DE19924931A1 - Form zum Formen von Glaswaren - Google Patents
Form zum Formen von GlaswarenInfo
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Abstract
Eine Form, die ein Paar von Formhälften aufweist, die einen Hohlraum zum Formen eines Glasbehälters bilden. Es sind eine innere Schale der Form und eine äußere Schale und ein dazwischenliegender Spalt vorgesehen, durch den Kühlgas strömt. Wärmeübertragungselemente an der inneren Schale erstrecken sich seitlich nach außen von der inneren Schale in den Spalt, um mit dem durch den Spalt strömenden Kühlgas in Kontakt zu treten, wodurch die innere Schale gekühlt wird. Die innere Schale ist aus einem Hartwerkstoff hergestellt, der eine Betriebstemperatur hat, die wesentlich größer als die Schmelztemperatur des Glases ist, eine Wärmeleitfähigkeit, die kleiner als ca. 15 W/mk ist und der die Eigenschaft hat, daß bei Temperaturen von mehr als ca. 500 DEG C sich eine schützende Oxydschicht bildet, die fest an der inneren Schalenoberfläche haftet.
Description
Diese Erfindung betrifft allgemein Formen zum Formen von
Glaswaren, wie z. B. Glasflaschen.
Die meisten Glaswaren, wie z. B. Flaschen, werden entweder
durch ein "Blasen und Blasen"-Verfahren oder ein "Pressen
und Blasen"-Verfahren geformt. Bei dem "Blasen und
Blasen"-Verfahren wird geschmolzenes Glas in eine Hohlform einge
bracht und das Innere der Flasche wird durch Zuführen von
Gas in das geschmolzene Glas geformt, wobei das Gas das
geschmolzene Glas zum Formen eines Rohlings, der einen
Hohlraum aufweist, gegen die Wände der Form drückt. Der
Rohling wird dann in eine Fertigform gebracht, in welcher
der Gasdruck dazu verwendet wird, den Rohling gegen die
Wände der Form zu drücken, was der Flasche ihre endgültige
Form gibt. Das "Pressen und Blasen"-Verfahren ist ähnlich,
außer daß im ersten Verfahrensschritt zur Bildung des
Rohlings, der einen Hohlraum aufweist, ein mechanischer
Kolben verwendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft
Formen zur Verwendung im ersten Schritt dieser Verfahren,
in dem geschmolzenes Glas mit einer Temperatur, die
typischerweise im Bereich von 1050°C bis 1200°C liegt,
die Form berührt.
Herkömmliche mehrteilige Formen zur Herstellung von Glasbe
hältern wurden aus Graugußeisen hergestellt, das ein Material
mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit und einer mäßigen
Verschleißfestigkeit bei Temperaturen von bis zu ca. 500°C
ist. Diesem Material mangelt es jedoch an Korrosions
beständigkeit und es neigt zum "Glaskleben", einem Phänomen,
bei dem der zu schmelzende Gegenstand an den Formoberflächen,
die den Hohlraum der Form bilden, festklebt. Zur Vermeidung
des "Glasklebens" werden diese Formen mit Öl oder einem
anderen geeigneten Ablösematerial angefeuchtet. Das
Anfeuchten kann jedoch infolge einer Verunreinigung der
Form durch das aufgebrachte Material zu Einschlüssen und
Mikrorissen im Fertigprodukt führen, was die Festigkeit
des Glases verringert. Wird das aufzubringende Material
ungleichmäßig über die oberflächen der Form verteilt, so
kann dies ferner Temperaturunterschiede und eine
ungleichmäßige Abkühlung bewirken, was ebenfalls zum Bruch
der Glasware führen kann. Weiterhin wird die Form durch
das Befeuchten schmutzig, so daß regelmäßiges Reinigen
erforderlich ist.
Das US-Patent Nr. 3,888,647 beschreibt Formen für Glasbe
hälter, die aus niedrig legierten Chromnickelstählen her
gestellt sind. Ein niedrig legierter Chromnickelstahl ist
ein Stahl mit einem Gesamtlegierungselementanteil von weniger
oder gleich 8%.
Es wurden Anstrengungen unternommen, die Verschleißfestigkeit
von Formen für Glasbehälter zu verbessern, indem die Form
oberflächen mit verschleißfesten Materialien auf Nickelbasis
beschichtet wurden. Ein Nachteil dieses Weges ist jedoch,
daß die Isoliereigenschaften der verschleißfesten Schicht
das Abkühlen der Formoberfläche verlangsamen.
