DE4213237A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Glasgegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Glasgegenständen aus einem Glastropfen oder einer Glaspastil­ le mit einem im wesentlichen vertikal mittels einer Zylin­ der-Kolben-Anordnung gegen eine Form verfahrbaren, die Glas­ masse aktiv verformenden Stempel oder Federkorb.

Derartige Vorrichtungen werden zum Pressen von Preßglasarti­ keln und Glaspastillen, aber auch zur ziehenden Verformung einer Glaspastille zu einem Külbel verwendet. Die zu verfor­ mende Glasmasse befindet sich dabei lose in einer Form oder sie wird jeweils zwischen Form und Stempel entweder durch eine geeignete Haltevorrichtung oder in der Form selbst ge­ halten, woraufhin der Stempel in Richtung der Form verfahren wird. Die zwischen Form und Stempel befindliche Glasmasse wird dabei aktiv in der gewünschten Weise verformt.

Beim Herstellen von Preßglasartikeln wird anstelle eines ein­ fachen Stempels im allgemeinen ein sogenannter Federkorb ver­ wendet, welcher einen mit einer Grundplatte fest verbundenen Stempel und einen unterhalb des Stempels, zentral mit diesem ausgerichtet einen von der Grundplatte beabstandeten Deck­ ring aufweist, der unter Federvorspannung steht und in Rich­ tung der Kolbenachse unter Kompression der Federn nach oben bewegbar ist. Beim Verfahren des Federkorbs gegen die Form setzt zuerst der Deckring auf den oberen Rand der Form auf, woraufhin der Stempel durch den Deckring in die Form bewegt wird, wobei sich der Abstand zwischen dem auf dem Formenrand aufsitzenden Deckring und der Grundplatte gegen die Feder­ vorspannung verringert. Der auf der Form aufsitzende Deck­ ring verhindert ein Austreten von Glasmasse aus der Form während des Preßvorgangs.

Bei bekannten Vorrichtungen der angegebenen Art wird der mit­ tels der Zylinder-Kolben-Anordnung bewegte Stempel bzw. die Grundplatte des Federkorbs fest mit dem Kolben der Anordnung verbunden, welcher entlang seiner Längsachse verschiebbar in einem Zylinder gelagert ist. Durch den Zylinder sind Druckka­ näle geführt, über die zwischen Zylinder und Kolben befindli­ che Druckkammern beaufschlagbar sind. Durch die Beaufschla­ gung dieser Druckkammern mit einem Druckmedium, das sowohl flüssig als auch gasförmig sein kann, ist der Kolben in dem ortsfesten Zylinder entlang seiner Achse in beiden Richtun­ gen verfahrbar, um so einerseits den mit dem Kolben verbunde­ nen Stempel für den Verformungsvorgang gegen die Form zu ver­ fahren und andererseits nach Beendigung des Verformungsvor­ ganges den Stempel wieder aus der Form zurückzuziehen.

Ein Problem der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß insbesondere bei der Ausführung von Preßverformungen der Stempel paßgenau durch den über der Öffnung der Form befind­ lichen Deckring bewegt werden muß, wobei zwischen dem Stem­ pel und dem Deckring oftmals nur ein Spalt von wenigen 1/10 mm besteht. Aufgrund der oftmals nicht zentrisch in der Form liegenden Glasmasse treten häufig große, auf den Stem­ pel wirkende Querkräfte auf, die ein Abweichen des Stempels von der vorgegebenen Bahn und somit eine gegenseitige Berüh­ rung von Stempel und Deckring nach sich ziehen. Hierdurch kommt es zu Beschädigungen des Stempels und/oder des Deck­ rings. Derartige Beschädigungen können insbesondere deshalb sehr leicht auftreten, da Stempel und Deckring aufgrund des Kontaktes mit der Glasmasse sehr heiß und somit auch sehr empfindlich sind.

Beschädigungen der angegebenen Art wirken sich nachteilig auf die wirtschaftliche Arbeitsweise der beschriebenen Vor­ richtung aus, da es häufig erforderlich ist, Wartungsarbei­ ten durchzuführen oder Teile der Vorrichtung auszuwechseln.

