DE2410923B2

DE2410923B2 - Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings und Form zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2410923B2
Application number: DE2410923A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1978-08-24
Also published as: CH575887A5; BR7401596D0; CA997562A; NL7402640A; JPS5029619A; HK14477A; LU69547A1; DD113884A5; IT1009201B; FR2220481B1; AR202708A1; AU6612074A; DE2410923A1; IE39020L; IE39020B1; GB1429343A; MY7700197A; NL159354B; JPS5439846B2; FR2220481A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings, der durch nachfolgendes Pressen fertiggeformt wird, sowie auf Formen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Eine bevorzugte Anwendung findet die Erfindung bei der Herstellung von Vorformlingen für Linsen, wobei mindestens eine Oberfläche nach der Formgebung keine oder nur eine geringfügige Endbehandlung erfordert, um gute optische Eigenschaften zu erzielen.

Linsen oder Prismen für optische Zwecke werden bisher so hergestellt, daß ein Vorformling gebildet wird, der anschließend geschliffen und poliert wird oder aber aus feuerpolierten Glasstäben in hochwertig polierten Formen nachgepreßt wird, um die endgültige genaue Oberfläche mit hochwertigen optischen Eigenschaften zu bilden. Schleifen und Polieren sind jedoch kostspielig und zeitraubende Arbeitsverfahren, so daß eine Verringerung der von dem Vorformling abzutragenden Glasmenge zur Bildung des endgültigen Gegenstandes eine wesentliche Erhöhung des Durchsatzes in der Massenfabrikation bedeutet. Das Nachpressen ist im wesentlichen ein von Hand durchgeführtes Verfahren, wobei ein Wiedererhitzen der feuerpolierten Glasstange und ein Pressen in hochwertig polierten Formen erforderlich ist. Das Nachformen wird im allgemeinen angewendet, wenn Schleifen und Polieren unerwartet große Schwierigkeiten und hohe Kosten verursachen, wie dies beispielsweise bei der Bildung von asphärischen Linsen der Butzenscheibenart der Fall ist Weitere Schwierigkeiten treten dann auf, wenn ein Glas verarbeitet wird, das bei der Liquidustemperatur sehr dünnflüssig ist, da es dann zu leicht von der Quelle für geschmolzenes Glas abfließt, die oberhalb der Liquidustemperatur gehalten werden muß, um ein Entglasen zu

ίο verhindern. Dieser Schwierigkeil ist bei der Herstellung von Vorformlingen für Linsen dadurch begegnet worden, daß das Glas unmittelbar in die Form eingespeist wurde, da derartige Gläser keine Glasposten bilden, die abgeschnitten werden können, um in der üblichen Weise den Pressformen zugeleitet zu werden. Vorformlinge, die in dieser Weise gebildet sind, erfordern ein beträchtliches Schleifen und Polieren, um die endgültige Gestalt zu erhalten. Optisches Glas wird auch kontinuierlich in Blöcke gegossen, die zur Weiterverarbeitung verkauft werden. Der Endverbraucher schneidet dann von diesen Blöcken Teile ab, um sie im Nachpressverfahren zu verarbeiten. Es ist nicht möglich, optisches Glas in verhältnismäßig kleinen Abmessungen zu gießen, beispielsweise in der Größen-Ordnung von 4 mm Dicke und 60 mm Breite, da die Berührung mit festen Flächen der Form während des Giessens Oberflächenschäden und Falten verursachen, die ein Schleifen und Polieren der Oberflächen der gebildeten Blöcke erfordern, und dies würde bei deren geringen Größe unwirtschaftlich sein.

Bei dem üblichen Pressen, beispielsweise von Vorformlingen für Linsen, werden Drehtische verwendet, auf denen eine Reihe von Formen angeordnet sind, die taktweise fortbewegt werden, um in einer Station mit einem Glasposten oder geschmolzenem Glas gespeist zu werden, so dann in einer anderen Station gepreßt werden und nach dem Auswerfen in einer letzten Station einem Kühlofen zugeleitet werden. Diese Arbeitsvorgänge können schnell durchgeführt werden, da in der gleichen Stellung des Drehtisches niemals zwei Vorgänge gleichzeitig vorgenommen werden. Eine genaue Temperatursteuerung der einzelnen Formen ist indessen schwer zu erzielen, so daß sich untragbare Kosten bei einer Herstellung von Vorformlingen für Linsen ergeben.

Es ist augenscheinlich, daß die Herstellungszeit zwischen der Glaszuspeisung und der endgültigen Gestalt des Glasgegenstandes verringert würde, wenn die abschließende Oberflächenbearbeitung vermieden

so werden könnte oder zu mindestens das Ausmaß dieser Nacharbeitung, z. B. Schleifen und Polieren, beträchtlich verringert werden könnte. Es ist nun seit langem bekannt daß heißes Glas, das sich verformen oder fließen kann, also beispielsweise im erweichten oder sogar flüssigen Zustand ist, auf einem Luftpolster ohne Berührung mit der abstützenden Fläche abgestützt werden kann. Damit ist ein Haften oder eine Beschädigung der Glasoberfläche vermieden, wenn derartige Gaspolsterabstützungen verwendet werden.

