DE826056C - Verfahren zum Formen von Gegenstaenden aus Glas oder anderen thermoplastischen Stoffen - Google Patents
Verfahren zum Formen von Gegenstaenden aus Glas oder anderen thermoplastischen StoffenInfo
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Description
(WiGBL S. 175)
AUSGEGEBEN AM 27. DEZEMBER 1951
S 20247 VIb / 32 a
DieErfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Formen von Gegenständen aus Glas ο. dgl. und insbesondere von Gegenständen, die in der Mitte einerseits
und den Rändern anderseits verschiedene Krümmungen haben sollen. SolcheGegenständesind
z.B. gewisse Uhrgläser oder Scheiben, die als Böden von Fernsehröhren verwendet werden und an den
Rändern eine viel stärkere Krümmung aufweisen als in der Mitte. Ebenso ist die Erfindung zum
Formen von Gegenständen verwendbar, die in einem Teil ihrer 01>ernäche eben und in, dem übrigen Teil
gekrümmt sind.
Bei den zur Zeit üblichen Verfahren werden die Glasscheiben, die vorher auf die geeignete Größe
geschnitten worden sind, auf eine Temperatur gebracht, bei der das Glas zu der für die Umformung
nötigen Erweichung kommt, und dann meistens zwischen zwei Stempeln gepreßt. Wenn bestimmte
Teile der Scheibe eine sehr starke Krümmung erhalten sollen', muß das Werkstück auf eine hohe
Temperatur gebracht werden. Das Pressen führt dann vielfach zu Oberflächenfehlern, wie nadelstichartige
Vertiefungen oder Kratzer, die um so mehr hervortreten, je höher die Temperatur ist. Diese
Fehler beeinträchtigen die Güte des Gegenstandes, weil sie sich nicht nur in den stark gekrümmten
Teilen, sondern auch an anderen Stellen der Oberfläche zeigen.
Durch die vorliegende Erfindung soll die Herstellung von Gegenständen1 mit verschiedenen Krümmungen
ermöglicht werden, ohne daß die genannten Oberflächenfehler auftreten, wenigstens aber in denjenigen
Teilen des Gegenstandes vermieden werden,
ίο die die schwächere Krümmung haben und im allgemeinen
den wichtigsten Teil des Gegenstandes bilden, der fehlerfrei sein muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Glas o. dgl. mit verschiedenen
Krümmungen, bei dem wenigstens für den Teil mit stärkerer Krümmung die Formgebung durch
Pressen in oder auf einer Formerfolgt, besteht darin, daß eine Vorform hergestellt wird, die über ihre
Oberfläche als Ganzes die schwächere Krümmung
ao aufweist, und daß diese Vorform in die endgültige Form übergeführt wird, nachdem die Teile, die
eine stärkere Krümmung erhalten sollen, und zwar nur diese, auf diie hohe Temperatur gebracht worden
sind, die notwendig ist, um ihnen diese Krümmung zu geben, während derjenige Teil der Vorform, der
schon von vornherein seine endgültige Krümmung erhalten hat, auf einer Temperatur gehalten wird,
die zwischen der unteren Entspannungstemperatur, bei der keinerlei Bruchgefahr besteht, und der Temperatur,
die zur Entstehung der genannten Oberflächenfehler führt, liegt.
Die Herstellung der Vorform kann zu irgendeiner Zeit erfolgen. Es kann jedoch vorteilhaft sein, unmittelbar
anschließend an die Vorformung die endgültige Formgebung folgen zu lassen. In diesem Fall
kann die dem Gegenstand für die Vorformung erteilte Wärme für die Fertigformung ausgenutzt
werden.
In dem Grenzfall, in dem der herzustellende Gegenstand einen ebenen Teil besitzt, der in einen
stark gekrümmten Teil übergeht, entspricht der Vorformungsvorgang der üblichen Herstellung von
ebenen Scheiben. Derartige Scheiben sind im Handel erhältlich, und in diesem Fall sind natürlich die
beiden Formungsvorgänge getrennt.
Zur Erzielung der endgültigen Form müssen gemäß der Erfindung in jedemFall derTeil schwacher
Krümmung oder ohne Krümmung und die Teile, welche die starke Krümmung erhalten sollen, auf
verschiedene Temperaturen gebracht werden. Hierzu können im Rahmen der Erfindung verschiedene
Mittel benutzt werden, von denen nachstehendeinige Beispiele aufgeführt sind.
