-
" Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
-
von Hohl gläsern mit einem glatten, abgerundeten Rand " Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Hohlgläsern mit einem glatten,
abgerundeten Rand durch Abtrennen eines ursprünglich mit dem Hohlglas verbundenen
Randteils bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes durch Beschuß der rotierenden
Trennstelle mittels mindestens eines fokussierten Energiestrahis und nachfolgendes
Versxhmeizen.
-
Derartige Hohl gläser werden durch Blasen oder Pressen hergestellt.
Sie besitzen infolgedessen einen mehr oder weniger unregelmäßig geformten Rand,
der abgetrennt werden muß, bevor die Herstellung des eigentlichen Mundrandes erfolgen
kann. Der abzutrennende Randteil wird bei geblasenen Hohl gläsern auch als Blaskappe
oder kurz als Kappe bezeichnet.
-
Für das Abtrennen der Kappe und das Herstellen des Mundrandes sind
mehrere Verfahren bekannt.
-
Bei dem sogenannten Abschmelzverfahren wird das Hohlglas an der Trennstelle
soweit erhitzt, bis die Kappe abschmilzt und nach unten abfällt. Dieses Verfahren
ist jedoch nur für die Herstellung billiger Wirtschaftsgläser geeignet, da sich
hierbei ein unschöner Randwulst ausbildet, der häufig auch als "Wurzel" bezeichnet
wird. Dabei bildet sich an der letzten Trennstelle eine tropfenförmige Verdickung
aus, die den ästhetischen Eindruck zusätzlich ungünstig beeinflußt. Darüberhinaus
erschwert der Randwulst die Reinigung und begünstigt die Ausbildung von Bakterienherden,
wenn hinter dem Randwulst, beispielsweise bei einer oberflächlichen Reinigung mit
kaltem Wasser, Speisereste, Lippenstift oder dergleichen zurückbleiben. Einerseits
verfestigt ein solcher Randwulst naturgemäß das Glas, andererseits lehnen aber insbesondere
Feinschmecker derartige Gläser für hochwertige Getränke, insbesondere für Weine,
ab.
-
Für die Herstellung hochwertiger Gläser hat sich daher das sogenannte
Absprengverfahren durchgesetzt. Hierbei erfolgt eine Ritzung in kaltem Zustand,
und durch örtliche Erwärmung mittels einer Flamme werden Spannungen erzeugt, die
schließlich zum Absprengen der Kappe führen. Auf diese Weise entsteht naturgemäß
ein scharfer und nicht vollständig ebener Rand, der zunächst durch Schleifen begradigt
werden muß. Alsdann wird dieser Rand auf beiden Seiten, d.h. innen und außen durch
Säumen mechanisch abgerundet, und schließlich erhält der Rand durch das sogenannte
"Feuerpolieren" mittels einer Flamme, oder durch mechanisches Polieren oder durch
Säurepolieren den gewünschten Glanz. Durch ein solches Verfahren läßt sich der von
Feinschmeckern bevorzugte dünne Mundrand ausbilden, und auch der ästhetische Eindruck
des fertigen Glases ist perfekt. Der aus vielen Einzelschritten bestehende Herstellprozeß
ist jedoch außerordentlich aufwendig, und es entstehen teilweise innere Spannungen,
so insbesondere beim sogenannten Feuerpolieren. Beim mechanischen Polieren entstehen
leicht Mikrorisse, die sich gelegentlich nachträglich in das Glas hinein fortsetzen.
-
Das bei Bleikristallgläsern häufig angewandte Säurepolieren ist gleichfalls
ein teurer und insbesondere auch zeitaufwendiger Vorgang. Da die verwendete Säure
ein starkes Umweltgift ist, bereitet ihre Beseitigung weitere Probleme.
-
Das Schleifen und Säumen beim Absprengverfahren verursacht gleichfalls
Umweltprobleme, da die Schleifpartikel
durch intensive Waschvorgänge
entfernt werden müssen.
-
Die Schleifpartikel bilden im Abwasser Schwebstoffe, die bei Fischen
zu ein-er tödlichen Kiemenverstopfung führen können.
-
Durch die Zeitschrift "Glasstt, Juni 1982, Seite 235, ist es bekannt,
Rohre aus Quarz und Borsilikatglas mittels eines pulsierenden Laserstrahls eines
CO2-Lasers zu trennen und zu verschmelzen. Hierbei entsteht jedoch in einem Zwischenstadium
ein verhältnismäßig dicker Randwulst, so daß das Verfahren auf die beschriebenen
technischen Anwendungsfälle beschränkt bleibt.