Es besteht daher ein Bedarf nach einer Form, die zum Formen
von Glaswaren mit einer hohen Qualität geeignet ist, ohne
daß dabei die Oberflächen der Form, welche den Formhohlraum
bilden, beschichtet werden müssen. Es besteht ferner der
Bedarf nach einer Form mit einer verbesserten Verschleiß- und
Korrosionsbeständigkeit und nach einer Form, die eine
gleichmäßigere Abkühlung, eine höhere Produktivität und
eine bessere Zuverlässigkeit hat.
Von den mehreren Aufgaben dieser Erfindung können die
Schaffung einer verbesserten Form hervorgehoben werden,
die geeignet ist, Glaswaren mit einer hohen Qualität und
weniger Fehlern herzustellen; die Schaffung einer Form,
die aus einem Material hergestellt ist, welches das
Beschichten der Formoberflächen, die den Hohlraum der Form
bilden, überflüssig macht; das Schaffen einer Form, bei
der die Formoberflächen, die den Hohlraum der Form bilden,
auf einer im wesentlichen gleichmäßigen Temperatur gehalten
werden, um die Qualität der durch die Form geformten Glas
waren zu verbessern; die Schaffung einer Form für eine
verbesserte Temperatursteuerung; die Schaffung einer Form,
die verschleißfeste Formoberflächen aufweist, für eine
längere Lebensdauer der Form; die Schaffung einer Form,
die korrosionsbeständige Formoberflächen hat, für eine
längere Lebensdauer der Form; und die Schaffung einer Form,
die leicht instand zu halten ist.
Die Erfindung betrifft somit kurz gesagt eine Form zum
Formen von Glaswaren, die ein Paar von Formhälften aufweist,
die relativ zueinander beweglich sind, von einer Öffnungs
stellung in eine Schließstellung, in der die Formhälften
einander berühren, zur Bildung eines Hohlraums der Form
zum Formen eines Glasgegenstandes. Jede Formhälfte hat
ein inneres Schalenteil und ein äußeres Schalenteil. Es
ist vorgesehen, daß die inneren Schalenteile der beiden
Formhälften einander berühren, wenn die Formhälften in
der Schließstellung sind, um eine innere Schale mit einer
inneren Formoberfläche zu bilden, die den Hohlraum der
Form bildet. Es ist vorgesehen, daß die äußeren Schalenteile
der beiden Formhälften einander berühren, wenn die Form
hälften in der Öffnungsstellung sind, zur Bildung einer
äußeren Schale, die seitlich nach außen von der inneren
Schale beabstandet ist, zur Bildung eines zwischenliegenden
Spaltes. Es sind ein oder mehrere Einlässe zum Einströmen
von Kühlgas in den Spalt vorgesehen, ein oder mehrere
Auslässe zum Ausströmen von Kühlgas aus dem Spalt und
Wärmeübertragungselemente an der inneren Schale, die sich
seitlich nach außen von der inneren Schale in den Spalt
erstrecken, um mit dem durch den Spalt strömenden Kühlgas
in Kontakt zu treten, zum Abkühlen der inneren Schale.
Die innere Schale ist aus einem Hartmaterial hergestellt,
das eine Schmelztemperatur hat, die wesentlich höher als
die Schmelztemperatur von Glas liegt, eine Wärmeleitfähigkeit
von weniger als 15 W/mK und die Fähigkeit hat, bei Tempera
turen von mehr als ca. 500° einen Schutzoxydfilm zu bilden,
der fest an der inneren Schalenoberfläche anhaftet.
Weitere Ziele und Eigenschaften der Erfindung sind zum
Teil offensichtlich und werden zum Teil im folgenden
erläutert.
Fig. 1 ist eine Perspektive einer Glasformmaschine,
die mit einer Form gemäß dieser Erfindung aus
gerüstet ist;
Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht der Form;
Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt in der Ebene der Linie
3-3 der Fig. 2; und
Fig. 4 ist ein Horizontalschnitt in der Ebene der Linie
4-4 der Fig. 3.
Einander entsprechende Teile sind in den verschiedenen
Ansichten der Zeichnung mit entsprechenden Bezugszeichen
bezeichnet.
