DE1913579B2

DE1913579B2 - Beeinflussung der temperatur von werkzeugen glasverarbeitender maschinen durch ein geschlossenes waermeuebertragungssystem

Info

Publication number: DE1913579B2
Application number: DE19691913579
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Phys 4830 Guters loh Sendt
Original assignee: Fa Hermann Heye, 4962 Obernkir chen
Priority date: 1969-03-18
Filing date: 1969-03-18
Publication date: 1972-04-20
Also published as: US3644110A; AT323359B; GB1309911A; FR2035022B1; ES403946A1; DE1913579A1; AT320891B; CH524547A; FR2035022A1; NL7003220A; ES403945A1; LU60472A1; NL153831B; BE746377A

Description

Die Erfindung betrifft die Beeinflussung der Tempc ratur von Werkzeugen glasverarbeitender Maschine:

Bei der Herstellung von Glas und insbesondere Höh gläsern, wie z. B. Flaschen, Konservengläsern, GIa

3 4

Bausteinen und Fernsehröhren, ist der kontrollierte die im wesentlichen auf den verhältnismäßig schlechten

und schnelle Wärmetransport von außerordentlicher Kühlwirkungsgrad der Luft zurückzuführen sind.

Bedeutung. Insbesondere besteht die Forderung, die Weiterhin beanspruchen die bekannten Luftkühkin-

Werkzeuge der glasverarbeitenden Maschinen in einem richtungen wertvollen Raum.

für den Betrieb günstigen Temperaturbereich zu halten. 5 Gelegentlich wird bei bekannten Kühleinrichtunsen Das bedeutet, daß die durch das heiße Glas an das für Werkzeuge auch Wasser als Kühlmedium verWerkzeug abgegebene Wärme möglichst regelbar wendet. Diese Kühlmethode ist jedoch in ihrer Anwieder aus dem Werkzeug abgeführt werden muß. Wendung beschränkt und wegen der erforderlichen

Der optimale Temperaturbereich für die Werkzeuge Installationen umständlich und aufwendig,
liegt im allgemeinen dicht unterhalb der sogenannten io Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-Klebetemperatur, die zum Kleben des Glases an dem steht darin, Mittel anzugeben, mit denen eine Tempe-Werkzeuj. und damit zu Ausschuß bzw. Beschädi- rieru-.ig (Kühlung oder Erwärmung) der Werkzeuge gungen des Glasgegenstands führt und daher ver- glasverarbeitender Maschinen zur sicheren Einhaltung mieden werden muß. Sinkt dagegen die Betriebs- des optimalen Betriebstemperaturbereichs möglich ist. temperatur der Werkzeuge unterhalb des optimalen 15 Die Temperierung soll ferner eine thermische HomoTemperaturbereichs, führt dies ebenfalls zu Qualitäts- genität in gewünschten engen Grenzen bringen. Die minderungen bei dem Glasgegenstand. Die Glasober- Produktionsgeschwindigkeit soll auf Grund der exakt fläche kann in diesem Fall ein »gehämmertes«, optisch kontrollierten Temperaturverl^.tnisse an den Werkungünstiges und rauhes Aussehen annehmen. zeugen gesteigert werden.

Die bisherigen Anstrengungen zur Einhaltung des 20 Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch geoptimalen Temperaturbereichs beim Betrieb der Werk- löst, daß bei der Temperierung (Kühlung oder Erzeuge glasverarbeitender Maschinen haben nicht zu wärmung) von Werkzeugen glasverarbeitender Madem gewünschten Erfolg geführt. Zur Kühlung der schinen, z. B. bei Formen und Preßstempeln, wenig-Werkzeuge ist bisher hauptsächlich Luft verwendet stens ein geschlossenes Wärmeübertragungssystem worden, die dem Werkzeug z. B. durch Luftdüsen 25 (»Wärmerohr«) angewendet wird, daß ein flüssiges zugeführt wird, die durch leistungsfähige Gebläse ver- verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kasorgt werden. Eine Regelung dieser bekannten Luft- pillarstruktur zur Rückförderung oder Unterstützung kühlung geschieht allenfalls von Hand. Zur Erhöhung der Rückförderung kondensierten Wärmetransportder Kühlwirkung hat man z. B. bekannte Formen mit mittels zum Verdampfungsbereich enthält.
Kühlrippen versehen. Durch die Gestaltung der Rippen 30 Bekannte Anwendungen des »Wärmerohrs« sind in und durch zusätzliche Luftleitbleche hat man an den der USA.-Patentschrift 2 350 348 und der entsprechen-Formen örtlich unterschiedliche Kühlwirkungen er- den deutschen Patentschrift 833 500 sowie in der Abzielt, handlung »Das Wärmerohr (Heat Pipe)« in der Zeit-

Es ist ferner bekannt. Preßstempel durch einen in schrift Chemie — Ingenieur — Technik des Verlags

seinem Innenraum angeordneten Luftdüsenkörper zu 35 Chemie GmbH, 196"⁷, Heft 1, S. 21 bü 26, Neschrieben.

kühlen. Diese Art der Kühlung ist insbesondere bei der Bei diesen bekannten Anwendungen handelt es sich

Herstellung von Enghalshohlkörpern äußerst kritisch. im wesentlichen um solche in der Kältetechnik und der

