem gasdichten Raum (13 ) ableitbar ist. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen eines bestimmten Gasdrucks Mittel zum Erzeugen kontrollierter Gasexplosionen innerhalb des gasdichten Raums (13 ) aufweist. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung ein Rückschlagventil (15 ) aufweist. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) nach einem der vostehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterkante (7 ) des Deckrings (5 ) und die Unterseite (8 ) des Stempels (2 ) durch eine durchgehende, biegbare Membran (16 ) bedeckt sind. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) nach einem der vostehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ausbilden des gasdichten Raums (13 ) durch Aufsetzen einer Unterkante (14 ) der Hülse (10 ) auf die Form (3 ) bewirkt wird. - Vorrichtung (
1' ,1'' ) zum Verpressen einer plastischen Glasmasse, mit: – einem Stempel (31 ), und – einer Form (32 ), in die Glasmasse (33 ) mittels des Stempels (31 ) pressbar ist, gekennzeichnet durch – eine dehnbare Hülle (38 ), die den Stempel (31 ) wenigstens teilweise umgibt, und – eine Hüllen-Dehneinrichtung (39 ,40 ,50 ), mittels der die Hülle (38 ) von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand dehnbar ist. - Vorrichtung (
30' ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Hüllen-Dehneinrichtung (39 ,40 ,50 ) ein Gas oder eine Flüssigkeit zwischen den Stempel (31 ) und die den Stempel (31 ) umgebende dehnbare Hülle (38 ) einführbar ist, womit die Dehnung von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bewirkbar ist. - Vorrichtung (
30' ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwände des Stempels (31 ) wenigstens teilweise eine konkave Form aufweisen. - Vorrichtung (
30' ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (31 ) bis zu einer bestimmten Endtiefe in die Form (32 ) eindringen kann. - Vorrichtung (
30' ) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechende Ausgestaltungen von Form (32 ) und Stempel (31 ) so aufeinander abgestimmt sind, dass bei Eindringen des Stempels (31 ) bis zur Endtiefe die Verpressung der Glasmasse (33 ) nur in einen Teil eines Bereichs zwischen Stempel (31 ) und Form (32 ) erfolgt, wenn sich die Hülle (38 ) in dem ersten Zustand befindet. - Vorrichtung (
30' ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (32 ) und der Stempel (31 ) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Eindringen des Stempels (31 ) bis zur Endtiefe die Verpressung der Glasmasse (33 ) in alle Teile (41 ) des Bereichs zwischen Stempel (31 ) und Form (32 ) erfolgt, wenn sich die Hülle (38 ) in dem zweiten Zustand befindet. - Verfahren zum Verpressen einer plastischen Glasmasse (
33 ) unter Verwendung einer Vorrichtung (30' ) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, mit den folgenden Schritten: – Aufbringen einer Glasmasse (33 ) auf die Form, – Verpressen der Glasmasse (33 ) in die Form (32 ) durch Absenken des Stempels (31 ) bis zu einer End-Absenkposition, wobei sich die Hülle (38 ) während des Absenkvorgangs in dem ersten Zustand befindet, und – Dehnen der Hülle (38 ) von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand.
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