Nun wird auf die Zeichnungen Bezug genommen und zunächst
insbesondere auf Fig. 1, in der eine Glaswarenformmaschine
in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet
ist. Die Maschine ist mit einer Form gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet, die allgemein mit 12 bezeichnet
ist, und die ein Paar von mit 12A und 12B bezeichneten
Formhälften aufweist, die relativ zueinander beweglich
sind, von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung,
in der die Formhälften ineinander eingreifen, wobei ein
Formhohlraum 14 zum Formen eines Glasgegenstandes, z. B.
einer Flasche, gebildet wird. Die Formhälften 12A, 12B
sind durch Formhalter 16 an Armen 18 gehalten, die um im
wesentlichen vertikale Achsen schwenkbar sind, für eine
Schwenkbewegung der Arme zueinander und auseinander, um
die Formhälften zwischen ihrer festgelegten Schließstellung
zum Glasformen eines Külbchens oder eines Formlings in
einen fertigen Glasgegenstand und ihrer festgelegten Öff
nungsstellung bewegen, um dazwischen Glasrohlinge einzu
bringen oder fertige Glasgegenstände zu entnehmen. Die
Arme 18 sind schwenkbar an vertikalen Stützen 22 angeordnet,
die sich von einem Boden 26 der Maschine nach oben er
strecken, was ein geeigneter, aus dem Stand der Technik
wohl bekannter Mechanismus ist, um die Arme 18 während
des Glasformvorganges zyklisch auf und zu zu schwenken.
Die Maschine weist ein herkömmliches Kühlsystem für die
Zufuhr von Kühlgas (z. B. Luft) zur Form auf, wie das System,
das von Emhart unter der Marke "Verti-Flow" verkauft wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das System ein Paar von
Luftröhren 30 auf, die sich vom Boden 26 der Maschine zu
einem Luftkörper 34 über der Form 12 erstrecken. Der Luft
körper 34 bildet eine Luftkammer 38 und weist eine Bodenwand
42 mit einer oder mehreren darin befindlichen Öffnungen
46 auf, die mit Kühldurchgängen in den Formhälften 12A,
12B in Verbindung stehen, so daß durch die Röhren 30 nach
oben strömendes Kühlgas in die Luftkammer und zum Kühlen
der Formhälften in die Kühldurchgänge eintritt, was später
im Detail erläutert wird.
Wie am besten in den Fig. 2-4 dargestellt ist, weist jede
Formhälfte 12A, 12B ein inneres Schalenteil 50A, 50B und
ein äußeres Schalenteil 54A, 54B auf. Es ist vorgesehen,
daß die inneren Schalenteile 50A, 50B der beiden Formhälften
12A, 12B einander berühren, wenn die Formhälften in der
Schließstellung sind, wodurch eine innere Schale mit einer
inneren Formoberfläche 58 gebildet wird, die einen
Formhohlraum 14 bildet, und vorgesehen ist, daß die äußeren
Schalenteile der beiden Formhälften einander berühren,
wenn die Formhälften in der Schließstellung sind, in der
eine äußere Schale gebildet wird, die seitlich nach außen
von der inneren Schale beabstandet ist, zur Bildung eines
dazwischenliegenden Spaltes 62, der die zuvor erwähnten
Kühldurchgänge für das Kühlgas bildet. Der Formhohlraum
14 weist eine vertikale Mittelachse auf, die in Fig. 2
mit 66 gekennzeichnet ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden
inneren Schalenteile 50A, 50B einstückige Gußmetallteile,
die einander berührende halbkreisförmige untere Enden 70A,
70B aufweisen, einander berührende halbkreisförmige, obere
Enden 72A, 72B und einander berührende senkrechte Wände,
die in ihrer Gesamtheit mit 74A, 74B bezeichnet sind, welche
die oberen und unteren Enden verbinden. Wie in Fig. 3 ge
zeigt, ist ein Mittelteil 76A, 76B einer jeden vertikalen
Wand 74A, 74B derart ausgestaltet, daß ihre Innenfläche
im wesentlichen halbzylindrisch ist, zur Bildung einer
Hälfte der inneren Formoberfläche 58 des Formhohlraums
14. Die äußeren Teile 78A, 78B einer jeden senkrechten
Wand 74A, 74B auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelteile
76A, 76B weisen koplanare Innenflächen auf, die entlang
einer Teilungslinie 82 der Form zugeordnete Flächen des
gegenüberliegenden Schadenteils berühren. Die oberen Enden
72A, 72B und die unteren Enden 70A, 70B der inneren Schalen
teile 50A, 50B sind dazu vorgesehen, obere und untere Form
körper (nicht dargestellt) zu berühren, wenn die Formhälften
geschlossen werden, was dem Fachmann klar ist.
