DE1421724A1

DE1421724A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Glaserzeugnissen

Info

Publication number: DE1421724A1
Application number: DE19621421724
Authority: DE
Inventors: Remington Richard C
Original assignee: General Precision Inc
Current assignee: General Precision Inc
Priority date: 1961-12-28
Filing date: 1962-10-04
Publication date: 1968-10-31
Also published as: US3214254A; GB962297A

Description

Verfahren -tjbcL Torrisfetmng zim formea foa

. Die Erfindung bezieht' sieb- auf ein. Terfahreä,'. und' eine Torrichtung zvm, formea Toa Brsöttgaissen aus O-Iasg imfi sie betrifft insbesondere eis Verfahren toxel eine ¥örriah.tang₉ mittels deren es mögliok ist» Eoiabinatioiieii aus Glas -ixM JSetallteilen auf eine solclie Weise zn-formen,, daß auf die Burcaflüirußg komplizierter Scalsifar'beitexi an dem fertigen Erzeugnis verzichtet werden kann·

Bis jetzt werden aus Glas geformte Seile oder Kombinationen aus Metallteilen und geformtem Glas für elektromisßhe Geräte in dornten aus graphitierte^· Kohlenstoff hergestellt, jDiese !formen aus Kohlenstoff unterliegen bei den hierbei .auftretenden Temperaturen einer schnellen Abnutzung, so daS sie schon nach der Herstellung von zwei oder drei !eilen ■ ersetzt.werden müssen· Wegen der Porosität des Kohlenstoffs läßt "außerdem die (rute der in solchen Formen hergestellten Erzeugnisse zu wünschen übrig. Bei dem ffermverfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch ausgeschaltet _t daß man eine Metallform mit einem geeigneten Ausdehnungsbeiwert benutzt,

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so daß sich das Glas bei der Abkühlung des Aggregats automatisch von den Wänden der Form abhebt. Die Metallwände der Kohlform können außerdem mit einer Suspension von Kohlenstoff in Wasser überzogen weräen» ton ein Festhaften des Glases an den. Wänden der Form zu verhindern.

Bei silier Ausbildungsform der Erfindung wird die Form siisammsngebaut und innerhalb einer evakuierten Kammer festgespannt, uaä das zu .formende Glas wird mit Hilfe eines unter Gewichtsbelastung stehenden Kolbens in die Hohlform eingebraelit und einem !teuck ausgesetzt. Hierauf wird dein Glas eit Hilfe ei~ ner äußeren Wärmequelle Wärme zugeführt, bis das Glas seinen Schmelzpunkt erreicht und unter dem durch den Kolben aufgebrachten Druck zu fließen beginnt, so daß es die Hohlfors ausfüllt. Dann IJiQt man die Form im Vakuum abkühlen, wobei sich das Glas automatisch von den Wänden der Form trennt j dies ist auf die unterschiedlichen Ausdehnungsbeiwerte des Metalls und des Glases zurückzuführen. Schließlich zerlegt man die Form, damit der fertige geformte Gegenstand entnommen werden kann·

Ein 2iel der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Torrichtung vorzusehen, die es ermöglichen, Erzeugnisse aus-Glas so zu formen, daß sie eine glatte Oberfläche erhalten und nicht nachträglich geschliffen zu werden brauchen·

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung polierter Farmen,, die aus Metall hergestellt sind und es er— . möglichen, Erzeugnisse aus Glas so zu formen, daß auf ein nachträgliches Schleifen verzichtet werden kann.

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ferner sieht dieErfindung polierte- Metallf omen fur die Herstellung von Glaserzeugnissen vor^wobei diese Formen eine •längere Lebensdauer erreichen* ,

Weiterhin sieht die Erfindung ein. Verfahren und eine Vorrichtung wr> mittels deren Glaserzeügnisse innerhalb eines abgeschlossenen Gefäßes automatisch hergestellt werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung sum formen von ölaserzeugniasen oder von Kombinationen aus Glas und Metallteilen, wobei sich eine einfache und zweckmäßige Arbeitsweise ergibt, wobei die Formen eine längere lebensdauer erreichen, und wobei die Güte der Erzeugnisse verbessert wird.

Weitere' Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße, zum Formen dienende Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt.

