DE2433444A1

DE2433444A1 - Verfahren zur herstellung eines unregelmaessigen klumpens aus geschmolzenem glas mit niedriger viskositaet

Info

Publication number: DE2433444A1
Application number: DE19742433444
Authority: DE
Inventors: Teruki Kitayama; Hiroshi Ogawa; Nobuya Ogita; Hiroaki Takahara
Original assignee: Hoya Glass Works Ltd
Current assignee: Hoya Glass Works Ltd
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2236795A1; JPS5027810A; JPS5224525B2

Description

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HOYA GLASS W0RKS_;LTD., TOKYO/JAPAN

Verfahren zur Herstellung eines unregelmässigen Klumpens aus geschmolzenem Glas mit niedriger Viskosität

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines unregelmässigen Klumpens (Tropfens) aus geschmolzenem Glas mit einer niedrigen Viskosität. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abschneiden des Glasflusses de's geschmolzenen Glases mit niedriger Viskosität, wobei ein unregelmässiger Glasklumpen bzw. Glastropfen erhalten wird, der keine Linien oder Streifen aufweist (Schlieren).

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Um optisches Glas in eine Linse umzuwandeln,wird im allgemeinen das geschmolzene Glas, das aus einem Fliessrohr nach unten fliesst, mit Hilfe eines Scherblattes bzw. Schermessers abgeschnitten und der abgeschnittene unregelmässige Klumpen wird durch Pressen in die gewünschte Form gebracht, bevor der Gegenstand abgekühlt und verfestigt wird, also auf gleiche Art und Weise, wie es bei der Herstellung von Glasgebrauchsgegenständen üblich ist.

Dieses Verfahren kann wirkungsvoll für die Herstellung von Glas des alten Typs mit einer niedrigen Liquidustemperatur durchgeführt werden, ohne dass eine Entglasung, sogar im Stadium der niedrigen Viskosität,ausgelöst wird, und das die Fähigkeit besitzt geschert zu werden, aber dieses Verfahren ist nicht für die Herstellung von Glas des neuen Typs mit einer hohen Liquidustemperatur geeignet, da das Glas des neuen Typs in einem Stadium sehr niedriger Viskosität geschert werden muss. Das bedeutet, dass man gewöhnliches Glas nach unten ausfliessen lassen kann mit einer Viskosität von mehr als mehreren hundert Poise,während das Glas vom neuen Typus nach unten ausgeflossen wer-.den muss mit einer Viskosität von weniger als einige Zehner Poise.

Geschmolzenes Glas mit einer so niedrigen Viskosität wird in feine Tropfen zerstreut, wenn es einem üblichen Scherverfahren unter Verwendung eines Scherblattes bzw. eines Schermessers unterworfen wird, und das geschmolzene Glas häuft sich wegen dessen zu hohen Fliessvermögens auf dem Schermesser an. Ausserdem wird das geschmolzene Glas, das sich auf dem Schermesser abgesetzt hat, beim öffnen des

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Schermessers zerstreut und wird somit nicht in die Zentralzone der Form eingegossen. Deshalb ist das bekannte, gewöhnlich durchgeführte Scherverfahren unter Verwendung eines Schermessers nicht zum Scheren bzw. Abschneiden des Glases vom neuen Typus geeignet.

Ein Verfahren zum Scheren solchen geschmolzenen Glases mit niedriger Viskosität ist schon vorgeschlagen und beschrieben worden in der US-PS 3 352 658, in welcher eine Vielzahl von Formen, die mit Schneiden ausgerüstet sind, in Serien arrangiert sind und eine nach der anderen verlagert werden, um so den eingespeisten Glasfluss mit der Schneide der Form abzuschneiden bzw. zu scheren.

Obwohl sich dieses Verfahren von anderen gebräuchlichen Verfahren im Hinblick auf die Verwendung'von Schermessern unterscheidet, ändert sich das geschmolzene Glas, sobald es der atmosphärischen Luft ausgesetzt ist,in der Oberflächenzusammensetzung, weil sich einige der Bestandteile verflüchtigen; die veränderte Glasoberfläche wird in den geschmolzenen Kern des Glases eingebettet, während ein unregelmässiger Glasklumpen hergestellt wird, der grosser ist als der Durchmesser des Ausflussrohres, wobei Schlieren (lines or stripes) im Glas gebildet werden.