Die äußeren Schalenteile 54A, 54B sind vorzugsweise ein
stückige Gußmetallteile, die jeweils eine halbzylindrische
Form haben. Die äußeren Schalenteile 54A, 54B sind so an
geordnet, daß sie sich senkrecht zwischen den oberen Enden
72A, 72B und den unteren Enden 70A, 70B der inneren Schalen
teile 50A, 50B erstrecken und sind nach außen von den senk
rechten Wänden 74A, 74B der zugeordneten inneren Schalenteile
beabstandet, zur Bildung des zuvor erwähnten Spaltes 62
(Fig. 2). Die unteren Enden 86A, 86B und die oberen Enden
88A, 88B der äußeren Schalenteile 54A, 54B liegen eng an
den oberen Enden 72A, 72B und den unteren Enden 70A, 70B
der inneren Schalenteile 50A, 50B an. Die inneren Schalen
teile 50A, 50B und die äußeren Schalenteile 54A, 54B werden
durch Befestigungselemente 92 zusammengehalten, die sich
durch die unteren Enden 70A, 70B der inneren Schalenteile
50A, 50B und nach unten durch die oberen Enden 72A, 72B
der inneren Schalenteile erstrecken. Aufhängeelemente 96
an den äußeren Schalenteilen 54A, 54B sind dazu vorgesehen,
die Formhälften 12A, 12B an den Stützelementen 16 aufzu
hängen.
Jedes der inneren Schalenteile 50A, 50B weist Wärmeüber
tragungselemente auf, die sich von der inneren Schale
seitlich nach außen in den Spalt 62 zwischen die inneren
Schalenteile und die äußeren Schalenteile 54A, 54B er
strecken. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, weisen diese
Wärmeübertragungselemente eine Vielzahl vertikaler Rippen
100 auf, die von den Mittelteilen 76A, 76B der senkrechten
Wände 74A, 74B der inneren Schalenteile 50A, 50B radial
abstehen. Die Rippen 100 sind im wesentlichen in gleichen
Winkelabständen angeordnet und weisen Außenkanten 102 auf,
die von den äußeren Schalenteilen 54A, 54B nach innen beab
standet sind, was es dem Kühlgasstrom ermöglicht, zwischen
die Rippen und die Außenschale zu strömen. Jede Rippe 100
weist ferner eine Reihe vertikal beabstandeter Öffnungen
auf, die in dem in den Zeichnungen (siehe Fig. 2) gezeigten
Ausführungsbeispiel die Form von Einschnitten 104 haben,
die sich von der Außenkante 102 der Rippe nach innen zu
gerundeten Mittelabschnitten 106 der inneren Schalenteile
50A, 50B erstrecken. Diese Einschnitte 104 unterteilen
die Rippe 100 in eine Reihe vertikal beabstandeter Rippen
segmente, welche die Aufgabe haben, eine turbulente Strömung
für eine effizientere Kühlung im Spalt zu erzeugen. Die
Anzahl und Form der Rippen 100 und die Anzahl und die Anord
nung der vertikalen Öffnungen in den Rippen kann variiert
werden, ohne daß der Gegenstand der Erfindung verlassen
wird, solange sie hinreichend Wärme von der inneren Form
oberfläche 58 abführen, um die Temperatur der Oberfläche
konstant zu halten und zwar auf einem hinreichend kleinen
Niveau, um das Ankleben des Glases an der Oberfläche zu
verhindern. Die Anordnung der Rippen kann auch so sein,
daß die Temperatur der inneren Formoberfläche 58 über an
nähernd die gesamte Oberfläche der Form konstant gehalten
wird, so daß die Qualität des geformten Glases überall
gleich gut ist.
