DE2438836C2 - Verfahren zur Herstellung von maßgenauen Fonnkörpern aus plastisch formbaren Massen, insbesondere Glas, und Vorrichtung zur dessen Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur maßgenauen Herstellung von Formkörpern aus plastisch formbaren Massen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. .

In der DE-PS 5 49 039 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus wärmeplastischen Kunststoffen durch Spritzguß beschrieben. Auf die in die Form eingespritzte Masse wird zusätzlicher Druck ausgeübt, um eine hohe Dichte und eine glänzende Oberfläche zu erreichen. Mit diesem bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, maßgenaue Formkörper herzustellen, wenn die der Form zugeführte Füllmenge in bestimmten Grenzen schwankt.

Ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen ist ferner aus der DE-AS 14 79 070 bekanntgeworden, wobei Stempel so weit gegeneinander geführt werden, daß das Material des Rohlings den ganzen verbleibenden Preßraum ausfüllt. Ein definierter konstanter Abstand zwischen den von den Stempeln geformten Flächen ist bei schwankenden Füllmengen nicht erreichbar.

In dem Buch »Giegerich und Trier«, »Glasmaschinen«, Springer-Verlag 1964, Seiten 299 und 301 sind Blasmaschinen zum Blasen von Glasflaschen beschrieben, wobei in einem ersten Arbeitsgang in einer Vorform geblasen wird und in einem zweiten Arbeitsgang nach Wiedererwärmung in einer Fertigform mit größerem Innenraum dje endgültige Flaschenausformung erfolgt, -

s Schließlich ist in der US-PS 24 90 450 eine Vorrichtung zum Pressen von Glasgefäßen mit gleichbleibendem VoUwnen beschrieben, die einen in eine Matrize einfuhrbaren Stempel und einen auf diesem federnd gelagerten Hülsenteil umfaßt, wobei der Hülsenteil durch das nach oben gedrückte Glas nach oben bewegt wird. Schwankungen in der zugeführten Glasmenge führen hier zu unterschiedlichen Höhen des Glasrandes bzw. der Gesamthöhe des Glases. Die Herstellung von maßgenauen Formkörpern bei festliegenden Dimensions neu ist bei schwankenden Füllmengen mit dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich, ·

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung von maßgenauen Formkörpern aus plastisch formbaren

Massen, insbesondere Glas, bei dem Formkörper mit maßgenauen Flächen auch dann herstellbar sind, wenn die der Form zugeführte Füümenge in bestimmten Grenzen schwankt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Matrize und in diese einführbare Preßwerkzeuge, die

dadurch gekennzeichnet ist, daß als Preßwerkzeuge bewegbare Hauptstempel zum Pressen der maßgenau zu haltenden Rächen und ein oder mehrere Zusatzpreßwerkzeuge vorgesehen sind, die zu einer weiteren Verformung der nicht maßgenau zu haltenden Fläche oder Flächen dient ■

Alternativ kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, daß die Matrize gegenüber den feststehenden Preßwerkzeugen verschiebbar angeordnet ist und die Matrize einen zur Volumensverminderung des Preßraums ausgebildeten Ansatz aufweist.

Mit der Erfindung können maßgenaue Formkörper in wirtschaftlich vorteilhafter Weise in Serie hergestellt werden. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind insbesondere zur Herstellung von

Retroreflektoren aus Glas geeignet, die sich durch hohe Reflexionswerte und geringe Streuung auszeichnen, wobei insbesondere der Abstand zwischen Lichteintrittsfläche und Reflektorfläche gleichbleibend ist. Bei Retroreflektoren wird im zweiten Arbeitsgang die

so Mantelfläche verformt. .

