DE1075805B - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von inneren Vor Sprüngen an Glashohlkorpern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung örtlich genau festliegender Vorsprünge an Innenwänden von Glashohlkörpern. Sie bezieht sich besonders auf die Herstellung von Vorsprüngen an Innenwänden eines Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre, wobei die Vorsprünge zur Befestigung irgendwelcher Gegenstände dienen sollen.

Das Aufkommen des Farbfernsehens hat eine große Nachfrage nach Kathodenstrahlröhren mit sich gebracht, in welchen eine sogenannte »Farbmaske« genau gegenüber der mit Phosphor belegten Innenfläche des Bildschirmes angebracht werden muß. Da diese Vorderplatte oder der Bildschirm notwendigerweise aus Glas besteht, ist die genaue Befestigung der Färbmaske mit Schwierigkeiten verbunden. Es wurden bisher Befestigungsnasen an der Glaswand des Bildschirmes angeklebt. Ein derartiges Verfahren ist nicht nur schwierig und zeitraubend, sondern bringt auch noch den Nachteil mit, daß die Glas-Metallverbindung, welche einigen Beanspruchungen ausgesetzt ist, zu einem Bruch des Bildschirmes und somit zu einer Zerstörung der Kathodenstrahlröhre führt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß man ein Verformungswerkzeug in das Innere des Glashohlkörpers einbringt, den dem Werkzeug benachbarten Teil der Innenfläche des Glashohlkörpers beheizt, das Werkzeug in dichte Berührung mit dem beheizten Flächenteil bringt und innerhalb des Werkzeuges ein Vakuum erzeugt, durch das ein Teil der beheizten Fläche der Gestalt des Verformwerkzeuges entsprechend verformt wird.

Vorteilhaft erfolgt die Beheizung der Innenfläche des Glashohlkörpers konzentrisch zu einer in der Mitte des Verformwerkzeuges enthaltenen evakuierbaren Verformungskammer.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung kennzeichnet sich durch eine Halterung, mit der der Glashohlkörper in fester Lage gesichert wird, eine in den Glashohlkörper einbringbare Heizvorrichtung zur Erweichung eines Teiles der Innenfläche und ein in den Glashohlkörper einbringbares relativ zum Glashohlkörper bewegliches Verformwerkzeug, das in seinem Inneren eine evakuierbare Verformungskammer aufweist, deren Höhlung dem zu erzeugenden Vorsprung entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Heizvorrichtung ringförmig ausgebildet, wobei das Werkzeug auf der Innenfläche des Glashohlkörpers zu und durch die ringförmige Heizvorrichtung hindurch verschiebbar angeordnet ist. Es ist auch möglich, mehrere Heizvorrichtungen vorzusehen mit dem Zweck, gleich mehrere Bereiche Verfahren und Vorrichtung

zur Erzeugung von inneren Vorsprüngen

an Glashohlkörpern

Anmelder:

Owens-Illinois Glass Company,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität;
V. St. v. Amerika νχ>ϊη 20. September 1955

George Carl Chapman^ Toledo, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt woTden

der Innenfläche eines Glaskörpers, vorzugsweise eines Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre zu erweichen. In diesem Fall werden mehrere Formwerkzeuge vorgesehen.

Im Zusammenhang mit "den Zeichnungen sollen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Bildschirm auf der Vorrichtung befestigt ist, bevor das Formen der Vorsprünge, stattgefunden hat,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung mit der Rieht- und Stellvorrichtung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Endteil des Verformwerkzeuges,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3, welcher die Ausbildung der Vakuumleitung zeigt,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 2, welcher die Stellung des Verformwerkzeuges während der Erweichung der Glasoberfläche zeigt,

Fig. 6 einen weiteren Querschnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 2, bei welchem das Verformwerkzeug in Formstellung ist,

Fig. 7 eine vergrößerte Vorderansicht des Brenners und des Verformwerkzeuges,

Fig. 8 bis 11 teilweise Querschnitte durch einen Bildschirm, welche die verschieden geformten Vor-

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spränge zeigen, die nach dem Verfahren beziehungs- Hin- und Herbewegung zu begrenzen, ist der Kolben

weise der Vorrichtung gemäß der Erfindung herge- 17 mit einer verlängerten Kerbnut 17 c versehen, in

stellt werden können. welche das rechteckige Ende eines Bolzen 22 hinein-

Das erfindungsgemäße Verfahren soll kurz im fol- ragt. Somit kann durch Verschiebung der Stellung des

genden beschrieben werden. 5 Zylindergehäuses 16 gegenüber der Grundplatte 14 die

Die Oberfläche des Gegenstandes wird an der Stelle äußerste Stellung des Formwerkzeuges 19 verstellbar

örtlich erwärmt, an welcher der fest mit dem Werk- begrenzt werden.

