DE2410923C3 - Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings und Form zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings und Form zur Durchführung des VerfahrensInfo
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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.
F-inc 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 eier 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 feuerpolieren Glasslange und ein Pressen in hochwertig polierten Tonnen
erforderlieh is!. 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
verhindern. Dieser Schwierigkeit ist bei dler Herstellung
von Vorformlingen für Linsen dadurch begegnet worden, tlaß das Glas unmittelbar in die Form
eingespeist wurde, da derartige Gläser keine Glaspusten bilden, die abgeschnitten werden können, um in der
it üblichen Weise den Pressformen zugeleitet zu werden.
Vorformlinge, die in dieser Weise gebildet sind, erfordern ein beträchtliches Schleifen und Polieren, um
die endgültige Gestalt ni erhalten. Optisches Glas wird
auch kontinuierlich in Blöcke gegossen, die /ur 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 M) mm Breite, da die Berührung mit festen Flächen der Form während des
Giessens Oberfläc'-aenschäden 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, tun im einer Station
J5 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 isl augenscheinlich, daß die llcrstellungszeit zwischen der Glaszuspeisiing und der endgültigen
Gestalt des Glasgcgenslaiides verringert würde, wenn
die abseliließendt- Oberflächenbearbeitung vermieden
V) werden könnte oder zu mindestens das Ausmaß dieser
Naeharbeilung, z. B. Schleifen und Polieren, beträchtlich
verringert werden könnte. Es ist nun seit langem bekannt, daß heißes Glas, das sich verformen oiler
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 Gaspolslerabslütziiiigen verwendet werden.
wi In der Praxis ist diese Art der Abstützung bisher
vorwiegend für das Hieben von Glastafel!) verwendet
worden, um Oberflächenschäden beim Biegen zu vermeiden, l'.s isl auch schon vorgeschlagen worden, /ur
/(!speisung viin geschmolzenem CiI,is poröse Walzen zu
h'i verwenden und dann das gebildete Glasband .iiif einem
Luftpolster ,shziistülzeu.
Bei einer Abstützung des Glases auf einem Gaspolster
isl bisher angestrebt wurden, die Berührung
/wischen fonngebendcn 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 /u führen, daß
unter Beibehalten der erziehen, der Feuerpolieruiig
ähnlichen Oberflächeneigenschaften ein genaues Ferligfonnem
durch unmittelbaren Flächenkontak ι erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Paieranspruchs I herausgestellten Maßnahmen gelöst.
Eine weitere vorteilhafte Verfahrensführung sowie Formen zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich
aus den Unleransprfichen.
Durch «lie erfindungsgemäße Verfahrensführung wird eine Beschädigung des Glases während der Formgebung
im wesentlichen unterbunden, so daß eine folgende Endbearbeitung der Oberflachen wesentlich verringert
oder sogar entbehrlich ist sowie dementsprechend die I lerslclluings/eilen verkürzt werden.
In den Zeichnungen sind Ausfiihrungsbe^piele von
Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgeniäßen Verfahrens dargestellt. In den Zeichnungen zeigt
Fig. I eine Draufsicht auf eine Vorrichtung einer ersten Ausführungsform /ur Zuspeisung von Glasposten
zur Konditionierung und Weiterleitung zu einer Prcßfrom,
Fig.2 einen Teilschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1
in größeren Maßstabe,
I·" i g. 3 eine .Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung
nach Fig. I,
Fi g.4 eineTeilseitcnansicht /u Fig. I im Bereich des
Pfeiles IV in Fig. I.
F i g. 5 fine Draufsicht /u I·' i g. 4.
F"ig.ö eine schematische Seitenansicht einer abgewandelten
Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Saugdruckeinrichtung /um Entfernen des konditionierlcn
Glases von der Abstützung sowie Hinrichtungen zur Steuerung der Umgebungstemperatur der
Abstützung,
I" i g. 7 eine Draufsicht auf I" i g. b,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren
abgewandelten Ausführungsform einer Vorrichtung, wobei die Einrichtungen zum Trennen des
kondilionierteri Glases von der Abstützung und dessen
Übergabe abgeändert sind,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren
abgewandelten Ausfiihrungsform zur Herstellung von Vorformlingen für .!sphärische Linsen, in der die w
porösen Abstützungen zugleich als l'reUform verwendet
sind,
Fig. IO bis lr> schemalische Schnitte durch eine
Preßform der Vorrichtung nach F i g. 9 in verschiedenen Phasen des I lcrsltllungsahlaufs, y,
Fig. lh 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. I bis 5 ist ein w)
Drehtisch 10 aiii einem ortsfesten l'ullgestell Il
angeordnet, und ein hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter Druckkolben 12 (Fig. I) bewirkt ein
schrittweises Drehen des Drehtisches 10. Auf dem Drehtisch IO sind acht poröse Fnrmeii 14 befestigt, die f..