Hierdurch entsteht eine unerwünscht häufige Unterbrechung des Produktionsvorgangs sowie ein zusätzlicher, durch War­ tungsarbeiten und Ersatzteile bedingter Kostenaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar und bei geringem Wartungsaufwand möglichst stö­ rungsfrei betreibbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zylinder der Zylinder-Kolben-Anordnung fest mit dem Stempel oder dem Federkorb verbunden und entlang seiner Achse beweg­ lich ist, daß im ortsfesten Kolben der Zylinder-Kolben-Anord­ nung Druckkanäle zur Beaufschlagung einer ersten und einer zweiten Druckkammer der Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebil­ det sind, und daß der Zylinder zwischen dem Kolben und einem ihn umgebenden, ebenfalls ortsfesten Führungsgehäuse geführt ist.

Da erfindungsgemäß nicht der Kolben, sondern der im Ver­ gleich zum Kolben einen größeren Querschnitt aufweisende Zy­ linder mit dem Stempel verbunden und zusätzlich noch in einem ortsfesten Führungsgehäuse geführt ist, läßt sich eine erhebliche Erhöhung der Stabilität der Zylinder-Kolben-Anord­ nung erreichen. Beim Pressen auftretende Querkräfte können durch die in einer derartigen Vorrichtung verwendete, sehr stabile Zylinder-Kolben-Anordnung problemlos kompensiert wer­ den, so daß der Stempel exakt entlang der Zylinderachse ge­ gen die Form verfahren werden kann, wobei sichergestellt ist, daß auch beim Auftreten von auf den Stempel und den Zylinder wirkenden Quer- bzw. Biegekräften ein Ausbrechen des Stempels aus der vorgegebenen Bahn verhindert wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Stempel beim Pressen paßgenau durch den über der Öffnung der Form befindlichen Deckring bewegt wird und keine Berührung von Stempel und Deckring stattfinden kann.

Zusätzlich ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Vorteil, daß die Druckkanäle zur Beaufschlagung der ersten und zweiten Druckkammer nicht wie bisher üblich durch den Zy­ linder, sondern durch den Kolben geführt sind. Da der Zylin­ der beweglich ausgebildet ist, müßten die Druckkanäle bei Durchführung durch den Zylinder mittels beweglicher Schläu­ che am Zylinder angebracht werden, was Dichtungs- und Ver­ schleißprobleme nach sich ziehen würde. Diese Probleme tre­ ten jedoch nicht auf, da die Druckkanäle durch den ortsfe­ sten Kolben geführt sind und somit keine beweglichen Schläu­ che verwendet werden müssen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung er­ strecken sich zwei parallele Druckkanäle durch den Kolben bis in seinen unteren Bereich. Der erste Druckkanal dient hierbei zur Beaufschlagung der ersten, unterhalb des Kolbens gelegenen Druckkammer, wobei dieser erste Druckkanal eine in die erste Druckkammer mündende Öffnung im unteren stirnseiti­ gen Ende des Kolbens aufweist. Der zweite Druckkanal beaufschlagt die zweite, zwischen Kolben und Zylinder ausgebilde­ te Druckkammer und weist eine seitliche in die zweite Druck­ kammer mündende Öffnung im unteren Bereich der Kolbenmantel­ fläche auf. Die zweite Druckkammer besitzt einen ringförmi­ gen Querschnitt und umgibt den Kolben, wobei der Kolbendurch­ messer im Bereich der zweiten Druckkammer kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ist.

Diese Ausführungsform ermöglicht bei geringer Bauhöhe der Zy­ linder-Kolben-Anordnung eine besonders kompakte und stabile Bauweise. Die geringe Bauhöhe der Zylinder-Kolben-Anordnung wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung in einer Produktionskette zur Her­ stellung von Glasgegenständen verwendet wird, in der auf­ grund von vor und nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung ar­ beitenden Stationen räumliche Beschränkungen gegeben sind.