stück verbundene Vorsprung angebracht werden soll. Zwischen jedem Zylindergehäuse 16 und der Das Erwärmen kann durch einen Gasbrenner oder Flanschwand 15a des Bildschirmes ist eine Heizvordurch ein elektrisches Heizelement in üblicher Weise io richtung 23 vorgesehen, welche in diesem Ausfühvorgenommen werden. Das Erwärmen wird so lange rungsbeispiel aus einem ringförmigen Gasbrenner 23 α ■durchgeführt, bis eine Erweichung des Glasmaterials besteht. Die Heizvorrichtung 23 ist mit der Gxundjn dem örtlich begrenzten Bereich bis zu einer be- platte 14 fest verbunden und in bezug auf das Verstimmten Wandtiefe eingetreten ist, wobei jedoch die formwerkzeug 19 koaxial gelagert. Sie dient zur ErErwärmung nicht ausreicht, um den gesamten Quer- 15 wärmung eines örtlich begrenzten Bereiches des Flanschnitt der Wand zu erweichen. Anschließend wird sches 15 α des Glashohlkörpers 15.
ein Ver formwerkzeug 19 mit dem örtlich begrenzten Um die Seitenwand oder den Flansch 15 α des Glaserweichten Bereich des Glases in Berührung gebracht. körpers 15 gegenüber dem Verformwerkzeüg 19 auch Ein derartiges Verformwerkzeüg 19 hat an dem Ende, in horizontaler Richtung festzulegen, sind vorzugsweiches mit dem Glas in Berührung gelangt, eine Ver- 20 weise mehrere Feststellrollenpaare vorgesehen. "Der formungskammer 19 a. Innerhalb des Verformwerk- eine Rollensatz ist gegenüber der Grundplatte 14 fest zeuges wird ein Vakuum erzeugt, durch welches ein angeordnet (Fig. 1). Der andere Rollensatz 24 b zeigt Teil der beheizten Fläche der Gestalt des Formwerk- eine Welle 24 c, welche sich in ein Zylindergehäuse 25 zeuges 19 entsprechend verformt wird. Das Verform- erstreckt und mit einem an der Welle befestigten Kolwerkzeug bleibt so lange in seiner Stellung, bis das 25 ben24o* versehen ist. Eine Leitung 25α verbindet das erweichte Glas sich wieder verfestigt, worauf das Zylindergehäuse 25 abwechselnd mit unter Druck ste-Werkzeug wieder zurückgezogen wird. Dadurch ist hendem Strömungsmittel oder mit einem Vakuum, so an der Glasoberfläche ein einheitlich mit dem Glas ver- daß die Feststellrollen 24 b entsprechend eingestellt bundener Vorsprung entstanden, dessen Form mit werden können.

derjenigen der Verformkammer 19a des Verform- 30 Wie schon erwähnt, steht jede der Leitungen21 und

Werkzeuges 19 übereinstimmt. 25 a abwechselnd unter Über- bzw. Unterdruck, um

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens 17 einer Vorrichtung wiedergegeben, mit welcher das und damit des Verformwerkzeuges 19 zu steuern,
oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit welkann. Diese Vorrichtung besteht aus einem Tisch 10 35 eher ein Unter- bzw. Überdruck hergestellt werden mit Beinen 10 a und unterem Fach 11. Die Oberfläche kann. Diese Vorrichtung besteht aus einer Doppeides Tisches 10 trägt eine zylindrische Stütze 13, auf ventilvorrichtung 26, welche mit einer entsprechenden welcher eine Grundplatte 14 befestigt ist. Vakuumquelle verbunden ist und zwei Betätigungs-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll im folgen- plunger 26 α und 26 & aufweist. Eine weitere Doppeiden in einer Ausführung beschrieben werden, mit 40 ventil-Vorrichtung 27 ist mit einer entsprechenden welcher Vorsprünge an den flanschartigen Seitenwän- Strömungsmittelquelle von unter Druck stehendem den 15a eines Glaskörpers 15 vorzugsweise in Form Strömungsmittel verbunden und weist ebenfalls zwei eines Bildschirmes hergestellt werden können. Betätigungsplunger 27 a- und 27 b auf. Wie in der