-
Durch den Aufsatz von Städtler 1Laser-Applikationsforschung" im VEB
Kombinat Lausitzer Glas - Ein Rückblick auf ein Jahrzehnt - Trennen von Wirtschaftsglas
mit dem C02-Laser, veröffentlicht in Silikat-Technik 35 (1984) Heft 2, Seiten 54
bis 56, sind Versuche bekannt, die Blaskappen bei der Herstellung von Trinkgläsern
durch die thermische Einwirkung eines fokussierten Laserstrahis abzutrennen. Dabei
wird das Glas an der Trennstelle teilweise geschmolzen und teilweise verdampft,
wobei mikroskopisch feine Risse entstehen.
-
Je nach dem Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zur Strahl leistung
erfolgt dabei das Trennen entweder über wiegend durch Abschmelzen und Verdampfen
oder durch Absprengen mittels thermischer Spannungen. Der Autor gibt an, daß dabei
die Arbeit des Ebenschleifens nur vermindert, nicht aber vollständig eingespart
werden kann,
und daß außerdem ein nachfolgendes Verschmelzen erfolgen
muß. Der Autor befaßt sich weiterhin mit der Optimierung der Verfahrensparameter,
kommt jedoch zu dem Ergebnis, daß ideale Verhältnisse nicht zu erzielen sind, und
daß die Untersuchungen zum Glastrennen aus diesem Grunde wieder eingestellt worden
sind.
-
Eigene Versuche zum Glastrennen durch praktisch vollständiges Verdampfen
des Glases an der Trennstelle haben ergeben, daß eine gleichmäßige Abtrennung insbesondere
bei unterschiedlichen Wandstärken auf dem Umfang des Hohlglases nicht zu erreichen
ist, daß sich an der letzten Trennstelle wiederum eine unerwünschte Tropfenbildung
einstellt und daß der Rand - offensichtlich in Folge des Impulsbetriebes - eine
feine Welligkeit aufweist, die nachträglich nur schwer zu beseitigen ist. Als besonders
nachteilig stellte sich dabei der schlechte Wirkungsgrad und die verhältnismäßig
sehr lange Dauer für das Abtrennen durch Verdampfen heraus.
-
Wenn man beim Verdampfen mittels eines Laserstrahls von der vollen
Wandstärke ausgeht, muß eine entsprechend große Glasmenge verdampft werden, die
aus zwei Gründen durch Absaugen vollständig entfernt werden muß: Einmal sind Glasdämpfe,
die in der Luft zu einem feinen Staub kondensieren, gesundheitsschädlich, und zum
andern führt eine Kondensation auf dem Hohlglas selbst zur Ausbildung einer blinden
Glasoberfläche, die vom Abnehmer nicht akzeptiert wird.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, das beim Einsatz eines fokussierten Energiestrahls
zu einem dünnen, glatten und gut abgerundeten Rand führt; ohne daß ein Schleifvorgang
erforderlich ist und ohne daß beim Einsatz der Energiestrahl quelle die Verdampfung
großer Glasmengen erforderlich ist.
-
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen
Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man a) die Trennstelle mittels eines Gasbrenners
in einer Breite von etwa 0,3 bis 1,5 mm auf dem Umfang des Hohlglases auf eine Temperatur
oberhalb des Erweichungspunktes erhitzt und den abzutrennenden Randteil in einen
vorgegebenen axialen Abstand von der ursprünglichen Position bringt und mittels
eines synchron und koaxial mit dem Hohlglas rotierenden Halter hält, derart, daß
im Gasquerschnitt eine Wespentaille gebildet wird, b) die Wespentaille unter Fortsetzung
der Rotation mit dem mindestens einen Energiestrahl auf einer Breite beschießt,
die deutlich geringer ist als die Breite der Wespentaille, und den Beschuß fortsetzt,
bis die Glasteile durch Verdampfen von Glas getrennt sind, und
c)
zum Verschmelzen den Rand des Hohl glases unter Fortsetzung der Rotation erneut
mit einem Gasbrenner beheizt, bis die Trennstelle dieivorgegebene Abrundung und
den Glanz aufweist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Kombination von Abschmelzen
und Abtrennen durch Verdampfen unter gleichzeitiger Vermeidung von Eigenspannungen
und Rissen. Es handelt sich dabei um die aufeinanderfolgende Anwendung von Gasbrenner
- Energiestrahl - Gasbrenner.