Ausserdem wird das geschmolzene Glas während des Bewegens bzw. Auswechselns der Formen in feine Tropfen zerstreut, wodurch ebenfalls Defekte in dem Glasprodukt hervorgerufen werden. Bei der Herstellung eines unrege!massigen Klumpens aus optischem Glas muss die Hochtemperaturform dem uriregelmässigen Klumpen die gewünschte Form geben und darf keine

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Oberflächenrisse, die durch Unterkühlung hervorgerufen werden, hervorrufen. ■ . ·

Wenn die Temperatur der Form gemäss dem oben beschriebenen Verfahren erhöht wird, wird der Schneideteil der Form durch den Kontakt mit dem ausgegossenen geschmolzenen Glas wegen der niedrigen Hitzekapazität überhitzt, wodurch ein gegenseitiges Benetzen zwischen dem geschmolzenem Glas und der Form eintritt, so dass es unmöglich gemacht wird, das geschmolzene Glas zu scheren.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb ein verbessertes Verfahren zum Scheren und Verformen eines geschmolzenen unregelmässigen Glasklumpens mit niedriger Viskosität, d.h. eine Viskosität von weniger als j50 Poise bei der Temperatur des Fliessens, ohne dass dabei die oben beschriebenen Defekte auftreten. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lässt man geschmolzenes Glas mit einer niedrigen Viskosität durch einen Rahmen bzw. ein Gehäuse (frame) in eine Form einfliessen und schneidet den Glasfluss zu einem unregelmässigen Klumpen mit Hilfe eines Schermessers, das direkt unterhalb des Rahmens bzw. des Gehäuses angebracht ist. Der gescherte Glasfluss wird auf dem Schermesser zurückgehalten, während die Form, die mit dem geschmolzenen Glas angefüllt ist, durch eine zweite Form ausgetauscht-wird und dann lässt man den zurückgehaltenen geschmolzenen Glasfluss in die zweite Form einfliessen, indem man das Schermesser zurückzieht. ■ ■ . . : :

Da der Rahmen bzw. das Gehäuse über einem einzigen Schermesser angebracht ist, wird das geschmolzene Glas mit

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niedriger Viskosität nicht in grossem Umfang über das gewünschte Mass hinaus verteilt. Da das geschmolzene Glas ausserdem zeitlich begrenzt auf dem Schermesser gehalten wird, kann der Austausch der Form während des Flusses des geschmolzenen Glases erfolgen, ohne dass die Form quer zur Gussoberfläche zum Strömungsauslass hin bewegt werden muss. Deshalb können auf diese Weise unregelmässige Klumpen verschiedener Formen und Grossen hergestellt werden, ohne dass Schlieren im Glas auftreten, die durch das Einbringen der veränderten Oberflächenschicht in das Innere des geschmolzenen Glases entstehen.

Fig. l(a), l(b), l(c) und l(d) sind teilweise im Querschnitt dargestellte Aufrisse einer Schermaschine für geschmolzenes Glas, die ein Rohr für den Glasfluss, einen Rahmen bzw. ein Gehäuse, einen Glasfluss und eine Gruppe von Formen enthält, in denen die einzelnen Schritte des erfindungsgemässen Verfahrens gezeigt werden.

Fig. 2 zeigt den Aufriss eines Teilquerschnitts des Rahmens und des Schermessers, das eine Kühlvorrichtung enthält.

Fig. 5 ist ein Grundriss des Rahmens und des Schermessers, wie er in Fig. 2 gezeigt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrie, ben.

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Pig. l(a) zeigt geschmolzenes Glas niedriger Viskosität 2, das aus einem Glasflussrohr 1 durch einen ringförmigen, fixierten Rahmen 3 in eine Form 4 unterhalb des Rahmens 3 eingegossen wird. Ein Schermesser 5 ist direkt unterhalb des Rahmens 3 angebracht, und kann am unteren Rand vom Rahmen 3 seitwärts bewegt werden.

Wenn die gewünschte Menge geschmolzenen Glases in die Form eingegossen ist, wird der geschmolzene Glasfluss 2 durch Vorrücken von Schermesser 5, wie es in Fig. l(b) gezeigt wird, abgeschert. In der Zwischenzeit wird die mit der gewünschten Menge an unregelmässigen Glasklumpen 6 gefüllte Form 4 fortbewegt und durch eine zweite Form 4' ersetzt, während der geschmolzene Glasfluss 2 auf dem Schermesser 5 gehalten wird, wie es in Fig. l(c) gezeigt wird.

Das Scheren des unregelmässigen Glasklumpens wird durchgeführt unter Ausnutzung der Oberflächenspannung und des viskosen Flusses des geschmolzenen Glases. Die Schergeschwindigkeit des Schermessers wird in Übereinstimmung mit den Änderungen der Oberflächenspannung, der Viskosität und der Fliessviskosität des geschmolzenen Glases kontrolliert, Um den Fluss des geschmolzenen Glases so zu scheren, dass kein Einbringen (folding) der veränderten Oberflächenschicht in die Seele bzw. das Innere (core) des Glases erfolgt, beträgt die Viskosität der fliessenden Glasschmelze vorzugsweise weniger als 30 Poise. Der Rahmen 3 ist wie ein Ring mit einem kegelstumpfartigen Innenteil ausgebildet, kann jedoch jede Form und jede Grosse in Übereinstimmung mit der Form der Form 4 haben. Wenn die Durchflussmenge des geschmolzenen Glases niedrig ist und die Geschwindigkeit des

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Scherens des geschmolzenen Glases auf dem Schermesser niedrig ist, kann der Rahmen als Halbkugel ausgebildet -sein-. Um das geschmolzene Glas vertikal in die Form einzubringen, ohne dass der geschmolzene Glasstrang auf dem Schermesser ■ abgelegt wird und um den geschmolzenen Glasfluss ohne Unterbrechung des Flusses in die Form einzugiessen, ist der Rah- men vorzugsweise als ein Ring ausgebildet.

