DE2818259C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von doppelwandigen Isoliergefaßen, insbesondere aus Glas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Isoliergefäßen, insbesondere aus Glas, bei dem ein geblasener Innenkolben und' ein geblasener Außenkolben ineinandergeführt, getrennt voneinander gehalten, der Außenkolben im Mündungsbereich unter Erweichen zum Innenkolben hin eingeschnürt und beide Kolben dann in ihren Mündungsbereichen miteinander verschmolzen werden und die Blaskappe des Außenkolbens nach dem Verschmelzen abgeschmolzen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Doppelwandige Isoliergefäße aus Glas, wie sie beispielsweise für Warmhaltekannen, Eisbehälter u. dgl. Verwendung finden, werden teilweise noch manuell unter Blasen mit dem Mund hergestellt. Dieses Herstellungsverfahren ist sehr teuer und aufwendig.

Es sind jedoch auch schon maschinelle Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Isoliergefäßen bekannt. Bei allen bekannten Verfahren werden ein Innenkolben und ein Außenkolben unabhängig voneinander geblasen und ineinander angeordnet. Bei dem in der DE-AS 1258561 beschriebenen Verfahren ist dabei der Außenkolben langer als der Innen-

kolben. Die beiden Kolben werden im Mündungsbereich des Innenkolbens miteinander verschmolzen, und dann wird das überstehende Ende des Außenkolbens abgeschmolzen.

Bei anderen bekannten Verfahren sind Innen- und Außenkolben gleich lang.

Für das weitere Herstellungsverfahren hängt es davon ab, ob ein Gefäß mit weiter oder enger Mündung hergestellt werden soll. Bei der Fertigung eines Isoliergefäßes mit weiter Mündung wird der Mündungsrand des Innenkolbens aufgebördelt, beide Kolben ineinandergesteckt, wobei sie von getrennten Vorrichtungen gehalten werden. Sodann wird der Außenkolben an seiner Mündung eingeschnürt und mit der Mündung des Innenkolbens verschmolzen. Vorher wird der Außenkolben noch mit einem Pumprohr versehen.

Dieses Verfahren ist deshalb auf die Herstellung von Isoliergefäßen mit weiter Mündung beschränkt, weil die Mündung des Außenkolbens nur um einen begrenzten Betrag eingeschnürt werden kann. Zum Einschnüren muß nämlich das Glas auf eine hohe Temperatur gebracht werden, wodurch es eine niedrige Viskosität erhalt. Der Bereich niedriger Viskosität ist um so größer und der plastische Zustand muß um so langer aufrechterhalten werden, je mehr eingeschnürt werden soll. Bei den sich einstellenden, niedrigen Viskositäten wird die Oberflächenspannung des Glases aber schon so weit wirksam, daß sich das Glas zum Einnehmen einer geringeren Oberfläche zusammenzieht und entsprechend seiner Abmessung ändert. In radialer Richtung kann der durch die bei Rotierenlassen des Glases ausgeübte Zentrifugalkraft entgegengewirkt werden. Mit der Längsachse ist daher keine Gegensteuerung möglich, so daß die Mündung des Außenkolbens in dieser Richtung schrumpfen kann.

Die in den einzelnen Glasgegenständen und von Gegenstand zu Gegenstand immer vorhandenen Wanddickeunterschiede verhindern dabei einen gleichmäßigen und über die Zeit gleichbleibenden Verlauf der Kontraktion. Maßabweichungen sind die Folge. Der Vorgang läuft ungleichmäßig ab, und die Qualität der erhaltenen Einschnürung und Verschmelzung ist daher Schwankungen unterworfen. Aus diesen Gründen kann der Außenkolben nur wenig eingeschnürt werden, wodurch die Gestaltungsmöglichkeit der Gefäßform stark eingeschränkt wird.

Dafür die Herstellung von Isoliergefäßen mit enger Mündung die Mündung des Außenkolbens vom Blasen erst weit belassen werden muß, um den Innenkolben einführen zu können, ist hier eine verhältnismäßig starke anschließende Einschnürung des Außenkolbens erforderlich. Das ist mit dem oben beschriebenen bekannten Verfahren nicht möglich, so daß seine Anwendung für die Herstellung von Isoliergefäßen mit enger Mündung vollständig ausscheidet. Für solche Gefäße hat man sich bisher damit beholfen, daß man zwar die Mündung des Außenkolbens weitgehend auf Endmaß geblasen hat, den Außenkolben aber in seinem mittleren Bereich ges;wngt und anschließend um den Innenkolben herum wieder zusammengeschmolzen hat.