Die Einhaltung des optimalen Betriebstemperatur- Raumfahrt, nämlich für Energieversorgungsanlagen

bereichs ist mit den bekannten Lösungsvorschlägen für Raumfluggeräte.

nicht mit der nötigen Sicherheit unter allen Betriebs- 40 Bei dem bekannten »Wärmerohr« wird unabhängig

bedingungen möglich. von der Gravitation ein Umlauf des Wärmetransport-

Neben dieser Einhaltung des optimalen Betriebs- mittels allein durch ein Temperaturgefiuie bewirkt,

temperaturbereich^ besteht bezüglich der Werkzeuge Dieses Prinzip beruht auf den Kapillarkräften bzw.

weiterhin die Forderung nach weitgehender ther- der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Das

mischer Homogenität der mit dem Glas in Berührung 45 »Wärmerohr« besteht aus einem Rohr, in dem sich eine

tretenden Werkzeugtasche. Örtlich ungleiche Tempe- mit Wärmetransportr ,ittel gesättigte Kapillarstruktur

raturen in dieser Fläche wirken sich sehr ungünstig befindet, aus der das Wärmetransportmittel bei Er-

auf das Froduktionsergebnis aus. Dies gilt sowohl für wärmung verdampft. Der Dampf strömt in Richtung

örtliche Überhitzungen als auch für örtliche Unter- des Temperaturgefälles und kondensiert unter Abgabe

kühlungen außerhalb des optimalen Temperatur- 5° von Verdampfungswärme. Die Kapillarstruktur be-

bereichs. In allen Fällen ist eine Qualitätsminderung sorgt die Rückförderung des kondensierten Wärme-

der Glasgegenstände zu befürchten. transportmittels zu dem Verdampfungsbereich.

Man hat der letztgenannten Forderung dadurch Mit der erfindungsgemäßen Anwendung ist die Rechnung zu tragen versucht, daß man z. B. eine Temperierung der Werkzeuge in engen Grenzer, und ungeteilte Vorform, die nach der Külbelformung von 55 außerdem selbsttätig zu erzielen. Dabei kann nicht nur dem Külbel abgehoben wird, konzentrisch mit einem gekühlt, sondern auch erwärmt werden, z. B. im Be-Leitzylinder umgibt, in den Luft eingeleitet wird. Es reich zu kalter Mündungen oder Böden. Das »Wärmeist jedoch nicht möglich, die angestrebte thermische rohr« gewährleistet ferner eine selbsttätige thermische Homogenität der dem Glas zugewandten Werkzeug- Homogenisierung innerhalb sehr geringer Grenzen,
fläche in gewünschten, verhältnismäßig engen Grenzen 60 Nach einer \usführungsform der Erfindung weist zu erreichen, wie sie heutzutage insbesondere bei ver* ein Werkzeug für glasverarbeitende Maschinen wcnighältnismäßig diinnv findigem Hohlglas eingehalten stens einen geschlossenen Hohlraum auf, der ein flüswerden müssen. siges verdampfbares Wärmetransportmittel und eine

Die vorstehend erwähnte Luftkühlung hat deutliche Kapillarstruktur zur Rückforderung oder Unter-Nachteile. So entsteh» dadurch für das Maschinen- 65 Stützung der Riickföiderung kondensierten Wärmepersonal eine erhebliche Lärmbelästigung, die teilweise transportmittels zu einem oder mehreren Verdampan der Grenze des Erträglichen liegt. Ferner verursacht fungsbereichen enthält. Durch Kühlung der Beheizung die Erzeugung der Druckluft beträchtliche Kosten. einer einzigen Zone der Hohlraumaiißenwand kann

auf diese Weise eine sehr schnelle Regelung der Be- Zur Vermeidung übermäßiger Temperatursprünge

triebstemperatur bei hoher thermischer Homogenität kann nach einer Ausführungsform der Erfindung

erreicht werden. Der Hohlraum entspricht bei dieser zwischen Kapsel und Temperiervorrichtung ein wärme-

BetrachUingsweise dem Innenraum des »Wärmerohrs«. dämmendes, -speicherndes oder -verteilendes Medium.

Nach einer Aiisführungsform der Erfindung ist die 5 z. B. in Gestalt eines mit der Kapsel wärmeleitend

Außenfläche jedes Hohlraums in einem oder mehreren verbundenen Metallmantels, angeordnet sein. Hier-

Kondensationsbereichen temperierbar. Man hat also durch werden zu starke Temperaturunterschiede

weitgehend freie Hand bei der Bemessung der Wand zwischen Temperiervorrichtung und Kapselaußenwand

des Hohlraums. Die Wandstärke des Hohlraums kann vermieden,

verhältnismäßig dünn gehalten werden. io Der besseren Erreichung thermischer Homogenität