In der Praxis ist diese Art der Abstützung bisher vorwiegend für das Biegen von Glastafeln verwendet worden, um Oberflächenschäden beim Biegen zu vermeiden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Zuspeisung von geschmolzenem Glas poröse Walzen zu verwenden und dann das gebildete Glasband auf einem Luftpolster abzustützen.

Bei einer Abstützung des Glases auf einem Gaspolster ist bisher angestrebt worden, die Berührung

zwischen formgebenden Flächen und dem zu formenden Glas während der Formgebung zu verhindern. Eine sehr genaue Formgebung erfordert jedoch eine Bearbeitung mit unmittelbarem Flächenkontakt

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren so zu führen, daß unter Beibehalten der erzielten, der Feuerpolierung ähnlichen Oberflächeneigenschaften ein genaues Ferligformen durch unmittelbaren Flächenkontakt erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patenanspruchs 1 herausgestellten Maßnahmen gelöst Eine weitere vorteilhafte Verfahrensführung sowie Formen zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird eine Beschädigung des Glases während der Formgebung im wesentlichen unterbunden, so daß eine folgende Endbearbeitung der Oberflächen wesentlich verringert oder sogar entbehrlich ist sowie dementsprechend die Herstellungszeiten verkürzt werden.

In den Zeichnungen sind AusführungsbeispieJe von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung einer ersten Ausführungsform zur Zuspeisung von Glasposten zur Konditionierung und Weiterleitung zu einer Preßfrom,

F i g. 2 einen Teilschnitt nach der Linie H-II in F i g. 1 in größeren Maßstabe,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung nach F ig. 1,

F i g. 4 eine Teilseitenansicht zu F i g. 1 im Bereich des Pfeiles IV in F ig. 1,

F i g. 5 eine Draufsicht zu F i g. 4,

Fig.6 eine schematische Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Saugdruckeinrichtung zum Entfernen des konditionierten Glases von der Abstützung sowie Einrichtungen zur Steuerung der Umgebungstemperatur der Abstützung,

F i g. 7 eine Draufsicht auf F i g. 6,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform einer Vorrichtung, wobei die Einrichtungen zum Trennen des konditionierten Glases von der Abstützung und dessen Übergabe abgeändert sind,

F i g. 9 eine schematische Seitenansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform zur Herstellung von Vorformlingan für asphärische Linsen, in der die porösen Abstützungen zugleich als Preßform verwendet sind,

Fig. 10 bis 15 schematische Schnitte durch eine Preßform der Vorrichtung nach F i g. 9 in verschiedenen Phasen des Herstellungsablaufs,

Fig. 16 einen Schnitt durch eine abgewandelte. Preßform, und

F i g. 17 einen Schnitt durch eine weitere abgewandelte Bauform einer Preßform.

Bei der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 5 ist ein Drehtisch 10 auf einem ortsfesten Fußgestell 11 angeordnet, und ein hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter Druckkolben 12 (Fig. 1) bewirkt ein schrittweises Drehen des Drehtisches 10. Auf dem Drehtisch 10 sind acht poröse Formen 14 befestigt, die an dem freien Ende von horizontalen radial gerichteten Armen 15 in Haltern 16 sitzen, so daß sie längs einer Kreisbogenbahn schrittweise vorwärts bewegt werden.

Die Bewegungsbahn enthält eine Füllstation D (F i g. 1 und 2), in der geschmolzenes Glas aus einem Speiserohr 17 (Fig.2) in die Formen 14 zugespeist werden kann, und eine Übergabestation T, die im einzelnen in F i g. 4 und 5 dargestellt ist

In der Füllstation D ist unmittelbar unter der Mündung 18 des Speiserohrs 17 eine Absperreinrichtung 19 vorgesehen, die aus zwei miteinander zusammenarbeitenden Platten 20 und 21 besteht, die an den zugewandten Kanten halbkreisförmige Aussparungen aufweisen, so daß sie beim Auseinanderziehen durch ein Scherengestänge 22 eine kreisförmige öffnung bilden, durch die das geschmolzene Glas abfließen kann. Diese Anordnung ähnelt einer Einrichtung, bei der ein Glas größerer Viskosität von einem Glasposten abgeschert wird, jedoch, da die Vorrichtung für dünnflüßigeres Glas bestimmt ist, müssen die Platten 20 und 21 normalerweise in der Schließstellung gehalten werden.

Jede Form 14 ist porös und kann aus einem gefritteten, jedoch verhältnismäßig feinpulverförmigen hochfeuerfesten Werkstoff hergestellt sein, wie beispielsweise aus gesintertem Pulver aus rostfreiem Stahl, Graphit oder gesinterten! Siliziumkarbid oder anderen Werkstoffen, die einen Gasstrom durch kleine schlangenförmige Kanäle gestatten, jedoch hierbei dem Strom einen ausreichenden Widerstand entgegensetzen, so daß bei niedrigem Gasüberdruck auf der Unterseite beispielsweise in der Grössenordnung von 0,07—2,1 bar eine Oberflächenschicht in der Größenordnung von 0,5 mm auf der Innenseite gebildet wird.