Die oberen Enden 72A, 72B der inneren Schalenteile 50A,
50B weisen eine oder mehrere Öffnungen 110 auf, die ein
oder mehrere Einlässe für den Kühlgasstrom in den Spalt
62 zwischen der inneren und äußeren Schale bilden und die
unteren Enden 86A, 86B der äußeren Schalenteile 54A, 54B
weisen ein oder mehrere Öffnungen 114 auf, die einen oder
mehrere Auslässe für den Kühlgasstrom aus dem Spalt bilden.
Das Kühlgas, das nach unten durch den Spalt 62 strömt,
füllt die Wärmeübertragungsrippen 100 und die inneren
Schalenteile 50A, 50B, um die erforderliche Wärme von der
inneren Formoberfläche 58 abzutransportieren. Es leuchtet
ein, daß, ohne die Erfindung zu verlassen, der Kühlerstrom
auch umgekehrt werden kann, so daß er nach oben durch den
Spalt 62 strömt. Das Kühlgas wird dem Spalt 62, z. B. bei
einer Temperatur von ca. 25° und bei einem Druck von ca.
0.12-0.15 bar, zugeführt.
Gemäß der Erfindung hat der Werkstoff der inneren Schale
der Form eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 15 W/mK, vorzugs
weise im Bereich von 8 bis 15 W/mK und insbesondere weniger
als 12 W/mK. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel hat eine
Wärmeleitfähigkeit im Bereich von ca. 10 bis 12 W/mK. Diese
Leitfähigkeit ist wesentlich geringer als die herkömmlicher
Formwerkstoffe, wie z. B. die von Graugußeisen, das eine
Leitfähigkeit von ca. 32 W/mK hat. Der primäre Grund für
die Verwendung von Werkstoffen mit relativ geringer Leit
fähigkeit liegt darin, eine konstante Temperatur der inneren
Formoberfläche für eine einwandfreie Kühlung des geschmol
zenen Glases aufrecht zu erhalten. Bei Formwerkstoffen
mit einer relativ hohen thermischen Leitfähigkeit treten
oftmals vermehrt ungleichmäßige Temperaturen an verschiedenen
Stellen der Form auf, was zu Brüchen führen kann. Thermisch
höher leitfähige Wirkstoffe gehen oftmals einher mit dem
Auftreten ungleichmäßiger Formoberflächentemperaturen von
einer Flasche zur nächsten, was die Zuverlässigkeit und
die Lebensdauer verringert.
Unter Umständen wird man vorschnell darauf schließen, daß
die Verwendung eines Werkstoffes mit geringer Wärmeleitfähig
keit nachteilig sein kann, da er den Abkühlvorgang verlang
samt und somit die Zeit für das Abkühlen und Entnehmen
eines Glasbehälters aus der Form ansteigt. Die höhere Festig
keit und insbesondere die verbesserte Korrosionsbeständigkeit
des bei der Erfindung verwendeten Werkstoffes ermöglicht
jedoch beispielsweise im Vergleich zu Graugußeisen den
Einsatz einer wesentlich dünneren Behälterformwand, so
daß das schnelle Abkühlen erreicht wird, obwohl die ther
mische Leitfähigkeit des Wandwerkstoffes geringer ist.
Die Dicke T (Fig. 4) der Formwand der inneren Schale ist
kleiner als ca. 15 mm und liegt vorzugsweise im Bereich
von 10 bis 15 mm. Demgegenüber liegt die Formwanddicke
herkömmlicher Behälterformen aus Graugußeisen typischerweise
im Bereich der 3,5 bis 6fachen Dicke; im wesentlichen
im Bereich von 50 bis 60 mm.
Somit unterscheidet sich die Idee, die hinter der Form
der vorliegenden Erfindung steht, d. h. eine relativ dünne
Formwand aus einem Werkstoff mit einer relativ geringen
thermischen Leitfähigkeit zu verwenden, grundsätzlich vom
früheren Konzept, d. h. eine relativ dicke Formwand aus
einem Werkstoff zu verwenden, der eine relativ hohe ther
mische Leitfähigkeit hat. Die dünnere Wand ermöglicht es,
das System schneller abzukühlen, da die vom geschmolzenen
Glas abzuführende und zu dissipierende Wärme in der dünneren
Wand eine kürzere Entfernung zurücklegen muß als in einer
dickeren Wand. Aufgrund der dünneren Wand spricht das System
ferner besser auf eine externe Temperatursteuerung an.