,111 dein freien Ende von horizontalen radial gerichteten
Armen IH in Haltern th sit/en, so daß sie längs einer
Kreisbogcnb.ihn schrittweise vorwärts bewegt werden.
Die Bewegungsbahn enthält eine Füllstation U(Fig. I
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 «einpulverförmigen
hochfeuerfesten Werkstoff hergestellt sein, wie beispielsweise aus gesintertem Pulver aus rostfreiem Stahl,
Graphit oder gesintertem 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 Finde des radialen
Armes aufgekeilt ist und mit diesem über eine Überwurfmutter 29 und eine zwischengclegte 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 M zu einer ortsfesten
Zuleitung 34 verbunden ist. Die Zuleitung 14 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 Jn 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 F i g. 2 der Deutlichkeit halber fortgelassen ist. Die
Zahnstange 38 ha' eine in Querrichtung liegende Leiste 381 mit Tförmigem Querschnitt (Fig.4 und 5). die in
einem entsprechenden Schiit/, in einer Führung W
gleitet, die an einem Gehäuse 40 für da? Lager )6 am Drehlisch 10 befestigt ist.
In der Übergabeslation Γ weist das Fußgestell eine
vorstehende Platte Jl auf. die ein lotrechtes, hydraulisches
oder pneumatisches Kolbenzyliiideraggregat 42 trägt (Fig. 4), dessen Kolben ein Betätigungsglied 43
trügt, das am oberen Ende einen horizontalen Schlitz
431 enthält. In diesen Schill/, kann ein horizontaler
Lappen 382 am unteren linde jeder Zahnstange 38 eintreten, wodurch eine Antriebsverbindung gebildet ist.
durch die das Kolbcn/ylindcraggregat 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 zuigi, ist eine geneigte Rutsche 44 mit
ihrem oberen Ende unterhalb der jeweils in der
Übcigabcstation befindlichen Form 14 angeordnet und
führt schräg nach unten geneigt in den Hereich einer
Preßform 45.
Wahrend des Betriebes erhält der Drehtisch 10 eine
taktweise Drehung durch den Druckkniben 12 und es wird ein gegen den Werkstoff der Vorrichtung und das
Glas inertes Gas über die Zuleitung 34 zugeleitet und gciangt in die Druckkammer 26 an der Außenseite jeder
Form 14. In der Füllstation D werden die Platten 20 und
21 der Abspcrrcinrichtung 19 für eine vorgegebene Zeil auseinandergezogen, so daß eine abgemessene Glasmenge
in die darunter befindliche Form 14 zugespeisi wird. Die Temperatur und die Viskosität des Glases wird
gesteuert, so daß die hierauf abgestimmte Öffnungszeit die Zuspeisung einer vorgegebenen Glasmcngc 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 G^sströme
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 Tempcraiurgefällc
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 Abwärtsbewegung der Zahnstange 38. Durch das mit
der Zahnstange 38 kämmende Ritzel 37 wird der zugeordnete radiale Arm 1.5 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 erreich schließlich die Füllstation I), wo ihr erneut gcschmol/c
ncs Glas zugcspeist wird.
Heim normalen Prcßverfahrcn wird das Glas in
allgemeinen mit einer Viskosität von etwa 5(HMl Poisei
zugespcist. Bei der erfindungsgemäßen Vcrfahrcnsfüh
rung kann das Zuspeisen des Glases /u den Formen U
mit Viskositäten bis in die Größenordnung von 5( Poises vorgenommen werden.
tune abgewandelte Aiisfiihriingsform d' r Vumch
Hing ist in den F i g. b und 7 schematisch tlargrMclll. I liei
sind die porösen Formen 14 auf einem Drehtisch 12( angeordnet, wobei in der Zeichnung der Puuiii hkei
halber nur drei Formen 14 dargestellt sind. In dci Füllstation D sind Spcisccinrichtungcn für die Zufüh
rung von geschmolzenem Glas vorgesehen, die ir gleicher Weise wie bei der Ausfiih^inRsform gemäß dr:
Fig. i bis 5 ausgebildet sind. Auch sie crnrwiicii tint
Absperrvorrichtung 19 aus zwei Piatlcn 20 und 21 unterhalb der Mündung if des Spciscrohrs 17
Finzelhciten der Füllstation I) wie auch der Übergabe station 7'sind in Fig. 7 zur [Erhöhung der Deutlichkeil
fortgelassen.
