DE29822885U1 - Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges für die maschinelle Hohlglasfertigung - Google Patents
Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges für die maschinelle HohlglasfertigungInfo
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Description
d 597
16. Dez. 1998
wi/per
Deloro Stellite GmbH
Zur Bergpflege 53
56070 Koblenz
56070 Koblenz
Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges für die maschinelle Hohlglasfertigung
Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges für die maschinelle Hohlglasfertigung
Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf einen Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges
für die maschinelle Hohlglasfertigung, der einen inneren zylindrischen Führungsabschnitt mit einem außen einstückig angeformten
flanschartigen Fortsatz aus Grauguß aufweist, und der an der kreisringförmigen Stirnfläche des Führungsabschnittes im Bereich der Berührungsfläche mit dem
stirnseitigen Mündungsrand des Hohlglases mit einer Panzerung aus einer verschleißfesten Hartlegierung versehen ist.
Für die maschinelle Herstellung von Hohlgläsern, z.B. Flaschen und
Glasbehältern, sind verschiedene Techniken entwickelt worden. Bei der sogenannten Vorfonntechnik sind ein zweischaliges Mündungs-Fbrmwerkzeug
für die Ausfonnung des Mündungsbereiches des Hohlglases und ein weiteres
Formwerkzeug für die Vor-Formgebung des Hohlglases selbst, vorgesehen, in die ein zähflüssiger Glasposten aus einer Schmelze eingegeben wird, und in die
danach über eine entsprechende zentrische Durchtrittsöffnung ein sogenannter Preß-Pegel, ein dornartiges Preßwerkzeug, zur Ausbildung eines Blaskanals
unter Anpressen des Glases an die Formflächen eingeführt wird. Danach wird der Vorformling, auch Külbel genannt, aus der Vorform entfernt und in einer
weiteren Form durch Formblasen auf seine endgültige Gestalt gebracht, wobei allerdings der Mündungsbereich des Hohlglases bereits in der Vorform seine
endgültige Gestalt erhält.
Da das in dem Mündungs-Formwerkzeug enthaltene Glas daher bereits dort
erstarrt, ist gerade dieses Mündungs-Formwerkzeug enormen Korrosions- und Abrasionsbedingungen ausgesetzt, abgesehen von der sehr hohen thermischen
Belastung.
Um die Wärme gut abzuführen, werden die Halbschalen des Mündungs-Formwerkzeuges
typischerweise aus Graugruß (Gußeisen) oder Bronze hergestellt. Zur signifikanten Erhöhung der Verschleißfestigkeit ist es dabei
bekannt, jede Formwerkzeug-Halbschale an den Glasberührungsflächen mit einem panzernden Halbschaleneinsatz aus einer verschleißfesten Hartlegierung,
vorzugsweise aus einer verschleißfesten Nickel- oder Cobaltbasislegiening, zu
versehen. Dadurch wird erreicht, daß die Innenfläche der Panzerungs-Halbschale die Glasberührungsfläche bildet, die mechanisch und thermisch
widerstandsfähig ist und somit der hohen Aggressivität des Glases mit einer höheren Standzeit widerstehen kann.
Ein derartiges Mündungs-Formwerkzeug ist beispielsweise durch die DE 39 37
476 Al bekannt geworden. Dem geschlossenen, besseren Verständnis wegen
ist eine Halbschale 1 dieses Mündungs-Formwerkzeuges 2 mit dem in einer Ausnehmung 3 eingebrachten, panzernden Halbschalen-Einsatz 4 in Fig. 2
dargestellt.
Bei dem Mündungs-Formwerkzeug der vorgenannten Art ist es notwendig, die
Panzerungs-Halbschalen dauerhaft, d.h. ohne Bindungsfehler und ohne Beeinträchtigung des zu formenden Glases, z.B. durch thermische Störungen
bei Wännebelastung, mit den Werkzeug-Halbschalen zu verbinden.
Es ist durch die vorgenannte DE-Schrift bekannt, die Panzerungs-Halbschalen
in die Werkzeughalbschalen einzulöten, z.B. durch autogenes oder induktives Löten.
Eine vorteilhaftere Methode besteht darin, die aus einer verschleißfesten
Nickelbasishartlegierung vorgegossene Panzemngs-Halbschalen als Einlegeteile
in einem Verbundgießprozeß mit Grauguß (oder Bronze) zu umgießen. Dieses Verfahren ist durch die Veröffentlichung: "Cast iron solution for the neck
ring", in Glass International, December 1997, Seiten 10 - 12, bekannt geworden.