Gemäß der Zeichnung umfaßt die insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung ein rohrförmiges Gehäuse 12, das vorzugsweise aus Quarz oder dem unter der Handelsbezeichnung Vycor erhaltlichen Material besteht, und das an seinen Enden mittels Blatten 14 und 16 verschlossen ist, wobei zwischen den Platten und den Enden des Gehäuses Gummidichtungen 18 und 20 angeordnet sind, um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten. Die obere Platte 14 besteht vorzugsweise aus Aluminium, um die Gewiehtsbelastung des rohrförmigen Gehäuses 12 zu verringern, und in

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die Platte 14- ist ©in Rohrstutzen 22 eingebaut, der an eine hier nicht gezeigte Vakuumpumpe angeschlossen werden kann» um ein Evakuieren des Gehäuses 12 au ermöglichen· Die untere " Platte 16 ruht auf einer Unterlage 25·

In dem Gehäuse 12 wird eine Form 24 von einer Unterstützung 26 aus Metall getragen} die Unterstützung 26 ruht ihrerseits auf einem !Pragklotz 28 aus einem geeigneten wärmeisolierenden Material wie "lava", der mit einer durchgehenden zentralen Öffnung 50 versehen ist. An dem formträger 26 ist eine rohrförmige Unterstützung 52» welche die Form 24 umschließt, befestigt· Sowohl der !Dragklotz 26 als auch die "rohrförmige Unterstützung 52 wirken als Wärmesenke, wenn dem Glas im -Hohlraum der Form auf eine noch zu beschreibende Weise Wärme zugeführt wird.

Die Form 24 umfaßt einen Boden 54 aus Metall, einen Metallring 56 und- einen rohrförmigen Oberteil 38 aus Metall mit einer durchgehenden Bohrung 40, die sich an ihrem unteren Ende nach außen erweitert und zusammen mit dem Boden 34 und dem Ring 36 die Hohlform 42 abgrenzt. Die drei Teilender Form werden mit Hilfe von Spannorganen 44 und 46 fest miteinander verspannt; zu diesem Zweck werden die Spannorgane mit Hilfe von Muttern 48 fest gegen-das obere Ende des Oberteils 38 gezogen; die Muttern 48 sind auf Gewindebolzen 50 aufgeschraubt, die in das obere *" Ende der rohrförmigen 'Unterstützung 32 eingebaut sind und sich von dort aus nach oben erstrecken·

Das au formende Glas wird«in die Hohlförm 42 in beliebiger" geeigneter Form, z.B. als Stab, Rohr oder Pulver, eingeführt· ■ In der Zeichnung ist ein Glasstab 52 dargestellt, der sich mit '" seinem unteren Ende direkt auf einem Metallstück 54 abstützt,

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welches auf dem Boden 34 der form ruht und in das fertige Glaserzeugnis eingebettet werden soll· In der Bohrirag 40 ist ein Kolben 56 verschiebbar angeordnetj das untere Ende des Kolbens ruht direkt auf dem oberen Ende des Glasstabes 52_t so daß auf den Glasstab mit Hilfe eines auf dem oberen Inde der Stange 56 angeordneten Gewichts 58 eine Kraft aufgebracht werden kann« Wenn die iemperatur des Glasstabes auf geeignete Weise /bis über den Schmelzpunkt des Glases hinaus erhöht wird, ζ·Β. mit Hilfe einer Induktionserhitzungswicklung 60» die das rohrförmige Gehäuse 12 umschließt, wird das Glas durch den Druck, der durch den Kolben 56 und das Gewicht 58 aufgebracht wird, veranlaßt zu fließen, und die gesamte Hohlform 42 auszufüllen.'Alle Metallflächen der Hohlform einschließlich des unteren Endes des Kolbens 56 sind vorzugsweise auf Hochglanz poliert und mit einem geeigneten Material, z.B. einer Suspension von Kohlenstoff in Wasser, überzogen, damit das Glas nicht an den Wänden der Hohlform festhaftet.