Die Formen 14 haben im Ausführungsbeispiel die Form von Näpfen, die in einem Ring 23 des Halters 16 durch eine Überwurfmutter 24, die auf den Ring 23 aufgeschraubt ist, festgehalten werden. Ein Metallnapf 25 ist auf der Unterseite des Ringes 23 vorgesehen und bildet an der Außenseite des Napfes 14 eine geschlossene Druckkammer 26. Durch ein Rohr 27 ist die Druckkammer 26 mit einer Bohrung im Schaftteil 28 des Halters 16 verbunden, der auf das Ende des radialen Armes aufgekeilt ist und mit diesem über eine Überwurfmutter 29 und eine zwischengelegte Gasdichtung 30 verbunden ist. Der radiale Arm 15 enthält ebenfalls eine axiale Bohrung 31, die zu einer zentralen Kammer 32 im Drehtisch 10 führt, mit der eine an sich bekannte drehbare Verbindung 33 zu einer ortsfesten Zuleitung 34 verbunden ist Die Zuleitung 34 erhält von einer Quelle Stickstoff oder ein anderes Gas.

Jeder Arm 15 ist zusammen mit dem Halter 16 um die eigene Achse drehbar, um die Formen 14 in der in F i g. 3 angedeuteten Weise schwenken zu können. Zu diesem Zwecke ist jeder Arm 15 in Lagern 35 und 36 im Drehtisch 10 gelagert Jeder radiale Arm 15 trägt hierzu ein Ritzel 37, das im Ausführungsbeispiel an der Überwurfmutter 29 gebildet ist und drehfest mit dem radialen Arm 15 verstiftet ist. Jedes Ritzel 37 kämmt mit einer zugeordneten lotrechten Zahnstange 38, die in Fig.2 der Deutlichkeit halber fortgelassen ist Die Zahnstange 38 hat eine in Querrichtung liegende Leiste 381 mit T-förmigem Querschnitt (F i g. 4 und 5), die in einem entsprechenden Schlitz in einer Führung 39 gleitet, die an einem Gehäuse 40 für das Lager 36 am Drehtisch 10 befestigt ist

In der Übergabestation T weist das Fußgestell eine vorstehende Platte 41 auf, die ein lotrechtes, hydraulisches oder pneumatisches Kolbenzylinderaggregat 42 trägt (Fig.4), dessen Kolben ein Betätigungsglied 43 trägt, das am oberen Ende einen horizonti-ien Schlitz

431 enthält. In diesen Schlitz kann ein horizontaler Lappen 382 am unteren Ende jeder Zahnstange 38 eintreten, wodurch eine Antriebsverbindung gebildet ist, durch die das Kolbenzylinderaggregat 42 die jeweils gekuppelte Zahnstange 38 in der Senkrechten hin- und herbewegt, wodurch die zugeordnete Form 14 gewendet wird und danach wieder in ihre Anfangslage zurückgeschwenkt wird.

Wie in F i g. 3 zeigt, ist eine geneigte Rutsche 44 mit ihrem oberen Ende unterhalb der jeweils in der Übergabestation befindlichen Form 14 angeordnet und führt schräg nach unten geneigt in den Bereich einer Preßform 45.

Während des Betriebes erhält der Drehtisch 10 eine taktweise Drehung durch den Druckkolben 12 und es wird ein gegen den Werkstoff der Vorrichtung und das Glas inertes Gas über die Zuleitung 34 zugeleitet und gelangt in die Druckkammer 26 an der Außenseite jeder Form 14. In der Füllstation D werden die Platten 20 und 21 der Absperreinrichtung 19 für eine vorgegebene Zeit auseinandergezogen, so daß eine abgemessene Glasmenge in die darunter befindliche Form 14 zugespeist wird. Die Temperatur und die Viskosität des Glases wird gesteuert, so daß die hierauf abgestimmte Öffnungszeit die Zuspeisung einer vorgegebenen Glasmenge ermöglicht.

Das zugeleitete Gas kann Stickstoff sein, zu bevorzugen ist jedoch eine Mischung aus Stickstoff und etwa 5% Wasserstoff. Die Zuspeisung erfolgt mit einem Überdruck von 0,07 bis 2,1 bar. Das Gas strömt durch die porösen Formen 14 und bildet auf der Innenseite die erforderlichen Gaspolster, ohne daß merkbare Gasströme oder Gasstrahlen an der porösen Oberfläche auftreten, die schädlich auf die Oberfläche des Glases einwirken könnten. Das gebildete Gaspolster verhindert jedoch eine Berührung zwischen dem Glas und der Fläche der Form 14, so daß das Glas in einen für das Pressen geeigneten Zustand konditioniert wird, wobei eine wesentliche Verminderung der Bildung von Kühlfalten eintritt und weitere Oberflächenschäden vermieden sind, die bei dem endgültigen Preßvorgang nicht völlig entfernt werden können. Das Gaspolster kann ferner zur Steuerung des Wärmeüberganges vom Glas benutzt werden. Notfalls kann das Gas erwärmt werden, um den Wärmeübergang vom Glas zu verringern und damit ein kleineres Temperaturgefälle im Glas zu erzielen.

