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Verfahren und Vorrichtung zum Lochen von Glasgegenständen Man hat
schon vorgeschlagen (österr. Patentschrift 7 o96 und deutsche !Patentschrift 27
i i 34), Glas dadurch zu durchbohren, daß man einen Dorn durch das erweichte oder
von der Formung her noch weiche Glas stößt. Auch ist-bereits vorgeschlagen worden
(deutsche Patentschrift 16i .28o), hohle Glasgegenstände zu erweichen, indem man
das Werkstück, das bis auf eine Temperatur, bei welcher das Glas elektrisch leitend
wird, vorerhitzt war, in .einen elektrischen Stromkreis einschaltet, der das Werkstück
mittels Widerstandsheizung derart erhitzt und erweicht, daß es (durch Blasen) weiterverarbeitet
werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Glas, nachdem es zum Zwecke
der Lochung genügend erhitzt oder während $s von einer vorgehenden Bearbeitung her
noch genügend heiß «ist, um den elektrischen Strom zu leiten, zwischen ein Elektrodenpaar
gebracht- und durch die Hitze, die aus dem Widerstand des Glases gegen den Stromdurchgang
entsteht, so weit erweicht, daß die eine als Lochstempel ausgebildete Elektrode
durch das erweichte Glas hindurchgerückt werden kann. -Natürlich können auch mehrere
Elektrodenpaare angewendet werden, um mehrere Stellen zugleich zu lochen.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen wirksamen Apparat
zu schaffen, mit welchem das obige Verfahren praktisch ausgeführt werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. -Abb. i zeigt ,.eine
Seitenansicht der Maschine, wobei ein Teil des Gestells der Deutlichkeit halber
ausgebrochen ist.
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Abb. 2 zeigt ,einen senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i
und 3.
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Abb.3 ist ein senkrechter Längsschnitt nach Linie 3-3 in Abb. 2.
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Abb. 4 ist ein Horizontalschnitt nach Linie 4-4 von Abb.3.
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Abb.5 ist ein senkrechter Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform.
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Das zu lochende Glasstück beliebiger Form wird bis auf wenigstens
die Temperatur gebracht, bei welcher Glas zum Leiter der Elektrizität wird. Das
so vorgewärmte Glas wird dann auf einen Tisch zwischen zwei bewegliche, einander
gegenüberliegende Elektroden eingeschaltet. Nachdem hierbei die eine Elektrode mit
dem Glas bereits in Kontakt gekommen
ist, wird die andere Elektrode
ebenfalls mit dem Glase in Berührung gebracht. Der Stromkreis wird alsdann durch
einen passenden Schalter geschlossen, und die Wärme, welche durch den Widerstand
des Glases erzeugt wird, sowie die bereits im Glase vorhandene Wärme erweichen das
Glas, worauf eine der Elektroden, die als Lochstempel ausgebildet ist, durch das
Glas gestoßen wird, um das gewünschte Loch zu bilden. Darauf wird die Elektrode
wieder aus dem Glase gezogen, und der Arbeitsvorgang ist vollendet.
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In Abb. i bis 4 ist eine Vorrichtung dargestellt, vermittels deren
eine ebene Glasscheibe mit drei in einer geraden Linie liegenden Löchern versehen
werden kann.
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Das Gestell i i trägt einen Tisch i 2 aus Isolationsmaterial. Der
Tisch 12 besitzt eine Aussparung 13 (Abt. 3) mit einem Randausschnitt 14
zur Aufnahme einer Lehre 15. Nahe der öffnung 13 ist ein Anschlag 16 vorgesehen,
der verstellbar ist, um die Einstellung der Lochstellen den Elektroden gegenüber
zu erleichtern. Auf dem Tisch ist eine Feder 17 vermittels zweier Bolzen 18 befestigt,
die dazu dient, einen weiter unten näher beschriebenen Halter zu führen.
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Bei, der gezeichneten Anordnung sind drei Paare 2i, 24, 22, 25 und
23, 26 von einander gegenüberstehenden Elektroden angenommen.
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Die Elektroden 21, 22, 23 sind in einem besonderen Rahmen untergebracht.
