DE4434648A1 - Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas, umfassend das Einwirken auf das Glas ringsum im Bereich der Trennstelle und anschließendes Absprengen der Glaskuppe unter Hitzeeinwirkung.

Aus dem Stand der Technik ist ein derartiges Verfahren bekannt. Bei dem bisherigen Verfahren wurde mechanisch im ersten Schritt das Glas im Bereich der Trennstelle angerissen. Im zweiten Schritt wurde danach in der Wärme mit einer scharfen Flamme auf das vorher angerissene Glas eingewirkt, wodurch die zu entfernende Glaskuppe angesprengt wurde. Diese zu entfernende Glaskuppe entsteht bei einem maschinell geblasenen Glas durch den Blasvorgang. Bei diesem bekannten Verfahren war nach dem Absprengen der Glaskuppe der Mundrand des Glases, daß heißt die am Glas durch das Absprengen entstandene Trennkante nicht ausreichend plan sondern unregelmäßig. Deshalb war es erforderlich, in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten den Mundrand plan zu schleifen. Anschließend wurde der Mundrand innen und außen versäumt mit Schleifscheiben, wobei zusätzlich enthärtetes Wasser eingesetzt wurde. Dies machte erforderlich, daß die Gläser anschließend zur Befreiung von dem Schleifstaub gewaschen wurden. Diese gespülten Gläser mußten danach wiederum bei etwa 80° getrocknet werden. Erst nach dem Trocknen konnte in einer zweiten Maschine der Mundrand verschmolzen und entgratet werden, wobei dort auch das Glas mit einer Eichmarkierung versehen wurde. Das Trocknen vor dem Verschmelzen und Entgraten war notwendig, da sonst das Glas durch die dabei eingesetzte Hitzeeinwirkung zerstört würde. Das bekannte Verfahren umfaßte also eine ganze Reihe von Arbeitsgängen, zwei separate Maschinen, nämlich die Abspreng- und Schleifmaschine und die Verschmelzmaschine und ein dazwischen angeordnetes Band mit einer Wasch- und Trockenanlage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas der vorgenannten Art zu schaffen, das mit weniger Arbeitsschritten auskommt und damit rationeller und schneller arbeitet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, die ebenfalls gegenüber der genannten bekannten Anordnung weniger aufwendig ist.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9.

Erfindungsgemäß wird eine enorme Vereinfachung dadurch erreicht, daß man die Wandung des sich um seine Achse drehenden Glases im Bereich der Trennstelle ringsum mittels eines Laserstrahls anritzt und in einem anschließenden Schritt unter Wärmeeinwirkung mechanisch die Glaskuppe absprengt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der nach dem Absprengen der Glaskuppe entstandene Mundrand des Glases völlig plan ist und so regelmäßig, daß kein Schleifvorgang mehr notwendig ist. Dadurch, daß der Schleifvorgang sich erübrigt, kann man auch den anschließenden Waschvorgang einsparen, in dem das Glas von dem Schleifstaub gereinigt wurde. Da man den Waschvorgang einspart, kann man wiederum den Trockenvorgang einsparen. Die gesamte Wasch- und Trockenstraße entfällt. Es ist lediglich nach dem Absprengen der Glaskuppe noch erforderlich, den entstandenen scharfen Mundrand zu verschmelzen, so daß dieser abgerundet und somit die Verletzungsgefahr beim Trinken beseitigt wird. Da sich die Anzahl der Schritte des Arbeitsverfahrens wesentlich reduziert hat, ist es bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, sämtliche Arbeitsschritte auf einer einzigen Vorrichtung durchzuführen.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im zweiten Schritt das Glas im Bereich der Trennstelle durch eine Flamme punktuell erwärmt und an einer anderen Stelle der Trennaht wird das Glas kurzzeitig angestochen, wodurch die Glaskuppe abgesprengt wird. Durch das vorherige Anritzen per Laserstrahl ergibt sich eine ganz saubere Trennaht. Durch das Erwärmen und das vorherige Anritzen steht das Glas so unter Spannung, daß ein sehr kurzzeitiges Anstechen die Glaskuppe dort sauber abtrennt, wo vorher mittels Laser angeritzt wurde. Es genügt ein Anstechen des Glases für einen Sekundenbruchteil.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in dem ersten Schritt bei dem Anritzen mittels des Laserstrahls das Glas mit einer höheren Rotationsgeschwindigkeit um seine Achse zu drehen und bei dem anschließenden Schritt des Flammabsprengens mit einer geringeren Rotationsgeschwindigkeit. Das sehr kurzzeitige Anstechen des Glases im zweiten Schritt kann man zum Beispiel mittels eines impulsförmig vorschnellenden Diamanten vornehmen, dessen Vorschnellbewegung zum Beispiel über einen Magneten ausgelöst wird. Die anschließende Kontrolle, ob die Glaskuppe tatsächlich abgesprengt wurde, nimmt man vorzugsweise über eine Lichtschranke vor. Aufgrund der Vereinfachung des Verfahrens kann man unmittelbar nach dem Absprengen auf der gleichen Maschine das Glas mit einem Eichstrich versehen und gegebenenfalls ebenfalls auf der gleichen Maschine den abgesprengten Mundrand des Glases verschmelzen.

