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Verfahren und Vorrichtung zum Abschmelzen einer Kappe von einem Hohlglaskörper
und zum Glattschmelzen des Randes des von der Kappe befreiten Hohlkörpers Die Erfindun-
betrifft ein Verfahren zum Ab-
schmelzen einer Kappe von einem Hohlglaskörper
und zum Glattschmelzen des Randes des von der Kappe befreiten Hohlkörpers, bei dem
dieser auf einen Träger gestellt und das Abschmelzen und das Glattschmelzen unter
Drehung des Hohlkörpers in einem Flammenkranz erfolgt.
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Ein derartiges Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2
571066 beschrieben, bei welchem die Dauer der verschiedenen Behandlungsphasen
mittels Steuerscheiben zwangläufig einstellbar ist. Die Erfindung betrifft ferner
eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die in koaxialer Anordnung
einen drehbaren Halter mit dem Träger fürden Glasgegenstand, einen Kranzbrenner,
eine Klaue sowie Bedienungsarine für Halter und Klaue enthält, mit denen das Werkstück
in den Kranzbrenner ein-"eführt bzw. die Klaue zur Ergreifung der Kappe herangebracht
werden kann.
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Dieses automatische Abtrennverfahren soll nun derart verbessert werden,
daß auch bei feineren Qualitätswaren - wie bei Gobeleterieglas, handgefertigten
Kelchgläsern und Bleikristallwaren - Produkte von solcher Beschaffenheit
erhalten werden, wie sie bisher nur durch hochqualifizierte Handarbeit erreichbar
waren; insbesondere soll sich der automatisierte Vorgang den bei verschiedenen Werkstücken
auftretenden - vom jeweiligen Herstellungsverfahren sowie von den verwendeten
Rohstoffen bedingten - Maßunterschieden und Abweichungen weitgehend anpassen.
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Nach der Erfindung wird dies bei Abtrennverfahren der eingangs beschriebenen
Art dadurch erreicht, daß die Zeitdauer vom Beginn der Einwirkung des Flammenkranzes
auf den Hohlkörper an der Abschmelzstelle bis zum vollendeten Abschmelzen der einer
bestimmten Zu,-kraft ausgesetzten Kappe einem Steuermechanismus mitgeteilt wird,
der in einem einstellbaren Verhältnis zur mitgeteilten Zeitdauer die Zeitdauer bestimmt,
während der der Hohlkörper zwecks Glattschmelzens seines Randes nach dem
Ab-
schmelzen der Kappe noch im Flammenkranz verbleibt.
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Dieses Verfahren beruht also auf der Erkenntnis, daß zur Erzielung
eines einwandfreien Randes des Glaskörpers an der Abtrennstelle der Blaskappedie
zum Glattschmelzen erforderliche Zeit in einem gewissen Verhältnis zur Abschmelzzeit
stehen soll, wobei letztere sich auch mit geringen Maßabweichungen des abzuschmelzenden
Glasgegenstandes ändert. Ist z. B. die Wand dicker, dann muß bei vorgegebener Zugkraft
auch die Abschmelzzeit etwas größer sein, wodurch das Intervall zwischen Beginn
des Abschmelzvorganges und der schnellen Rückbewegung der Klaue mit der Kappe nach
dem Abschmelzen derselben beeinflußt wird. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene
Einstellzeit des Verhältnisses zwischen Glattschmelzzeit des Glasrandes und Abschmelzzeit
der Blaskappe wird die Anpassung des automatisierten Vorganges an verschiedenen
Typen von zu bearbeitenden Glasgegenständen erreicht. Mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Ab-
trennen der Blaskappe an rotationssymmetrischen Glashohlkörpern
können viele verschiedenartige Glasgegenstände bei einem besonders einfachen Nachbearbeitungsvorgang
durch Glattschmelzen des Randes in sehr hoher Qualität hergestellt werden.
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Ferner wurde experimentell nachgewiesen, daß bei Bearbeitung eines
bestimmten Modelles eines Glasgegenstandes bei den Exemplaren mit größerer Wandstärke
dann eine weitere Erhöhung der Qualität des Randes erreicht werden kann, wenn die
Glattschmelzzeit nicht genau proportional der Abschmelzzeit, sondern dieser gegenüber
relativ kürzer ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Abtrennververfahrens
kann daher das Verhältnis zwischen Glattschmelz- und Abschmelzzeit in dem Sinne
beeinflußt werden, daß bei durch größere Wandstärke bedingter längerer Abschmelzzeit
die Glattschmelzzeit relativ kürzer ist.
