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Verfahren und Vorrichtung zum Pressen von Glasgegenständen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung, und zwar durch Pressen
erfolgende Formglebung von solchen Glasgegenständen, welche in der Regel .in dieselben
eingeschmolzene oder durch sie geführte Metallkörper enthalten. Es sind dies z.
B. die mit Stromzuführungs- und/oder Haltedrähten versehenen Füße von elektrischen
Entladungsröhren und Glühlampen, bei welchen bekanntlich zwischen den Glas- und
Metallkörpern eine luftdichte, mechanisch feste und zuverlässige Verbindung erforderlich
ist.
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Für diesen Zweck sind zahlreiche Verfahren bekannt, bei welchen sowohl
die nach Maß erfolgende Formgebung wie auch die erwünschte Einschmelzung der Metalldrähte
beim Pressen zwischen Schablonen bewerkstelligt wird. Bei anderen Verfahren bezweckt
das Pressen in erster Linie ein so starkes Aufdrücken des erweichten Glases auf
die Stromzuführungen, daß diese in das Glas gut einschmelzen sollen, doch brauchen
hierbei die Maße der Preßstelle bzw. Einschmelzstelle des erhaltenen Stückes nicht
sehr genau eingehalten zu werden. Die Schwierigkeiten sind bekannt, welche die Anwendung
dieser Verfahren bei der Massenerzeugung verursacht, hauptsächlich infolge der ungleichen
Erwärmung und Abkühlung des Glases und
des Metalls, wodurch zwischen
dem Glas und dem Metall eine schlechte Bindung und innerhalb des Glases erhebliche
innere bleibende Spannungen entstehen können. Aus diesem Grunde mußten bei den bisherigen
Verfahren die Maschinen sehr sorgfältig eingestellt werden, und das Verfahren erforderte
zahlreiche Arbeitsstufen, z. B. eine mehrstufige Vorwärmung, eine neuerliche Erwärmung
nach Abkühlung usw. Demzufolge war die Leistung dieser Verfahren, besonders bei
komplizierteren Stücken, verhältnismäßig gering, der Wärmeverbrauch hingegen infolge
der Zwischenabkühlung und anderer Gründe ziemlich groß.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt die Verminderung bzw. die
Ausschaltung dieser Nachteile der bekannten Verfahren und besteht im wesentlichen
darin, daß die die Einschmelzung der Metallteile bezweckende Pressung des Glases
zumindest mit einem Werkzeug vorgenommen wird, dessen Preßfläche zugleich als ein
das Glas auf die Pressungstemperatur erwärmender, mit Gas-Sauerstoff-Gemisch gespeister
Brenner ausgebildet ist. Die Kombination dieser Maßnahmen bewirkt, daß die Metallteile
mittels des dünnflüssig geschmolzenen Glases, welches in diesem Zustande auf dieselben
gegossen wird, auf die nötige Temperatur erwärm= werden, ferner daß das Glas unmittelbar
vor dem Pressen äußerst hoch erhitzt wird und die Zeitspanne der Unterbrechung zwischen
Erhitzen und Pressen sozusagen auf Null herabgesetzt werden kann. Da beim Preßvorgang
der Brennerkopf mit dem geschmolzenen Glase in unmittelbare Berührung kommt, so
muß hierbei auch die durch das geschmolzcne Glas zu befürchtende Verstopfung der
Brenneröffnungen verhindert werden, Die A":strittsöffnungen der durch das Gas-Sauersic.ff-Gemisch
gespeisten erfindungsgemäßen Brenner bestehen deshalb aus dermaßen engen Bohrungen,
vorzugsweise unter o,5 mm Durchmesser oder noch schmäleren Spalten, in welche das
stark viscose Glas infolge seiner Oberflächenspannung selbst beim Pressen nicht
eindringen, also diese nicht verstopfen kann. Die Anwendung von Brennern mit so
kleinen Öffnungen wird durch die bei Brennern für die Glasbearbeitung an sich bekannte
Speisung mit Sauerstoff-Gas-Gemisch ermöglicht, weil die große Verbrennungsreaktionsgeschwindigkeit
des Gasgemisches wie auch seine hohe Flammentemperatur sogar bei so geringem Durchmesser
und bei so kurzen, z. B. zwischen 0,5 bis 2 mm liegenden Flammenlängen, die
rasche Entwicklung und Übertragung der nötigen Wärmemenge gestattet. Dies wird auch
dadurch gefördert, daß derartig kleine Flammen in großer '1nzahl und eng aneinander
im Preßwerlzzeug angeordnet werden können, ohne daß ihre Verbrennungsprodukte die
Entwicklung der einzelnen benachbarten Flammen hindern würden. Die Kürze der Flammen
und die Verstopfungsfreiheit der Brenner ermöglicht ferner, daß das Preßwerkzeug,
welches auch gleichzeitig die Erhitzung bewerkstelligt, während der ganzen Dauer
der Erhitzung sehr nahe am Glase ist und das Pressen ohne praktische Unterbrechung
der Erhitzung als einen abschließenden Vorgang derselben durchführt. Der Umstand,
daß das Werkzeug selbst als Brenner ausgebildet ist, sichert schließlich die entsprechende
Vorwärmung des Werkzeuges und die Verwertung. der bei anderen Brennern in Verlust
geratenden Wärmemenge.