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung schematisch wiedergegeben, sind zwischen Grundplatte 14 mehrere radial angeordnete Befesti- 45 jedem der Rohre21 und dem von dem Plunger26a gungsschlitzel4a angeordnet. In diesen Schlitzen 14 a gesteuerten Ventil sowie dem von dem Plunger 27a befinden sich Bolzen 145, welche mehrere Zylinder- gesteuerten Ventil Verbindungen für das Strömungsgehäuse 16 mit der Grundplatte 14 verstellbar verbin- mittel vorgesehen. Eine Nockenwelle 28 ist in dem den. Jedes Zylindergehäuse 16 hat eine Bohrung 16 a, Rahmen 10 gelagert und wird von einem Motor 29 anin welcher ein Kolben 17 gleitet. Außerdem sind auf 50 getrieben. Auf der Nockenwelle 28 sind Nockenscheider Grundplatte 14 mehrere Rieht- oder Stellknöpfe ben30a, 30 b, 30 c und 30ei befestigt, um die entspre-18 befestigt, die sich an die Innenfläche 15 & des auf- chenden die Ventile steuernden Plunger 26 α, 26 &, 27 α gelegten Glashohlkörpers 15 anlegen. und 27b zu betätigen. Durch zweckmäßige Bemessung

Ein Verformwerkzeüg 19 ist mit dem herausragen- der Nocken30a und 30c kann unter Druck stehendes

den Ende jedes Kolbens 17 verbunden. Dieses weist 55 Strömungsmittel oder unter Unterdruck stehendes

eine Verformungskammer 19a auf, welche der Form Strömungsmittel jedem Zylindergehäuse 16 zugeführt

des hergestellten Vorsprunges entspricht. Jedes Ver- werden. Der Nocken 30 & betätigt den Plunger 26 b,

formwerkzeug 19 weist ferner in axialer Richtung um die Versorgung mit unter Unterdruck stehendem

eine Bohrung 19 b auf, die mit einer entsprechenden hydraulischem Medium für jede Verformungskammer

Bohrung 17a im Kolben 17 verbunden ist. Diese Boh- 60 19a über eine entsprechende Verbindung zu der quer

rung 17a ist wiederum mit einer im Kolben 17 befind- verlaufenden Bohrung 17b jedes Kolbens 17 durchzu-

lichen Querbohrung 17 & verbunden. Zwischen dem führen und zu steuern. Schließlich steuert die von

Verformwerkzeüg 19 und dem Kolben 17 ist eine dem Nocken 3OiZ und dem Plunger 27 & beeinflußte

Dichtung 20 vorgesehen. Ventilvorrichtung die Zufuhr von unter Druck stehen-

Eine Leitung 16 c ist mit einer Rohrleitung 21 ver- 65 dem Strömungsmittel zu den beweglichen Stellrollen

blinden, in welcher eine Druckflüssigkeit strömt. Das 24 b, während über die durch den Nocken 30 α gesteu-

in der Rohrleitung21 befindliche hydraulische Medium erte Ventileinheit ein Vakuum errichtet wird,

kann abwechselnd unter Überdruck beziehungsweise Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung

Unterdruck stehen. Dadurch wird der Kolben 17 in beginnt damit, daß die beweglichen Feststellrollen 24 b

dem Zylindergehäuse hin- und herbewegt. Um diese 70 sich in ihrer unteren Stellung befinden, wie es in Fig. 5

gestrichelt gezeichnet ist, während die Kolben 17 zurückgezogen sind. In dieser Stellung ist der Glashohlkörper 15 bzw. der Bildschirm schon in die Vorrichtung eingelegt und liegt auf dem Feststellknopf 18 auf. Kurz darauf betätigt der Nocken 30 d den Ventilplunger27Z», um den Zylinder 25, welcher mit den beweglichen Feststellrollen 24 & verbunden ist, unter Druck zu setzen. Dadurch werden diese Rollen in die in Fig. 5 gezeigte Stellung bewegt, in welcher der Bildschirm festgehalten wird. Gleichzeitig wird die Heizvorrichtung 23 betätigt und ein begrenzter Teil der Seitenwand des Bildschirms intensiv erwärmt. Dieses Aufheizen wird eine Zeitlang durchgeführt, wobei dieser Zeitraum ausreicht, um einen Bereich der Seitenwand zu erweichen, welcher mindestens der Querschnittsfläche des Verformwerkzeuges 19 entspricht. Trotzdem erfolgt die Erwärmung nicht so stark, daß das Glas in seiner vollen Wandstärke plastisch wird.

Dann wird der Plunger 27a durch den Nocken 30 c betätigt, um unter Druck stehendes Strömungsmittel dem Zylindergehäuse 16 über die Leitung 21 zuzuführen und so jeden Kolben 17 und dessen dazugehöriges Verformwerkzeug 19 nach außen zu und in dichte Berührung mit dem erweichten Glas zu bringen. Die ringförmige Ausbildung der Heizvorrichtung 23 gestattet diese Bewegung, ohne daß das Anwärmen unterbrochen werden muß. Wenn die gewünschte Form des auszubildenden Vorsprunges nur eine begrenzte Höhe hat, genügt schon die Berührung der Verformungskammer 19 α mit dem geschmolzenen Glas, um dieses in die Verformungskammer 19α hineinzuziehen.