Gleichzeitig mit der Konditionierung für das Pressen wird das in der Form 14 befindliche Glas vorgeformt und paßt sich in Annäherung an die endgültige zu formende Gestalt an. Dies erfolgt während der taktweisen Fortbewegung zur Übergabestation T. Wird diese erreicht, so tritt der Lappen 382 der Zahnstange 38 in den Schlitz 431 der Betätigungsgliedes 43 und das dann betätigte Kolbenzylinderaggregat 42 bewirkt eine Aufwärtsbewegung der Zahnstange 38. Durch das mit der Zahnstange 38 kämmende Ritzel 37 wird der zugeordnete radiale Arm 15 um seine Achse gedreht und wendet die Form 14, so daß seine obere Öffnung nach unten gerichtet ist und das konditionierte Glas auf die Rutsche 44 ausgeworfen wird, wonach durch Umkehr der Bewegung der Zahnstange 38 die Form 14 in die Anfangslage zurückgeschwenkt wird. Der konditionierte Vorformling gelangt über die Rutsche 44 in die Preßform 45, in der das Glas die endgültige gewünschte Gestalt in üblicher Weise erhält.

Die entleerte Form 14 bewegt sich weiter in der geschlossenen Bewegungsbahn, wobei sie durch das durchströmende Gas gekühlt wird, und erreicht schließlich die Füllstation D, wo ihr erneut geschmolzenes Glas zugespeist wird.

Beim normalen Preßverfahren wird das Glas im allgemeinen mit einer Viskosität von etwa 5000 Poises zugespeist. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung kann das Zuspeisen des Glases zu den Formen 14 mit Viskositäten bis in die Größenordnung von 50 Poises vorgenommen werden.

ίο Eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung ist in den F i g. 6 und 7 schematisch dargestellt Hier sind die porösen Formen 14 auf einem Drehtisch 120 angeordnet, wobei in der Zeichnung der Deutlichkeit halber nur drei Formen 14 dargestellt sind. In der Füllstation D sind Speiseeinrichtungen für die Zuführung von geschmolzenem Glas vorgesehen, die in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 bis 5 ausgebildet sind. Auch sie enthalten eine Absperrvorrichtung 19 aus zwei Platten 20 und 21 unterhalb der Mündung 18 des Speiserohrs 17. Einzelheiten der Füllstation D wie auch der Übergabestation Tsind in Fig.7 zur Erhöhung der Deutlichkeit fortgelassen.
Die Formen 14 sind in gleicher Weise ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform, sind jedoch auf dem Drehtisch 120 um einen kurzen Weg in senkrechter Richtung bewegbar wie dies auf der linken Seite der F i g. 6 dargestellt ist. Jede Form 14 ist am oberen Ende eines senkrecht verstellbaren Schlitten 121 befestigt, der an seinem unteren Ende einen Schwalbenschwanzschlitz 122 aufweist, mit dem er einen Schwalbenschwanz 123 am Kopf eines Kolbens 124 aufnimmt, der in einem Druckluftzylinder 125 gleitet Eine Betätigung des Kolbens 124 wird durch einen pneumatischen Dämpfer 126 gedämpft. Die Zufuhr von Gas für die Gaspolster der Näpfe 14 erfolgt durch biegsame Rohre 127.

Erreicht während des Betriebes eine Form 14 die Füllstation D, so wird sie durch den Kolben 124 angehoben, so daß sie unmittelbar unter der Absperreinrichtung 19 liegt, so daß beim Öffnen der Absperreinrichtung das Glas anfangs nur einen kurzen Weg bis zum Boden der Form zu fallen hat. Nachdem die Form 14 gefüllt ist, wird sie langsam durch den Kolben 124 in die normale Lage abgesenkt, in der die Zuspeisung des geschmolzenen Glases durch die Platter 20 und 21 abgesperrt wird. Danach erfolgt die taktweise Fortbewegung zur nächsten Station. Bei gewisser Viskositäten des Glases wird auf diese Weise eine

so Maserung vermieden, die unerwünscht ist, weil das Glas um sich selbst gefaltet zugespeist wird.

Es wurde bereits erwähnt, daß das Gas erwärmt werden kann, um das Temperaturgefälle im Glas zi verringern, während es in der Form 14 konditioniert wird. Die Vorrichtung gemäß F i g. 6 und 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform zur Verringerung de! Temperaturgefälles. Zu diesem Zwecke ist eine tunnelförmige Muffe 130 vorgesehen, die die Bewe gungsbahn der Formen 14 zwischen der Füllstation L

und der Übergabestation rumschließt und in der inner Heizeinrichtungen, z. B. elektrische Heizelemente 131 vorgesehen sind. Mit Hilfe der Muffe 130 wird die Umgebungstemperatur der Formen 14 gesteuert, wenr sie von der Füllstation D zur Übergabestation T beweg werden, so daß die Wärmeableitung vom Glas unc damit das Temperaturgefälle im Glas beherrscht ist. Ei wurde festgestellt, daß die erhöhte Umgebungstempe ratur der Formen gestattet, das Glas den Formen mi

einer niedrigen Viskosität zuzuspeisen, d. h. daß ein heißeres Glas zugespeist werden kann und trotzdem die gewünschte endgültige Gestalt des gepreßten Glaskörpers erzielt wird. Der Gasdruck muß den höheren Temperaturbedingungen angepaßt werden und dann bis zu 2,1 kg/cm² Überdruck betragen, wenn eine heiße Form verwendet wird. Der Gasdruck wird natürlich außerdem von der Dicke der Wandung der Formen abhängen, die den erforderlichen Durchstrom von Gas zur Innenseite beeinflussen.