Nachdem der Glasstab 52 geschmolzen ist waA die Hohlform vollständig gefüllt hat, wird die Beheizung unterbrochen, worauf- " hin sich die gesamte Torrichtung abkühlen kann,* während das* Vakuum aufrechterhalten wird. Wenn man die Seile 34 bis 38 der Form aus einem Metall mit einem geeigneten Ausdehnungsbeiwert herstellt, der niedriger ist als der Ausdehnungsbeiwert des Glases 52, trennt sich das Glas automatisch von ä^n Wänden der Hohlform,- sobald sich die Vorrichtung abkühlt* Mach der vollständigen Abkühlung der Vorrichtung kann man das Vakuum beseitigen und die Jona zerlegen, so daß man das fertige Glaserzeugnis herausnehmen kann, in dessen unteres Ende das Metallstüek 54 fest eingebettet ist» Dieses fertige Erzeugnis hat eine sehr

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glatte Oberfläche, so daß keine abschließenden Schleifarbeiten an dem Werkstück durchgeführt zu werden brauchen· Außerdem läßt · sich die iOrm 24 immer wieder verwenden, denn da sie aus Metall besteht, erreicht sie eine längere lebensdauer als die bis jetzt gebräuchlichen Formen aus Kohlenstoff.

Man kann in der zentralen Bohrung 50 des Tragklotzes 28 ein Thermoelement 64 von bekannter Konstruktion so anordnen, daß die Temperatur der Form 24 und der sie umgebenden Wärmesenke gemessen werden kann. Die Enden 66 und 68 des Thermoelements erstrecken sich durch Durchführungsstücke 70 und 72 aus Glas, die eine Abdichtung bewirken, damit das Vakuum in dem rohrfömigen Gehäise 12 aufrechterhalten werden kann, und sie können an eine: hier nicht gezeigte Thermoelementbrücke zum Registrieren der Temperatur angeschlossen werden.

Es sei bemerkt, daß man bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die verschiedensten Abänderungen und' Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. 2war wird das rohrförmige Gehäuse 12 bei der bevorzugten Ausbildungsform evakuiert, doch geschieht dies in erster Linie, um zu ermöglichen, daß sich der Arbeitsgang in einer inaktiven Umgebung abspielt und dies kann z.B. auch, dadurch erreicht werden, daß man die Kammer mit einem geeigneten chemisch neutralen Gas wie Helium oder Argon füllt.

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Patentansprüche s

BAD ORIGINAL

Claims

PAT EUIAiSPEtO HE -

1, Verfahren zum formen von SIaserzeugnissen» dadurch

g e k e η η ζ e i ohne t , daß eine lorm aus Metallteilen hergestellt wird, daß das zu formende Glas in einen Hohlraum der lorm eingebracht wird, daß ein ständig wirkender Druck auf äas Glas ausgeübt wird, daß die lorm in eine abgedichtete Kammer eingeschlossen wird, um sie in einer inaktiven Umgebung zu halten,, und daß das Glas bei gleichzeitiger Einwirkung des er- ; * wähnten Drucks erhitzt wird, bis es fließt und den Hohlraum der Form ausfüllt.

2. Verfahren zum Formen von Glaserzeugnissen,^dadurch gekennzeichnet , daß eine Form aus Metallteilen hergestellt wird, daß die Wände eines Hohlraums in der lorm mil; einem Material überzogen werden, welches das lesthaften des Glases an den Wänden verhindert, daß Glas in den Hohlraum eingebracht wird, daß das Glas einem ständig wirkenden Druck ausgesetzt wird, daß die lorm in eine abgedichtete Kammer einge- ^ schlossen wird, um sie in einer inaktiven Umgebung zu halten, und daß das Glas bei gleichzeitiger Einwirkung des erwähnten ■Drucks erhitzt wird, bis es fließt und den Hohlraum der lorm ausfüllt.

5· · Verfahren zum Formen von GlaserZeugnissen, dadurch gekennzeichnet , daß eine lorm aus Metallteilen mit einem Hohlraum hergestellt wird, daß die Wände des Hohl- ' raums mit einem Material überzogen werden, das ein lesthaften des Glases an den Wänden verhindert, daß Glas in den Hohlraum eingebracht.wird, daß das Glas einem ständig wirkenden Druck

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ausgesetzt wird, daß die Form in eine·abgedichtete Kammer eingeschlossen wird, daß die Kammer evakuiert wird, und daß das · Glas bei gleichzeitiger Einwirkung des erwähnten Drucks erhitzt wird, bis es fließt und den Hohlraum der Form ausfüllt·

4. Verfahren zum Formen von GIaserzeugnissen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Form aus Metallteilen mit einem Hohlraum hergestellt wird, daß Glas in den Hohlraum eingebracht wird, daß ein durch ein Gewicht belasteter Kolben derart verschiebbar in die Form eingebaut wird, daß ein Ende des Kolbens an dem Glas angreift, um das Glas einem ständig wirkenden Druck auszusetzen, daß die Form in eine abgedichtete Kammer eingeschlossen wird, um sie in einer inaktiven Umgebung zu halten, und daß dem Glas Wärme zugeführt wird, bis es unter der Wirkung des durch den Kolben aufgebrachten Drucks fließt und den Hohlraum der Form ausfüllt.