Man kann durch geeignet angeordnete und in üblicher Weise regelbare Heizmittel eine ungleiche
Erhitzung der verschiedenen Teile vornehmen.
Man kann auch das Werkstück in seiner ganzen Ausdehnung einer im wesentlichen gleichmäßigen
Erhitzung unterwerfen, die hoch genug ist, um die starke Krümmung zu erhalten, während gleichzeitig
der bereits vorgeformte Teil einer Kühlung unter-.. worfen wird. Diese Kühlung kann beispielsweise
durch die Berührung mit einer Metallmasse erfolgen, welche einen Teil der auf sie von dem Glas
übertragenen Wärme abführt. Diese Metallmasse kann auch als solche beständig oder zeitweise einer
künstlichen Kühlung unterworfen werden.
Zur Erzielung einer stärkeren Wirkung kann man gegebenenfalls auch das Kühlen mit einem schärferen
Erhitzen desjenigen Teiles, der der stärkeren Umformung unterworfen werden soll, kombinieren.
Nachstehend wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche zwei Ausführungsformen
von Vorrichtungen bzw. Maschinen zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zeigen.
Die Abb. 1, 2 und 3 zeigen Schnittansichten einer Vorrichtung zum Biegen von Werkstücken mit einer
Krümmung, die von der Mitte zu den Rändern hin stärker wird;
Abb. 4 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer selbsttätig arbeitenden Maschine zur Formung von
Uhrgläsern, deren mittlerer Teil eben ist und deren Randteile stark gebogen sind;
Abb. 5 zeigt ein Einzelelement der Maschine gemaß Abb. 4.
Die in Abb. 1 gezeigte Glasscheibe 1 soll in die
in Abb. 3 gezeigte Form i°, i6 übergeführt werden.
Die Scheibe wird zunächst auf eine Form 2 aufgelegt, auf der sie mit ihren Rändern aufliegt. Diese
Form, die konkav ist, hat eine Krümmung, die derjenigen entspricht, welche dem mittleren Teil des
zu bearbeitenden Gegenstandes gegeben werden soll. Das Glas und die Form werden in bekannter
Weise auf eine geeignete Temperatur gebracht. Dann wird in dem Raum zwischen dem Glas und
der Form ein Unterdruck erzeugt. Dies erfolgt durch eine durch den Formboden hindurchgehende Öffnung
3, die mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht. Hierbei wird dem Glas in seiner ganzen Ausdehnung
zufolge des Unterschiedes der auf seine beiden Seiten wirkenden Drücke die Krümmung erteilt,
die man dem mittleren Teil der Scheibe geben will. Da die an der Glasscheibe hierbei vorzunehmende
Umformung nur schwach ist, kann dieser Vorgang bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur
stattfinden, und da anderseits das Glas nicht mechanisch gegen den Boden der Form gepreßt wird,
wird jede Beeinträchtigung der Oberfläche vermieden, welche vollkommen glatt bleibt.
Darauf wird wieder Luft durch die öffnung 3 eingelassen. Das so frei gewordene Werkstück wird
nun von einem Saugkopf 4 (Abb. 2) erfaßt, der eine konvexe Form hat und dieselbe Krümmung aufweist,
wie der mittlere Teil des Werkstückes. .Der Saugkopf besitzt eine Hohlkammer 7, die durch
Kanäle 8, die in dem auf das Werkstück sich aufsetzenden Teil des Saugkopfes vorgesehen sind, mit
der Außenluft in Verbindung steht. In der Kammer 7 wird durch eine mit der Vakuumpumpe in Verbindung
stehende öffnung 9 ein Unterdruck erzeugt, so daß das Werkstück an dem Saugkopf angeheftet
bleibt. Die Ränder des Werkstückes werden dann beispielsweise durch einen unter dem Werkstück angeordneten
Gasringbrenner 5 stark erhitzt, während der mittlere Teil des Werkstückes durch seine
Berührung mit dem Metall des Saugkopfes gekühlt wird. Damit der Teil des Glases, der die starke
Krümmung erhalten soll, auch an der Oberseite erhitzt wird, sind im Umfang des Saugkopfes enge
Kanäle io vorgesehen, die die Flamme derart nach oben saugen, daß ein Erhitzen des Glases an beiden
Seiten stattfindet.