Die dünnere Wand erhöht die Abkühlgeschwindigkeit stärker,
als die geringere thermische Leitfähigkeit die Abkühlge
schwindigkeit verringert, so daß im Endeffekt eine Steigerung
der Abkühlgeschwindigkeit erreicht wird.
Der Formwerkstoff, aus dem die innere Schale hergestellt
ist, bildet vorzugsweise bei Temperaturen von mehr als
ca. 500°C eine schützende Oxydschicht, die beständig gegen
über dem Ankleben geschmolzenen Glases daran ist. Die Dicke
dieser Oxydschicht liegt üblicherweise mindestens bei ca.
5 Mikrometer. Es ist wichtig, daß diese Schicht eine relativ
gleichmäßige Dicke und eine einwandfreie Topographie auf
weist. Diese Schicht dient zum Schutz der Form vor Verschleiß
und Korrosion und zur Vermeidung des Anklebens des Glases
an die innere Formoberfläche 58 der Form 12. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die
gewünschte Oxydschicht durch Verwendung eines Formwerkstoffes
erreicht, der einen Chromgehalt von mindestens 15 Gewichts-%
aufweist, vorzugsweise zwischen ca. 15 und 35 Gewichts-%
und insbesondere zwischen 16 und 33 Gewichts-%. Die sich
gemäß der Erfindung bildende Schicht ist eine zähe, fest
haftende Schicht, die während des Betriebes an der Form
oberfläche haften bleibt. Demgegenüber ist jegliche Oxyd
schicht, die sich auf Graugußeisen ausbildet, vergleichsweise
relativ porös und haftet schlecht.
Die innere Schale des Formmaterials wird so gewählt, daß
sie im Betrieb eine Festklebetemperatur des Glases im Bereich
von ca. 700 bis 750°C hat, verglichen mit ca. 600 bis 630°C
von Graugußeisen. Somit muß der zu formende Glasbehälter
lediglich bis in den Bereich von ca. 700 bis 750°C abgekühlt
werden, bis er sicher und ohne Festkleben aus der Form
entnommen werden kann, wodurch die Durchlaufzeit verkürzt
und die Produktivität gesteigert wird. Untersuchungen haben
gezeigt, daß eine aus Graugußeisen hergestellte Form ca.
25 Sekunden für die Herstellung eines Glasbehälters erfor
dert, wohingegen eine aus einer Legierung T-700 (siehe
Tabelle I) hergestellte Form weniger als 20 Sekunden erfor
dert. Die Lebensdauer der Form erhöht sich somit infolge
der verringerten Kontaktzeit mit dem Glas und infolge der
verbesserten Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit des
Formmaterials. Ferner wird die Produktivität erhöht, da
mehr Behälter pro Stunde hergestellt werden können.
Der Werkstoff, aus dem die innere Schale der Form hergestellt
ist, hat eine Schmelztemperatur, die wesentlich größer
als die Betriebstemperatur des geschmolzenen Glases ist
und weist bei den während des Formprozesses auftretenden
hohen Temperaturen eine relativ hohe Verschleiß- und Kor
rosionsbeständigkeit auf. Das bevorzugte Material hat eine
Härte von mindestens ca. 20 Rockwell C (RC), vorzugsweise
im Bereich von ca. 20 bis 60 RC und insbesondere im Bereich
von ca. 30 bis 60 RC. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
weist eine Härte von ca. 35 RC auf.
Manche bevorzugten Ausführungsbeispiele der inneren Schale
der Erfindung sind aus Legierungen auf Kobaltbasis herge
stellt, andere aus Legierungen auf Nickelbasis und andere
aus Legierungen auf Eisenbasis. Bevorzugte Ausführungsbei
spiele sind insbesondere aus den folgenden Legierungen
hergestellt:
Die Legierungen auf Eisenbasis, die bei der inneren Schale
der Form verwendet werden (z. B. Legierung 93 aus Tabelle
I) unterscheiden sich klar von Graugußeisen und niedrig
legierten Chromnickelstählen, die herkömmlicherweise für
Glasbehälterformen verwendet werden, dadurch, daß sie relativ
hohe Anteile von Legierungselementen enthalten, insbesondere
mindestens ca. 30 Gewichts-% an Legierungselementen, die
aus der Gruppe gewählt werden, die aus Cr, Co, W, Si und
Mo besteht, und bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mehr als 40 Gewichts-% an Legierungselementen. Die Legierungen
auf Nickelbasis, die im Zusammenhang mit der inneren Schale
der Form verwendet werden (z. B. Legierungen 230, 625, T-700
und 718) enthalten mindestens 40 Gewichts-% Nickel. Die
Legierungen auf Kobaltbasis, die im Zusammenhang mit der
Innenformschale der Erfindung verwendet werden (z. B. Legie
rungen 33, 250, 25 und 188) enthalten mindestens 38 Gewichts-%
Kobalt und vorzugsweise ca. 43 Gewichts-% Kobalt. Die außer
gewöhnliche Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der
gewählten hochlegierten Stähle, der Legierungen auf Nickel
basis und der Legierungen auf Kobaltbasis bei hohen Tempe
raturen ermöglichen eine verlängerte Lebensdauer der Form.