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine plastisch formbare Masse, z. B. eine bis zur plastischen Verformbarkeit erwärmte Glasmasse, in eine Matrize eingebracht und die Masse mit Hilfe von zwei bewegbaren Hauptstempeln, die von beiden Seiten in die Matrize eingeführt werden und unmittelbar auf die Masse drücken, geformt. Die Hauptstempel werden im Gegensatz zu den bekannten Verfahren auf eine bestimmte Abstandsposition gebracht. Die endgültige Auspressung der Formkörper erfolgt nun dadurch, daß eine weitere Verformung im wesentlichen der nicht maßgenau zu haltenden Fläche oder Flächen des Formkörpers erfolgt. Dies wird durch weitere Volumensminderung des Preßraumes bewirkt.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden die bei der Herstellung von Retroreflektoren auftretenden Schwierigkeiten der bekannten Fertigungsmethoden vermieden. Dies bedeutet eine Herabsetzung der

Ausschußraten so*!*; der Herstellungskosten,

Eine Vprsortierung der Qlssrohünge ist nicht mehr erforderlich. Es können Retroreflektoren hergestellt werden, die bessere Lichtwerte zeigen, weil die Glasformkörper konstante Länge, insbesondere einen konstanten Abstand zwischen Lichtemtrittsfläche und Reflektorfläche aufweisen, was zu optimalen Reflexionseigenschaften führt.

Dies bedeutet weiter, -daß für die Herstellung von Rückstrahlerprodukten, für die Mindestreflexionswerte \o spezifiziert sind, mit weniger Elementen das Auslangen gefunden werden kann. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird trotz unterschiedlicher Massen der zur Verformung gelangenden Glasrohlinge ein konstanter Abstand zwischen Lichteintrittsfläche und Reflektorflä- js ehe erreicht Durch das Verfahren gemäß der Erfindung gelingt es somit, optisch ideale Elemente herzustellen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die optisch bearbeiteten Preßwerkzeuge einer weit geringeren Belastung als bei den üblichen Verformungsverfahren ausgesetzt sind. Dies führt zu größeren Standzeiten der Werkzeuge.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei zur Illustration die Erfindung anhand von Retroreflektoren oder Kugelrückstrahlelementen dargestellt wird.

Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht von Kugelrückstrahlelementen sowie den Strahlengang für parallel bzw. schräg zur optischen Achse einfallendes Licht,

Fig.2 eine schematisch, perspektivische Ansicht eines mit der Vorrichtung nach Fig.5 hergestellten Kugelröckstrahlelementes,

F i g. 3 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Herstellung von Kugelrückstrahlelementen,

F i g. 4 Schnittansichten von Kugelrückstrahlelementen, wie sie mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten werden,

F i g. 5 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Übliche Kugelrückstrahlelemente (KRG) sind in F i g. 1 gezeigt Das KRE besteht aus einer sphärisch oder ggf. asphärisch gekrümmten Lichteintrittsfläche 1 und einer sphärisch oder in Form eines »Stufenspiegels« geformten verspiegelten Reflektorfläche 2, die eine gemeinsame optische Achse 3 haben. Die Krümmung der Lichteintrittsfläche ist abhängig vom Brechungsindex des verwendeten Glases und von der gewünschten Streuung des reflektierenden Lichtes.

Der Strahlengang für einen parallel 5 bzw. schräg 6 einfallenden Lichtstrahl ist gleichfalls der Fig.! zu entnehmen. Während die Form der Lichteintrittsfläche und der Abstand zwischen dieser und der Reflektoroberfläche durch die optischen Bedingungen festliegen, kann die Ausgestaltung der optisch unwirksamen Mantelflächen 4 weitgehend den Verarbeitungsbedingungen bzw. den Einbauerfordernissen angepaßt werden.

Die Erfindung wird nun unter besonderer Bezugnahme auf F i g. 3 näher erläutert.