Zweckmäßigerweise wird die Temperierung in jeden dient es. daß erfindungsgemäß der oder die Hohlräume Kondensationsbereich durch eine gegebenenfalls Steuer- sich jeweils zumindest mit einem Teil ihrer Innenfläche und oder regelbare Temperiervorrichtung, z.B. ein parallel oder im wesentlichen parallel zu der zu tempe-Temperierluftgebläse oder einen Wassermantel, be- rierenden Werkreugfläche erstrecken, wirkt. Die räumliche Lage der Kondensationsbereiche 15 Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist bezüglich des Werkzeugs ist dabei völlig freigestellt. die Kapillarstruktur innerhalb eines Hohlraums im Zur Steigerung der Wirksamkeit der Temperiervorrich- Abstand voneinander angeordnete Bereiche auf, die tung kann die Hohlraumaußenwand in den Konden- durch Stege aus Kapillarstruktur miteinander versationsbereichen z. B. eine Verrippung tragen. Dabei bunden sind. Diese Stege können sowohl der Festigkann nach der Erfindung jede Temperiervorrichtung ao keitserhöhung des in der Regel unter Überdruck stedurch einen Wandler Steuer- und/oder regelbar sein. henden Hohlraums und der Abstandhaltung seiner mit dessen Eingang ein mit dem Werkzeug gekoppelter Wände dienen. Ferner bewirken die Stege durch Weg-Temperaturfühler verbunden ist. Dabei ist besonders abkürzung einen schnelleren Transport des Kondenvorteilhaft, daß man nur eine einzige Meßstelle zur sats innerhilb des Hohlraums. Abtastung der Werkzeugtemperatur benötigt, da, wie »5 Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorstehend erwähnt, eine ausreichende thermische sind ein oder mehrere Hohlräume jeweils in einer zu Homogenität in der Hohlraumwand vorliegt. der Werkzeugachse senkrechten Ebene angeordnet.

Günstige Fertigungs- und Betriebsverhältnisse er- Dadurch ist es möglich, innerhalb der genannter

geben sich, wenn nach der Erfindung die Innenfläche Ebenen jeweils gleiche und homogene, jedoch ir

jedes Hohlraums mit der Kapillarstruktur versehen ist. 30 benachbarten Ebenen des Werkzeugs unterschiedliche

Der verbleibende Hohlraum dient als Strömungsweg Temperaturbedingungen zu erzeugen. Dies ist ζ. Β

für den in den Verdampfungszonen erzeugten Wärme- in kritischen Ebenen von Glashohlkörpern, z. B. dem

transportmitteldampf. Übergang von dem Boden in den Mantel, er

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind wünscht.

eine oder mehrere jeweils einen Hohlraum dicht um- 35 Ein nach der Erfindung ausgerüsteter Preßstempe¹

schließende Kapsel vorgesehen und mit dem zu tempe- ist dadurch gekennzeichnet, daß er insgesamt höh

rierenden Werkzeug oder Werkzeugteil koppelbar. ausgebildet ist und eine mit der Innenwand seine«

Dies schafft die Möglichkeit, die Kapseln örtlich an Hohlraums dicht verbundene Einstülpung aufweist

dem Werkzeug einzusetzen und damit erforderlichen- deren Außenfläche durch eine Kühlvorrichtung kühl

falls auch örtlich unterschiedliche Temperaturzustände 40 bar ist und deren Innenfläche mit Kapillarstruktui

an einem Werkzeug zu schaffen. Ferner können die versehen, die mit der Kapillarstruktur an der Innen

Kapseln leicht ausgetauscht oder. z. B. bei Verschleiß fläche des Hohlraums verbunden ist. Auf diese Weis«

des Werkzeugs, leicht ausgebaut und bei einem anderen beansprucht die Kühlvorrichtung wenig oder keiner

Werkzeug wieder verwendet werden. Raum außerhalb des Umfangs des eigentlichen Preß

Die Erzeugung eines Temperaturprofils kann nach 45 stempeis. Die Kühlvorrichtung kann eine Leitkammei

der Erfindung dadurch an dem Werkzeug erzielt für das Kühlmedium aufweisen, deren Innenfleh(

werden, daß jede Kapsel ganz oder teilweise in eine teilweise durch die Außenfläche der Einstülpung ge

Ausnehmung des Werkzeugs einsetzbar ist. Das Tem- bildet wird. Die Außenfläche der Einstülpung wird au

peraturprofil ergibt sich z. B. durch Variation der diese Weise von dem Kühlmedium gerichtet über

Einsetztiefe der Kapseln. 50 strömt, so daß ein guter Wärmeübergang gewähr

Zur Beeinflussung der Wärmekopplung zwischen leistet ist.

Werkzeug und Kapseln können die Kapseln gemäß Ein in der erfindungsgemäßen Weise ausgerüstet!

der Erfindung mit dem Werkzeug z. B. durch ein im Form oder ein Formteil ist dadurch gekennzeichnet

Temperaturarbeitsbereich festes oder flüssiges Lot daß sie oder es zur Schaffung des Hohlraums doppel

verbunden sein. 55 wandig ausgebildet ist. Dies zeitigt insbesondere ferti

Nach einer besonderen Ausführungsform der Er- gungstechnische Vorteile und ist gleichermaßen fü

findung weisen mehrere oder alle Kapseln eine Öffnung ungeteilte Formen, an Formzangen aufgehär.gtei

auf. deren Rand jeweils mit dem Rand einer komplen- Formhälften und auch Formböden verwendbar,

tären Öffnung in einem dichten Verbindungsgehäuse Bei einer erfindungsgemäß ausgestatteten geteilte!

dicht verbunden ist. wobei das Verbindungsgehäuse 60 Form sind die Hohlräume verschiedener Formteil·