Zur Erzeugung besonders hoher Drücke kann die durch das flüs­ sige oder gasförmige Druckmedium in der ersten Druckkammer beaufschlagte Druckfläche größer als die durch das Druckme­ dium in der zweiten Druckkammer beaufschlagte Druckfläche ausgebildet werden. Auf diese Weise wird über die große Druckfläche beim Verfahren des Stempels während des Preßvor­ gangs nach unten ein großer Druck erzeugt, während über die kleine Druckfläche beim Zurückziehen des Stempels lediglich ein kleiner Druck aufgebracht wird, der jedoch genügt, um den Zylinder mit dem Stempel zurückzuziehen. Bevorzugt wird hierbei die Druckfläche der ersten Druckkammer, die bei Ab­ wärtsbewegung des Stempels beaufschlagt wird, durch die In­ nenseite der unteren stirnseitigen Abschlußfläche des Zylin­ ders gebildet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können so beim Pressen hydraulische Drücke bis zu 300 bar genutzt werden.

Die beiden Druckkammern sind auf vorteilhafte Weise durch eine Querschnittserweiterung des Kolbens gegeneinander abge­ dichtet, die unterhalb der seitlichen Öffnung am unteren Ende des Kolbens vorgesehen ist und sich bis zur Anlage an die Zylinderinnenwand erstreckt.

Die erste Druckkammer befindet sich bevorzugt unterhalb des Kolbens, wobei sie durch die stirnseitige untere Abschlußflä­ che des Zylinders, durch die entsprechenden Mantelbereiche des Zylinders und durch die Querschnittserweiterung des Kol­ bens dicht abgeschlossen ist.

Die zweite Druckkammer erstreckt sich bevorzugt um den Kol­ ben, wobei sie unten durch durch die erwähnte Querschnitts­ erweiterung des Kolbens, seitlich durch die Mantelfläche des Kolbens und die Innenmantelfläche des Zylinders und oben durch einen an der Innenwand des Zylinders vorgesehenen, sich bis zur Anlage an den Kolben erstreckenden ringförmigen Vorsprung dicht abgeschlossen ist.

Eine vorteilhafte genaue und feine Dosierung des mittels der Zylinder-Kolben-Anordnung erzeugten Druckes läßt sich errei­ chen, wenn als Druckmedium eine Flüssigkeit verwendet wird und die erste Druckkammer mit der zweiten Druckkammer über zumindest einen mit einer Ventilanordnung versehenen Kanal verbunden ist.

Das Flächenverhältnis von Druckfläche der ersten Druckkammer zu Druckfläche der zweiten Druckkammer beträgt bevorzugt 2 : 1.

Vorzugsweise wird der bewegliche Zylinder der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung durch eine Verdrehsicherung gegen ein Ver­ drehen um die Zylinderachse gesichert. Zu diesem Zweck kann der Zylinder über einen an seinem unteren Ende seitlich befe­ stigten Arm mit einer sich parallel zum Zylinder nach oben erstreckenden Führungsstange fest verbunden werden, wobei die Führungsstange ungefähr die Länge des Zylinders aufweist und im Gleiteingriff mit einem fest mit dem Führungsgehäuse verbundenen Führungselement steht. Bevorzugt weist die Füh­ rungsstange einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei das Führungselement entsprechend ringförmig ausgebildet ist.

Das den Zylinder umgebende Führungsgehäuse, der Zylinder selbst, sowie der Kolben besitzen vorzugsweise ungefähr die gleiche Länge.

Am unteren Ende des Zylinders kann ein Konus zur Befestigung des Stempels oder eines Federkorbes vorgesehen werden, wobei der Stempel bzw. der Federkorb vorzugsweise lösbar mit dem Zylinder verbunden wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl für die Herstel­ lung beliebig geformter Preßglasartikel als auch für das Pressen von kreisscheibenförmigen Glaspastillen verwendet werden. Sie ist darüber hinaus jedoch auch für die ziehende Verformung einer Glaspastille zu einem Külbel einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung be­ schrieben. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer in einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung verwendbaren Zylinder-Kolben-Anordnung.