In das vorgenannte zweischalige Mündungs-Fbrmwerkzeug nach Fig. 2 ist in
einer rillenförmigen Ausnehmung 5 ein sogenannter Führungsring 6 mit einem flanschartigen Ansatz 7 an einem zylindrischen Führungsabschnitt 8 betrieblich
aufnehmbar, der einmal die Aufgabe hat, die Werkzeug-Halbschalen auf dem flanschartigen Ansatz 7 sowie den (nicht dargestellten) Pegel bei seinem
Durchtritt durch den Führungsring zu führen. Er hat ferner die Aufgabe, mit seiner stirnseitigen Ringfläche 8 a am Führungsabschnitt 8, die das Glas
berührt, die Stirnseite der Mündung des Hohlglases zu formen. Dieser Führungsring ist besonders extremen Korrosions- und Abrasionsbedingungen
ausgesetzt, insbesondere an dem inneren dichtenden Rand, der Ringfläche.
Auch dieser Führungsring besteht typischerweise aus einem Grauguß mit einer
ringförmigen Panzerung 9 aus einer Hartlegienmg im Bereich der Glasberührungsfläche.
Das Gußeisen soll eine gute Ableitung der Wärme und die Hartlegienmg die
notwendige Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sicherstellen.
Auch hinsichtlich des Führungsringes besteht das Problem der dauerhaften
Anbringung der ringförmigen Panzerung 9 auf der Stirnseite 8 a des
zylindrischen Führungsabschnittes des Graugußkörpers.
Es ist bekannt, die ringförmige Berührungsfläche 8 a des gußeisenen
Führungsringes 6 mit einer Nickelbasis-Hartlegierung zu beschichten. Diese Beschichtungen wurden entweder aufgeschweißt bzw. aufgespritzt und
anschließend fertig bearbeitet. Hierbei kommt es jedoch immer wieder zu
Problemen, da diese Beschichtungen infolge austretender Gase Poren und Schlacken aufweisen, die den Einsatz bei der Hohlglasfertigung stören. Beim
Kontakt zum flüssigen Glas in der Formgebung kommt es nämlich darauf an, daß eine sehr dichte Oberfläche vorhanden ist, die Fehlstellen im Hohlglas
nicht zuläßt. Außerdem haben sich beim Beschichten durch Auftragsschweißen exzessive Materialaufmischungen sowie Schlackenrückstände gebildet, die den
Glasformprozeß nachteilig beeinflussen.
Da der Führungsring sehr extremen Korrosions- und Abrasionsbedingungen
ausgesetzt ist, hat man versucht, eine spezielle Hartlegierung auf Cobaltbasis, eine Cobalt-Chrom-Wolfram-Kohlenstofflegierung, als Schicht auf den
Graugußkörper aufzubringen, insbesondere eine Cobaltbasislegierung, die unter der Marke Stellite® bekannt geworden ist. Diese Legierung hat typischerweise
eine hohe Härte auch bei hohen Temperaturen sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit im Kontakt zu flüssigem Glas. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß sich beim Beschichten von Grauguß mit dieser speziellen Hartlegierung keine ausreichende Bindung zwischen der Hartlegierung und
dem Graugußkörper ergibt, so daß ein Aufbringen dieser speziellen Hartlegierung nur auf Stahl möglich wäre, was jedoch wiederum andere
thermische Nachteile mit sich gebracht hätte. Man ist daher wieder auf die Kombination einer Nickelbasishartlegierung mit Grauguß zurückgegangen.
Es ist auch versucht worden, einen vorgegossenen Ring aus einer Nickelbasis-Hartlegierung
in eine entsprechende Ausnehmung des Grauguß-Grundkörpers des Führungsringes mit einem Hochtemperaturlot einzulöten. Diese Art der
Verbindung des Hartlegierungsringes mit dem Graugußkörper hielt jedoch auf Dauer den thermischen Belastungen nicht stand.