Kapillarstruktur enthält, die mit der Kapillarstruktur miteinander durch eine flexible, dichte und Kapillar

in den Kapseln in Verbindung steht. Auf diese Weise struktur enthaltende Verbindungsleitung verbunden

wird gleiche und homogene Temperatur in allen an Auf diese Weise ist eine Regelung und Homogeni

das Verbindungsgehäuse angeschlossenen Kapseln er- sierung der Temperatur mehrerer Werltieugteüe ei

reicht. Jede Kapsel kann dabei durch eine oder mehrere 65 möglicht. Es können zu diesem Zweck auch geteilt

innerhalb oder außerhalb des Werkzeugskörpers an- starre Verbindungsleitungen von den einzelnen Form

geordnete Temperiervorrichtungen in dem zuvor er- teilen ausgehen, die dann über ein Drehgelenk mitein

wähnten Sinne temperierbar sein. ander verbunden und wärmetechnisch gekoppelt sine

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführimgsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erf'indungsgemiiß mit einer Kiihleinstülpung ausgerw-eten Preßstempel.

F i g. 2 einen erfinclungsgemäß ausgerüsteten Preßstempel für Hohlglasgegenstände mit verhältnismäßig ttiger Mündung.

F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Alisführungsform eines Preßstempels mit außen Hegender Kühlvorrichtung.

F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine crfindungsgemäß ausgebildete ungeteilte Vorform.

F i g. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer ungeteilten Vorform,

F i g. 6 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestattete geteilte Vorform.

F i g. 7 einen schematischen Längsschnitt nach der Linie VII-VII in F i g. 8 durch eine geteilte Vorform mit darin eingesetzten Temperierkapseln und einen Teilschnitt nach der Linie VIIA-VW.A in F i g. 8 im •ereich des Kopfes einer Kapsel.

F i g. 8 die Draufsicht auf die Ausführungsform nach F i g. 7.

F i g. 9 die Schnittansicht nach der Linie IX-IX in F i ".. 7.

Fig. 10 einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere und in der Mitte von Kühlmedium durchströmte Kapsel.

Fig. 11 einen schematischen Querschnitt durch eine geteilte Form mit teilweise in die Außenfläche eingebetteten Kapseln und unterschiedlichen Temperiermöglichkeiten.

F i g. 12 eine perspektivische schematische Darstellung einer ringförmigen Anordnung von Kapsel. i. B. gemäß F i g. 11. bei der einige Kapseln durch ein Verbindungsgehäuse miteinander verbunden sind.

Fig. 13 einen schematischen Längsschnitt durch in mit einer Temperierhaube versehenen Kopf einer Einzelkapsel.

Fig. 14 eine der Fig. 13 entsprechende Ansicht, jedoch mit zwischengeschaltetem Metallmantel.

Fig. 15 einen schematischen Längsschnitt durch eine Form, um die Kapseln in zur Formenachse senkrechten und im Abstand voneinander befindlichen Ebenen herumgelegt sind, und

Fig. 16 eine schematische Regelschaltung für eine • rfindungfgemäß einsetzbare Temperiervorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Preßstempel 20. dessen Wand 21 innen mit einer Kapillarstruktur 23 versehen ist. Im Bereich eines Kupplungsringes 25 ist mit der Wand 21 innen eine Einstülpung 27 dicht verbunden, die an ihrer Innenfläche ebenfalls mit Kapillarstruktur 28 versehen ist. Die Kapillarstrukturen 23 und 28 sind in einer Ringzone 29 miteinander verbunden.

Mit der Einstülpung 27 oder ebenfalls mit der Innenfläche der Wand 21 ist ein Leitgehäuse 30 dicht verbunden, das zusammen mit der Einstülpung 27 eine Leitkammer 31 definiert. Das Leilgehäuse 30 geht über in eine Abflußleitung 33 für Kühlmedium, das der Leitkammer 31 durch eine koaxial mit der Abfl ußleitung 33 angeordnete Zuleitung 34 in Richtung der Pfeile 35 zugeführt wird.

Zweck der Einstülpung 27 ist es. eine vergrößerte Kühlfläche und damit Kondensationsfläche für ein flüssiges, verdampfbares Wärmetransportmittel zu schaffen, das sich in einem Hohlraum 37 des Preßstempels 20 befindet. Je enger die Mündung eines herzustellenden Hohlglasgegenstands ist. um so schwieriger wird die Kühlung des Preßstenipels. In F i g. 2 ist ein solcher Preßstempel 40 für verhältnismäßig enge Mündungen gezeigt, dessen Innenfläche wiederum mit Kapillarstruktur 41 belegt ist. die mit Kapillarstruktur 42 an der gegenüberliegenden Fläche einer tief in das Preßstempelinnere hineingezogenen Einstülpung 43 in Verbindung steht. Entsprechend F i g. 1 ist auch hier ein Leitgehäuse 45 vorgesehen.

ίο das dem Verlauf der Einstülpung 43 weitgehend folgt. Eine dadurch definierte Leitkammer 46 wird durch eine zentrale Zuleitung 47 mit Kühlmedium gespeist, das durch eine oder mehrere Abflußleitungen 48 die Leitkammer 46 wieder verläßt.

In F i g. 3 weist ein Preßstempel 50 einen Hohlraum 51 auf. in den eine dichte Kapsel 52 mit Kapillarstruktur 53 an der Innenfläche eingesetzt ist. Zur Erzielung eines guten Wärmekontakts zwischen der Innenfläche der Preßstempelwand 54 und der Außenfläche der Kapsel 52 kann ein im Temperaturarbeitsbereich festes oder flüssiges Lot herangezogen werden.