Der ortsfeste Kolben 1 ist mittels Schraubverbindungen 2, 3 mit dem ebenfalls ortsfesten Führungsgehäuse 4 verbunden, der seinerseits über eine Schraub-Klemmverbindung 5 am nicht dargestellten Gehäuse der Vorrichtung befestigt ist. Mittels dieser Schraub-Klemmverbindung 5 ist ein mittiges Justieren der Vorrichtung über der darunter befindlichen Form möglich.

Zwischen Kolben 1 und Führungsgehäuse 4 ist der bewegliche Zylinder 6 der Zylinder-Kolben-Anordnung angeordnet. Der Zy­ linder 6 ist an seinem unteren Ende mit einem stirnseitigen Abschlußelement 7 versehen, das mittels Schraubverbindun­ gen 8 in der Mantelfläche des Zylinders 6 befestigt ist.

Das Abschlußelement 7 ist mit einem Konus 9 versehen, an dem ein nicht dargestellter Stempel oder Federkorb lösbar befe­ stigt werden kann.

Durch den oberen Bereich des Führungsgehäuses 4 erstrecken sich horizontal zwei Druckkanäle 10 und 11, die in zwei ver­ tikal im Kolben vorgesehene Druckkanäle 12 und 13 münden. Der erste Druckkanal 12 dient zur Beaufschlagung einer er­ sten, unterhalb des Kolbens 1 gelegenen Druckkammer 14, bei deren Beaufschlagung der Zylinder 6 vertikal nach unten be­ wegt wird. Zur Beaufschlagung dieser ersten Druckkammer 14 weist der Druckkanal 12 eine Öffnung 15 im unteren stirnsei­ tigen Ende des Kolbens 1 auf.

Der zweite im Kolben 1 vorgesehene Druckkanal 13 besitzt eine seitliche Öffnung 16 im unteren Bereich der Kolbenman­ telfläche, durch die die zweite, sich um den Kolben 1 er­ streckende Druckkammer 17 zur Aufwärtsbewegung des Zylin­ ders 6 mit dem Druckmedium beaufschlagt werden kann.

Die zweite Druckkammer 17 weist hierbei einen ringförmigen Querschnitt auf und ist an ihrem oberen Ende durch einen an der Innenwand des Zylinders 6 vorgesehenen Vorsprung 18 dicht abgeschlossen, der sich bis zur Anlage an den Kolben l erstreckt. An ihrem unteren Ende ist die Druckkammer 17 durch eine Querschnittserweiterung 19 des Kolbens 1 be­ grenzt, die unterhalb der seitlichen Öffnung 16 angeordnet ist und sich bis zur Anlage an die Zylinderinnenwand er­ streckt.

In gleicher Weise schließt die Querschnittserweiterung 19 die erste Druckkammer 14 an ihrem oberen Ende ab. Die beiden Druckkammern 14 und 17 sind folglich durch die Querschnitts­ erweiterung 19 gegeneinander abgedichtet.

An seinem unteren Ende ist seitlich am Zylinder 6 ein Arm 20 befestigt, der seinerseits mit einer sich parallel zum Zylin­ der 6 nach oben erstreckenden Führungsstange 21 fest verbun­ den ist. Die Führungsstange 21 besitzt ungefähr die gleiche Länge wie der Zylinder 6 und steht im Gleiteingriff mit-ei­ nem mit dem Führungsgehäuse 4 verbundenen Führungsele­ ment 22, das entlang einer senkrecht zur Führungsstange 21 liegenden Achse geringfügig beweglich ausgebildet ist, um so Toleranzen wie z. B. die Wärmeausdehnung des Arms 20 oder eine ungenaue Ausrichtung der Führungsstange 21 mit dem Zylinder 6 ausgleichen zu können.