Wie vorstehend erwähnt, werden nach Einbringen der erwärmten Glasrohlinge 11 in die Matrize 7 die Preßwerkzeuge 8, z. B. zwei gegenüberliegende Hauptstempel, in eine bestimmte Abstandsposition gebracht. In dieser Phase füllt die Glasmasse den Preßraum nicht vollständig bus. In der Regel werden ?)so bei den Verfahren gemSß der Erfindung Glasrohlinge mit geringerer Masse als bisher verwendet,. ,

Die ebndgültige Auspressung der Glasteile erfolgt nun dadurch, daß bei feststehenden Hauptstempeln ein oder mehrere Zusatzpreßwerkzeuge in den Preßraum eingeführt werden. Dadurch wird das Volumen des Preßraumes weiter vermindert, bis die Glasmasse den Preßraum vollständig ausfüllt Aufgrund der Einführung des Zusatzpreßwerkzeuges 9 bzw. mehrerer Zusatzpreßwerkzeuge erfolgt eine weitere Verformung der Mantelfläche des Glasformkörpers, von der aus optischen Gründen eine Maßhaltigkeit nicht verlangt wird. Die Einführung der Zusatzpreßwerkzeuge erfolgt zu einem Zeitpunkt, bei dem die Glasmasse noch plastisch verformbar ist

Gemäß der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß eine um einen Hauptstempel angeordnete Hülse in -den Preßraum eingeschoben wird, und zwar so lange bzw. so weit bis die Glasreasse den Preßraum vollständig ausfüllt

Eine andere Ausführungsform d s Erfindung ist aus F i g. 5 ersichtlich.

Bei dieser Ausführungsform wird gleichfalls der bis zur plastischen Verformbarkeit vorerwärmte Glasrohling 11 in die Matrize 7 eingebracht, und mit Hilfe von Preßwerkzeugen 8, die von beiden Seiten in die Matrize eingeführt werden und unmittelbar auf die Glasmassen drücken, geformt Zusätzlich wird jedoch bei feststehenden Preßwerkzeugen die Matrize längs der Preßwerkzeugachse relativ zu den Preßwerkzeugen bewegt. Die Matrize weist einen Ansatz 10 auf, der so ausgebildet ist, daß die weitere Bewegung der Matrize längs der Preßwerkzeugachse zu einer Volumensverminderung des Preßraumes führt Dies wiederum führt dazu, daß der gesamte Preßraum von der Glasmasse ausgefüllt wird. Der Massenausgleich der KRE wird auch hier an der optisch unwirksamen Mantelfläche durchgeführt Der Ansatz 10 kann z. B. radial-symmetrisch sein. Für gewisse Anwendungsbereiche sind aber andere /iusführungsformen ebenfalls geeignet. -

In Fig.4 sind KRE gezeigt, die nach dem erf.ndungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Krümmung und Abstand der Linsenflächen sind gleich, und somit sind die Anforderungen an die optischen Bedingungen erfüllt. Ebenso sind die Durchmesser der Elemente dieselben, was für die Weiterverarbeitung von Bedeutung ist. Die Massedifferenzen der Glasrohlinge drücken sich nur als optisch unwirksame Halslängenschwankungen aus. Durch geeignete Wahl der Wandstärke der Hülse bzw. Ausbildung des Ansatzes 10 können die Halslängenschwankungen leicht in gewünschten Grenzen gehalten werden.

In Fig.2 sind KRE gezeigt, deren Mantelflächen nicht rcdial-symmetrisch verformt sind. Solche KRE werden als Bodenmarkierungsnägel verwendet, weil hier die Einfallswinkel im vertikalen Bereich nur ganz geringfügig schwanken, während für den horizontalen Einfallswinkelbereich der volle Durchmesser des KRE ausnutzbar ist. .

Anzahl, Größe t,nd Ausbildung der Zusatzpreßwerkzeuge bzw. die Ausbildung des Ansatzes 10 der Matrize werden so gewählt, daß der Massenausgleich der Glasrohlinge unterschiedlicher Masse gewährleistet ist. Schwankt die Masse der Glasrohlinge beispielsweise um ±2,5%, so muß dafür gesorgt werden, daß eine Volumensvermindeiu/ig duich die Zusatzpreßwerkzeuge bzw. die Bewegung der Matrize von 5% erfolgt.

damit jeweils auch die leichtesten Glasrohlinge den Preßraum vollständig ausfüllen und maßgenaue Glasformkörper erhalten werden.