Zur Vergrößerung der Kühlfläche weist die Kapsel 52 in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 eine Ausstülpung 55 auf. die innen ebenfalls mit Kapillarstruktur 56 belegt ist. Die Ausstülpung 55 umgibt ein Leitgehäuse 57. dem Kühlmedium in Richtung dei Pfeile 58 zugeführt und in Richtung der Pfeile 59 entnommen wird. Als Kühlmedium kann in diesem und den zuvor beschriebenen Fällen z. B. Luft oder Wassei dienen.

F i g. 4 zeigt eine ungeteilte Vorform der Preßforrr 60. die mit Wänden 61 und 62 unter Bildung eine; Hohlraums 63 doppelwandig ausgebildet ist. Di« Wände 61 und 62 sind durch eine Schweißnaht fr dicht miteinander verbunden und an den einandei zugewandten Flächen jeweils mit Kapillarstruktur 6f und 66 belegt.

Die Außenwand ist nach unten zur Bildung eine; Temperierbechers 67 ausgeformt und außen mit Rip pen 68 besetzt, die in dem dargestellten Ausführungs beispiel in Richtung der Pfeile 69 mit Luft angeblaser werden. An seiner Bodenfläche weist der Temperier becher 67 einen Montagestutzen 70 auf.

Eine ähnliche ungeteilte Vorform 71 ist in Fig.; gezeigt. Sie besitzt zwei Wände 72 und 73. derei Kapillarstrukturen 74 und 75 zusätzlich durch Stege 7( und 77 aus Kapillarstruktur miteinander in Verbinduni stehen. Diese Stege können beliebigen Querschnit haben und auch kreisringförmig rings durch Jei Hohlraum 78 zwischen den beiden Formwänden Ύ. und 73 geführt sein.

Unten ist an die Außenwand 72 ein Temperier becher 79 angesetzt, der im Bedarfsfall die Temperier fläche erhöht. Dieser Temperierbecher 79 ist gemäl F i g. 5 von einem Leitgehäuse 80 umgeben, den Temperiermedium in Richtung des PfeiTes 81 züge führt und in Richtung des Pfeiles 82 entnommei «erden kann.

In F i g. 6 ist eine Hälfte 85 einer geteilten Vorforn dargestellt, die ebenfalls mit Wänden 86 und 8' doppelwandig ausgebildet ist. deren einander züge kehrte Flächen mil Kapillarstruktur 88 und 89 beleg sind und zwischen sich einen Hohlraum 90 definieren Die Außenwand 86 ist verhältnismäßig dünn aus gebildet und zur Vergrößerung der Temperierfläch mit Rippen 92 besetzt, die durch Luft 93 angestrahl werden.

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Die Außenwand kann jedoch auch. wie bei 86' geneigt ist. verhältnismäßig stärker ausgebildet sein und wirkt dann wärmedämmend bzw. wärmespeichernd.

Die Vorformhälf': 85 ist unten mit einer Zentrieraufnahme 95 für einen Vorformboden und oben bei 96 mit einer nicht dargestellten Miindiingsvverkzeughälfte versehen.

Die F i g. 7 zeigt eine der F i g. 6 entsprechende Hälfte 100 einer geteilten Vorform. Statt des einzigen und um die gesamte Vorformhälfte 85 herumlaufenden Hohlraum 90 weist die Vorformhälfte 100 eine Anzahl von Hohlräumen, z. B. 101 bis 105 (vgl. auch F i g. 8), auf. die jeweils im wesentlichen parallel zu der Formachse 107 verlaufen. In jeden Hohlraum ist eine dichte Kapsel 111 bis 115 eingesetzt und mit der Hohlrauminnenfläche gegebenenfalls durch Lot verbunden. Jede Kapsel ist innen mit Kapillarstruktur 121 bis 125 belegt.

Die Kapseln 111 bis 113 sind oben jeweils mit einer Öffnung. z. B. 127. versehen, deren Rand jeweils mit dem Rand einer komplcntären Öffnung 128 in einem dichten Verbindungsgehäuse 130 längs einer Naht 131 dicht verbunden ist. Das Verbindungsgehäuse 130 weist an seiner Innenseite Kapillarstruktur 133 auf. die mit den Kapillarstrukturen, z. B. 121. der Kapseln 111 bis 113 in Verbindung steht. Die Temperierung der Kapseln 111 bis 113 kann durch an das Verbindungsgehäuse 130 angesetzte Rippen 135 erhöht werden, die durch einen Luftstrom 136 angestrahlt werden. Die Temperierung der Kapseln 111 bis 113 kann auch durch einen in die Formhälfte 100 eingearbeitenden Axialkanal 140 oder mehrerer solcher Kanäle erfolgen, wie sie in den F i g. 7 und 9 dargestellt sind. Der Axialkanal 140 nimmt Temperiermittel in Richtung des Pfeiles 142 auf und gibt Temperiermittel in RichiUiig des Pfeiles 143 wieder ab. Zwischen den einzelnen Hohlräumen, z. B. 101 und 102 in F i g. 9. können noch Bohrungen, z. B. 150. niedergebracht sein, die z. B. der Reduzierung der Masse der Form oder gleichzeitig zusätzlicher Temperierung dienen.