Beiden bekannten Verfahrensvarianten ist gemeinsam, daß sie aufwendig und teuer sind und zu qualitativ minderwertigen Verschmelzungen führen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabt zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen Isoliergeiäßen zu schaffen, welches unabhängig von der gewünschten Mündungsweite des fertigen Isoliergefäßes anwendbar ist, zu qualitativ hochwertigen Verschmelzungen mit "> weitgehend konstanter Wanddicke führt und dennoch einfach und kostengünstig durchzuführen ist, indem die Anzahl der erforderlichen Arbeitsgänge auf ein Minimum beschränkt bleibt.

Bei diesem Verfahren werden der Innen- und der

ι» Außenkolben so gestaltet, daß sie nach dem Verlassen der Blasmaschine ohne einen zusätzlichen Trennvorgang ineinandergesteckt werden können. Dabei kann der Innenkolben beim Einblasen bereits seine endgültige Gestalt erhalten. Mit seinem Kappenrand wird er vorzugsweise auf eine Aufnahme gesetzt und durch einen in seinen Innenraum hineinragenden Spreizdorn gestützt bzw. gehalten. Der Außenkolben wird in ein Saug- oder mechanisches Futter eingespannt. Am Kappenrand wird er in eine weitere Vorrichtung so

-'ο eingespannt, daß das Kappenteil gezogen oder gestaucht werden kann, ohne daß dabei der Abstand der Böden des Innen- und Außenkolbens verändert wird.

Da bei einem Einschnüren nur unter ganz speziellen

2) Voraussetzungen die mittlere Wanddicke bei der Gestaltänderung unverändert erhalten bleibt, wird diese Maßnahme in den meisten Fällen mit Vorteil angewandt. Es sind jedoch Ausnahmefälle rechnerisch ermittelbar, in denen dies nicht erforderlich ist. So haben

j<> z. B. ein Zylindermantel mit der Höhe h und dem Radius des Grundkreises r und ein entsprechender Kegelmantel mit gleichem Grundkreisradius und gleicher Höhe dann eine gleiche Mantelfläche, wenn h = 0,577 r ist. In diesem Falle ließe sich rein theore-

j-, tisch der Zylinder ohne Höhenänderung in einen Kegel gleicher Wanddicke umformen.

Die folgenden Ausführungen dienen der zusätzlichen Erklärung der Erfindung.

Nach dem Einspannen beider Kolben wird der zu verformende Abschnitt des Außenkolbens erwärmt und mit oder ohne Formwerkzeug eingeschnürt. Das Formwerkzeug ist vorwiegend eine Formrolle, kann aber auch eine Profilform sein. Die Heizeinrichtung kann ein elektrischer Strahler, ein Gasbrenner oder

4-, eine andere Wärmequelle sein, vorwiegend wüd ein Gasbrenner verwendet. Der Brenner und die Formrolle können beim Aufheizen und Verformen entlang und in Richtung der Längsachse des Außenkolbens bewegt werden. Die Heizeinrichtung und das Form-

-,n werkzeug können aus einem oder mehreren Elementen, die gemeinsam oder getrennt bewegt werden, bestehen.

Das Erwärmen erfolgt so, daß an der Einschnürstelle der Innenkolben nicht verformt, jedoch so heiß wird, daß sich das Glas des Außenkolbens damit verbindet. Zur Kühlung des Innenkolbens kann Luft eingeblasen werden. Das Einschnüren des Außenkolbens wird durch Evakuieren des Raums zwischen Außen- und Innenkolben beschleunigt und/oder durch Rota-

bo tion beider Kolben um ihre Hauptachse stabilisiert. Unmittelbar nach dem Einschnüren werden die an der Trennstelle noch heißen Teile abgeschmolzen. Das gemeinsame Abschmelzen des Innen- und Außenkoibcns hat den Vorteil, daß ein stabiler, stoßfester und

ι,-, glatter Rand entsteht, an den bei Bedarf auch ein Ausguß angeformt werden kann.

Die einzelnen Vorgänge wie: Heiz- und Formwerkzeugbewegung, Glasteildrehzahl, Heizleistung, Sau-

gen oder Blasen und Ziehen oder Stauchen sind, entsprechend dem jeweils herzustellenden Gegenstand, aufeinander abgestimmt.