Er besteht aus einem Block 28 und einem damit verbundenen Joch 29." Um den im Joch
29 gelagerten Bolzen 30 sind drei Kulissenscheiben 34 32, 33 drehbar, die
hölzerne Handgriffe 34 35, 36 besitzen. In den Kulissenschlitzen 37 sind Zapfen
38 geführt, an denen die Elektroden mittels der Gabeln 4o hängen. Um nun die Handgriffe
für gewöhnlich senkrecht zu halten, ist jeder Griff mit einem Anschlag 4i mittels
einer Zugfeder 42 verbunden. Die Kulissenschlitze 37 sind so geformt, daß, wenn
die Handgriffe 34, 35, 36 nach vorn gezogen werden, die Elektroden 2 i, 22, 23 sich
senken.
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Die unteren Elektroden 24, 25, 26 werden zweckmäßig nachgiebig auf
einem Halter 50 unterhalb des Tisches 12 angebracht. Die nachgiebige Verbindung
besteht hier darin, daß die Elektroden 24, 25 und 26 in einem Querstab 5 i geführt
sind, der von dem Halter 5o vermittels einer Feder 52 getragen wird; der Querstab
51 senkt sich, sobald die Feder, wie weiter unten beschrieben, zusammengedrückt
wird. Damit die Elektroden nachgeben können, stützen sie sich mit den Widerlagern
54 auf Federn 53, die auf dem Querstab 51 aufruhen. Die Spannung der Federn ist
durch Muttern 5 5 regelbar. Auf der Unterseite des Tisches 12 sind die Elektroden
in einem Halter 56 geführt. Ein Schaber 57, welcher in der Bahn der unteren Elektroden
liegt, entfernt den Glasgrat, welcher an den Elektroden etwa hängen geblieben ist
und als Isolator beim Kontaktgeben wirken würde.
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Damit die Elektroden 24, 25, 26 in ihre Arbeitsstellung gebracht werden
können, ist ein Handhebel 58 im Punkte 59 des Gestells ii drehbar angeordnet.
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Der Hebel 58 ist in einer Krampe geführt und trägt ferner einen Auslegeraren
61, der an seinem freien Ende einen Block 62 aus Isolationsmaterial trägt. Die Feder
63 hält den Hebel 58 fürgewöhnlich in gehobener Stellung. Um nun durch die Bewegung
des Hebels 58 die Abwärtsbewegung der Elektroden zu ermöglichen, ist der Querstab
51 mit einem Paar nach abwärts gerichteter Führungsbolzen 64 versehen, welche durch
den Halter 5o hindurchgeführt sind und durch Muttern 65 gesichert sind. Die Muttern
65 verbinden auch den Rahmen 66 mit den Bolzen 64. Der Rahmen 66 besitzt eine Stellschraube
67, die einen veränderlichen Kontakt zwischen den Rahmen 66 und dem Isolationsblock
62 des Hebels 58 bildet.
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Um den Stromkreis zu schließen, dient ein Schalter 7o, der nicht Gegenstand
der Erfindung ist. Er kann beliebig betätigt werden, beispielsweise mit Hilfe eines
Pedals 73, welches um den Zapfen 74 des Rahmenwerks schwingt.
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Die elektrischen Verbindungen und- Zuleitungen_ können beliebig gewählt
werden.
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Die Arbeitsweise beim Bohren des Glases ist wie folgt: Der zu durchbohrende
Glasgegenstand, z. B. eine Glastafel, wird, nachdem die Elektroden 24, 25, 26 bis
unter die Tischplatte 12 gesenkt sind, zunächst bis zu einer Temperatur erhitzt,
bei welcher Glas zum Leiter der Elektrizität wird und alsdann auf den Tisch 12 gebracht,
wo sie durch den Halter i 9 gegen den Anschlag 16 gedrückt wird. Der Halter i g
ist zu diesem Zweck mit einem nichtleitenden Griff 102 versehen und durch eine Feder
17 an den Tisch angedrückt. Der Arbeiter senkt nun die Handgriffe 34 35, 36 je nach
dem Loch, welches zuerst hergestellt werden soll, bis die betreffende Elektrode
mit der Glasplatte ioo in Berührung tritt, während die Elektroden 24, 25, 26 mit
der unteren Fläche der Glasplatte in Berührung sind. Dann tritt der Arbeiter das
Pedal 73 nieder, bis der bewegliche Kontakt 72 an den festen Kontakt 71 anschlägt
und damit den Stromkreis schließt. Wenn die Glasplatte ioo an den Lochstellen genügend
erweicht ist, wird der entsprechende Handgriff
34 35 oder 36 gesenkt,
um die zugehörigen Elektroden 21, 22, 23 durch das Glas durchzustoßen. Der
Hebel 58 wird gleichzeitig niedergedrückt, und damit werden die Elektroden 24, 25,
26 aus dem Bereich der sich senkenden oberen Elektroden gebracht. Der Glasputzen,
welcher aus der Glasplatte ausgestoßen wird, wird durch die Elektroden entfernt
und die Handhebel 34, 35, 36 dann wieder gehoben.