-
Als Energiestrahlen können dabei Elektronenstrahlen, Plasmastrahlen
und Laserstrahlen angewandt werden, wobei den Laserstrahlen wegen der gegenüber
Plasmastrahlen leicht konstant zu haltenden Energie und wegen der gegenüber Elektronenstrahlen
niedrigeren Investitionskosten der Vorzug zu geben ist.
-
Von besonderer Bedeutung ist dabei die "Ausdünnung" der Wandstärke
zu einer Wespentaille durch einen Ziehprozeß von definierter Länge §'x". Da in der
Mitte der Wespentaille nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Wandstärke vorhanden
ist, die vorzugsweise zwischen 0,1 mm und einem Drittel der ursprünglichen Wandstärke
liegt, muß auch nur noch ein Bruchteil des ursprünglichen Glasvolumens verdampft
werden. Dies erleichtert einmal die Abfuhr des Glasdampfes und verkürzt außerdem
die Trennzeit mittels des Energiestrahls auf einen entsprechenden Bruchteil. Vor
allem aber erfolgt das endgültige Durchtrennen innerhalb einer durch den Zieh-
prozeß
sehr dünnen "Glashaut", so daß kein merkliche Tropfen gebildet wird und auch beim
abschliessenden Verschmelzungsprozeß mittels des Gasbrenners durch die dem Glas
eigentümliche hohe Oberflächenspannung eine ausgezeichnete Abrundung einstellt,
die bei entsprechender Begrenzung des Verschmelzungsvorganges auch nicht zu dem
bekannten Randwulst führt.
-
Das solchermaßen hergestellte Glasgefäß, das die Form eines üblichen
Bierglases, einer "Tulpe", eines Kelches, einer Schale (Sektschale) oder einer Vase
besitzen kann, zeichnet sich durch ein ästhetisch perfektes Aussehen, die Freiheit
von unzulässigen Eigenspannungen und Mikrorissen aus und besitzt keinerlei verdeckte
Hohlkehlen, in denen sich bei unsachgemäßer Reinigung Bakterienherde ausbilden können.
Auch der bei den bekannten Abschmelzverfahren vorhandene Tropfen wird vermieden.
-
Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine einfache
Prozeßführung mit geringem Zeitaufwand aus, wobei der hinsichtlich der Reinigung
der Abluft zu treibende Aufwand gering ist und keinerlei Belastung der Umwelt durch
Schleifstaub oder Poliersäure entsteht.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Mineral gläsern aller Art
zum Einsatz kommen, wie sie üblicherweise für Trinkgefässe und andere Gebrauchsgegenstände
im Haushalt und in Gastronomiebetrieben verwendet werden.
-
Der Ausdruck "Breite" ist dabei in Umfangsrichtung des Glases und
entlang der Trennstelle zu verstehen, d.h. es handelt sich um eine Dimension parallel
zur Rotationsachse des Hohl glases.
-
Außerhalb der eigentlichen Trennstelle wird das Hohlglas bei der Bearbeitung
bevorzugt in einem Temperaturbereich gehalten, der zwischen der sogenannten Entspannungstemperatur
und der Erweichungstemperatur liegt. Die Entspannungstemperatur liegt bei den meisten
in Frage kommenden Mineral gläsern zwischen 500 "C (Bleiglas) und etwa 540 "C. Die
Erweichungstemperatur, bei der das Glas in den plastischen Zustand übergeht, liegt
etwa 30 oC darüber. Bei Einhaltung dieser Bedingung wird das Entstehen von Wärmespannungen
praktisch vollständig vermieden.
-
Je nach dem Randirchmesser des Hohlglases, der zwischen etwa 45 mm
(Sektkelch) und 120 mm (Sektschale) liegen kann, wird die Drehzahl des Hohl glases
zwischen etwa 2 und 10 Umdrehungen pro Minute eingestellt, so daß sich eine entsprechende
Umfangsgeschwindigkeit an der Trennstelle ergibt.