Anstelle der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1—5 dargestellten Einrichtung zum Wenden der Formen 14, um den konditionierten Vorformling auszuwerfen, ist in der abgewandelten Bauform eine Saugdruckeinrichtung vorgesehen, die für gewisse Fälle zu bevorzugen ist. Diese Einrichtung besteht aus einem Graphitblock, der die eine Seite einer Saugdruckkammer verschließt und mehrere enge senkrechte Bohrungen enthält. Eine derartige Einrichtung ist auf der rechten Seite von Fig.6 dargestellt Die Saugdruckkammer ist in einem kreisförmigen Gehäuse 132 gebildet, wobei die eine Seite 132a durch den mit Bohrungen versehenen Graphitblock gebildet ist. Das Gehäuse 132 sitzt am freien Ende eines rohrförmigen Armes 133, der um eine waagerechte Achse eines umlaufenden Verbindungsstücks 134 schwenkbar ist. Das Innere des Gehäuses 132 steht über den Arm 133 und die drehbare Verbindung 134 mit einer Saugdruckleitung 135 in Verbindung, die in allen Stellungen des Armes 133 außer der in Fig.S voll ausgezeichneten Stellung offen ist Außen ist an dem drehbaren Verbindungsstück 134 ein Ritzel 136 angeordnet, das mit einer Zahnstange 137 kämmt die lotrecht mittels eines Druckluftaggregats 138 bewegbar ist.

Erreicht während des Betriebes eine Form 14 mit konditioniertem Glas die Übergabestation T, so wird das Druckluftaggregat 138 betätigt, um die Zahnstange

137 anzuheben, wodurch der Arm 133 geschwenkt wird und das Gehäuse 132 über die Form 14 gelangt. Der auf der Seite 132a wirkende Saugdruck greift das konditionierte Glas 140, worauf das Druckluftaggregat

138 die Zahnstange zurückbewegt so daß der Arm 135 in die in Fig.6 dargestellte Lage zurückgeschwenkt wird. In dieser wird der Saugdruck abgeschlossen und dadurch der Vorformling 140 freigegeben. Er gelangt in einen geneigte Rutsche 141, die die Weiterleitung zu einer Preßstation M bewirkt. Der Vorformling 140 hat in Annäherung die endgültige Gestalt angenommen und kann in der Preßstation M in die endgültige Gestalt umgeformt werden, ohne daß die Oberflächen beschädigt werden.

Eine weitere abgewandelte Bauform ist schematisch in F i g. 8 dargestellt. Die Füllstation D, der Drehtisch 120 mit den Formen 14 sind in gleicher Weise ausgebildet wie bei der zuvor beschriebenen Bauform nach den F i g. 6 und 7, jedoch sind für das Trennen und Weiterleiten des Vorformlings abgewandelte Einrichtungen vorgesehen. Eine Saugdruckeinrichtung enthält ein kreisförmiges Gehäuse 132 wie die zuvor geschriebene Bauform, das jedoch aim freien Ende eines im wesentlichen waagerecht liegenden Armes 145 befestigt ist und um seine eigene Achse drehbar ausgebildet ist, und ferner um eine ihn tragende lotrechte Säule 146 schwenkbar und zugleich längs der lotrechten Achse verschieblich ist

Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Das Gehäuse 132 wird in einer waagerechten Ebene über den in der Übergabestation T befindlichen Napf 14 geschwenkt und der Arm 145 längs der lotrechten Achse der Säule 146 abgesenkt so daß der Vorformling 140 durch Saugdruck gegriffen wird. Danach wird das Gehäuse zusammen mit dem Vorformling aus der Form 14 herausgehoben, indem der Arm 145 lotrecht nach oben bewegt wird. Sodann wird der Arm 145 um 180° um die lotrechte Achse der Säule 146 geschwenkt, wobei gleichzeitig der Arm 145 um seine Achse gedreht wird, wodurch das Gehäuse 132 gewendet wird und

ι ο somit der Vorformling 140 nach oben gerichtet ist.

In der Preßstation M angekommen, erfolgt ein Absenken, um das endgültige Pressen vorzunehmen.

In der Preßstation M ist eine Preßform 147 lotrecht durch ein Kolbenzylinderaggregat 148 bewegbar oberhalb eines Ambosses 149 befestigt. Eine in Querrichtung verschwenkbare geneigte Rutsche 150 ist an einer lotrechten Säule 151 befestigt. Der Arm 145 wird nach unten bewegt, so daß das Gehäuse 132 auf dem Amboß 149 aufliegt und die Preßform 147 wird nach unten bewegt, um den Vorformling 140 in die endgültige Gestalt zu verformen, beispielsweise eine asphärische Linse. Danach wird die Preßform 147 angehoben und nimmt den fertig gepreßten Glasgegenstand mit, der in der oberen Endstellung der Preßform 147 mit bekannten Einrichtungen ausgeworfen wird. Während der Aufwärtsbewegung der Preßform 147 nach oben ist die Rutsche 150 aus der Bewegungsbahn ausgeschwenkt, wird jedoch bei Erreichen der oberen Endlage der Preßform 147 wieder in die dargestellte wirksame Lage zurückgeschwenkt, so daß der aus der

Preßform ausgeworfene Glaskörper längs der Rutsche

auf ein Förderband 152 gleitet, das ihn in einen Kühlofen 153 fördert.