Eine einfache Ausführungsweise
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einführung
der Abschmelzzone des Hohlglaskörpers in den Flammenkranz eine mit dem Steuermechanismus
gekuppelte Klaue an der Kappe zum Angriff gebracht wird und dabei ein Steuerglied
in Bewegung gesetzt wird, das sich während der Dehnung des Glases und der damit
verknüpften Bewegung der Kappe und der Klaue über einen in einem bestimmten Verhältnis
zur Dehnungszeit stehenden Abstand bewegt, während durch die Bewegung der Klaue
sofort nach dem Abschmelzen das Steuerglied umgeschaltet wird und zwangläufig in
entgegengesetzter Richtung mit einer im Verhältnis zur ersten Bewegung einstellbaren
Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt wird, bis, nachdem das Steuerglied die Anfangsstellung
erreicht hat, der Glaskörper zwang-Iäufig aus dem Flammenkranz herausgezogen wird.
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Nach der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Bauart zur Durchführung dieses Abtrennverfahrens derart vorteilhaft ausgestaltet,
daß sie ein elektro-pneumatisch-hydraulisches Aggregat zur Zeitregistrierung enthält,
mit einem als Flüssigkeitszylinder mit Kolben ausgebildeten Steuerorgan, dessen
beide Räume je über einen Hahn mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind,
zwischen welchen der Arbeitsdruck mittels eines Schaltmechanismus - der einen
am Bedienungsarm der Klaue angeordneten Umschalter enthält - umschaltbar
ist, und daß der Bedienungsarin für den Halter einen Zwischenschalter trägt, der
beim Ergreifen der Kappe durch die Klaue freigegeben wird und bei Einführung des
Glasgegenstandes in den Flammenkranz des Brenners die Vorschubbewegung und Zeitaufnahme
des Steuerorgans durch Zuführung des Druckes auf den ersten Flüssigkeitsbehälter
auslöst, wobei die Kolbenstange des Steuerorgans durch einen Hebel die Rückziehvorrichtung
für den Halter schaltet, und daß mittels beider Hähne nur der Durchgang des Flüssigkeitsrückstromes
einstellbar ist.
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Bei dieser Vorrichtung kann ferner die oben beschriebene Verkleinerung
des Verhältnisses zwischen Glattschmelz- und Abschmelzzeit dadurch erreicht werden,
daß der mit der Kolbenstange zusammenarbeitende Hebel über eine Trelbstange die
Einstellung des zwischen dem Flüssigkeitszylinder des Steuerorgans und dem die Zeit
registrierenden, zweiten Flüssigkeitsbehälter angeordneten Hahnes reguliert.
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Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zeit bis
zur Abtrennung der Blaskappe durch die einwirkende Zugkraft nur dann mit der gewünschten
Empfindlichkeit beeinflußt, wenn diese Zugkraft in mäßigen Grenzen gehalten wird
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für ein Kelchglas z. B. zwischen 50 und 100 g. Die nach dem
Gegenstand der vorzitierten USA.-Patentschrift bekannte Abtrennvorrichtung eignet
sich hierfür nicht ohne weiteres, weil dort die Blaskappe von der Klaue festgehalten
und der Glasgegenstand nach Vorwärmung der entsprechenden Zone von dem 10-bis 20mal
so großen Gewicht des Trägers nach unten abgezogen wird.
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In derZeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitenden Vorrichtung zum Abschmelzen der Blaskappe an Glashohlkörpern
dargestellt.
