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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlglaskörpers im
PreB-Blasverfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung von Hohlglaskörpern, insbesondere Glasbehältern, z. B. Flaschen verschiedener
Form, im Preß-Blasverfahren.
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Bei der Fabrikation von Glasgegenständen war es bisher üblich, eine
Form zu beschicken und das Glas nach bekannten Methoden zu pressen oder zu blasen,
ohne besonders auf die Verteilung der Glasmasse auf die verschiedenen Stellen der
Wand des Fertiggegenstandes zu achten. So wird in der üblichen Preßblasmaschine
die Vorform mit Glas beschickt, dann der Preßstempel gesenkt, wodurch sich das geschmolzene
.Glas nach oben und außen bis an die Wandung der Vorforrn und der Kopfform ausbreitet.
Nun trennt man Külbel und Vorform, beispielsweise indem man beide senkrecht gegeneinander
bewegt. Das mit einer Fertigform umgebene Külbel wird dann durch Einblasen von Druckluft
an die Wand der Fertigform ausgedehnt und so lange gegen diese gepreßt, bis es genügend
erstarrt ist, um entfernt werden zu können.
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Man hat bereits versucht, die Behälterwandungen an denjenigen leicht
zu beschädigenden Stellen, z. B. den Schulterteilen, zu verstärken, an denen das
Glas beim Blasen des Külbels in seine endgültige Form häufig zu dünn ausgeblasen
wird, indem man einen Teil des Külbels besonders stark kühlte, wodurch bei der Verblasung
mehr Glasmasse an die
empfindlichen Stellen gelangte. Nach einem
anderen Verfahren versuchte man, die Verteilung der Glasmasse dadurch zu ändern,
daß man das Külbel vor dem Blasen streckte, aber diese Behandlung läßt sich nicht
so genau lenken, da sie von der Einwirkung der Atmosphäre, der Wirkung der Schwerkraft
und dem Zeitpunkt der Behandlung abhängig ist. Die meisten dieser bisherigen Versuche
zielten auf eine vollständig gleichmäßige Verteilung des Glases über die gesamte
Wandung des Glasgegenstandes ab.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in an sich bekannter Weise
ein Külbel vor dem Blasen in einer einteiligen, verhältnismäßig dünnwandigen und
gekühlten Vorform mittels eines gekühlten Preßstempels zu überall annähernd gleicher
Wandstärke ausgepreßt, um anschließend in die endgültige Gestalt verblasen zu werden.
Gemäß der Erfindung wird hierbei die Vorform von außen in übereinanderliegenden
Ringzonen derart stetig gekühlt, daß die dem Külbel erteilte Kühlwirkung innerhalb
jeder Ringzone annähernd gleich, von Ringzone zu Ringzone jedoch entsprechend der
beabsichtigten Wandstärkenausbildung des Hohlglaskörpers beim Blasen verschieden
ist.
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Hierdurch wird die Stärke der Kühlung der Vorform auf ihrer gesamten
Innenfläche in einer festgelegten Weise variiert und dem Glas des Külbels ein entsprechendes
Temperaturmuster aufgeprägt. Hierdurch wird wiederum in dem dünnwandigen Külbel
ein gelenkter Widerstand gegen seine Verblasung oder Ausdehnung erzeugt, der in
Längsrichtung des Külbels in bestimmten Abständen verschieden groß ist, und zwar
sich in bestimmten, in Längsrichtung des Külbels voneinander abgesetzten Zonen von
demjenigen in den dazwischenliegenden Zonen in einem gewünschten, festgelegten Verhältnis
zu dem ursprünglich in den voneinander getrennten Zonen erzeugten Widerstand unterscheidet.
Auf diese Weise kann man Art und Geschwindigkeit der unter dem Blasdruck erfolgenden
Ausdehnung jedes Teils des Külbels in bezug auf seine anderen Teile genau lenken.
Durch diese Lenkung der Külbelausdehnung läßt sich die Verteilung der Glasmasse
auf die verschiedenen Wandteile des Fertiggegenstandes festlegen und so einstellen
und lenken, daß in der gesamten Wand des Fertiggegenstandes die jeweils gewünschte
Stärke erzielt wird. Das Külbel läßt sich dabei beim Blasen bis an die Wand der
Fertigform ausdehnen, besitzt aber eine genügende Festigkeit, um einer Streckung
und Verzerrung durch die Wirkung der Schwerkraft, eines Stoßes oder plötzlicher
Bewegungen zu widerstehen.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Außenfläche eines Külbels aus
heißem Glas zu kühlen, z. B. mittels eines um die Vorform gelegten Kühlringes oder
Kühlmantels für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, mittels ringförmiger Kühlkanäle
in der Wand der Vorform oder auf der Vorform außen vorgesehenen ringförmigen Kühlrippen,
gegen welche ein Kühlmittel geblasen wird. Der einzige Zweck dieser bekannten Kühlung
ist, die Vorform auf einer bestimmten Temperatur zu halten.