Die Zeit, während der das Glas in der Form 14

gehalten ist, kann bei jeder der beschriebenen Vorrichtungen in einfacher Weise eingestellt werden, indem die ubergabestation T, in der der Vorformling zur endgültigen Verpressung übergeben wird, an entsprechender Stelle vorgesehen wird. Die Verweilzeit ist abhängig von der Glaszusammensetzung und von der erforderlichen Glasmenge, die zur Herstellung des gewünschten Produktes erforderlich ist sowie von den Wärmeübergangsbedingungen in der Form 14. Es wurde festgestellt, daß bei einem Aluminium-Phosphat- Glas, das wegen seiner geringen Viskosität bei Liquidustemperatur in üblichen Preßverfahren nur schwer zu verarbeiten ist, 25 g des Glases in eine Form 14, dem Stickstoff mit 2O⁰C Temperatur und einem Überdruck von 035 bar zugeleitet wurde, die Mindest zeit 2,25 Sekunden betrug, um das Glas für den Preßvorgang zu konditionieren.

Die Temperatur des Glases in der Form 14 kann leicht mittels eines Pyrometers bestimmt werden, woraus auf die Verweilzeit zum Konditionieren für das Verpressen geschlossen werden kann. Diese Temperatur ist natürlich abhängig von der Zusammensetzung des Glases und seiner Viskositäts-Zeit-Temperaturkurve. Das Pyrometer ist auch nur zum Einrichten der Vorrichtung erforderlich; nachdem zufriedenstellende Betriebsparameter ermittelt worden sind, ist eine dauernde Überwachung der Temperatur des Glases in den Formen nicht mehr erforderlich.

In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, daß nach dem Konditionieren und Vorformen des geschmolzenen Glases in der From 14 eine Verfestigung gestattet wird, bevor das Auswerfen erfolgt, wodurch die weitere Bearbeitung in dem bekannten Nachpreßverfahren aus der zuvor gewonnenen angenäherten Form in die

endgültige Gestalt vorgenommen wird. Gegenüber dem üblichen Nachpreßverfahren werden die Kosten erspart, die zum Abschneiden einer erforderlichen Glasmenge aufgewendet werden müssen und ferner werden Verluste an Glas durch ungenaues Abschneiden vermieden.

Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung ist in den Fig.9 bis 17 erläutert. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, daß die Form 14, in denen das Konditionieren des Glases erfolgt, zugleich auch als Preßform für den herzustellenden Gegenstand beispielsweise einen Vorformling für eine asphärische Linse, verwendet werden. Fig.9 veranschaulicht, wie die Füllstation D die Preßstation M und eine Auswurfstation R, in der die hergestellten Glaskörper aus den porösen Formen entfernt werden, kreisförmig auf dem Drehtisch 120 angeordnet sind. Die Füllstation D kann entsprechend F i g. 6 ausgebildet sein und die Auswurfstation R kann ähnlich der Übergabestation T in F i g. 6 ausgebildet werden, während die Preßstation M entsprechend der in Fig.8 ausgebildet ist. Die in der Auswurfstation R ausgeworfenen Vorformlinge 62 können über eine Rutsche 65 und ein Förderband 66 einem Kühlofen 67 zugeleitet werden.

Eine der porösen Formen 50, die als Behälter für das Konditionieren des Glases und zugleich für das Pressen des endgültigen Glaskörpers verwendet werden, ist in uen F i g. 10 bis 15 in schematischem Schnitt dargestellt. Die Form hat ein zylindrisches napfförmiges Gehäuse 51, das an der oberen Fläche offen ist. Das Gehäuse enthält einen porösen Einsatz 52, dessen konkave obere Fläche 54 den Boden und die Seitenwand der Form darstellt. Der Einsatz 52 ist in dem Gehäuse 51 durch eine Überwurfmutter 55 festgehalten, die einen zentralen Durchbruch hat und auf das Gehäuse 51 aufgeschraubt ist. Eine Druckkammer 56 ist zwischen dem Gehäuse 51 und dem Einsatz 52 gebildet und wird mit einem Gas, beispielsweise Stickstoff, mit Außentemperatur und einem Überdruck von 0,35 bar über ein Rohr 57 versorgt. Das zugeleitete Druckgas dringt durch die porösen Wände der Form und bildet an der Außenfläche ein Gaspolster einer Dicke von etwa 0,5 mm, durch das das Glas während des Konditionierens außer Berührung mit der konkaven Fläche 54 gehalten wird. In der Füllstation Z? (F i g. 10) ist das Glas dünnflüssig bei der Zuspeisetemperatur und wird in einem Strom 58 unmittelbar aus einem Speiserohr 59 der Form 50 zugespeist, wobei die Zuspeisung durch eine normalerweise geschlossene Absperreinrichtung 60 gesteuert wird. Nach Zuspeisung einer vorgegebenen Glasmenge wird der Glasstrom 58 durch die Absperreinrichtung 60 unterbrochen (Fig. 11) und das in der Form befindliche Glas 581 nimmt unter den Oberflächenspannungskräften des Glases, der Schwerkraft und dem Druck des Gaspolsters etwa die Gestalt der Form an, wobei eine Berührung mit der Fläche 54 der Form durch das Gaspolster unterbunden ist.