Das noch immer am Saugkopf haftende Werkstück wird dann in eine Form 6 (Abb. 3) gebracht. Diese
ist im Mittelteil 6a, der demjenigen Teil ia des
Werkstückes entspricht, der bereits seine endgültige Krümmung besitzt, hohl. Der Hohlraum der Form 6
entspricht der Form i6, die dem Rand des Werkstückes gegeben werden soll. Das Werkstück wird
zwischen der Form und dem Saugkopf gepreßt und erhält so seine endgültige Form. Der Preßvorgang
wird durch den Unterdruck, der ständig durch die Kanäle 10 erzeugt wird, unterstützt. Hierauf wird
das Werkstück durch Wiedereinführung von Luft ao in die Kammer 7 freigegeben.
Die aufeinanderfolgenden Formungsvorgänge lassen sich mechanisch und automatisch durchführen.
Abb. 4 zeigt in schaubildlicher Ansicht eineselbsttätig
arbeitende Maschine, auf der nach dem Verfahren der Erfindung Uhrgläser hergestellt werden,
die nur an den Rändern gebogen und in ihrem mittleren Teil eben sind.
Die Maschine besteht im wesentlichen aus einem Sockel 11, in dem sich der Antrieb für eine senkrechte
Welle 12 befindet, die in regelmäßigen Zeitabständen eine Teilumdrehung macht und eine
Drehscheibe 13 trägt, auf der die weiter unten beschriebenen Saugköpfe 14 regelmäßig verteilt sind.
Jeder der Saugköpfe ist durch biegsame Leitungen 15 mit einem entsprechenden Loch eines Stückes 16
verbunden, das sich mit der Welle 12 dreht. Das Stück 16 sitzt passend auf einer feststehenden
Welle 17, die an einem Ständer 18 angebracht ist, der von dem Sockel 11 getragen wird. Die Löcher
des Stückes 16 münden in Höhe von zwei nicht gezeigten
Ringnuten, die auf einem Teil des Umfanges der Welle 17 angebracht sind und die nacheinander
jeden der Saugköpfe mit einer Unterdruckquelle oder mit der Atmosphäre in Verbindung setzen.
In einer auf dem Maschinensockel stehenden Hohl säule 19 sind die zu biegenden ebenen Scheiben aufeinandergeschichtet.
Am Fuße dieser Säule ist ein Schieber 20 angeordnet,
der mit dem hin und her bewegten Kolben eines Druckluftzylinders 21 verbunden ist und die
Bewegungen des Kolbens sind denjenigen der Maschine derart angepaßt, daß jedesmal, wenn ein
Saugkopf gegenüber der Säule 19 zum Stillstand kommt, die untere Glasscheibe von dem Schieber 20
auf einen Zentriernapf geschoben wird, der teilweise bei 22 sichtbar ist. Durch einen anderen im
Maschinensockel liegenden Druckluftzylinder wird jener Napf angehoben und bringt die Scheibe gegen
den Saugkopf, an dem sie von nun an durch die Saugwirkung haftenbleibt. Die Welle 17 ist so eingestellt,
daß an dieser Stelle in jedem dort ankommenden Saugkopf der Unterdruck erzeugt wird.
Die Länge der Ringnut der Welle 17, die mit der Unterdruckquelle verbunden ist, ist derart, daß der
Unterdruck im Saugkopf während des größten Teiles der Drehung der Drehscheibe 13 unterhalten
wird. Senkrecht unter den Haltestellen der Saugköpfe sind Gasbrenner angeordnet, von denen einige
bei 23 zu sehen sind. Die Gasbrenner werden so geregelt, daß sie das Glas zunehmend erhitzen, bis
es an seinen Rändern die geeignete Temperatur erreicht. Das Biegen der noch immer am Saugkopf
haftenden Scheibe erfolgt an der Haltestelle 24. Nachdem der Saugkopf nach beendetem Biegen die
Stelle 24 verlassen hat, wird das Werkstück dadurch von dem Saugkopf gelöst, daß in diesen durch
die zweite Ringnut der Welle 17 atmosphärische Luft eingelassen wird. An der folgenden Haltestelle
wird der Saugkopf durch ein Luftgebläse gekühlt, worauf er wieder für einen neuen Arbeitsgang bereit
ist.