Erfindungsgemäß verwendet man zur Durchführung dieses Verfahrens eine Vorrichtung mit einem rotierenden Rondell mit einer Anzahl auf einer Kreisbahn angeordneten Aufhängevorrichtungen für die Gläser, die vorzugsweise mit der Öffnung nach unten aufgehängt werden. Jeder Aufhängevorrichtung ist eine Antriebsvorrichtung zugeordnet, die es ermöglicht, jedes Glas auf dem Rondell in eine Rotationsbewegung um die eigene Achse zu versetzen. Das Rondell umfaßt mehrere Bearbeitungsstationen, von denen wenigstens eine eine Laser-Station ist, an der der Laserstrahl das Glas im Bereich der Trennstelle anritzt, während es um seine Achse rotiert. Die in den Unteransprüchen 2 bis 8 enthaltenen Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die in den Unteransprüchen 10 bis 13 genannten Merkmale betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung für das Absprengen der Glaskuppen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 2 eine entsprechende schematisch vereinfachte Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Stielglases mit Glaskuppe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt wird.

Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen. Diese zeigt die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, bei der es sich um eine Art Rondell handelt, auf dem eine Anzahl von Gläsern 23 auf einer oder mehreren konzentrischen Kreisbahnen mit der Öffnung nach unten an geeigneten Aufhängevorrichtungen 22 aufgehängt sind, die das Glas 23 im Bereich des Stiels erfassen. Dieses Rondell dreht sich um seine vertikale Mittelachse 29. Anhand der Draufsicht gemäß Fig. 1 werden nachfolgend die verschiedenen Stationen dieses Rondells und der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Die zu behandelnden Gläser gelangen an einer Eingabestation 11 von einer nicht näher dargestellten Fördereinrichtung zum Rondell und werden dort von einer Aufhängevorrichtung 22 (siehe Fig. 2) erfaßt. Um die Gläser in eine Eigenrotation zu versetzen, ist jeder Station eine entsprechende Antriebsvorrichtung zugeordnet, die hier nicht näher erläutert wird. Auf diese Eingabestation folgt in Drehrichtung des Rondells zunächst eine Freistation 12, an der im Regelfall keine Bearbeitung vorgesehen ist. Dann folgt weiter in Drehrichtung die Laser-Station 13, an der das sich um seine eigene vertikale Achse mit relativ hoher Geschwindigkeit drehende Glas 23 mit Hilfe eines horizontal ausgerichteten Laserstrahls im Bereich der Trennstelle 27 von einem Laserstrahl getroffen und aufgrund der Eigenrotation des Glases ringsum angeritzt wird. Das Glas 23 mit der abzusprengenden Glaskuppe 26 ist für sich noch einmal in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich um ein Stielglas mit einem Stiel 24 und einem Glaskelch 25. Aufgrund des Herstellungsverfahrens dieses Glaskelchs, der relativ dünnwandig ist und maschinell geblasen wird, weist dieser am oberen Ende eine Glaskuppe 26 auf, die entfernt werden muß. Der in Fig. 3 eingezeichnete Laser 28 ist so angeordnet, daß der horizontal ausgerichtete Laserstrahl im Bereich der Trennstelle 27 zwischen Glaskelch 25 und Glaskuppe 26 auf die Wandung des Glases auftrifft. Vorzugsweise findet ein relativ starker CO₂-Laser Verwendung. Das Anritzen der Glaswandung im Bereich der Trennstelle 27 ist bedingt durch den Laser sehr fein, so daß die Trennstelle nach dem Anritzen mit bloßem Auge kaum sichtbar ist.

Es wird weiter Bezug genommen auf Fig. 1. Im unmittelbaren Anschluß an die Laser-Station 13 ist in Drehrichtung am Rondell eine Station 14 angeordnet, an der das Flammabsprengen der Glaskuppe 26 erfolgt. Dies geschieht dadurch, daß im Bereich der Trennstelle für eine kurze Zeitdauer eine nicht zu heiße Flamme (zum Beispiel eine Wasserstoff/Sauerstoff-Flamme) punktuell auf das Glas im Bereich der Trennstelle einwirkt, wobei sich in dieser Bearbeitungsstation das Glas 23 auch wieder um seine eigene vertikale Achse dreht, aber mit langsamerer Geschwindigkeit als in der Laser-Station 13. In dieser Absprengstation wird das Glas außerdem mit einem Diamanten punktförmig für einen ganz kurzen Moment angestochen. Dieser Anstich über den Diamant kann zum Beispiel in Achsrichtung des Glases 23 ein Stück versetzt, beispielsweise um 90° versetzt, erfolgen. Um dieses ganz kurze Anstechen zu erzielen, kann man einen gegen eine Federkraft gelagerten Diamanten verwenden, der über eine Magnetspule angestoßen wird und das Glas für einen Sekundenbruchteil berührt. Durch die in Verbindung mit der gleichzeitigen Erhitzung des Glases erzeugte Spannung springt die vorher durch den Laser angeritzte Kuppe dann ab.