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Einer von einem Stativ 1 getragenen Führungssäule 2 sind Führungsbuchsen
3, 4, 5 vertikal verstellbarer Werkzeugträger 6, 7, 8 für den
Halter 9 zur Aufnahme eines Glasgegenstandes 10 bzw. für den Kranzbrenner
11 bzw. für die Klaue 12 zugeordnet. In der Zeichnung sind die beiden Träger
6 und 8 der Hauptwerkzeuge zur deutlicheren Darstellung aller Einzelteile
gegenüber dem mittleren Träger 7 des Kranzbrenners 11 weit auseinandergezogen
dargestellt. Im praktischen Betrieb ist für diese Träger natürlich ein solcher Abstand
gewählt, daß durch Anheben des Halters 9 mittels der Handhabe 13 die
vorbestimmte Schmelzzone 14 des Glasgegenstandes 10
genau in die Abschmelzebene
des Kranzbrenners 11
gelangt. Gleichzeitig wird die Klaue 12 durch Abwärtsbewegen
der sie tragenden Welle 19 mittels der Handhabe 20 zum Eingriff mit der Kappe
16 des Glasgegenstandes 10 gebracht. Die Handhabe 20 ist über eine
Stange 21 an dem am Ende der Welle 19
angreifenden Hebel 22 angelenkt. Der
Halter 9 kann einen Teil eines sogenannten Schwingstückes 17
bilden,
das zur möglichst genauen koaxialen Einstellung des Umfangskreises in der Ebene
14 des Glasgegenstandes 10 hinsichtlich des Kranzbrenners dient. Der Halter
9 wird in dieser Stellung hinsichtlich der Welle 18 festgelegt. Vakuum
kann zwecks der Festlegung des Fußes 10 auf dem Halter 9 und der Festlegung
des letzteren hinsichtlich der Welle 18
Anwendung finden, wozu eine Vakuumleitung
24 an das untere Ende der Hohlwelle 18 angeschlossen ist.
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Im beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Welle 18 und
die die Klaue 12 tragende Welle 19 mit gleicher Geschwindigkeit in Umdrehung
versetzt. Mit Hilfe :des Gewichts 23 am Hebel 22 wird auf die Klaue 12 eine
gleichmäßige, nach oben gerichtete Zugkraft ausgeübt, die für ein Kelchglas z. B.
50 bis 100 g betragen kann.
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Die Art und Weise, wie das Abschmelzen in der Ebene 14 und das darauffolgende
Glattschmelzen des Glasgegenstandes 10 vor sich geht, wird nun beschrieben.
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Der Glasgegenstand 10 wird auf den Halter 9 gestellt
und mittels der Handhabe 13 gegen den Brenner 11 hin nach oben bewegt,
wo das Abschmelzen des Glases erfolgen wird. In der Abschmelzstellung fällt die
Abschmelzebene 14 des Glasgegenstandes 10 mit der Ebene 15 des Kranzbrenners
11 zusammen. Ehe das Glas auf die richtige Höhe im Brenner gelangt (etwa
5 cm vor der richtigen Abschmelzstellung), berührt das Gegengewicht
25 am Arm 36 der Handhabe 13 die Kolbenstange 26 des
Luftzylinders 27, wie dies strichpunktiert angedeutet ist. In dieser Lage
kann die Mittung des Glasgegenstandes 10 stattfinden, wie dies oben angegeben
wurde.
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Nun wird mittels der Handhabe 20 die Welle 19
abwärts bewegt
und die Klaue 12 kommt in Eingriff mit der Kappe 16 des Glasgegenstandes
10. Während dieser Bewegung schließt ein mit dem Hebel 22 verbundener Quecksilberschalter
46 einen durch strichpunktierte Linien angedeuteten Stromkreis eines elektropneumatischen
Dreiwegventils 30, wodurch die Luftleitung 31. bei 48 mit der Außenluft
verbunden wird. Dadurch kann die Luft aus dem Zylinder 27 über die Leitung
32, das Dreiwegventil 33, die Leitung 31 und das Ventil
30 abströmen.
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Durch die Umschaltung des Ventils 30 ist auch der auf der A-Seite
des Differential-Vierwegventils 34 wirkende Druck entlastet (die Druckoberfläche
in diesem Ventil ist auf der A-Seite etwa zweimal so
groß wie die
Oberfläche auf der B-Seite), da die Luft über die Leitung 31 und die Auslaßöffnung
48 des Ventils 30 entweichen konnte. Da kein Druck im Zylinder
27 mehr vorhanden ist, sinkt die Kolbenstange 26 unter dem Einfluß
der Feder 35 in den Zylinder. Die Handhabe 13 kann dann weiter nach
oben bewegt werden, bis der gläserne Gegenstand die richtige Abschmelzstellung einnimmt.