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Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Maßnahmen grundlegend
durch die eine nach Wunsch regelbare Beeinflussung und Beherrschung der Glasverteilung
ergebende gelenkte zonenweise Kühlung, bei der weiter durch die vorhergehende Pressung
des Külbels die erforderliche genaue Bestimmung und gleichmäßige Verteilung der
zu kühlenden Glasmenge zwischen Forminnenwand und Preßstempel überhaupt erst erzielt
wird. Diese beim Pressen in der Vorform erreichte Gleichmäßigkeit der Wandstärke
ist eine wesentliche Vorbedingung, wie sie bei bekannten Verfahren, bei denen auch
die Külbelbildung selbst durch Blasen in einer Blasvorform erfolgt, nicht erzielt
wird. Bei einem solchen Blas-Blasverfahren, bei dem eine partielle Kühlung vorgeschlagen
wurde, macht schon die einen wesentlichen Unsicherheitsfaktor einführende ungleichmäßige
Wandstärke und damit Glasverteilung die Anwendung einer unterschiedlichen Kühlung
zur Lenkung und Beherrschung der Glasverteilung beim Blasen unmöglich.
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Die Lenkung der Glasverteilung ist an jenen Stellen von besonderer
Bedeutung, die unterhalb der Trennlinie zwischen der Kopfform und der eigentlichen
Vorform liegen, in welchen die Külbelherstellung erfolgt, da der Hohlglaskörper
oberhalb dieser Trennlinie bekanntlich seine ursprüngliche Form beibehält und dort
Ausdehnung oder Verteilung der Glasmasse nicht gelenkt zu werden brauchen. Wie wichtig
die Lenkung der Ausdehnung sowie Verteilung der Glasmasse an den unterhalb der Trennlinie
gelegenen Stellen ist, wobei die Art und Stärke dieser Lenkung von der Form und
Größe des herzustellenden Gegenstandes abhängen, ist an Hand eines in den Zeichnungen
dargestellten Behälters später erläutert.
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Zur praktischen Durchführung der Herstellung des Hohlglaskörpers kann
eine einteilige, verhältnismäßig dünnwandige, d. h. sehr leichte Vorfo.rm verwendet
werden, die auf der Außenwand horizontale Rippen aufweist, auf welche das Kühlmittel
unter Bildung übereinander gelegener, sich rund um die Vorform herum erstreckender
Kühlmittelringzonen von außen durch mehrere Düsen aufströmt, die rund um die Vorform
herum in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind und in gemeinsamen horizontalen Ebenen
jeweils Öffnungen gleicher Größe, in auf unterschiedlicher Höhe der Vorform liegenden
Ebenen entsprechend anderer Größe aufweisen. Diese Düsen werden so um die Vorform
herum angeordnet bzw. räumlich verteilt, daß die auf die Form und damit auch auf
die entsprechenden Stellen der annähernd gleichmäßig starken Külbelwandung ausgeübte
Kühlwirkung das für den zu erzeugenden Behälter jeweils gewünschte Temperaturmuster
aufprägt.
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Die einzelnen Düsenöffnungen haben eine. bestimmte Form, so daß die
aus ihnen ausströmende Druckluft in der gleichen Form auf die Kühlfläche aufströmt,
und ferner eine bestimmte Strömungskapazität. Die Düsen sind in einer Reihe um die
Form
herum angeordnet und gleich weit voneinander entfernt. Alle Düsen der für einen
bestimmten Glasgegenstand vorgesehenen Reihe stimmen sowohl bezüglich ihrer Strömungskapazität
als auch der Lage ihrer Öffnungen überein, um in jeder Ringzone und schließlich
auf dem Glas, das bei der Verformung die Wand der Form berührt, in Umfangsrichtung
der Form ein identisches Kühlmuster zu erzielen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels
angeführt. In den Zeichnungen zeigt Fig. i die Vorderansicht der zusammengehörigen
Teile von Form und Stempel in Blasstellung und die Anordnung der Kühldüsenöffnungen
in bezug auf das Külbel und seine Form, Fig. 2 das in der Kopfform hängende Külbel
mit seinen verhältnismäßig kühlen und heißen Oberflächenzonen, Fig. 3 bis 6 die
gelenkt gerichtete Ausdehnung des gekühlten Külbels, Fig. 7 den fertiggeblasenen
Gegenstand und Fig. 8 schematisch die Anordnung der Luftdüsen um die Vertikalachse
der Vorform.
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Die Fig. 2 bis 7 zeigen die Herstellung eines bestimmten Gefäßes,
beginnend mit dem Külbel, wie es aus der Vorform io entnommen wird, und seinen verschiedenen
gekühlten Teilen, und die anschließende Verformung dieses Külbels zum Fertigprodukt,
wobei die Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Ausdehnungsphasen etwa gleich
sind.