-
Bei dem Verfahrensschritt gemäß Merkmal a) wird zweckmäßig einer der
üblichen Ringbrenner verwendet, der bevorzugt als Ringschlitzduse ausgebildet ist
und mit einem Gemisch aus Brenngas, Luft, Sauerstoff oder mit einem Gemisch aus
Sauerstoff und Wasserstoff betrieben
wird, wobei auf eine neutrale
Flammencharakteristik zu achten ist. Je nach Gasart und Wandstärke ergibt sich bei
einem in herkömmlicher Weise betriebenen Ringbrenner eine Behandlungsdauer zwischen
1,25 und 4,0 Sekunden. Während dieser Zeit wird der abzutrennende Randteil, beispielsweise
die sogenannte Kappe, durch die Schwerkraft nach unten gezogen, bis der Randteil
auf dem mit gleicher Drehzahl rotierenden Halter zur Auflage kommt. Die Breite der
Flamme, die etwa einen Millimeter beträgt, bestimmt dabei das Volumen an plastifiziertem
Glas, und der vorgegebene Abstand "x bestimmt das Ziehverhältnis. Aus dem plastifizierten
Volumen und dem Ziehverhältnis ergibt sich wiederum die restliche Wandstärke im
Bereich der *'Wespentaille".
-
Der Abstand "x" kann dabei zwischen etwa 1,5 und 5,0 mm gewählt werden.
Die Festlegung besonders vorteilhafter Verfahrensparameter ist dabei durch Ausprobieren
möglich.
-
An die Stelle der Schwerkraft kann dabei aber auch eine definierte
Absenkung des abzutrennenden Randteils durch eine mechanische Einrichtung treten,
beispielsweise dann, wenn der abzutrennende Randteil ein besonders geringes Gewicht
aufweist. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, den Halter mit entsprechenden
Greifern auszustatten. Der Halter kann alsdann durch einen entsprechenden Antrieb
abgesenkt werden oder durch eine Belastung mit vorgegebenen Gewichten.
-
Die Verwendung eines Gasbrenners hat dabei den Vorteil, daß bereits
in der Flamme eine sehr weitgehend homogene
Energieverteilung vorliegt,
die in Verbindung mit der Rotation des Hohl glases zu einer vollständig gleichmäßigen
Erwärmung führt. Durch den Ziehprozeß wird überraschend auch bei ursprünglich auf
dem Umfang unterschiedlichen Wandstärken eine weitgehend konstante Restwandstärke
erreicht, die bei dem nachfolgenden Trennprozeß mittels des Energiestrahls zu sehr
gleichmäßigen Arbeitsbedingungen führt.
-
Darüberhinaus unterstützt die Gasströmung die Formgebung bei der Herstellung
der "Wespentaille".
-
Bei dem Verfahrensschritt gemäß Merkmal b) ist es besonders vorteilhaft,
einen C02-Laser zu verwenden, der hinsichtlich Leistung und Fokussierungszustand
auf eine Leistungsdichte zwischen 2 und 10 Joule/mm2 eingestellt wird. Die bevorzugte
Leistung liegt dabei bei etwa 5 Joule/mm2. Ein derartiger C02-Laser hat den Vorteil,
daß bei einer Wellenlänge von h = 10,6 ,um eine Energieabsorption von 70 bis 90
% im Glas stattfindet. Dabei wird bevorzugt das Glas an der Trennstelle auf eine
Temperatur oberhalb 2.300 QC bzw. 2.573 K aufgeheizt. In diesem Falle können Trennzeiten
zwischen etwa 0,3 und 0,45 Sekunden erzielt werden.
-
Bei diesem Verfahrensschritt ist es besonders vorteilhaft, wenn auf
die Auftreffstelle des Laserstrahls auf dem Glas eine heiße G.sströmung gerichtet
wird und wenn die Gase mit dem verdampften Glasanteil mit einer Saugdüse abgezogen
werden. Die heiße Gasströmung wird dabei bevor-
zugt durch eine
punktförmige Brennerdüse erzeugt. Hierdurch wird es vermieden, daß die Auftreffstelle
des Energiestrahls von Kaltluft getroffen wird, die ansonsten durch die Saugdüse
in Richtung auf den Auftreffpunkt gefördert wird.