Zu gleicher Zeit ist dann etwa die Klaue 12 auf die Kappe 16
aufgeschoben.
In dem Augenblick, in dem der Glasgegenstand 10 im Brenner 11 eintrifft
und das Ab-
schmelzen anfängt, drückt der Hebel 36 den Schalthebel
eines mit 37 bezeichneten Dreiwegventils ein, wodurch dieses umschaltet und
Preßluft auf der B-Seite des Ventils 34 zugelassen wird, wodurch letzteres umgeschaltet
wird. In diesem Augenblick beginnt die Einregistrierung der Abschmelzdauer dadurch,
daß eine der Abschmelzzeit entsprechende Öl-
menge in einen Sammelraum einströmt.
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Infolge der Umschaltung des Ventils 34 wird der auf dem
Öl im Behälter 38 vorhandene Luftdruck entlastet. Gleichzeitig wird
Preßluft in den Behälter 39 über dem Öl eingeführt, wodurch über den
als Regelventil ausgebildeten Hahn 40 Öl in den Zylinder 42 gedrückt wird,
so daß der Kolben sich zusammen mit der Kolbenstange 43 nach rechts bewegt. Das
Öl rechts vom Kolben entweicht über das Regelventil 41 nach dem Behälter
38. Die Regelventile 40 und 41 haben eine freie Durchströmung in Richtung
der Pfeile, während in umgekehrter Richtung der Durchlaß mittels eines Verschlußstifts
eingestellt werden kann. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Kolbenstange 43 nach
rechts bewegt wird, kann also durch Einstellung des Ventils 40 bestimmt werden.
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Die Kolbenstange 43 bewegt einen Hebel 44, der am Anfang seiner Bewegung
das Ventil 33 umschaltet, wodurch die Leitung 32 und damit der Zylinder
27 nun unmittelbar über dieses Ventil 33 mit der Außenluft verbunden
wird, während die Leitung 31
im Ventil 33 geschlossen wird. Sobald
das Glas 10
in der Abschmelzebene 15 des Kranzbrenners 11 erweicht
ist, bewegt sich die Klaue 12 mit der Kappe 16 unter dem Einfluß des Gewichts
23 nach oben. Das Glas in der Abschmelzzone 14 wird zunächst ausgezogen und
danach abgeschmolzen. Der Rand des Glasgegenstandes bleibt dann jedoch noch im Kranzbrenner
und wird anschließend, zwecks der richtigen Gestaltung des Randes, glattgeschmolzen.
Am Anfang dieser Glattschmelzperiode ist durch die nach oben gerichtete Bewegung
der Klaue 12 der Quecksilberschalter 46 wieder ausgeschaltet, wodurch das Ventil
30 wieder in die dargestellte Stellung umgeschaltet wird. Preßluft wird in
die Leitung 31 und demzufolge auf der A-Seite des Ventils 34 zugelassen.
(Das Ventil 33 läßt, wie oben erwähnt wurde, von der Leitung 31 aus
keine Luft durch.) Die B-Seite des Ventils 34 ist auch einem Druck ausgesetzt, da
jedoch A größer ist als B, schaltet das Ventil 34 jetzt wieder in die dargestellte
Stellung um. Der auf das Öl in dem Behälter 39 einwirkende Druck wird
demnach aufgehoben, und es wird nun wieder ein Druck auf das in dem Behälter
38 in der Zwischenzeit angestiegene Öl ausgeübt. Die Öhnenge, die
während der Abschmelzperiode dem Behälter 38 zugeführt worden ist, beginnt
jetzt wieder zurückzufließen. Diese zurückfließende Menge bestimmt nun die Glattschmelzzeit
in Abhängigkeit von der durch die Menge des erst zugelassenen Öls registrierten
Abschmelzzeit, jedoch in einem regelbaren Verhältnis. Diese Regelung ist wie folgt
zu erklären: Die Kolbenstange 43 bewegt sich unter dem Druck des dem Zylinder 42
aus dem Behälter 38 zugeführten Öls nach links und also auch der Hebel 44.