Das Verbindungsgehäuse 130 sorgt für eine Homogenisierung der Temperaturverhältnisse in sämtlichen angeschlossenen Kapseln 111 bis 113. Die Kapseln 114 und 115 sind dagegen nicht an ein solches Verbindungsgehäuse angeschlossen. Sie sind vielmehr an ihrem der Öffnung 127 der Kartei 111 entsprechenden Ende ebenfalls dicht verschlossen und mit Kapillarstruktur bel-cet.

Die-e F.inzelkapseln 114 und 115 können z. B. oben aus der Formhäifte 100 herausragen und gemäß den Fig. i3 und i-¹ an dem herausragenden Ende mit einer Temperierhauhe 150i7 verseilen sein, in die Temperiermittel in Richtung de^ Pfeiles 151 einleitbar ist. das in Richtung des Pfeiles 152 wieder abströmt.

Gemäß F i e. 14 kann die Kapsel 115 an ihren herausragendcn Ende einen zwischen der Kapsel 115 und der Temperierhaube 15Oo angeordneten Metallhohlzylinder 155 aufweisen.

Die Temperierung der Einzelkapseln 114 und 115 kann jedoch auch mit Axialkanälen entsprechend dem Axialkanal 140 der Kapsel 111 erfolgen.

F i g. 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Kapsel 160. die in den Hohlraum 101 der Vorformhälfte 100 eingesetzt ist. Die Kapsel 160 besteht im wesentlichen aus zwei koaxial und im Abstand voneinander angeordneten Zylindern 161 und 162. die an ihren Enden jeweils dicht miteinander verbunden sind. Die aufeinander zu gekehrten Flächen der zylinder 161 und 162 sind mit Kapillarstruktur 164 und 165 belegt.
Der Innenzylinder 162 weist einen mittigen Durchgangskanal 167 auf. der zusätzlich zu dem Axialkanal 140 oder statt des Axialkanals 140 von Temperiermittel durchströmt wird, das durch eine Bohrung 168 am unteren Ende der Vorformhälfte 100 eintritt und durch ein mit dem Kanal 167 verbundenes Ableitsystem am oberen Ende der Kapsel 160 wieder abgeleitet wird. Durch den Kanal 167 wird die mit dem Temperiermittel in Berührung bringbare Fläche der Kapsel ganz erheblich gesteigert. Der Querschnitt der Kapsel kann dabei jede gewünschte Form annehmen Während in F i g. 10 die Querschnittsfläche kreisringförmig ist. zeigt F i g. 8 eine Kapsel 115 mit kreisförmigen und eine weitere Kapsel 114 mit nierenförmigem Querschnitt.

F i g. 11 zeigt eine Formhälfte 170. in deren Außenfläche Ausnehmungen 171 vorgesehen sind, in die Kapseln 172 mit einem Teil ihres Umfangs eingesetzt sind. Die Kapseln 172 können im Querschnittsauf bau z. B. der Kapsel 111 in F i g. 7 oder auch der Kapsel 160 in F i g. 10 entsprechen.

Der in radialer Richtung aus den Ausnehmungen 171 herausragende Umfangsteil der Kapsel 172 wird einem Temperiermittel ausgesetzt, das entweder in Gestalt einer freien Strömung 173 oder einer durch ein Leitgehäuse 174 geführten Strömung zur Einwirkung gebracht wird.

Die Kapseln 172 und die im Zusammenhang mit den F i g. 7 bis 10 beschriebenen Kapseln können an Stelle einer festen Lötverbindung mit dem zugehörigen Werkzeug auch axial frei verschiebbar in ihren Hohlräumen angeordnet sein. Dadurch können bestimmte Zonen des Werkzeugs der Ternperiervvirkung der Kapseln entzogen werden.

Fig. 12 zeigt in der linken Hälfte drei nicht miteinander verbundene Einzelkapseln 177 bis 179. die jeweils völlig geschlossen und an der Innenfläche mit Kapillarstruktur, z. B. 180. belegt sind. Die weiteren in Fig. 12 gezeigten Kapseln, z. B. 183. sind dicht an ein dem Verbindungsgehäuse 130 in den F i g. 7 und 8 entsprechendes Verbindungsgehäuse 184 angesetzt und mit ihrer Kapillarstruktur 185 mit Kapillarstruktur 186 in dem Verbindungsgehäuse 184 verbunden. Beide in F i g. 12 gezeigten Anordnungen könnten bei der Formhälfte 170 in Fig. 1! zum Einsatz gelangen und aus dieser Formhälfte wieder entfernt werden, wenn diese unbrauchbar werden sollte. Die Kapseln sind also unabhängig von den zugehörigen Werkzeugen beliebig austauschbar und wieder verwertbar.

In Fi a. 15 ist eine Form 190 dargestellt, in deren Außenfläche Rillen, z. B. 191. vorgesehen sind, die in einer zu der Formachse 192 senkrechten Ebene verlaufen. In die Rillen 191 kann je nachdem örtlichen Bedarf eine ringförmige Kapsel Ϊ93 eingesetzt werden, die in ihrem Querschnittsaufbau der Kapsel 111 in F i g. 7 oder auch der Kapsel 160 in F i g. 10 ähnelt. Eine der Kapsel 160 entsprechende Kapsel 193 wäre insbesondere bei einer geteilten Form 190 wegen der leichteren Zugänglichkeit des Mittenkanals der Kapsel von Vorteil. _

Die aus der Formwand 195 herausragenden 1 eile der Kapsel 193 sind an eine gegec;nenfalls ebenfalls ringförmige Temperiervorrichtung 196 angeschlossen, die einen Metallrina 197 aufweist, der durch ein auf-

geselztrs und \on Temperiermedium durchströmtes Leitgehäuse 198 temperiert wird.