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Der kleine Rest von Glasgrat, welcher um das Loch herum gebildet ist,
kann später abgeschliffen werden, um eine vollkommen ebene Fläche zu schaffen. Er
kann aber auch, wenn gewünscht, durch die Hitze des Lichtbogens geschmolzen werden,
obgleich das letztere Verfahren den Nachteil mit sich bringt, daß das Loch teilweise
wieder geschlossen wird und die Glasplatte in der ,Nähe des Loches sich verdickt.
Bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Lehre 15 unterhalb
der Punkte, an denen die Löcher gebildet werden, vorgesehen, die den allergrößten
Teil des Grates entfernt. Um weitere Lochungen auszuführen, wird dieselbe- Arbeitsweise
durch Betätigung der übrigen Handgriffe 34, 35, 36, welche noch nicht benutzt sind,
wiederholt. Soll nun eine kleine Anzahl von Löchern hergestellt werden, so ist es
nicht notwendig, das Glas zwischen den aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen wieder
zu erhitzen. Soll jedoch eine größere Anzahl von Löchern hergestellt werden, öder
ist die Glasplatte von bedeutender Dicke, so ist es zweckmäßig, sie noch einmal
auf die geeignete Temperatur zu erhitzen. Dieses Wiedererhitzen kann auf irgendeine
zweckmäßige Weise geschehen, beispielsweise durch Elektroden selbst oder durch einen
Brenner, der unmittelbar auf das Glas wirkt, ohne die Platte vom Tisch 12 zu entfernen.
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Wenn gewünscht, können zwei oder mehr Löcher gleichzeitig dadurch
hergestellt werden, daß man- jedes Paar Elektroden in einen anderen Stromkreis unter
Anwendung einer genügenden Spannung einschaltet und dabei die Elektroden in Reihen
schaltet.
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In Abb. 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben,
welche dazu dient, Löcher in den Wandungen zylindrisch gestalteter oder anderer
Hohlgläser herzustellen. Im wesentlichen ist hierbei die Anordnung der Vorrichtung
dieselbe wie in den Abb. i bis 4. Sie unterscheidet sich von der ersten Ausführung
nur durch die Art, wie die oberen Elektroden angeordnet sind und der Glaskörper
unterstützt wird. Wie in dieser Abbildung angegeben, wird die obere Elektrode i
io durch den Hebel I11 gesenkt, der bei 112 am Ständer 113 drehbar ist, der seinerseits
durch eine metallene Unterlage 114 vom Tisch 12 getragen wird. Das entgegengesetzte
Ende des Hebels i i i ist drehbar mit dem Winkelhebel i 15 verbunden, der um den
Zapfen i 16 eines Ständers 117 drehbar ist, welch letzterer ebenfalls vom Block
114 getragen wird. Der Hebel i I 5 besitzt einen Handgriff i i 8 aus isolierendem
Ma= terial und wird durch eine Feder i2o für gewöhnlich in angehobener Stellung
erhalten. Die Feder i 2o ist in einer Aussparung i 2 i des Blockes 114 eingelassen,
und ihr oberes Ende ist um einen Ansatz 122 des Hebels 115 gelegt. Der Block 114
ist mit einem Vorsprung 123 versehen, der dazu dient, die Elektrode in senkrechter
Richtung -zu halten und auch eine Führung für das betreffende Glasstück 124 abzugeben.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist dieselbe wie die oben beschriebene. Der
Glaszylinder 124 wird vorgewärmt, auf den Tisch aufgesetzt und dann in dieser Lage
durch passende (in der Zeichnung nichtdargestellte) Zungen erhalten, so daß er die
für die Herstellung des Loches erforderliche Lage gegenüber den Elektroden i io
besitzt. Nachdem das erste Loch in dieser Weise fertiggestellt ist, wird der Zylinder
gedreht, um diejenigen Stellen, an welchen das nächste Loch erzeugt werden soll,
unter die Elektroden zu bringen. Diese Arbeitsweise wiederholt sich, bis die verlangte
Anzahl von Löchern hergestellt ist.