-
Der Verfahrensschritt gemäß Merkmal c) wird wiederum besonders zweckmäßig
mit einem herkömmlichen Gasbrenner in Form einer Ringschlitzdüse durchgeführt, wobei
das Glas auf Temperaturen zwischen 560 und 700 "C aufgeheizt wird. In diesem Temperaturbereich
nimmt die Oberfläche des Glases eine plastisch-zähe Konsistenz ein, wobei die Oberfläche
durch die Oberflächenspannung verkleinert, abgerundet und auf Hochglanz gebracht
wird.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach Patentanspruch 1.
-
Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist diese Vorrichtung gekennzeichnet
durch die Merkmale im Patentanspruch 10.
-
Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Halter als Drehteller
mit einer Auflagefläche für den Rand des Hohlglases ausgebildet ist und in seiner
Antriebswelle ein Gelenk für die planparallele Ausrichtung der Auflagefläche zum
unteren Rand des Hohlglases aufweist.
-
Durch einfaches Anheben des Drehtellers vor dem ersten Verfahrensschritt
kann sich der Drehteller durch Anstossen an den unteren Rand des Hohlglases planparallel
zu diesem ausrichten, so daß auf dem Umfang des Hohl glases
ein
vollständig gleichmäßiger Ziehprozeß erfolgen kann.
-
Diese Maßnahme ist deswegen wichtig, weil die betreffenden Hohlgläser
in der Praxis selten absolut rotationssymmetrisch im Hinblick auf die Rotationsachse
des Aufnehmers ausgebildet sind. Durch die angegebene Selbstzentrierung wird ein
ungleichmäßiger Ziehprozeß und damit eine etwaige Faltenbildung in der dünnen Glashaut
wirksam verhindert. Der Synchronantrieb zwischen dem Aufnehmer und dem Halter sorgt
gleichfalls dafür, daß an der Trennstelle keine tangentialen Scherkräfte auftreten.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren, eine Vorrichtung zu seiner Durchführung
und deren weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten werden nachfolgend anhand der Figuren
1 bis 6 näher erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 einen axialen Vertikalschnitt durch eine vollständige
Vorrichtung in schematischer Darstellung, Figur 2 einen Axialschnitt durch den Rand
eines nach dem herkömmlichen Abschmelzverfahren hergestellten Trinkglases, Figur
3 einen Schnitt analog Figur 2, jedoch durch den Rand eines erfindungsgemäß hergestellten
Trinkglases,
Figur 4 einen Ausschnitt aus Figur 1 in vergrößertem
Maßstab (Kreis IV), Figur 5 einen teilweisen vertikalen Axialschnitt durch eine
Arbeitsstation, in der der abschliessende Verschmelzungsvorgang durchgeführt wird,
und Figur 6 einen horizontalen Radialschnitt durch eine Arbeitsstation, in der die
Glasteile mittels des Energiestrahls durch Verdampfen getrennt werden in Verbindung
mit einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes.
-
In Figur 1 ist ein Aufnehmer 1 dargestellt, der mittels einer Antriebswelle
2 in einem nicht gezeigten Maschinengestell gelagert ist, das beispielsweise als
Karussell ausgeführt sein kann. Durch die Antriebswelle 2 wird eine Achse A-A definiert,
um die der Aufnehmer 1 gemäß dem Pfeil 3 drehbar ist.
-
Der Aufnehmer 1 trägt durch nicht dargestellte mechanische Mittel
oder infolge eines Unterdrucks ein Hohlglas 4, das in zwei verschiedenen Arbeitsstationen
dargestellt ist. Die linke Hälfte von Figur 1 zeigt das Hohlglas 4 in einer ersten
Arbeitsstation vor dem ersten Verfahrensschritt gemäß Merkmal a). Zu dieser Arbeitsstation
gehört ein Gasbrenner 5, der als Ringschlitzdüse mit einem Ringschlitz 6 ausgebildet
ist. Ein solcher Brenner ist
in der Regel zweigeteilt und aufklappbar
ausgebildet, um ihn in den Arbeitsbereich einschwenken zu können.
-
Ein solcher Brenner erzeugt einen radial einwärts gerichteten Schleier
außerordentlich heißer Gase, die das Hohlglas 4 in kürzester Zeit und mit entsprechend
steilem Temperaturgradienten auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes
aufheizen.
-
Der Ringschlitz 6 bestimmt die Lage der Trennstelle 7 und ist daher
entsprechend der axialen Länge des Hohl glases 4 einzustellen.