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Diese Wechselwirkung hat den Erfolg, daß bei Herstellung von z. B.
scheibenförmigen Entladungsrohrfüßen, welchen die genaue Form durch Formpressung
bei gleichzeitiger Einschmelzung der Zuführungen gegeben wird, das Erwärmen, Pressen
und Einschmelzen innerhalb 3 bis 4 Sekunden durchgeführt werden kann. Dabei entfallen
auf die mittels der hervorschnellenden Flammen zu erfolgende Erwärmung der Preßwerkzeuge
nur etwa 2 Sekunden, und die gewonnenen Füße sind trotz dieser äußerst raschen Arbeit
in jeder Hinsicht einwandfrei, obwohl sie beim Erwärmen im Verhältnis zu den Flammen
gar nicht bewegt wurden, vielmehr die Gleichmäßigkeit der Erhitzung durch die große
Anzahl der die Füße erreichenden Flammen gesichert wurde.
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Naturgemäß dürfen diese Flammen äußerst hoher Temperatur, um die Sprunggefahr
ztt verhindern, bloß auf bereits vorgewiirlnte Gläser einwirken, doch wurde festgestellt,
daß diese Vorwärmung mit Hilfe von strahlender Wärme, z. B. mit der bloß iooo bis
1200° C betragenden strahlenden Wärme elektrischer Widerstandsheizkörper, sehr rasch,
sicher und wirtschaftlich durchgeführt werden kann, wobei es zweckmäßig erscheint,
den Abstand zwischen dem Glasgegenstand und dem Heizkörper während des Vorwärmens
allmählich zu verringern.
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Es ist beim Pressen von Glas an sich bekannt, die Preßwerkzeuge oder
das Glas vor dem Pressen durch vorgesehene Brenner auf die gewünschte Arbeitstemperatur
zu erhitzen.
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Demgegenüber werden in den zum erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten
Werkzeugen, welche in der Regel aus dem üblichen, für diesen Zweck entsprechenden
Metall bzw. einer Metallegierung hergestellt sind, feine Bohrungen oder Spalte mit
einem Durchmesser von z. B. o,2 bis 0,4 mm angebracht, welche untereinander innerhalb
des
Werkzeugkörpers mittels entsprechender, an Brennstoffzuführungsleitungen
angeschlossener Kanäle verbunden sind. Das zu verbrennende Gas, welches zweckmäßig
Leuchtgas isst, aber auch ein. anderes Kohlenwasserstoffgas sein kann, wird, mit
Sauerstoff gemischt, in die Brenner reingeführt, wobei die Mischkammer, welche mit
dem üblichen Sicherheitssieb versehen ist, möglichst nahe an den Brenneröffnungen
angeordnet ist. Da die genaue Einstellung -solch kleiner Flammen mit dem Auge nur
schwer überwacht werden kann, werden in die Gas- und Sauerstoffleitung, wie bei
Gasbrennern an sich bekannt, zweckmäßig Gasgeschwindigkeitsmesser, z. B. mit einer
Drosselspule oder Venturiröhre verbundene Differentialmanometer, eingebaut. Im Augenblick
des Pressens kann man die Gasgemisch- oder Sauerstoffzuführung auch schließen, doch
ist dies nicht unbedingt erforderlich, wenn die Speisung der Brenner unter solchen
Druckverhältnissen erfolgt und/oder die Preßdauer derart kurz ist, daß in dem Brenner
während des Pressens keine schädlichen überdrucke entstehen können.