Die Form ist eine von mehreren in gleicher Weise auf dem Drehtisch 120 (Fig.9) angeordneten und wird taktweise von der Füllstation D zur Preßstation M und weiterhin zur Auswurfstation R bewegt.

In Fig. 12 ist die Gestalt des Glases dargestellt, die dieses während der Fortbewegung von der Füllstation D zur Preßstation M annimmt. Während dieser Bewegung wird das Glas auf eine Temperatur abgekühlt, bei der es verpreßt werden kann, ohne daß wesentliche Oberflächenschäden eintreten. Das Glas hat hierbei etwa die Gestalt der Form angenommen, lediglich die oberen Kanten sind durch Oberflächenspannung abgerundet und die konvexe asphärische Oberfläche ist durch das Gaspolster etwas einwärts verlagert.

In Fig. 13 ist der Preßvorgang veranschaulicht, bei dem ein Preßwerkzeug 61 senkrecht nach unten durch den zentralen Durchbruch der Überwurfmutter bewegt wird und das Glas in die gewünschte Gestalt unter

ίο Anlage gegen die Flächen der Form bringt. An den Stellen, wo die Oberfläche des Vorformlings größer als die der fertigen Linse ist, können Schwierigkeiten durch Falten in der Oberfläche entstehen. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Stirnfläche des Preßwerkzeugs 61 nach oben leicht konisch auszubilden. Die auf diese Weise an dem gepreßten Glaskörper gebildete konische Fläche flacht sich bei der endgültigen Abkühlung ab, da das Glas schrumpft und es kann die plane Fläche durch geringfügiges Abtragen durch Schleifen hergestellt werden.

In Fig. 14 ist das Preßwerkzeug 61 zurückgezogen und die Form in die Auswurfstation R weiter bewegt. Während dieser Bewegung hat sich das Glas so weit gesetzt, daß der Vorformling 62 für eine asphärische Linse aus der Form ausgeworfen werden kann.

Fig. 15 zeigt den Vorformling 62 nach dem Auswerfen aus der Form 50. Die konvexe Fläche 63 behält im wesentlichen ihre Feuerpolierung, die sie beim Füllen der Form infolge der Abstützung an dem Gaspolster annahm, und es ist lediglich die obere schwach konische Fläche 64 plan zu schleifen und zu polieren.

Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung dient die Form 50 also zwei Zwecken. Sie dient als Behälter, in dem das Glas unter Abstützung über ein Gaspolster konditioniert wird und annähernd die endgültige Gestalt annimmt, und wird anschließend als normale Preßform verwendet, durch die das Glas seine endgültige Gestalt erhält.

Wie bereits erwähnt, kann der Einsatz 52 aus gesintertem rostfreiem Stahl, gesintertem Nickel, gesintertem Monelmetall, porösem Graphit oder einem porösem feuerfesten Werkstoff, beispielsweise keramischem Werkstoff, bestehen. Die Oberfläche sollte glatt sein, wobei die Oberflächengüte von der geforderten Oberflächengenauigkeit des Werkstücks sowie von der Preßtemperatur abhängt. Diese Temperatur muß so gewählt werden, daß sie nicht zu hoch ist, damit das Glas nicht an der Form haftet, aber auch nicht niedrig, damit das Werkstück keine Oberflächenrisse erhält. Der Werkstoff für die Form sollte ein guter Wärmeleiter sein, jedoch muß darauf geachtet werden, daß keine zu starke Wärmeabfuhr erfolgt, da diese Risse im Glas verursachen kann. Es wurde festgestellt, daß gesinterter rostfreier Stahl zufriedenstellende Ergebnisse liefert, jedoch muß auf die Wahl der Porengröße geachtet werden, da bei zu großen Poren die Wärmeleitfähigkeit nicht ausreichend groß wird. Zweckmäßig wird eine Porengröße gewählt, bei der Partikel kleiner als 5 μΐη durchtreten können. Eine geeignete Oberflächengenauigkeit einer gesinterten Metallform kann dadurch erzielt werden, daß diese zunächst mechanisch poliert wird, danach elektrolytisch geätzt wird, um die beim Polieren geschlossenen Poren zu öffnen, worauf abschließend ein Polieren von Hand vorgenommen wird. Es ist auch möglich, eine polierte Form zu nehmen, bei der nur ein Teil, nämlich nahe dem tiefsten Punkt der Form, eine elektrolytische Ätzung und anschließende Handpolie-

rung erhält, um einen begrenzten Bereich zu schaffen, durch den Gas zur Bildung des Gaspolsters hindurchtreten kann.

Poröser Graphit mit einer Permeabilität für Stickstoffgas zwischen 0,7 χ 10~³ bis 5 χ 10-³cm²/ see cm WS wurde ebenfalls als brauchbar festgestellt.