Die äußere Schale der Form ist vorzugsweise aus dem gleichen
Werkstoff hergestellt wie die innere Schale, aber der Werk
stoff der äußeren Schale der Form ist nicht besonders kri
tisch, da er mit dem geschmolzenen Glas nicht in Berührung
tritt.
Da bei den obigen Ausführungsbeispielen zahlreiche Änderungen
vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung
zu verlassen, ist beabsichtigt, daß der Gegenstand der
gesamten obigen Beschreibung in einem illustrativen und
nicht in einem beschreibenden Sinn zu verstehen ist.
Claims (16)
1. Form zum Formen von Glaswaren, mit
einem Paar von Formhälften, die relativ zueinander beweglich sind, von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung, in der die Formhälften aneinander anliegen, zur Bildung eines Formhohlraumes zum Formen eines Glasgegenstandes, wobei der Formhohlraum eine senkrechte Achse aufweist,
wobei jede Formhälfte ein inneres Schalenteil und ein äußeres Schalenteil aufweist, die inneren Schalen teile der beiden Formhälften so aufgebaut und ange ordnet sind, daß sie aneinander anliegen, wenn die Formhälften in der Schließstellung sind, zur Bildung einer inneren Schale mit einer inneren Formoberfläche, die den Formhohlraum bildet, und die äußeren Schalen teile der beiden Formhälften so aufgebaut und ange ordnet sind, daß sie aneinander anliegen, wenn die Formhälften in der Schließstellung sind, zur Bildung einer äußeren Schale, die seitlich nach außen von der inneren Schale beabstandet ist, zur Bildung eines dazwischenliegenden Spaltes,
einem oder mehreren Einlässen zum Einströmen des Kühl gases in den Spalt,
einen oder mehreren Auslässen zum Ausströmen des Kühl gases aus dem Spalt, und
Wärmeübertragungsmittel an der inneren Schale, die sich seitlich nach außen von der inneren Schale in den Spalt erstrecken, für den Kontakt mit dem durch den Spalt strömenden Kühlgas, wodurch die innere Schale gekühlt wird,
wobei die innere Schale aus einem Hartwerkstoff her gestellt ist, der eine Schmelztemperatur aufweist, die wesentlich größer als die Arbeitstemperatur des Glases ist, einer Wärmeleitfähigkeit, die kleiner als ca. 15 W/mK ist und der die Eigenschaft hat, bei Temperaturen von mehr als ca. 500°C eine schützende Oxydschicht zu bilden, die fest an der inneren Form oberfläche haftet.