Die Zusatzpreßwerkzeuge oder das Zusatzpreßwerkzeug können wie erwähnt, verschieden gestaltet sein. Auch der Führung der Zusatzpreßwerkzeuge sind prinzipiell keine Grenzen gesetzt. Sie können von verschiedenen Seiten oder einer Seite in die Matrize eingeführt werden und können parallel zur Achse des Glasformkörpers, senkrecht dazu oder in anderer Richtung dazu auf den Formkörper einwirken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Beispiel

Zur Herstellung von KRE wurden Glasrohlinge mit einer Masse von 0,2 g verwendet. Diese wiesen eine Massenschwankung von ±2,5% auf. Das Glas bestand au; etwa I4.7<V4> Natriumoxid. 7.8% Calriumnxid und 693% Siliciumdioxid, wobei der Rest geringere Mengen anderer Bestandteile war.

Die Glasrohlinge wurden auf etwa 750⁰C erhitzt. Bei dieser Temperatur waren sie plastisch verformbar.

Sie wurden in die in Fig.3 schematisch dargestellte Matrize eingebracht und mit einem Druck von 5 atm gepreßt. Das Nachpressen erfolgte mit einem als Hülse ausgebildeten Zusatzpreßwerkzeug, da.« in der Lage war, eine Verminderung des Preßraumvolumens von 5% zu bewirken. Der Druck beim Nachpressen betrug etwa 2 atm.

Es wurden aurgezeichnet ausgebildete KRE erhalten, die sich durch einen konstanten Abstand zwischen

ίο Lichteintrittsfläche und Reflektorfläche auszeichneten. Vergleichsmessungen mit KRE, die in üblicher, aber sonst analoger Weise hergestellt waren, ergaben eine Steigerung des Lichtwertes von 120% für die erfindungsgemäß hergestellten KRE.

Die Erfindung wurde insbesondere in bezug auf Kugelrückstrahlelemente beschrieben. Es ist jedoch offensichtlich, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung Glasformkörper jeglicher Art hergestellt werden können,

on bei denen die Maßgenauigkeit einzelner Flächen auf Kosten anderer Flächen von Bedeutung ist.

Anstelle von Glas können auch jegliche anderen plastisch verformbaren Massen zur Herstellung der Formkörper verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   U Verfahren w Herstellung von maßgenauen Forrokörpern aus plastisch formbaren Massen, insbesondere Glas, bei dem eine plastisch formbare Masse, insbesondere eine bis zur plastischen Verformbarkeit vorerwärmte Glasmasse, in eine Matrize eingebracht wird und die Masse mit Hilfe von Preßwerkzeugen, die in die Matrize eingeführt werden, geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse in solcher Menge eingebracht wird, daß sie den bei in Abstandsposition gebrachten Preßwerkzeugen gebildeten Formpreßraum nicht vollständig ausfüllt und die endgültige Auspressung durch Verminderung des Preßraumvolumens in den Bereichen der nicht maßgenau zu haltenden Fläche oder Flächen erfolgt -
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Matrize und in diese eiifführbare Preßwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß als Preßwerkzeuge (S) bewegbare Hauptstempel zum Pressen der maßgenau zu haltenden Flächen und ein oder mehrere Zusatzpreßwerkzeuge (8) vorgesehen sind, die zu einer weiteren Verformung der nicht maßgenau zu haltenden Fläche oder Fläcfesn dienen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzpreßwerkzeug (9) eine um einen Hauptstempel verschiebbar angeordnete Hülse vorgesehen ist
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend-f«is einer Matrize und in diese einführbare Preßwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (7) gegenüber den feststehenden Preßwerkzeugen (8, 8) verschiebbar angeordnet ist und die Matrize einen zur Volumensverminderung des Preßraums ausgebildeten Ansatz aufweist.