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Die Ausführung der zum erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Werkzeuge,
deren Bewegung, die Anordnung der Brenneröffnungen in denselben, deren Anzahl wie
auch andere konstruktive Einzelheiten können jeweilig nach Bedarf gewählt werden,
ebenso können bei der Herstellung der üblichen, z. B. beiderseitig flach gedrückten
Röhren oder Lampenfüße beide Werkzeuge mit Brennern versehen oder auch mehrteilige
Preßwerkzeuge angewendet werden, und man kann das Pressen auch für andere Zwecke,
z. B. zwecks genauer Formgebung eines Teiles der bereits mit Stromzuführungen versehenen
Füße, durchführen. In diesem Fall hat es den großen Vorteil, daß infolge der raschen
Erhitzung sich die bereits ihre Endgestalt besitzenden nicht mehr zu formenden Teile
kaum erwärmen, was oft sehr wichtig ist, weil dadurch eine unerwünschte Änderung
in der Lage der Stromzuführungen zueinander ausgeschlossen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden in einem
Beispiele an Hand der skizzenartigen Zeichnung näher beschrieben, die den Längsschnitt
des zu formenden Glaskörpers in verschiedenen Abschnitten der Formgebung darstellt.
In der Zeichnung vergrößerten Maßstabes ist der zum Pressen der Einschmelzstelle
dienende Teil eines aus gepreßtem Glas bestehenden Entladungsrohrfußes, ferner die
zur gleichzeitigen Formgebung der Einschmelzstelle desselben dienende Vorrichtung
ersichtlich, und zwar in Fig. r in offener Schmelzstellung mit eingelegtemGlaskörperundStromzuführungen,
in Fig. 2 in Preßstellung.
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In der Öffnung ra des Werkzeuges r ist die Stromzuführung :2 untergebracht,
deren Lage durch das untere, engere Ende der Öffnung genau bestimmt ist, da sie
an den Seiten und dem Boden der Stromzuführungsöffnung anliegt. Die Stromzuführung
ragt durch die Öffnung 3a des gepreßten Glaskörpers 3. hindurch,, welche einen größeren
Durchmesser als die Stromzuführung besitzt. Die Lage des Glaskörpers zum Werkzeug
z wird durch eine beliebige bekannte Vorrichtung gesichert. Die Form der Öffnung
4a des Preßwerkzeuges q. entspricht der Form des anzufertigenden Einschmelzteiles,
die Öffnung q.b hingegen dient zur Aufnahme der Stromzuführungen und des beim Pressen
etwa verbleibenden Glasüberschusses. Aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Mischkammer strömt das Sauerstoff-Leuchtgas-Gemisch durch die Bohrung 5 in die Verteilungsleitung
6 und von hier in die Brennerbohrungen 7, deren Durchmesser etwa 0,3 mm beträgt.
Die durch diese heraustretenden Flammen 8 bringen den durch sie getroffenen und
bereits vorgewärmten Teil des Glaskörpers 3 in einigen Sekunden zum Schmelzen und
erweichen dessen Umgebung.
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In der in Fig. 2 ersichtlichen Stellung des Werkzeuges q. werden die
Blasöffnungen durch das mit demselben in Berührung stehende Glas verschlossen, die
Flammenwerden ausgelöscht, und sofort darauf erfolgt das Pressen. Da die Stromzuführung
2 durch das daraufgeflossene geschmolzene Glas und durch die strahlende Wärme der
sehr heißen Flammen 8 gut vorgewärmt wurde, wird durch das Pressen eine @einwandfrele,
luftdicht schließende, an der gewünschten Stelle liegende, genau geformte Einschmelzstelle
erzielt; mit entsprechender Ausgestaltung der Öffnung q.b kann man sogar erreichen,
daß die Stromzuführungen ohne besonderen Materialaufwand verhältnismäßig hoch mit
Glas überzogen werden.