einem Paar von Formhälften, die relativ zueinander beweglich sind, von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung, in der die Formhälften aneinander anliegen, zur Bildung eines Formhohlraumes zum Formen eines Glasgegenstandes, wobei der Formhohlraum eine senkrechte Achse aufweist,
wobei jede Formhälfte ein inneres Schalenteil und ein äußeres Schalenteil aufweist, die inneren Schalen teile der beiden Formhälften so aufgebaut und ange ordnet sind, daß sie aneinander anliegen, wenn die Formhälften in der Schließstellung sind, zur Bildung einer inneren Schale mit einer inneren Formoberfläche, die den Formhohlraum bildet, und die äußeren Schalen teile der beiden Formhälften so aufgebaut und ange ordnet sind, daß sie aneinander anliegen, wenn die Formhälften in der Schließstellung sind, zur Bildung einer äußeren Schale, die seitlich nach außen von der inneren Schale beabstandet ist, zur Bildung eines dazwischenliegenden Spaltes,
einem oder mehreren Einlässen zum Einströmen des Kühl gases in den Spalt,
einen oder mehreren Auslässen zum Ausströmen des Kühl gases aus dem Spalt, und
Wärmeübertragungsmittel an der inneren Schale, die sich seitlich nach außen von der inneren Schale in den Spalt erstrecken, für den Kontakt mit dem durch den Spalt strömenden Kühlgas, wodurch die innere Schale gekühlt wird,
wobei die innere Schale aus einem Hartwerkstoff her gestellt ist, der eine Schmelztemperatur aufweist, die wesentlich größer als die Arbeitstemperatur des Glases ist, einer Wärmeleitfähigkeit, die kleiner als ca. 15 W/mK ist und der die Eigenschaft hat, bei Temperaturen von mehr als ca. 500°C eine schützende Oxydschicht zu bilden, die fest an der inneren Form oberfläche haftet.
2. Form nach Anspruch 1, bei der die Wärmeübertragungs
elemente im wesentlichen gleichmäßig um die innere
Schale verteilt sind, um die innere Formoberfläche
der Schale während des Formvorganges auf einer im
wesentlichen gleichen Temperatur zu halten.
3. Form nach Anspruch 2, bei der die Wärmeübertragungs
elemente eine Vielzahl von Rippen an der inneren Schale
aufweisen.
4. Form nach Anspruch 3, bei der jede der Rippen eine
äußere Kante aufweist, die von der äußeren Schale
nach innen beabstandet ist, um es dem Kühlgasstrom
zu ermöglichen, zwischen die Rippen und die äußere
Schale zu strömen.
5. Form nach Anspruch 4, bei der die Rippen in senkrechten
Ebenen liegen, die von der inneren Schale nach außen
abstehen.
6. Form nach Anspruch 5, bei der jede Rippe eine Reihe
vertikal voneinander beabstandeter Öffnungen aufweist,
die ein Hindurchströmen des Kühlgases ermöglichen.
7. Form nach Anspruch 6, bei der die Öffnungen Einschnitte
sind, die sich von der äußeren Kante einer jeden Rippe
nach innen erstrecken, wobei die Einschnitte die Rippe
in eine Reihe vertikal voneinander beabstandeter Rip
pensegmente unterteilen.
8. Form nach Anspruch 4, bei der die äußere Schale obere
und untere Enden aufweist und bei der der eine oder
die mehreren Einlässe in der Nähe des oberen Endes
der äußeren Schale sind und der eine oder die mehreren
Auslässe in der Nähe des unteren Endes der äußeren
Schale sind, wobei der Kühlgasstrom in einer abwärts
gerichteten Richtung durch den Spalt strömt.
9. Form nach Anspruch 1, bei der die innere Schale aus
einer Legierung auf Eisenbasis hergestellt ist, mit
mindestens 30 Gewichts-% an Legierungselementen aus
der aus Cr, Co, W, Si und Mo gebildeten Gruppe.
10. Form nach Anspruch 1, bei der die innere Schale aus
einer Legierung hergestellt ist, die mindestens ca.
40 Gewichts-% Nickel enthält.
11. Form nach Anspruch 1, bei der die innere Schale aus
einer Legierung hergestellt ist, die mindestens ca.
43 Gewichts-% Kobalt enthält.
12. Form nach Anspruch 1, bei der die innere Schale aus
einer Legierung hergestellt ist, die mindestens ca.
15 Gewichts-% Chrom enthält.
13. Form nach Anspruch 12, bei der die innere Schale aus
einer Legierung hergestellt ist, die zwischen ca.
16 und 33 Gewichts-% Chrom enthält.
14. Form nach Anspruch 1, bei der die innere Schale aus
einem Werkstoff hergestellt ist, der eine Wärmeleit
fähigkeit im Bereich von ca. 8 bis 15 W/mK hat.
15. Form nach Anspruch 14, bei der die innere Schale aus
einem Werkstoff hergestellt ist, der eine Wärmeleitfä
higkeit im Bereich von ca. 10 bis 12 W/mK hat.
16. Form nach Anspruch 1, bei der die durchschnittliche
Querschnittsdicke des inneren Schalenteils im Bereich
zwischen ca. 10 mm und ca. 15 mm liegt.
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