Die gleichen Arbeitsgänge wiederholen sich mechanisch in derselben Weise für jeden der Saugköpfe
und die Zähl der bei einem Umlauf der Drehscheibe 13 gebogenen Gläser ist gleich der Zahl der
Saugköpfe. Das Biegen an der Arbeitsstelle 24 kann in der oben beschriebenen Weise durch Pressen in
einer Gegenform der in Abb. 3 gezeigten Art erfolgen.
Nachstehend wird eine andere Art des Formverfahrens beschrieben, die sich mit der gezeigten
Maschine ausführen läßt. Der in einem axialen Schnitt in Abb. S gezeigte Saugkopf besteht aus
einem Hohlkörper 25, der in folgender Weise an der Drehscheibe: 13 befestigt ist. Auf der Drehscheibe
sitzt mit einem Absatz 27 ein Stück 26, das mit einem zylindrischen Teil 28 in eine entsprechende
öffnung der Drehscheibe eingesetzt ist und am unteren Ende ein Gewinde 29 aufweist, auf das der
Körper 25 aufgeschraubt ist. Auf den letzteren Körper ist wiederum ein mit einer mittleren kreisförmigen
öffnung 31 versehenes Stück 30 aufgeschraubt.
Die Wand 32 dieses Stückes besitzt eine Krümmung, die der Krümmung entspricht, welche
den Rändern der Glasscheibe gegeben werden soll. In der öffnung sitzt gleitend ein Kopf 33 mit einer
Hohlkammer, deren ebene untere Bodenwand 34 Löcher 35 kleinen Durchmessers aufweist.
Der Kopf 33 sitzt an einem Rohr 36, das in dem Stück 26 auf und ab beweglich geführt ist. Ein
Bund 37 des Rohres 36 begrenzt die Abwärtsbewegung des Kopfes 33. Das Rohr 36 wird nacheinander
mit dem Vakuum und der Atmosphäre, wie vorher beschrieben, durch die Leitung 15 in Verbindung
gesetzt.
Wenn der Zentriernapf angehoben und die Glasscheibe ι gegen die Unterseite 34 des Kopfes 33
gebracht worden ist, bleibt diese infolge des erzeugten Unterdruckes an dem Kopf haften. Wenn
die Glasscheibe 1 sich über den Brennern befindet, wird sie durch diese erhitzt und ihre Temperatur
steigt an den Rändern höher als im mittleren Teil, der durch das mit diesem in Berührung stehende
kältere Metall gekühlt wird. Der Temperaturunterschied wird durch folgende Maßnahmen noch
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verstärkt. Durch einen Kanal 38 wird auch in der inneren Kammer des Stückes 25 iein Unterdruck erzeugt,
demzufolge Luft durch Löcher 39 angesaugt wird, die auf einem Kreis in der Wandung des
Stückes 30 verteilt sind. Die durch diese Löcher angesaugte Luft veranlaßt die Flamme, um die Ränder
der Scheibe 1 zu strömen und diese gleichzeitig von unten und von oben zu erhitzen. Durch diese Anordnung
läßt sich die Heizdauer verringern und damit die Leistung der Maschine erhöhen.
Durch diese beiden Mittel läßt sich vorzüglich der für die Erfindung charakteristische Temperaturunterschied
verwirklichen, der dadurch aufrechterhalten wird, daß der Boden 34, nachdem das ge-
»5 bogene Glas freigegeben worden ist, mittels eines
Luftstrahls gekühlt wird.
Wenn der Saugkopf an der Arbeitsstelle 24 gemäß Abb. 4 angekommen ist, wird das Rohr 36 durch
einen Nocken 40 (s. auch Abb. 5) angehoben, der während der Drehbewegung der Drehscheibe
zwischen das Stück 26 und einem am Ende des Rohres 36 sitzenden Kragen 41 getreten ist, worauf
das Rohr durch eine umgekehrte Bewegung des Nockens 40 wieder nach unten geführt wird.
Bei der Aufwärtsbewegung ist die Scheibe 1, deren Ränder dann die gewünschte Temperatur
haben, mit dem Randteil der Unterseite 42 der Form 30 in Berührung gekommen und unter der
Wirkung des Unterdruckes, der durch den Kanal 38 und die Löcher 39 zwischen der Form 30 und der
Scheibe 1 wirkt, ist die Scheibe zufolge des atmosphärischen Druckes gegen die Form 30 gepreßt
worden, deren Boden geschlossen worden ist, indem die Scheibe 34 am Ende der Aufwärtsbewegung eine
solche Lage angenommen hat, daß sie in den gebogenen Teil 32 der Form 30 übergeht. Damit ist
der Formvorgang beendet. Nach der Abwärtsbewegung des Rohres 36 wird das Glas dadurch
freigegeben, daß während der anschließenden Teildrehung atmosphärische Luft in das Rohr 36 eingelassen
wird, worauf der Saugkopf für einen neuen Arbeitsgang zur Verfügung steht.