Das Absprengen erfolgt durch dieses erfindungsgemäße Verfahren so sauber, daß ganz wesentliche Schritte des Nacharbeitens, die bislang erforderlich waren, entfallen können und der erhaltene Mundrand des Glases völlig plan ist.

Im Anschluß an die Absprengstation 14 ist in Drehrichtung des Rondells eine Kontrollstation 15 angeordnet. Dort wird mit Hilfe einer Lichtschranke kontrolliert, ob die Glaskuppe tatsächlich abgesprungen ist. Falls dies - was nur in ganz seltenen Fällen vorkommen wird - nicht der Fall ist, wird dieses Glas aus dem Kreislaufprozeß ausgesondert, indem sich die entsprechende Haltevorrichtung 22 löst und das Glas 23 fallen läßt.

Im unmittelbaren Anschluß an die Kontrollstation 15 ist in Drehrichtung des Rondells eine Eichstation 16 vorgesehen, in der das Glas 23 entsprechend dem jeweils gewünschten Volumen mit einem Eichstrich versehen wird. Im Anschluß an diese Eichstation 16 folgt in Drehrichtung des Rondells eine Aufwärmzone 17, die mehrere Stationen des Rondells umfaßt. Im Anschluß an diese Aufwärmzone 17 folgen in Drehrichtung des Rondells mehrere Stationen 18, in denen das Verschmelzen des Glasrandes erfolgt. Nach der Abtrennung der Glaskuppe mittels des Lasers ist der Glasrand anders als bei den bekannten Verfahren völlig plan, so daß der Schleifvorgang entfallen kann. Das Verschmelzen in der Bearbeitungsstation 18 dient hier lediglich noch dazu, die durch das Abtrennen vorhandenen scharfen Kanten am Glasrand innenseitig und außenseitig zu beseitigen. Nach dem Verschmelzen erfolgt dann ein allmähliches Abkühlen in der Abkühlzone 19, die sich in Drehrichtung des Rondells an die Zone 18 anschließt. Die Abkühlzone 19 besteht aus mehreren Stationen. Auf diese Abkühlzone 19 folgt dann noch eine Freistation 20. An diese schließt sich dann die Ausgabestation 21 an, an der die Gläser das Rondell verlassen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas umfassend das Einwirken auf das Glas ringsum im Bereich der Trennstelle und anschließendes Absprengen der Glaskuppe unter Hitzeeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des sich um seine Achse drehenden Glases (23) im Bereich der Trennstelle (27) ringsum mittels eines Laserstrahls angeritzt und in einem anschließenden Schritt unter Wärmeeinwirkung mechanisch die Glaskuppe (26) abgesprengt wird.

2. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man im zweiten Schritt das Glas (23) im Bereich der Trennstelle (27) durch eine Flamme punktuell erwärmt und an einer anderen Stelle der Trennaht das Glas (23) kurzzeitig ansticht und so die Glaskuppe (26) absprengt.

3. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auch in dem zweiten Schritt des punktuellen Erwärmens und Anstechens das Glas um seine Achse dreht.

4. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Schritt des Absprengens das Glas mit geringerer Rotationsgeschwindigkeit um seine Achse dreht, als in dem vorherigen Schritt des Anritzens mittels Laserstrahl.

5. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Anstechen in dem zweiten Schritt mittels eines radial zum Glas impulsförmig vorschnellenden Diamanten vornimmt, der die Glaswandung nur für einen Sekundenbruchteil berührt.

6. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an den Schritt des Absprengens mittels einer Lichtschranke oder dergleichen kontrolliert, ob die Glaskuppe abgesprengt wurde.

7. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man im unmittelbaren Anschluß an das Absprengen der Glaskuppe bzw. die Kontrolle das Glas mit einem Eichstrich versieht.

8. Verfahren zum Absprengen einer Glaskuppe von einem dünnwandigen geblasenen Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Absprengen der Glaskuppe den scharfen Glasrand verschmilzt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Rondell mit einer Anzahl von auf einer Kreisbahn angeordneten Aufhängevorrichtungen (22) für Gläser (23) umfaßt, jeweils einer Aufhängevorrichtung (22) zugeordnete Antriebsvorrichtungen, um die Gläser (23) in eine Rotationsbewegung um die eigene Achse zu versetzen, wobei das Rondell mehrere Bearbeitungsstationen umfaßt, von denen wenigstens eine eine Laser-Station (13) ist, an der das um seine Achse rotierende Glas (23) im Bereich der Trennstelle (27) mit einem Laserstrahl angeritzt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rondell wenigstens eine Flammabspreng-Station (14) umfaßt, an der eine Flamme punktuell auf das Glas (23) gerichtet wird und ein impulsartig horizontal beweglich gelagerter Diamant vorgesehen ist, um das sich drehende Glas kurzzeitig anzustechen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rondell wenigstens eine Kontroll-Station (15) mit einer Lichtschranke umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rondell wenigstens eine Eichstation (16) umfaßt, an der das Glas (23) mit einem Eichstrich versehen wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rondell wenigstens eine Station (18) umfaßt, an der der Glasrand verschmolzen wird.