In der Praxis werden daher typischerweise immer noch die beschriebenen
Führungsringe verwendet, bei denen eine Hartlegierungsschicht auf Nickelbasis
im Wege des Auftragsschweißens auf den Graugußkörper aufgebracht ist, trotz
der geschilderten Nachteile, für deren Beseitigung ein langjähriges Bedürfnis besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs bezeichneten
Führungsring so auszubilden, daß eine Panzerung erzielbar ist, die eine dichte, porenfreie und rückstandsfreie Oberfläche besitzt und ohne Bindungsfehler
thermisch beständig mit dem umgebenden Grauguß verbindbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von dem eingangs bezeichneten
Führungsring eines Mündungs-Formwerkzeuges für die maschinelle Hohlglasfertigung, der einen inneren zylindrischen Führungsabschnitt mit
einem außen einstückig angeformten flanschartigen Fortsatz aus Grauguß aufweist, und der an der kreisringförmigen Stirnfläche des Führungsabschnittes
im Bereich der Berührungsfläche mit dem stirnseitigen Mündungsrand des Hohlglases mit einer Panzerung aus einer verschleißfesten Hartlegierung
versehen ist, gemäß der Erfindung dadurch, daß die Panzerung durch einen
gegossenen, ringförmigen Einsatz aus einer Hartlegierung auf Nickel- oder Cobaltbasis gebildet ist, der im Wege des Verbundgießens mit dem
umgebenden Grauguß unter Ausformung des Führungsringes stoffschlüssig verbunden ist.
Der gegossene ringförmige Einsatz aus einer Hartlegierung auf Nickel- oder
Cobaltbasis besitzt infolge des Gießvorganges eine dichte, porenfreie glatte
Oberfläche, was sich mit Vorteil beim Formen des Randes der Mündung des
Hohlglases auswirkt. Er ist ferner infolge einer intensiven Aufmischung in den Grenzflächen beim Verbundgießen ohne Bindungsfehler thermisch beständig
mit dem umgebenden Grauguß stoffschlüssig verbunden.
Dieses Ergebnis war infolge der früheren fehlgeschlagenen Versuche, von den
Nachteilen beim Auftragen einer Beschichtung aus einer Nickelbasis-
Hartlegierung loszukommen, überraschend, insbesondere auch wegen der sehr
großen Massenunterschiede zwischen Graugußgrundkörper und Hartlegierungseinsatz, der bei den notwendigen gegebenen Gußtemperaturen
für den Grauguß ein Auf- und Einschmelzen des Hartlegierungseinsatzes befürchten ließ.
Durch die Erfindung wurden diese Hemmnisse überwunden.
Der erfindungsgemäße Führungsring läßt sich auch wesentlich kostengünstiger
als im bekannten Fall über eine Beschichtung mit einer Hartlegierung herstellen. Es sind signifikante Einsparungen erzielbar.
Überraschenderweise ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch
möglich, als Hartlegierung eine Cobalt-Chrom-Wolfram-Kohlenstofflegierung
einzusetzen, insbesondere eine Hartlegierung, die unter der Marke Stellite® bekannt geworden ist, und die eine besonders hohe Härte auch bei hohen
Temperaturen sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit im Kontakt zu Glas hat, was zusätzlich mit Vorteil eine hohe Standzeit des Führungsringes bewirkt.
Auch dieses Ergebnis war überraschend, sprachen doch typische Eigenschaften
dieser Hartlegierung gegen einen ausreichenden Stoffschluß bei einem Verbundgießen. Der Chrom-Anteil, der bei hohen Temperaturen Chromoxid
bildet, steht einer ausreichenden Benetzung im Wege, ebenso wie die höhere Schmelztemperatur der vorgenannten Cobaltbasis-Hartlegierung der Tendenz zu
einem intensiven Stoffschluß beim Verbindungsgießen mit Grauguß entgegen steht. Diese typischen Hemmnisse konnten durch eine gezielte Vorbehandlung
des gegossenen ringförmigen Einsatzes und durch eine gezielte Aufmischung infolge einer gezielten Temperaturführung beim Speisen der Verbundgießform
mit dem geschmolzenen Graugußmaterial ausgeräumt werden.
Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Führungsringes.
Es zeigen:
Fig. 1 in einer vergrößerten Schnittansicht durch einen Führungsring
eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 2 den bekannten Sachzusammenhang zwischen dem Führungsring
und dem ihn umgebenden Mündungs-Formwerkzeug.
Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht einen Führungsring 6 eines Mündungs-Formwerkzeuges
2 (Fig. 2) für die maschinelle Hohlglasfertigung, der einen inneren zylindrischen Führungsabschnitt 8 mit einem außen einstückig
angeformten flanschartigen Fortsatz 7 aus Grauguß aufweist. Dieser Führungsring 6 ist an der kreisringförmigen Stirnfläche 8 a des
Führungsabschnittes 8 im Bereich der Berührungsfläche mit dem stirnseitigen Mündungsrand des Hohlglases (nicht dargestellt) mit einer Panzerung 9 aus
einer verschleißfesten Hartlegierung versehen. Gemäß der Erfindung besteht diese Panzerung 9 aus einem gegossenen, ringförmigen Einsatz 10 aus einer
Hartlegierung auf Nickel- oder Cobaltbasis, der im Wege des Verbundgießens mit dem umgebenden Grauguß unter Ausformung des Führungsringes
stoffschlüssig verbunden ist.