Die Führungsstange 21 weist in der gezeichneten Ausführungs­ form einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei das Führungs­ element 22 entsprechend ringförmig ausgebildet ist.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Glasgegenständen aus einem Glastropfen oder einer Glaspastille mit einem im wesentlichen vertikal mittels einer Zylinder-Kolben-An­ ordnung gegen eine Form verfahrbaren, die Glasmasse aktiv verformenden Stempel oder Federkorb, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (6) der Zylinder-Kolben-Anordnung fest mit dem Stempel oder dem Federkorb verbunden und entlang seiner Achse beweglich ist,
daß im ortsfesten Kolben (1) der Zylinder-Kolben-Anord­ nung Druckkanäle (12, 13) zur Beaufschlagung einer ersten (14) und einer zweiten Druckkammer (17) der Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet sind, und daß der Zylinder (6) zwischen dem Kolben (1) und einem ihn umgebenden, ebenfalls ortsfesten Führungsgehäuse (4) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei parallele Druckkanäle (12, 13) durch den Kolben (1) bis in seinen unteren Bereich erstrecken, wobei der erste Druckkanal (12) zur Beaufschlagung der ersten, unterhalb des Kolbens (1) gelegenen Druckkammer (14) eine Öffnung (15) im unteren stirnseitigen Ende des Kolbens (1) und der zweite Druckkanal (13) zur Beauf­ schlagung der zweiten, zwischen Kolben (1) und Zylinder (6) ausgebildeten Druckkammer (17) eine seitliche Öff­ nung (16) im unteren Bereich der Kolbenmantelfläche auf­ weist, wobei im Bereich der zweiten, einen ringförmigen Querschnitt aufweisenden Druckkammer (17) der Kolben­ durchmesser zumindest bereichsweise kleiner als der In­ nendurchmesser des Zylinders (6) ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Druckmedium in der ersten Druckkammer (14) beaufschlagte Druckfläche größer als die durch das Druckmedium in der zweiten Druckkammer (17) beauf­ schlagte Druckfläche ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium flüssig oder gasförmig ist und die erste Druckkammer (14) mit der zweiten Druckkammer (17) über zumindest einen mit einer Ventilanordnung versehe­ nen Kanal verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis von Druckfläche der ersten Druckkammer (14) zu Druckfläche der zweiten Druckkammer (17) ungefähr 2 : 1 beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche der ersten Druckkammer (14) durch die Innenseite der unteren stirnseitigen Abschlußfläche des Zylinders (6) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Druckkammer (14, 17) durch eine unterhalb der seitlichen Öffnung (16) am unteren Ende des Kolbens (1) vorgesehene, sich bis zur Anlage an die Zylinderinnenwand erstreckende Querschnittserweiterung (19) gegeneinander abgedichtet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckkammer (17) an ihrem oberen Ende durch einen an der Innenwand des Zylinders (6) vorgesehe­ nen, sich bis zur Anlage an den Kolben (1) erstreckenden ringförmigen Vorsprung (18) dicht abgeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) über einen an seinem unteren Ende seitlich befestigten Arm (20) mit einer sich parallel zum Zylinder (6) nach oben erstreckenden Führungsstange (21) fest verbunden ist, welche ungefähr die Länge des Zylinders (6) aufweist und im Gleiteingriff mit einem mit dem Führungsgehäuse (4) verbundenen Führungselement (22) steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (22) entlang einer senkrecht zur Führungsstange (21) liegenden Achse geringfügig beweg­ lich ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (21) einen kreisförmigen Quer­ schnitt aufweist und das Führungselement (22) entspre­ chend ringförmig ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) an seinem unteren Ende einen Konus (9) zur Befestigung des Stempels oder Federkorbs auf­ weist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Stempel und einen axial beweglichen, unter Federvorspannung stehenden Deckring aufweisende Feder­ korb und die zugehörige Form für die Herstellung beliebig geformter Preßglasartikel ausgelegt sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Stempel und Form für das Pressen von kreisscheiben­ förmigen Glaspastillen ausgelegt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Stempel und Form für die ziehende Verformung einer Glaspastille zu einen Külbel ausgelegt sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel und/oder die Form beheizt oder gekühlt sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Zylinder-Kolben-Anordnung hydraulische Drücke bis zu 300 bar nutzbar sind.