-
Unterhalb des Aufnehmers 1 befindet sich ein um die gleiche Achse
A-A drehbarer Halter 8, der durch hier nicht gezeigte Mittel synchron mit dem Aufnehmer
1 antreibbar ist. Zu diesem Zweck besitzt auch der Halter 8 eine Antriebswelle 9,
die (nicht gezeigt) im gleichen Karussell gelagert ist wie die Antriebswelle 2,
so daß der Halter 8 stets zusammen mit dem Aufnehmer 1 auf dem Umfang der Maschine
bewegt wird.
-
Der Halter 8 besitzt eine Auflagefläche 10 für den Rand 11 des Hohl
glases 4, und zwischen dieser Auflagefläche 10 und dem Rand 11 besteht zu Beginn
des Erweichungs- und Ziehvorganges gemäß Merkmal a) ein Abstand "x". Um diesen Abstand
auf dem gesamten Umfang des Hohlglases 4 äquidistant zu machen, ist in der Antriebswelle
9 des Halters 8 ein Gelenk 12 angeordnet, das als Kardangelenk ausgebildet ist.
Zum Zwecke einer entsprechenden Ausrichtung des Halters 8 ist dessen 4ntriebswelle
9 mit
einer Hubeinrichtung 13 ausgestattet, die aus einem koaxialen
Kulissenkörper 14 und einem Stellhebel 15 besteht, der durch einen nicht gezeigten
Antrieb in Richtung des Doppelpfeils 16 verstellbar ist. Beim Anheben des Halters
8 stößt dessen Auflagefläche 10 an den unteren Rand 11 des Hohiglases 4 an und richtet
sich selbsttätig aus, wobei diese Ausrichtung durch eine Selbsthemmung innerhalb
des Gelenks 12 beibehalten wird. Der Halter 8 kann nachfolgend um den Abstand "x"
wieder abgesenkt werden, so daß sich die geometrischen Verhältnisse gemäß der linken
Hälfte von Figur 1 einstellen. Der Halter 8 rotiert hierbei synchron mit dem Aufnehmer
1 im Sinne des Pfeils 17. Die Auf- und Abwärtsbewegung wird durch den Doppelpfeil
18 angedeutet; In der rechten Hälfte von Figur 1 ist der abzutrennende Randteil
4a deutlicher zu erkennen. Unter dem Einfluß des Gasbrenners 5 wurde das Hohlglas
4 im Bereich der Trennstelle 7 in einem äußerst engen Bereich über seinen Erweichungspunkt
erhitzt, wobei die Trennstelle zur Verdeutlichung des Vorgangs übertrieben breit
dargestellt ist. Beim Absenken des Randteils 4a auf den Halter 8 mittels der Schwerkraft
hat sich im Bereich der Trennstelle 7 eine Wespentaille ausgebildet, auf deren Aussehen
in Figur 4 noch näher eingegangen werden wird. Die Ab-
senkung
des Randteils 4a über den Abstand "x" verkörpert einen Ziehprozeß, der zu der gezeigten
Ausdünnung führt. Dieser Zustand wird noch in der ersten Arbeitsstation, spätestens
aber auf dem Weg von der ersten zur zweiten Arbeitsstation erreicht.
-
Die rechte Hälfte von Figur 1 zeigt nun die in einer zweiten Arbeitsstation
vorhandene Energiestrahlquelle 19 in Form eines C02-Lasers, der mittels einer nicht
gezeigten Optik einen fokussierten Laserstrahl 20 aussendet. Dieser Energiestrahl
beschießt nunmehr die Wespentaille auf einer Breite, die deutlich geringer ist,
als die Breite der Wespentaille, während die Rotation fortgesetzt wird. Durch Verdampfen
des ausgezogenen bzw. verdünnten Querschnitts des Hohl glases erfolgt in kürzester
Zeit eine restlose Abtrennung des Randteils 4a, wobei der nunmehr untere Rand 21
des Hohl glases 4 das in Figur 5 dargestellte Aussehen erhält. Das Entfernen des
Randteils 4a erfolgt mittels Druckluft oder mechanischer Abstreifer, so daß der
Halter 8 für einen neuen Durchgang durch die erste Arbeitsstation vorbereitet ist.
-
Figur 2 zeigt nun den oberen Rand eines Hohl glases 4, das durch einen
Abschmelzprozeß einen verdickten
Randwulst 22 aufweist.