Um einen thermisch beständigen Stoflschluß zu erreichen, wird der gegossene
ringförmige Einsatz 10, bevor er in die Verbundgießform eingelegt wird,
intensiv mechanisch und chemisch vorbehandelt, um etwaige Oxydreste zu beseitigen und die Benetzungsfähigkeit mit dem Grauguß zu erhöhen. Damit
beim Gießen des Graugußmateriales der ringförmige Einsatz aus der Hartlegierung erhalten bleibt unter Erzeugung eines ausreichenden
Stoffschlusses, erfolgt eine gezielte Temperaturführung beim Speisen des
Graugußmaterials in die Verbundgießform. Es bildet sich dann in den Grenzflächen 10 b eine gezielte Aufmischung zwischen dem
Hartlegierungsmaterial und dem Grauguß, die einen intensiven Stoffschluß bewirkt.
Der Führungsring 6 weist ferner eine zentrische Durchtrittsöffnung 11 für den
sogenannten dornartigen Pegel auf, der in den Führungsring und danach in das Mündungsformwerkzeug (Fig. 2) eingeführt wird. Nach dem Vorformen wird
dieser Pegel wieder aus der Form und dem Führungsring herausgezogen.
Als Hartlegierung für den ringförmigen Einsatz wird eine solche mit Cobalt
oder Nickel als Basismetall eingesetzt, die mit weiteren, höherschmelzenden Metallen (Chrom, Wolfram, ..) und Metalloiden Bor, Silicium, Kohlenstoff
legiert werden. Hartlegierungen bestehen grundsätzlich aus zwei unterschiedlichen Phasentypen: Einer zähen Metallmatrixkomponente sowie
den als Verschleißträger fungierenden, eingelagerten Hartphasen (Carbide,
Boride oder Silicide). Bei der Legierung bilden die Gebrauchsmetalle, oft als Matrixmetalle bezeichnet, mit den anderen Legierungselementen und den
Metalloiden die als Verschleißträger fungierenden Hartphasen.
Legierungen der vorgenannten Art sind an sich bekannt und werden beispielsweise in dem Aufsatz: "Gegossene Cobalt- und Nickelhartlegierungen
zum Verschleiß und Korrosionsschutz", in der Zeitschrift STAHL, Heft 3/1995, Seite 33 bis 36, beschrieben.
Eine besondere Bedeutung hat dabei die Hartlegierung in Form einer Cobalt-Chrom-Wolfram-Kohlenstofflegierung,
bekannt geworden unter der Marke Stellite®, die eine besonders hohe Härte auch bei hohen Temperaturen hat und
die somit eine höhere Standzeit des Führungsringes 6 bewirkt.
Claims (2)
1. Führungsring (6) eines Mündungs-Formwerkzeuges (2) für die
maschinelle Hohlglasfertigung, der einen inneren zylindrischen Führungsabschnitt (8) mit einem außen einstückig angeformten
flanschartigen Fortsatz (7) aus Grauguß aufweist, und der an der kreisringförmigen Stirnfläche (8 a) des Führungsabschnittes (8) im
Bereich der Berührungsfläche mit dem stirnseitigen Mündungsrand des Hohlglases mit einer Panzerung (9) aus einer verschleißfesten
Hartlegierung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Panzerung (9) durch einen gegossenen ringförmigen Einsatz (10) aus
einer Hartlegierung auf Nickel- oder Cobaltbasis gebildet ist, der im
Wege des Verbundgießens mit dem umgebenden Grauguß unter Ausformung des Führungsringes (6) stoflschlüssig verbunden ist.
2. Führungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hartlegierung eine Cobalt-Chrom-Wolfram-Kohlenstofflegierung ist.
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DE (1) | DE29822885U1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3045434A1 (de) * | 2015-01-15 | 2016-07-20 | Vetropack Holding AG | Flaschenverschlussmündung mit Belüftzugang |
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1998
- 1998-02-07 DE DE29822885U patent/DE29822885U1/de not_active Expired - Lifetime
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