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Besitzen die zu lochenden Glasgegenstände besondere Formen, so müssen
diese Teile auf besonderen Unterlagen aufgesetzt werden, die so beschaffen sein
müssen,--daß die von unten gegen das Glas wirkenden Elektroden darin geführt werden
können.
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Bei allen Ausführungsformen der Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung
wird ein Loch dadurch hergestellt, daß die Elektrode durch das erweichte Glas hindurchgestoßen
wird, wobei die Größe und die Form der Elektrode der Größe bzw. der Gestalt des
Loches entspricht. Es können nun bei besonderer Gestaltung der Elektroden die ausgestoßenen
Glasteile gleichfalls marktfertige Waren sein, wie beispielsweise Glasperlen.
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Anstatt die Elektroden durch das erweichte Glas zu stoßen, kann auch
das Loch durch Ausblasen hergestellt werden. Die Elektrode ist dann ein Rohr, durch
das Preßluft auf die zu durchlochende, erweichte Stelle des Glases geblasen wird.
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Wenn sehr dicke Glasplatten durchbohrt werden sollen, oder wenn sehr
große Löcher herzustellen sind, werden die Elektroden zweckmäßig, wie vorher beschrieben,
mit dem Glas in Berührung gebracht und dann, sobald der Strom durch das Glas hindurchgeht,
die Elektroden vom Glas-entfernt, so daß sich
Lichtbögen bilden,
wodurch die Hitze des Lichtbogens zu der durch den elektrischen Widerstand erzeugten
Wärmewirkung hinzutritt und andererseits vermieden wird, daß das Glas an der Elektrode
hängen bleibt.
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Selbstverständlich muß die Locharbeit durch Vorwärmen des Glases eingeleitet
werden, und zwar bis zu einem sogenannten kritischen Punkt, über welchen das Glas
ein guter Leiter für Elektrizität ist. Ist dieser kritische Punkt erreicht, so wächst
der Strom mit der Anwendung einer gegebenen Spannung -und erhitzt somit das Glas.
Unterhalb des kritischen Punktes nimmt der Strom in dem Maße ab, als das Glas sich
abkühlt. Diese Vorwärmung verringert den Betrag an Wärme, welche sonst durch den
Durchgang des Stromes durch das Glas erst erzeugt werden müßte, und gestattet die
Benutzung nüederer Stromspannungen; bei höherer Temperatur bietet das Glas einen
geringeren Widerstand für den Stromdurchgang und .gestattet daher, daß mehr Strom
bei einer gegebenen Spannung hindurchfließt, womit dann auch ein schnelleres Ansteigen
der Temperatur Hand in Hand geht.
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Es hat sich herausgestellt, daß eine Vorwärmung des Glases auf ¢0o
bis 5oo° C zufriedenstellende Resultate ergibt, wenn dabei ein Potential von annähernd
2300 V benutzt wird, um ein Loch von 6 mm Durchmesser in einer Glasplatte
von q. mm Dicke zu -erzeugen. Es ist klar, daß die Spannung und die Anfangstemperatur
innerhalb weiterer Grenzen verändert werden kann, um Löcher verschiedenen Durchmessers
in Glasplatten verschiedener Dicke sowie in Gläsern von verschiedener Zusammensetzung
zu erzeugen.
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Mit dem Vorwärmen des Glases wird auch der Bruch geringer, als wenn
das Glas nur in der Nähe der Löcher erwärmt wurde. Diese lokale Erwärmung bringt
bekanntlich große Differenzen in der Temperatur in verschiedenen Teilen des Glases
hervor und erzeugt somit schädliche Molekularspannungen.
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Wenn die Locharbeit, unmittelbar nachdem das Glas hergestellt ist,
ausgeführt wird, noch bevor es Gelegenheit gehabt hat, sich abzukühlen, ist die
Vorwärmung selbstverständlich überflüssig.
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Nachdem die Locharbeiten beendet sind, wird das Glas der üblichen
Abkühlung unterworfen, um vorhandene Spannungen zu beseitigen, welche bei der Lochbildung
aufgetreten sind.