5. Vorrichtung zum Formen von Glaserzeugnissen, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Kammer, die

sich in einer inaktiven Umgebung befindet, eine in dieser Kammer angeordnete Metallform mit einem Hohlraum, in diesem . Hohlraum angeordnetes Glasmaterial"sowie Mittel zum Zuführen von Wärme zu dem Glasmaterial, damit das Glasmaterial veranlaßt wird zu fließen und den Hohlraum auszufüllen, *"

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsbeiwert des Metalls der Form niedriger ist als der Ausdehnungsbeiwert des Glases·.

7. Vorrichtung zum Formen von Glaserzeugnissen, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Kammer, die sich in^iiner inaktiven Umgebung befindet, eine innerhalb dieser

Kammer unterstützte Form aus Metallteilen mit einem Hohlraum, einen Kolben, der in die Form derart verschiebbar eingebaut ist, daß ein Ende des Kolbens in den Hohlraum hineinragt, um einen ständig wirkenden Druck auf in dem Hohlraum angeordnetes Grlas auszuüben, sowie Heizmittel zum Erhitzen des Grlases in dem Hohlraum·

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß die Heizmittel außerhalb der abgedichteten Kammer angeordnet sind und eine Induktionserhitzung des (Jlases bewirken, und daß die Metallform ungebende, als Wärmesenke wirkende Mittel vorgesehen sind, .

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Form mehrere innerhalb der als Wärmesenke wirkenden Mittel fest miteinander verspannte Metallteile umfaßt, von denen eines eine mit dem Hohlraum verbundene durchgehende Bohrung aufweist, wobei der erwähnte Kolben in dieser Bohrung verschiebbar ist·

10» Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Heizmittel eine die Außenseite der abgedichteten Kammer umgebende Induktionsheizwicklung umfassen.

11, Vorrichtung zum Formen von Glaserzeugnissen, g e kennzeichnet durch eine abgedichtete Kammer, eine innerhalb dieser Kammer unterstützte Form aus Metallteilen mit einem Hohlraum, innerhalb dieses Hohlraums angeordnetes £las» Mittel zum Aufbringen eines ständig wirkenden Drucks auf das Glas, Mittel zum Evakuieren der Kammer und Mittel zum Zuführen

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von Wärme zu dem" G-las derart, daß das Glas "bei einer Erhöhung seiner !Temperatur über seinen Schmelzpunkt hinaus fließt und den Hohlraum ausfüllt.

12o Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen auf die Wände des Hohlraums aufgebrachten Überzug aus einem Material, das ein Festhaften des Glases an den Wänden verhindert.

k 13· "Vorrichtung zum Formen von G-laserzeugnissen, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Kammer als Umschließung !für eine inaktive Umgebung, eine innerhalb dieser Kammer unterstützte Form aus Metallteilen mit einem Hohlraum, in diesem Hohlraum angeordnetes Glas, Mittel zum Aufbringen eines ständig wirkenden Drucks auf das Glas sowie Mittel zum Zuführen von Wärme zu dem-Glas derart, daß das Glas veranlaßt wird, zu fließen und den Hohlraum der form auszufüllen.

14. Yerfahren zum Formen von Glaserzeugnissen, dadurch k gekennzeichnet, daß eine Form aus Metallteilen mit einem vorbestimmten Ausdehnungsbeiwert hergestellt wird, daß Glas in einen Hohlraum der Form eingebracht wird, daß auf das Glas ein ständig wirkender Druck ausgeübt wird, daß die Form in eine abgedichtete Kammer eingeschlossen wird, um sie in

einer inaktiven Umgebung zu halten, daß das Glas bei gleichzeitiger Einwirkung des erwähnten Drucks erhitzt wird, bis es fließt und den Hohlraum der Form ausfüllt, und daß die Form und das Glas abgekühlt werden, um eine automatische trennung des Glases von äen Y/änden der Form zu bewirken, ·

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