Es ist zweckmäßig, aber nicht notwendig, beide Gläser an der Einschnürstelle über eine größere Länge, z. B. 10 bis 20 mm, zu verbinden. Dadurch wird erreicht, daß der Innenkolben auch beim und nach dem Abschmelzen seine Lage ohne äußere Unterstützung, d. h. nur gehalten durch die starre Verbindung mit dem Außenkolben, beibehält. Werden beide Kolben nur an der Abschmelzstelle verbunden, muß der Innenkolben durch den Spreizdorn so lange gehalten werden, bis die Abschmelzstelle erstarrt ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den Innenkolben beim Einblasen im Mündungsbereich mit einer Rille oder Sicke zu versehen. Diese hat den Vorteil, daß an die Wulst an ihrer Außenseite das Glas gut angerollt und mit geringer Kerbenbildung verbunden werden kann. Die Rille innen erhöht den Halt des Stopfens.

Durch Gestaltung des Innenkolbens oder Verformung nach dem Abschmelzen, kann die Mündung selbstverständlich auch noch anders ausgebildet werden.

Ein Pumprohr kann vor oder nach dem Zusammenfügen des Kolbens angesetzt werden, vorzugsweise geschieht dies nachher. Der geringe Unterdruck, der sich nach dem Abkühlen des fertigen Glases im abgeschlossenen Raum ausbildet, stört nicht und verhindert das Verschmutzen der später zu verspiegelnden inneren Oberfläche.

Das Verfahren ist sowohl bei horizontaler als auch vertikaler Lage der Kolbenachse oder einer beliebigen Zwischenlage derselben durchführbar.

Gegenüber dem bisherigen Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren folgende Vorteile:

- Es sind weniger Arbeitsgänge erforderlich; dadurch ist es wirtschaftlicher.

— Die einzelnen Arbeitsvorgänge sind besser beherrsch- und kontrollierbar; dadurch wird die Qualität besser.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Außenkolben, wie er von der Blasmaschine kommt,

Fig. 2 einen Innenkolben, wie er von der Blasmaschine kommt,

Fig. 3 die ineinandergesteckten und eingespannten Innen- und Außenkolben,

Fig. 4 ein Formwerkzeug mit Eingriff,

Fig. 5 einen Abschmelzbrenner,

Fig. 6 eine Mündung eines fertigen Gefäßes,

Fig. 7 das Einschnüren bei Verwendung eines Innenkolbens mit einer Wulst an der Außen- und einei Rille an der Innenseite,

Fig. 8 die fertige Mündung eines Gefäßes aus einem Innenkolben mit Rille im Bereich der Mündung.

Die Kolben 1 und 2 (Fig. 1 und 2) werden auf bekannten Blasmaschinen hergestellt und der Maschine zur Weiterverarbeitung zugeführt. Saugfutter S sowie Spannfutter 7 und 8 (Fig. 3) sind so weit auseinandergezogen, daß Kolben 1 in das Saugfutter 5 eingeführt und Kolben 2 auf das Spannfutter 8 gesetzt werden kann. Der Spreizdorn 6 ist dabei in das Spannfutter 8 zurückgezogen. Danach werden Saugfutter 5 und Spannfutter 7 und 8 zusammengeführt und dabei der Spreizdorn 6 in den Innenkolben geschoben und gespreizt. Kurz vor dem Auftreffen des Kappenrands 3 auf dem Spannfutter 7 wird die Bewegung angehalten, zwischen Kappenrand 3 und Spannfutter 7 bleibt ein kleiner Spalt von z. B. 1 bis 2 mm. Anschließend schließt die Zange 9 und hält den Kappenrand 3. Saugfutter 5 sowie Spannfutter 7 und 8 beginnen gleichsinnig zu drehen. Durch nicht dargestellte Wärmequellen wird der Außenkolben so weit erwärmt, bis er plastisch wird und anschließend durch Formwerkzeug 11 an den Innenkolben gedrückt (Fig. 4). Nach dem Ende des Einschnürvorgangs schwenken Wärmequelle und Formwerkzeug aus und Abschmelzbrenner 10 (Fig. 5) ein. Kappe 3 und 4 werden gemeinsam abgeschmolzen und abgezogen und anschließend der Mündungsrand 16 verschmolzen.