-
Figur 3 zeigt das Hohlglas 4, wie es entweder mit dem klassischen
Absprengverfahren mit nachfolgenden Schleifverfahren etc. erhalten werden kann,
oder - auf einfachere Weise - mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Es ist zu erkennen,
daß der obere Rand 23, der sogenannte Mundrand, zwar gut abgerundet ist, aber keine
Verdickung aufweist, so daß die vertikalen Begrenzungslinien des Querschnitts tangential
in den Rand übergehen.
-
Figur 4 zeigt nun die besonders charakteristischen Einzelheiten der
"Wespentaille". Durch den zum Erfindungsgegenstand gehörenden Ziehprozeß wird die
Wandstärke des Hohl glases 4 durch den sich nach unten bewegenden Randteil -4a auf
einer Breite b eingeschnürt, indem das ursprünglich dort befindliche Material auf
eine entsprechend größere axiale Länge entsprechend dem Abstand "x" verteilt wird.
Dadurch wird die Restwandstärke auf ein daß "s" verringert, die zwischen 0,1 mm
und einem Drittel der ursprünglichen Wandstärke liegt. Der Energiestrahl 20 wird
nun in der Weise fokussiert und auf die Trennstelle 7 bzw. die Wespentaille ausgerichtet,
daß die Auftreffstelle des Energiestrahls deutlich geringer ist als die Breite b1
der Wespentaille. Es versteht sich, daß für die Breite b1 aufgrund der gut abge-
rundeten
Obergänge ein Mittelwert angegeben ist. Die Breite b2, in der der Energiebeschuß
wirksam wird, ist gleichfalls in Figur 4 dargestellt. Aufgrund dieses Energiebeschusses
verdampft das Material nur in einer Menge, die der Restwandstärke entspricht.
-
Figur 5 zeigt das Aussehen des Hohl glases 4 im Bereich des unteren
Randes 21. Dieser Rand hat aufgrund der Einwirkung des Laserstrahls zunächst eine
ganz leichte Wellenstruktur. Der Randteil 4a ist nicht mehr vorhanden, und an seine
Stelle ist ein Gasbrenner 24 getreten, der gleichfalls als Ringbrenner ausgeführt
ist und zwei Ringschlitze 24a und 24b aufweist, die - wie gezeigt - unter einem
Winkel von 30 Grad zur Horizontalen auf die Unterseite des Hohl glases 4 ausgerichtet
sind. An die Stelle der Ringschlitze können auch Lochkränze treten, deren Bohrungsachsen
unter dem gleichen Winkel ausgerichtet sind. Durch entsprechende Einwirkung des
Gasbrenners 24 wird - unter Fortsetzung der Rotation des Hohiglases 4 - der untere
Rand 21 so verschmolzen, daß sein Querschnitt an der Unterseite durch einen Halbkreis
begrenzt wird, wie dies in Figur 3 (in umgekehrter Lage) dargestellt ist. Dabei
wird auch das Wellenprofilwausgeglichen, da die Oberflächenspannung ganz offensichtlich
ausreicht, um das nur in einem engen
Bereich vorhandene Wellenprofil
auszugleichen.
-
Im Anschluß daran werden die Hohl gläser einem sogenannten Kühlband
zugeführt.
-
Figur 6 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Horizontalschnitt durch
das Hohlglas im Bereich der Wespentaille.
-
Die Wandstärke s" des ausgezogenen Restquerschnitts ist durch Schraffur
hervorgehoben, und der darunterliegende Randteil 4a ist anhand seiner Konturen zu
erkennen. Die Energiestrahlquelle 19 - auch hier ein C02-Laser-ist erkennbar radial
auf das Hohlglas ausgerichtet, so daß der fokussierte Laserstrahl 20 die Wespentaille
an der Auftreffstelle 20a trifft (siehe auch Figur 4). Auf diese Auftreffstelle
20a ist eine heiße Gasströmung 25 gerichtet, die von einer punktförmigen Brennerdüse
26 ausgeht. Die Gasströmung 25 ist unter einem spitzen Winkel zur Tangente in der
Auftreffstelle 20a ausgerichtet. Etwa spiegelsymmetrisch zur Energiestrahlquelle
19 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite eine Saugdüse 27, mit der die
Brenngase ebenso wie die verdampften Glasanteile in Richtung der eingezeichneten
Pfeile abgezogen werden.