F ig. ICi zeigt eine typische Regelschaltung, wie sie bei der F.rfindiing zum Einsatz gelangen kann. Fine Kapsel 200 ist an ihrer innenfläche mit Kapillarstruktur 201 versehen. Mit der Kapselwand ist ein Temperaturfühler 202 gekoppelt, der Signale an einen Eingang 203 eines Wandlers und Reglers 206 liefert, der über eine Leitung 207 einen Motor 208 steuert und oder regelt. Der Motor 208 ist über eine Kupp-King 209 mit einem Temperierluftgebläse 210 gekuppelt, das Luft über eine Luft 211 einer Düse 212 zufeitet, welche die Luft in Richtung der Pfeile 215 auf die zu temperierende Fläche der Kapsel 200 leitet.

Wegen der weitgehenden Homogenität der Temperatiir in der Wand der Kapsel 200 genügt es. die Temperatur lediglich an einer Meßstelle abzufühlen. Sobald die Temperatur an der Meßstelle größer als die an dem Regler 206 voreinstellbare optimale Temperatur bzw. größer als ein voreinstellbarer optimaler Tempefangbereich ist. wird der Motor 208 durch den Regler 206 eingeschaltet und sorgt für die Lieferung von Kühlluft 215. Weiterhin kann die Voreinstellung des Reglers 206 so getroffen sein, daß der Motor 208 abgeschaltet wird, sobald die optimale Temperatur bzw. »5 der optimale Temperaturbereich erreicht ist.

Statt der zuletzt beschriebenen Steuerung des Motors 208 kann auch eine Regelung dieses Motors in Abhängigkeit von den an dem Fühler 202 anfallenden Meßsignalen erfolgen.

In gleicher Weise wie die Kühlung kann auch eine Erwärmung der Kapsel 200 mit der in F i g. 16 dargestellten Regelschaltung erfolgen.

Beispiele für Bemessung und Betrieb von
verwendbaren Wärmerohren

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Arbeits-Temperaturbereich:
Etwa 400 bis 700" C bei Formen und Preßstempeln glasverarbeitender Maschinen. Konstruktive Einzelheiten der Wärmerohre für den Einsatz gemäß I:

a) Werkstoffe für Rohr und Wärmetransportmittel:

	Wärme-	Bemerkungen
Rohr	Irans-
	porlmittcl	Na hat gutes Steigver
V2A	Na	mögen.
		K läßt tiefere Tempera
V2A	K	turen zu als Na; hat
		mittleres Steigvermögen.
		Cs hat schlechtes Steig
V2A	Cs	vermögen: läßt wogen
		hohem Dampfdruck
		niedrige Temperaturen
		zu. Hohe Standzeiten
Ni	K
Stahl	K

b) Werkstoff der Kapillarstruktur: V2A

c) Räumliche Ausbildung der Kapillarstruktur: Drahtnetze;

Arterienwärmerohre. z. B. mit gesinterten porösen V2A-Dochten. insbesondere für von der Kreisform abweichende Wärmerohrquerschnitle:

Ringspalt- bzw. Spaltwärmerohr. Rechenergebnisse:

a) Steighöhe des Wärmetransport mittels in einem Ringspalt-Wärmerohr bei 500'C:

Steighöhe /; [cm]

Wärme-

transportmittcl

Cs K Na

13

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b)

Für eine Änderung der Betriebstemperatur um ΙΓ — 50"C ändert sich die Steighöhe nur geringfügig. Bei Leistungsbetrieb des Wärmerohrs erniedrigen sich die Steighöhen beträchtlich.

Durch Erreichen der Schallgeschwindigkeil gegebene Grenzleistungs-Wärmestromdichtt in axialer Richtung:

400 C

Cs K Na

Temperatur 500= C

Wärmetransportmittel
Cs K Na

600" C

Cs K Na

cm-

6SO

490 2 700

550

11 SOO 11 300 3 200

Diese Wärmestromdichten sind im vorliegenden Fall für den axialen Wärmetransport begrenzend.
Mit den handelsüblichen Drahtnetzen ist die Kapillarstruktur noch nicht bis zu diesel Optimalwerten auslegbar.

c) Maximale Ausdampfleistiings-Wärmestrom dichte in radialer Richtuna:

4CKV c
Cs K

Temperatur
500 C

Wärmetransportmitte!
Cs K Na

600 C Cs K Na

W ]

: cm-

220

160

870

180

2 ?40 3 6S0 1 050

Diese Wärmestromdichten sind im vorliegenden Fall für den radialen Transport begrenzend.

Die praktisch erreichbare radiale Wärme- -,tromdichte für ein Wärmerohr mit Kalium als Wärmetransportmittel liegt z. B. für 600C bei 200 bis 300 W cm*.
Versuchsergebnisse:

Werkzeuge glas\ erarbeitender Maschinen sind in der Rpgel Bewegungen unterworfen. In diesem

Zusammenhang haben Rütteltests ergeben, sieh mechanische Erschütterungen auf die stungsdaten der Wärmerohre nicht ungünstig wirken.