Das Auf- und Abwärtsbewegen des Nockens 40
erfolgt durch einen Hebel 43, der auf einer vom Maschinensockel getragenen Achse 44 drehbar ist.
Der Hebel erhält seine Bewegungen durch den Kolben eines Druckluftzylinders 45 (Abb. 4).
Während ein Saugkopf die aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen durchläuft, befindet sich das Glas
unter den günstigsten Bedingungen, bei denen Oberflächenfehler nicht auftreten können, weil es nur an
einer Seite mit dem Metall in Berührung kommt und keiner mechanischen Pressung unterworfen wird.
Insbesondere bleibt der Mittelteil, obschon er sich in längerer Berührung mit dem Metall befindet,
vollständig fehlerfrei, weil er nicht auf die Erweichungstemperatur kommt.
Die beschriebene Maschine soll vornehmlich zur ' Herstellung von Gegenständen, wie z. B. Uhrgläsern,
dienen, die eine Krümmung nur an den Rändern besitzen. Die Maschine läßt sich aber auch leicht für
Gegenstände verwenden, deren mittlerer Teil ebenfalls eine Krümmung, aber weniger stark als die der
Ränder erhalten soll. In diesem Falle genügt es, der Fläche 34 des Kopfes 33 die auf dem Mittelteil zu
erzeugende Krümmung zu geben und die Maschine mit Vorformen zu beschicken, die diese Krümmung
aufweisen. Die beschriebene Maschine könnte aber auch mit einer Maschine zusammengebaut werden,
die die Vorformen herstellt und sie im Takt der ersteren Maschine an diese abgibt.
Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHE:ii Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Glas oder ähnlichen Stoffen mit verschiedenen Krümmungen, bei dem zumindest die Formung des Teiles mit stärkerer Krümmung durch Pressen in oder auf einer Form erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorform hergestellt wird, die als Ganzes an ihrer Oberfläche die schwächere Krümmung besitzt, und daß diese Vorform in die endgültige Form übergeführt wird, nachdem diejenigen Teile, welche die stärkere Krümmung erhalten sollen, und zwar nur diese Teile, auf die für die Bildung dieser Krümmung notwendige erhöhte Temperatur gebracht worden sind, während derjenige Teil der Vorform, dem bereits von vornherein seine endgültige Krümmung gegeben worden ist, auf eine Temperatur gehalten wird, die zwischen der unteren Entspannungstemperatur, bei der keine Bruchgefahr besteht, und derjenigen Temperatur, bei der Oberflächenfehler auftreten können, liegt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturunterschied zwischen den Teilen, denen verschiedene Krümmungen gegeben werden sollen, dadurch erzielt wird, daß der mit der stärkeren Krümmung zu versehende Teil stärker erhitzt wird als der mit der schwächeren Krümmung.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform im wesentlichen gleichmäßig erhitzt, aber der Teil schwächerer Krümmung durch Berührung mit einer wärmeleitenden Masse gekühlt wird, deren Erwärmung fortlaufend oder zeitweise durch künstliche Kühlung ausgeglichen werden kann.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil schwächerer Krümmung nur auf einer Seite und der stärker zu krümmende Teil auf beiden Seiten erhitzt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Formgebung dadurch herbeigeführt wird, daß man auf die eine Seite des Gegenstandes den atmosphärischen Druck und auf seine andere Seite einen Unterdruck wirken läßt.
- 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform während der Behandlung mit dem Teil, der bereits seine endgültige Form hat, an einen Saugkopf angeheftet wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Formgebung durch Pressen zwischen zwei Stempeln erfolgt, von denen einer ein Saugkopf sein kann.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß· der in dem Saugkopf herrschende Unterdruck gleichzeitig benutzt wird, um die Flamme eines Brenners derart um den stärker zu krümmenden Teil zu lenken, daß dieser auf beiden Seiten erhitzt wird.Hierzu τ Blatt Zeichnungen2609 12. Sl
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