Die fertige Mündung zeigt Fig. 6. Die Länge des verdickten Teils 12 kann je nach Bedarf kleiner odei größer gehalten werden. Nähert sie sich der Glasstärke im Mündungsbereich, dann hält der Spreizdorn 6 den Innenkolben 2 so lange, bis die Abschmelzstelle erstarrt ist. Ist die Länge des Bereichs 12 größer, z. B. 10 bis 20 mm oder mehr, wird dei Innenkolben allein durch den Außenkolben gehalten, und der Spreizdorn 6 kann bei Beginn des Abschmelzens schon vor dem Absenken des Spannfutters 7 und 8 sowie der Zange 9 in das Spannfutter 8 zurückgezogen werden.

Die Fig. 7 zeigt einen an einen Innenkolben mil Wulst angeformten Außenkolben. Die Verbindungsstelle 14 ist dabei stärker verrundet.

Fig. 8 zeigt eine fertige Mündung mit Innenrille 13 und längerem verdickten Bereich 15.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Isoliergefäßen, insbesondere aus Glas, bei dem ein geblasener Innenkolben und ein geblasener Außenkolben ineinandergeführt, getrennt voneinander gehalten, der Außenkolben im Mündungsbereich unter Erweichen zum Innenkolben hin eingeschnürt, beide Kolben dann in ihren Miindungsbereichen miteinander verschmolzen werden und die Blaskappe des Außenkolbens nach dem Verschmelzen abgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkolben an seinem Rand eingespannt wird, und daß die Blaskappen beider Kolben nach Verschmelzung der Kolben im Mündungsbereich gemeinsam abgeschmolzen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkolben während des Einschnürens gestaucht oder gestreckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkolben durch Einblasen von Luft gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken oder Stauchen des Außenkolbens im Einschnürbereich bei unveränderlichem Bodenabstand der Kolben erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschnüren durch Evakuieren des Zwischenraums zwischen den Kolben unterstützt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenkolben verwendet wird, der an der der Kappe abgewandten Seite des vorgesehenen Verschmelzungsbereichs mit einer nach außen gewölbten, umlaufenden Sicke versehen ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzung im Mündungsbereich über einen in axialer Richtung weiteren Bereich erfolgt, als er sich durch das Abschmelzen der Kappen ergeben würde.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappen an der ihnen zugewandten Seite des Verschmelzungsbereichs abgeschmolzen werden, wobei nur der Außenkolben auf der der Kappe abgewandten Seite des Verschmelzungsbereichs gehalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkolben erst nach dem Verschmelzen oder Kappenabtrennung mit einem Pumprohr versehen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mündungsbereich der verschmolzenen Kolben nach dem Abschmelzen der Kappen unter Erwärmen eine erwünschte Gestalt erteilt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich mit einer Gießtülle versehen wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-10, bestehend aus einem ersten Spannfutter (8) für den Innenkolben (2) mit einer Auflage für den Kappenrand (4) des Innenkolbens (2) und einem durch eine Bohrung in dieser Auflage vorschiebbaren Spreizdorn (6) zum Halten des Innenkolbens (2), einem

Spannfutter (7) für die Kappe (3) des Außenkolbens (1) mit einem konzentrisch zum ersten Spannfutter (8) angeordneten Auflagering für die Kappe (3) des Außenkolbens (1) und einer Zange (9) zum Niederhalten der Kappe (3) des Außenkolbens (1) gegen den Auflagering, einem im Abstand koaxial zu dem ersten und zweiten Spannfutter (7,8) angeordneten dritten Spannfutter (5) zum Halten des Außenkolbens (1) jenseits der vorgesehenen Verschmelzungsstelle, sowie im Bereich zwischen dem ersten bzw. zweiten Spannfutter (7,8) und dem dritten Spannfutter (5) angeordneten Brennern und/oder anderen Heizeinrichtungen (10).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Spannfutter (7) für die Kappe (3) des Außenkolbens (1) gegenüber dem ersten Spannfutter (8) für den Innenkolben (2) axial verschiebbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12,13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutter (5, 7, 8) um eine gemeinsame Achse rotierbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen zum Erwärmen des Einschnürbereichs in radialer und axialer Richtung beweglich sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formwerkzeug (11) zum Einschnüren des Außenkolbens (1) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (11) in radialer und axialer Richtung beweglich ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung und/oder das Formwerkzeug (11) um die Achse der Spannfutter (5, 7, 8) rotierbar sind.