Das Anfahren der Wärmerohre auf die ArI temperatur stellt in keinem Fall ein Problem Erforderlichenfalls wird das Werkzeug mit se Wärmerohr bzw. seinen Wärmerohren in
Vorbehandlung \0r2eheizt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung wenigstens eines geschlossenen Wärmeübertragungssystems (»Wärmerohrs«), das ein flüssiges verdampfhares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur zur Rückförderung oder Unterstützung der Rückforderung kondensierten Wärmetransportmittels zum Verdampfungsbereich enthält, bei der Temperierung (Kühlung oder Erwärmung) von Werkzeugen glasverarbeitender Maschinen.

2. Werkzeug für glasverarbeitende Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens einen geschlossenen Hohlraum (z. B. 37) aufweist, der ein flüssiges verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur (23) zur Rückförderung oder Unterstützung der Rückförderung kondensierten Wärmetransportmittels zu einem od^r mehreren Verdampfungsbereichen enthält.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche jedes Hohlraums (z. B. 37) in einem oder mehreren Kondensationsbereichen (27) temperierbar ist.

4. Werkzeug nach Anspruc'·. 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kondensationsbereich die Temperierung durch eine ge^jbenenfalls steuer- und/oder regelbare Temperiervorrichtung, z. B. ein Temperierluftgebläse (210) oder einem Wassermantel, bewirkt wird.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Temperiervorrichtung durch einen Regler (206) Steuer- und/oder regelbar ist, mit dessen Eingang (203) ein mit dem Werkzeug gekoppelter Temperaturfühler (202) verbunden ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche jedes Hohlraums (z. B. 37) mit der Kapillarstruktur (23) versehen ist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine (z. B. 52) oder mehrere (z. B. 111 bis 115) jeweils einen Hohlraum (z. B. 51) dicht umschließende Kapseln vorgesehen und mit dem zu temperierenden Werkzeug (50) oder Werkzeugteil (100) koppelbar sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kapsel (160) zwei koaxiale und im Abstand voneinander angeordnete Hohlzylinder so (161, 162) aufweist, deren Enden unter Freilassung eines Mittelkanals (167) dicht miteinander verbunden sind und deren einander zugekehrte Flächen mit Kapillarstruktur (164, 165) belegt sind.

9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kapsel (z. B. 115 oder 172) ganz oder teilweise in eine Ausnehmung (10t oder 171) des Werkzeugs (100 oder 170) einsetzbar ist.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln mit dem Werkzeug z. B. durch ein im Temperaturarbeitsbereich festes oder flüssiges Lot verbunden sind.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Kapseln (z. B. 111) eine Öffnung (127) aufweisen, deren Rand jeweils mit dem Rand einer komplementären Öffnung (128) in einem dichten Verbindungsgehäuse (130) dicht verbunden ist, wobei das Verbindungsgehäuse Kapillarstruktur (133) enthält, die mit der Kapillarstruktur (121) in den Kapseln in Verbindung steht.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kapsel durch eine oder mehrere innerhalb (z. B. 140) oder außerhalb {z. B. 135, 136) des Werkzeugkörpers angeordnete Temperiervorrichtungen nach Anspruch 4 oder 5 temperierbar ist.

13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kapsel (z. B. 115) und Temperiervorrichtung (150) ein wärmedämmendes, speicherndes oder verteilendes Medium, z. B. in Gestalt eines mit der Kapsel wärmeleitend verbundenen Metallmantels (155) angeordnet ist.

14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlräume (z. B. 37) sich jeweils zumindest mit einem Teil ihrer Innenfläche parallel oder im wesentlichen parallel zu der zu temperierenden Werkzeugfläche erstrecken.

15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarstruk'ur innerhalb eines Hohlraums (78) im Abstand voneinander angeordnete Bereiche (74, 75) aufweist, die durch Stege (76, 77) aus Kapillarstruktur miteinander verbunden sind.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hohlräume (vgl. 193) jeweils in einer zu der Werkzeugachse (192) senkrechten Ebene angeordnet sind.

17. Preßstempel nach eiticai der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß er insgesamt hohl ausgebildet ist und eine mit der Innenwand seines Hohlraums C:. B. 37) dicht verbundene Einstülpung (27 oder 13) aufweist, deren Außenfläche durch eine Kühlvorrichtung (30 bis 34; 47, 48) kühlbar ist und deren Innenfläche mit Kapillarstruktur (28; 42) versehen ist, die mit der Kapillarstruktur (23; 41) an der Innenfläche des Hohlraums verbunden ist.

18. Preßstempel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung eine Leitkammer (31; 46) für das Kühlmedium aufweist, deren Innenfläche teilweise durch die Außenfläche der Einstülpung (27; 45) gebildet wird.

19. Form oder Formteil nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie oder es zur Schaffung des Hohlraums (z. B. 63] doppelwandig (61, 62) ausgebildet ist.

20. Form nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlräume (z. B. 90) verschiedenei Formteile (z. B. 85) miteinander durch eine flexible dichte und Kapillarstruktur enthaltende Verbin dungsleitung verbunden sind.