Die Formen 14 sind in gleicher Weise ausgebildet wie
bei der ersten Ausführungsform, sind jedoch auf den
Drehtisch 120 um einen kurzen Weg in scnkrpchtei
Richtung .'icwcgbar wie dies auf der linken Seite dei
F i g. 6 dargestellt ist. Jede Form 14 ist am oberen Fndc eines senkrecht verstellbaren Schlitten 121 befestigt, dci
an seinem unteren finde einen Sr'-^.-'benschwanz
schlitz 122 aufweist, mit dem ei einen Schwalben
schwanz. 123 am Kopf eines Kolbens 124 aufnimmt, dei
in einem Druckluftzylinder 125 gleitet, ['ine Betätigung
des Kolbens 124 wird durch einen pneumatischer Dämpfer 126 gedämpft. Die Zufuhr von Gas für di(
Gaspolster der Näpfe 14 erfolgt durch biegsame Röhrt 127.
Erreicht während des Betriebes eine Form 14 di(
Füllstation D, so wird sie durch den Kolben 12'
angehoben, so daß sie unmittelbar unter der Absperr einrichtung 19 liegt, so daß beim öffnen dei
Absperreinrichtung das Glas anfangs nur einen kurzer Weg bis zum Boden der Form zu fallen hat. Nachderr
die Form 14 gefüllt ist. wird sie langsam durch der 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 iaktweis<
Fortbewegung zur nächsten Station. Bei gewisser Viskositäten des Glases wird auf diese Weise eine
Maserung vermieden, die unerwünscht ist, weil das \_ila;
um sich selbst gefaltet zugespeist wird.
Es wurde bereits erwähnt, daß das Gas erwärm werden kann, um das Temperaturgefälle im Glas zi
verringern, während es in der Form 14 konditionier wird. Die Vorrichtung gemäß Fig.6 und 7 zeigt eine
abgewandelte Ausführungsform zur Verringerung de: Temperaturgefälles. Zu diesem Zwecke ist eint
tunnelförmige Muffe 130 vorgesehen, die die Bcwe gungsbahn der Formen 14 zwischen der Füllstation £
und der Übergabestation rumschließt und in der inner Heizeinrichtungen, z. B. elektrische Heizelemente 131
vorgesehen sind. Mit Hilfe der Muffe 130 wird dit Umgebungstemperatur der Formen 14 gesteuert, wenr
sie von der Füllstation Dzur Übergabestation T beweg werden, so daß die Wärmeableitung vom Glas unc
damit das Tcmperaturgefällc im Glas beherrscht ist. E:
wurde festgestellt, daß die erhöhte Umgcbungstempe ratur der Formen gestattet, das Glas den Formen mi
einer niedrigen Viskosität /u/.uspeiscn, d. h. daß ein
heißeres Glas zugcspcist werden kann und trol/dcm die
gewünschte endgültige Gestalt des gepreßten Glaskörpers erzielt wird. Der Gasdruck muß den höheren
Tcmperalurbcdingun^cii ungcpaßt werden und dann bis
zu 2,1 kg/cm' Überdruck betragen, wenn eine heiße
Form -rrwcndcl 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 I·'ig. 1—5 dargestellten Einrichtung zum Wenden der
Formen 14. um den konditiomcrtcn Vorformling auszuwerfen, ist in der abgewandelten Haiiform eine
Saugdriickcinrichtung vorgesehen, die für gewisse Fälle
zu bevorzugen ist. Diese Einrichtung besteht aus einem Graphitblock, der die eine Seite einer Saugdruckkam-
fen enthält. I1UnC derartige Einrichtung ist auf der
rechten Seite von Fig.6 dargestellt. Die Saugdruckkammer
ist in einem kreisförmigen Gehäuse 132 gebildet, wobei die eine Seite I32a durch den mit
Bohrungen versehenen Graphitblock gebildet ist. Das Gehäuse 132 sitzt am freien Ende eines rohrförmigen
Armes IU. 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 Arm'.·; 133 außer der in Fig.6 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 konditionicrtem Glas die Übergabestation T, so wird
das Druckluftaggregal 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 konditioniert 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 schemalisch in Fig.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 am 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 verschicbiich ist.
Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Das Gehäuse 132 wird in einer waagerechten Ebene über
den in der Obergabestation 7 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
somit der Vorformling 140 nach oben gerichtet ist.
In der Prcßslation 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
„Λ-Α nnnU ..»t»n Un...„,»t *-n ^nH ,4*.,. f~lr*U'Af-r* Ol „..Γ
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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 Übergabestation 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 Oberdruck von 0,35 bar zugeleitet wurde, die Mindestzeit
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 his 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 I) die
Preßstation M und eine Auswurfstation R, in der die hergestellten Glaskörper aus den porösen Formein
entfernt werden, kreisförmig auf dem Drehtisch 120 angeordnet sind. Die Füllstation D kann entsprechend
F i g. 6 ausgebildet sein und die Äuswurfsiaiion R kann
ähnlich der Übergabestation Tin Fig. 6 ausgebildet werden, während die Preßstation Mentsprechend 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 den Fig. 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. Inder Füllstation D(F ig. 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 !!sphärische
Oberfläche ist durch das Gaspolster etwas einwärts r>
verlagert.
In Fig. IJ 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
in Anlage gegen die Flächen der Form bringt. An den Stellen, wo die Oberfläche des Vorformling! größer als
die der fertigen Linse ist, können Schwierigkeiten durch
Falten in der Oberfläche entstehen. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Slirnfläche des
i> Preßwerkzeugs 61 nach oben leicht konisch auszubilden.
Die auf diese Weise an dem gepreßten CJIaskörpei
gebildete konische Fläche flacht sich bei der endgültigen Abkühlung ab, da das Glas schrumpft und es kann die
piane Fläche durch geringfügiges Abtragen durch
.»ο Schleifen hergestellt werden.
In Fig. 14 ist das Preßwerkzeug 61 zuriiickgc/ogcn
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 .!sphärische
»Ί 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 Feuerpolierurig, die sie beim Füllen der Form infolge der Abstützung an dem
ίο 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
i*> 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.
■ι» Wie bereits erwähnt, kann der Einsatz 52 aus
gesintertem rostfreiem Stahl, gesinterte;.ι Nickel, gesintertem Monelmetall, porösem Graphit oder einem
porösem feuerfesten Werkstoff, beispielsweise keramischem Werkstoff, bestehen. Die Oberfläche sollte glatt
4"» 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
Ή) 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 μιη
w) 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
f>5 Volieren von fland vorgenommen wird. F-S 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 llaridpolie-
If
rung erhall:, um einen begrenzten Bereich zu schaffen,
durch den Gas zur Bildung des Gaspolsters hindurchtrelcn
kann.
Poröser Graphit mit einer Permeabilität für Siickstoffgas
!'.wischen 0,7 χ 10-' bis 5 χ 10"'cm2/
see cm WS wurde ebenfalls als brauchbar festgestellt.
Fig. Ib 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 aus einem Kingraum 76 in der Bodenfläche des
Einsatzes, der über radiale Kanäle 77 mit einem Ringraum "8 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 Fig. ή7 zeigt einen weitere Ausgestaltungsform
einer Forin, hei der nur ein Teil der konkaven Fläche porös ausgebildet ist. Die Form 80 besteht aus einem
Block 81 aius 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 v/eitere 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 zuznspeisen.
Gläser mit steiler Viskositätstemperaturkurve können ebenfalls zum Verpressen in der erfindungsge-
■> mäßen 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
ίο verhindern, worauf dann die Form während der
Zuspeisung abgesenkt wird, bis der Zustrom durch die Absperreinrichtung 60 abgesperrt wird. Die Zuspeisetcmperatur
wird möglichst hoch gewählt, um Markierungen aufgrund der Abscherwirkung klein zuhalten.
r> Die Verweilzeit des Glases, während es frei auf dem
Gaspolster aufruht, ist so bemessen, daß das Glas sich der endgültigen Gestalt annähen, mit Ausnahme von
Verformungen, die durch das Gaspolster bedingt sind. Diese Verweilzeit gestattet auch eine Abkühlung des
-'η 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
ir-> 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
in 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
i"· 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 (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Vorformling*,
der durch nachfolgendes Pressen fertiggeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einscbmelzflüssiger
Glasposten in eine Form gegeben wird, in der er auf einem Gaspolster abgestützt bis zum
Ereichen der Formhaltigkeil abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daB 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, daB 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 I oder 2 mit einer porösen Abstützung
und einer Einrichtung zum Zuleiten von Druckgas auf die Rückseite der porösen Abstützung, durch die
das Druckgas hindurchtritc 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 i 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.
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