DE826056C - Verfahren zum Formen von Gegenstaenden aus Glas oder anderen thermoplastischen Stoffen - Google Patents

Verfahren zum Formen von Gegenstaenden aus Glas oder anderen thermoplastischen Stoffen

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DE826056C DES20247A DES0020247A DE826056C DE 826056 C DE826056 C DE 826056C DE S20247 A DES20247 A DE S20247A DE S0020247 A DES0020247 A DE S0020247A DE 826056 C DE826056 C DE 826056C
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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)

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 Zeichnungen
    2609 12. Sl
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