Wenn die Ersatzform 4¹ genau unterhalb des Glasflussrohres 1 angeordnet ist, wird Schermesser 3 zurückgezogen und der geschmolzene Glasfluss kann in die neu in Position gebrachte Form elnf Hessen. In einem solchen Fall wird Kern 7 vorzugsweise synchron mit der Bewegung des Schermessers j5 angehoben, wie es in Fig. l(b) gezeigt wird, um das natürliche Scheren des geschmolzenen Glasflusses infolge des Aufpralls beim Herabfallen zu vermeiden und um den Fluss des geschmolzenen Glases nicht zu unterbrechen und keine Schlieren im Glas hervorzurufen. Die kegelstumpfartige Form der inneren Bohrung des ringförmigen Rahmens 5 ist dazu geeignet, den unregelmässigen:Glasklumpen auf dem Schermesser gleichmässig und glatt in die Form einzubringen. Wie insbesondere oben beschrieben wird, hat das erfindungsgemässe Verfahren die folgenden Vorteile. ·

1. Das Scheren des geschmolzenen Glases mit niedriger Viskosität und die Bildung des unregelmässigen Glasklumpens werden gleichmässig durchgeführt. . .-- '■--..

2. Die Giessform kann durch eine zweite Form ausgetauscht werden, ohne dass der Fluss des geschmolzenen Glases unterbrochen wird, und. das geschmolzene Glas kann in die Zentral-. zone der Form eingelassen werden.

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3. Ein unregeltnässiger Glasklumpen in jeglicher gewünschten Form und Grosse kann somit erhalten werden, ohne dass Schlieren im Glas (lines or stripes) auftreten.

4. Die Oberfläche des erfindungsgemäss hergestellten unregelmässigen Glasklumpens ist äusserst glatt und zeigt keine Markierungen durch das Scheren, wodurch ein unregelmässig geformtes Glasprodukt von hohem wirtschaftlichen Wert erhalten wird.

5. Ausserdem kann der Rahmen durch Wasser, Luft oder ähnliche Kühlmedien, die aus Rohren 9, 9¹ in Rohrschlange 8, die den Rahmen 3 umgibt, eingeführt werden, gekühlt werden. Auch Schermesser 5 kann durch Einspritzen eines ähnlichen Kühlmediums durch eine Kühldüse 10, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird, gekühlt werden. Somit kann das Benetzen, das Anhaften und das gleichzeitige Verschweissen (welding) zwischen dem geschmolzenen Glas und dem Rahmen oder dem Schermesser vermieden werden und die Schervorrichtung kann unverändert für einen langen Zeitraum verwendet werden.

Ein Stab 11 zum Fixieren des Rahmens 3 und ein Winkelelement 12 zur Unterstützung von Schermesser 5 sind an einem Stützelement 13 angebracht, das mittels eines Stabes 14 an eine Betätigungsvorrichtung angeschlossen ist.

Während die Erfindung im Detail und im Hinblick auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne dass von der Idee und dem Umfang der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines unregelmässigen Klumpens aus geschmolzenem Glas mit niedriger Viskosität, dadurch gekennzeichnet, dass man geschmolzenes Glas mit niedriger Viskosität durch einen Rahmen abwärts in eine Form einfliessen lässt, den Fluss des geschmolzenen Glases mit einem Schermesser, das direkt unterhalb des Rahmens angebracht ist, schert, das abgeschnittene Ende des gescherten, geschmolzenen Glasstranges auf dem Schermesser zurückhält, während die mit dem geschmolzenen Glas gefüllte Form durch eine zweite leere Form ausgetauscht wird, dann das Schermesser entfernt und den zurückgehaltenen Fluss des geschmolzenen Glases in die zweite Form einfliessen lässt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Glas eine Viskosität von weniger als j50 Poises aufweist.
j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen die Form eines Ringes aufweist, der eine kegelstumpfförmige innere Bohrung hai:.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Form Wände und

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einen beweglichen Kern als Boden der Form aufweist, wobei man so verfährt, dass der Kern der Form synchron mit der Entfernung des Schermessers aufwärts bewegt wird.

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