Die Geschwindigkeit der Rückbewegung wird nun vom Ventil 41 reguliert, und sobald
der Hebel 44 das Ventil 33 umschaltet und die schon in der Leitung
31 vorhandene Preßluft in die Leitung 32 und dadurch in den Zylinder
27 zuläßt, drückt die Kolbenstange 26 das Gegengewicht 25 aufwärts.
Demzufolge wird der Glasgegenstand etwa 5 cm aus dem Breriner herausbewegt,
wodurch dann auch das Glattschmelzen beendet ist. Das Ventil 37 gelangt dabei
wieder in die dargestellte Lage, und der Druck auf der B-Seite des Ventils 34 ist
wieder behoben. Die Kappe 16 wird aus der Klaue 12 entfernt, während das
nun vollständig bearbeitete Glasprodukt 10 herausgenommen werden kann.
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Die zum Glattschmelzen erforderliche Zeit beträgt für dünne Glaswaren
vorteilhaft etwa ein Fünftel der Abschmelzzeit, so daß demgemäß das Ventil 41 weniger
weit als das Ventil 40 geschlossen ist. Falls der Hebel 44, dessen Zweck noch näher
erläutert wird, nicht vorhanden wäre, würden sowohl die Vorwärts- als auch die Rückwärtsbewegung
der Kolbenstange 43 einförmig sein. Bei einer bestimmten Einstellung der Regelventile
40 und 41 würde damit immer ein konstantes Verhältnis zwischen der Abschmelzzeit
undder Glattschmelzzeit vorhanden sein. Ein dickerer Glasrand, der eine längere
Abschmelzzeit erfordert (diese Zeit wird ja vom Glasgegenstand selbst bestimmt,
der erst erweichen soll, ehe die Klaue 9 sich nach oben bewegt und dabei
das Relais 46 umschaltet), würde dann auch zwangläufig eine entsprechende, längere
Glattschmelzzeit übertragen. Es hat sich aber herausgestellt, daß bei einer bestimmten
Einstellung ein eine größere Dicke als normal aufweisender Glasgegenstand (und dies
findet man - übrigens ohne Nachteil - bei von Hand gefertigten Produkten
regelmäßig vor) eine kürzere Glattschmelzzeit zur Erhaltung einer möglichst guten
Randqualität haben soll.
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Dies wird mittels der Verbindungsstange 45, die in der Nähe des Drehpunktes
des Hebels 44 an diesem angelenkt ist, erreicht, und zwar dadurch, daß die Stange
45 sich weiter nach links bewegt, je nachdem das Ende des Hebels 44 sich
weiter nach rechts bewegt. Das andere Ende der Stange 45 ist gelenkig mit der Bedienungsseheibe
des Ventils 41 verbunden, so daß bei der Bewegung der Stange 45 nach links das Ventil
41 etwas weiter geöffnet wird. Dies hat auf die Flüssigkeitsströmung bei der Bewegung
der Kolbenstange 43 nach rechts keinen Einfluß, da diese Bewegung vom einstellbaren
Ventil 40 reguliert wird, jedoch wohl auf die Rückbewegung, wenn die Stange 45 sich
also nach rechts bewegt und das Ventil 41 etwas geschlossen wird.
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Bei einer kurzen Abschmelzzeit, wenn der Hebel 44 nur einen kleinen
Hub macht, ist der beschriebene Einfluß ziemlich gering. Bei einer längeren Abschmelzzeit
wird der Einfluß jedoch verhältnismäßig größer, weil das Ventil 41 dann in eine
weit geöffnete Stellung gebracht ist, die Rückbewegung also über einen großen Teil
verhältnismäßig schneller verläuft, die Abschmelzzeit also verhältnismäßig kürzer
wird.
So findet an erster Stelle der Grundsatz Anwendung, daß die
Abschmelzzeit zwangläufig einem Steuermechanismus übertragen wird, der in einem
einstellbaren Verhältnis zur mitgeteilten Zeit die Glattschmelzzeit bestimmt.
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Nach einer Vervollkommnung dieses Verfahrens ist das besagte einstellbare
Verhältnis außerdem zwangläufig in Abhängigkeit der Glattschmelzzeit reguliert.