Das Fließen des Glases wird natürlich erleichtert, wenn die Wände der Verformungskammer 19 a konisch oder geneigt sind, so daß sich der Querschnitt der Höhlung in Richtung auf die Tiefe verringert. Für Vorsprünge mit wesentlich größerer Höhe ist es zweckmäßig, die Verformungskammer 19 a unter Unterdruck zu setzen, um den Fluß des erweichten Glases zu unterstützen. Dieser Unterdruck wird durch die Bohrung 19 & im Verformwerkzeug, die Kolbenbohrung 17 a und die radiale Kolbenbohrung 17 & geführt, und die Anwendung des Unterdruckes wird durch den Nocken 30 b und den mit diesem zusammenarbeitenden Ventilplunger 26b gesteuert. Damit bei einer derartigen Vakuumanwendung das erweichte Glas nicht in die Bohrung 19 & gesaugt wird, ist ein Stopfen 19 c? in das Ende der Bohrung 19 & fest eingepaßt und die Oberfläche dieses Stopfens 19a mit verengten Schlitzen 19«? versehen. Diese Schlitze 19 e sind in übertriebenem Maßstabe in Fig. 3 und 4 wiedergegeben.

Die Heizvorrichtung 23 wird dann außer Betrieb gesetzt oder in ihrer Heizkraft verringert, so daß eine Erstarrung des erweichten Glases erfolgt. Das durch den Plunger 26 α gesteuerte Ventil wird dann durch den Nocken 30 a betätigt, um das Zylindergehäuse 16 unter Unterdruck zu setzen, so daß der Kolben 17 und ■lamit das Verformwerkzeug 19 zurückgezogen werfen kann. Gleichzeitig wird der Druck im Zylinder 25 verringert, damit die beweglichen Feststellrollen 24ö ihre frühere Stellung einnehmen können. Anschließend wird der fertig bearbeitete Glashohlkörper 15 entfernt (Fig. 1).

In den Fig. 8 bis 11 sind zwei verschiedene Ausführungen von Vorsprüngen gezeigt, welche mit der 6g oben beschriebenen Vorrichtung und nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden können.

Bei Fig. 8 hat die Verformungskammer 19 α des verwendeten Verformwerkzeuges 19 eine verlängerte rechtwinklige Ausbildung, so daß ein Vorsprung 15 e erreicht wird, welcher von zwei gegenüberliegenden planen Stellflächen 15 f und 15g begrenzt wird, die im wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse der Vorderfläche des Bildschirmes verlaufen.

Bei der in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Ausbildung hat der durch den üblichen Preßvorgang geformte Glashohlkörper 15 schon von vornherein einen nach innen ragenden Vorsprung 15 h, der einen verdickten Bereich bildet, welcher mindestens genauso groß ist wie das Verformwerkzeug 19. Ein konischer Vorsprung 15 d wird dann auf einer derartigen Nase 15 h in der gleichen Weise wie vorher beschrieben erzeugt.

Verständlicherweise können die verschiedensten Einzelteile dieser Vorrichtungen innerhalb eines großen Bereiches abgeändert werden, ohne die Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu verlassen, welche hier nur als ein Ausführungsbeispiel angegeben ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von inneren Vorsprüngen an Glashohlkörpern, wie Kathodenstrahlröhren od. dgl., ohne Veränderung der äußeren Gestalt dieser Glaskörper, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verformungswerkzeug in das Innere des Glashohlkörpers einbringt, den dem Werkzeug benachbarten Teil der Innenfläche des Glashohlkörpers beheizt, das Werkzeug in dichte Berührung mit dem beheizten Flächenteil bringt und innerhalb des Werkzeuges ein Vakuum erzeugt, durch das ein Teil der beheizten Fläche der Gestalt des Verformwerkzeuges entsprechend verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Innenfläche des Glashohikörpers konzentrisch zu einer in der Mitte des Verformwerkzeuges enthaltenen evakuierbaren Verformungskammer erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Halterung (18, 24a, 24&), mit der der Glashohlkörper (15) in fester Lage gesichert wird, eine in den Glashohlkörper einbringbare Heizvorrichtung (23) zur Erweichung eines Teiles der Innenfläche und ein in den Glashohlkörper einbringbares relativ zum Glashohlkörper bewegliches Verformwerkzeug (19), das in seinem Inneren eine evakuierbare Verformungskammer (19 a) aufweist, deren Höhlung dem zu erzeugenden Vorsprung entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (23) ringförmig ausgebildet und das Werkzeug (19) auf die Innenfläche des Glashohlkörpers zu und durch die ringförmige Heizvorrichtung hindurch vorschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heizvorrichtungen (23) vorgesehen sind, um gleichzeitig mehrere Bereiche der Innenfläche eines Glaskörpers, vorzugsweise eines Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre, zu erweichen, und daß mehrere Formwerkzeuge (19) vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 639 444, 879 758.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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