Fig. 16 zeigt eine abgewandelte Form 70 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein Einsatz 72 anderer Gestalt verwendet ist. Dieser ist durch Zement 551 in dem Gehäuse 51 festgelegt. Die Druckkammer ist kleiner ausgebildet und besteht »us einem Ringraum 76 in der Bodenfläche des Einsatzes, der über radiale Kanäle 77 mit einem Ringraum 78 neben den Seitenwänden des Gehäuses in Verbindung steht, wobei an letzteren das Rohr 57 zur Gaszufuhr angeschlossen ist Bei dieser Anordnung ist die Gaszufuhr im wesentlichen auf den unteren Teil der konkaven Fläche 54 der Form konzentriert.

In F i g. 17 zeigt einen weitere Ausgestaltungsform einer Form, bei der nur ein Teil der konkaven Fläche porös ausgebildet ist. Die Form 80 besteht aus einem Block 81 aus festem Stoff, beispielsweise rostfreiem Stahl, der im oberen Teil der Aussparung 82 für die Bildung der Form enthält Axial im Block 81 ist eine zylindrische Aussparung 83 gebildet, die einen porösen Einsatz 84 aufnimmt. Unterhalb des porösen Einsatzes 84 ist eine weitere Aussparung 85 in dem Block gebildet, der die Druckkammer darstellt und über einen radialen Kanal 86 mit dem Rohr 57 zur Zufuhr des Druckgases verbunden ist. Die konkave Fläche 54 der Form wird somit zu einem Teil aus dem festen Werkstoff des Blockes 81 und zu einem Teil durch die Oberfläche des porösen Einsatzes 84 gebildet.

Die Art, in der die poröse Form gefüllt wird, hängt von der Viskosität des Glases ab, bei der es konditioniert ist, bevor es in die Form eingefüllt wird, und von den Viskositätseigenschaften des Glases. Die übliche Glaspostentechnik kann verwendet werden, jedoch ist, wie bereits oben erwähnt, vorzuziehen, das Glas mit einer niedrigen Viskosität der Form zuzuspeisen. Gläser mit steiler Viskositätstemperaturkurve können ebenfalls zum Verpressen in der erfindungsgemäßen Weise verwendet werden. In diesem Falle wird die Füllstation D entsprechend Fig.6 ausgebildet, wobei das Speiserohr 59 dicht oberhalb der Form 50 angeordnet wird, um durch Zurückfalten des Glases um sich selbst eine Maserung während der Zuspeisung zu verhindern, worauf dann die Form während der Zuspeisung abgesenkt wird, bis der Zustrom durch die Absperreinrichtung 60 abgesperrt wird. Die Zuspeisetemperatur wird möglichst hoch gewählt, um Markierungen aufgrund der Abscherwirkung klein zuhalten.

Die Verweilzeit des Glases, während es frei auf dem Gaspolster aufruht, ist so bemessen, daß das Glas sich der endgültigen Gestalt annähert, mit Ausnahme von Verformungen, die durch das Gaspolster bedingt sind. Diese Verweilzeit gestattet auch eine Abkühlung des Glases in einem Zustand, in dem es mit verhältnismäßig kleinen Schäden an den feuerpolierten Oberflächen, die sich durch die Berührung mit dem Gaspolster gebildet haben, durch Oberflächenberührung mit der From gepreßt werden kann. Das endgültige Pressen kann unter Anwesenheit des Gaspolsters oder auch ohne Gaspolster erfolgen, da der Preßdruck ausreicht, um den Druck des Gaspolsters zu überwinden.

Die gesamte Bearbeitungszeit vom Zuspeisen des Glases bis zum Auswerfen aus der Form beträgt bei einem Gewicht von 60 g 40 bis 60 Sekunden. Die Verweilzeit, in der das zu konditionierende Glas frei auf dem Gaspolster abgestützt ist, ist natürlich von der Menge des Glases, der Viskosität des Glases und den Viskositätseigenschaften des Glases abhängig. Im Falle von Brillenkronglas ist bei einem Gewicht von 60 gr eine Verweilzeit zum Konditionieren des Glases zwischen 20 und 30 Sekunden ermittelt worden.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings, der durch nachfolgendes Pressen fertiggeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein schmelzflüssiger Glasposten in eine Form gegeben wird, in der er auf einem Gaspolster abgestützt bis zum Ereichen der Pormhaltigkeit abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachpressen in derselben Form erfolgt

3. Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer porösen Abstützung und einer Einrichtung zum Zuleiten von Druckgas auf die Rückseite der porösen Abstützung, durch die das Druckgas hindurchtritt und das Gaspolster bildet, von dem das Glas ohne Berührung mit der Abstützung getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der porösen Abstützung aus gesintertem Metallpulver bestehen, mechanisch poliert, danach zum Öffnen der Poren elektrolytisch geätzt und abschließend handpoliert sind.

4. Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer porösen Abstützung und einer Einrichtung zum Zuleiten von Druckgas auf die Rückseite der porösen Abstützung, durch die das Druckgas hindurchtritt und das Gaspolster bildet, von dem das Glas ohne Berührung mit der Abstützung getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus porösem Graphit besteht.

5. Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer porösen Abstützung und einer Einrichtung zum Zuleiten von Druckgas auf die Rückseite der porösen Abstützung, durch die das Druckgas hindurchtritt und das Gaspolster bildet, von dem das Glas ohne Berührung mit der Abstützung getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus porösem keramischen Werkstoff besteht.