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Die Zeichnungen zeigen einen Lebensmittelbehälter von handelsüblicher
Form von sehr geringem Gewicht, dessen Wandung nicht an allen Stellen gleich stark
sein soll, sondern bei dem bestimmte Stellen so stark gehalten werden sollen, daß
dort eine außerordentlich hohe Festigkeit erzielt wird. Eine gleichmäßige Wandstärke
ist an und für sich kein Kriterium für eine hohe Festigkeit, wenngleich sie bei
zweckentsprechender Anwendung dazu beiträgt. Eine gleichmäßige Verteilung der Glasmasse
in einem bestimmten Wandteil ist also erwünscht, aber eine gelenkte Variation in
der Stärke der auf verschiedener Höhe des Gegenstandes angeordneten Ringzonen, deren
Stärke in Richtung des Umfanges gleich ist, ist zur Erzielung der höchstmöglichen
Festigkeit von größerem Wert.
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Wenn diese Behälter beispielsweise in einem Verpackungsbetrieb verwendet
werden, sind sie Wärmestößen verschiedener Art ausgesetzt. Aus diesem Grunde ist
es erforderlich, daß die Änderung der Wandstärke nicht zu plötzlich erfolgt. Die
Gefäße sind auch mechanischen Stoßwirkungen ausgesetzt, weshalb die Seitenwände
in bestimmten Ringzonen so stark ausgebildet sein sollen, daß sie diese Stoßbelastungen
aushalten.
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Weiter erfordert das Verschließen der Behälter so starke Schulterteile
und Seitenwände, daß diese die senkrecht gerichteten Kräfte aushalten, die dabei
auftreten.
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Auch bei der Verpackung der gefüllten Gefäße in Kisten zur Verschiffung
sind sie oft mechanischen und hydrostatischen Druckbelastungen ausgesetzt, so daß
sowohl Boden als auch Seitenwände so stark gehalten und eine solche Glasverteilung
aufweisen müssen, daß sie diese Drücke aushalten.
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Um diesen Erfordernissen bei der Herstellung der Glasgefäße zu genügen,
muß man die Bildung und Ausdehnung des Külbels und die schließliche Verteilung der
Glasmasse in der Wandung des Gefäß,es in bestimmter Weise regeln und lenken. Dieses
Ziel der Fertigung wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erreicht. Dabei können
diejenigen Teile des Külbels, welche bei seiner Ausdehnung zuerst die Wandungen
der Fertigform berühren, sowie der Fluß des Glases bei der Ausdehnung des Külbels
in der nachfolgend beschriebenen Weise gelenkt und geregelt werden.
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Aus Fig. i und 2 ist zu ersehen, daß der Querschnitt der Wandungen
des Külbels über den größeren Teil seiner Länge etwa gleich und im Vergleich mit
den in der Industrie üblichen Größen außerordentlich klein ist.
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Die Verwendung sehr dünner Wandteile bei der Bildung eines Külbels
ist bei dem vorliegenden Verfahren der Külbelherstellung wegen der außerordentlich
hohen Bildungsgeschwindigkeit, der Verwendung gelenkter Temperaturzonen in Stempel
und Vorform, um in dem gebildeten Külbel entsprechend verteilte Temperaturzonen
zu erhalten, und der Einstellung und Lenkung der Wandstärke des Külbels möglich.
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Durch Einstellung und Lenkung der Preßstücke und der Zeitdauer der
Berührung von Stempel und Form mit dem Glas wird der Oberfläche des Külbels 1q.
bei Berührung mit Stempel und Form während der Bildungsperiode ein bestimmtes Kühlmuster
aufgedrückt.
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Um das Verblasen des Külbels zu seiner endgültigen Form lenken zu
können, muß der Querschnitt oder die Stärke seiner Wandteile an allen Stellen und
die Kühlung aller Zonen der Külbeloberfläche in ihrer -Beziehung zu der Art der
für den betreffenden Gegenstand notwendigen Ausdehnung abgestimmt werden, um die
gewünschte Lenkung der Wandstärke durch Regelung der Ausdehnungsgeschwindigkeit
bestimmter Wandteile des Külbels zu erzielen. Weiter ist es notwendig, den vertikalen
Wärmefluß in den Wandungen von Form und Stempel zu lenken, um ein bestimmtes Kühlmuster
zu erzielen und aufrechtzuerhalten.
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Wenn ein Külbel nach diesem Verfahren gebildet wird, beschickt man
die Vorform io mit geschmolzenem Glas, senkt den Stempel 12 unter Regelung des Druckes,
bis er das geschmolzene Glas berührt, wobei dieses an die Wand der Vorform io und
Kopfform ii fließt und das Külbel 1q. bildet, was an sich bereits bekannt ist.
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Fig. i zeigt eine aus einem Stück bestehende Vorform i o, einen Abstreifring
i i und einen Stempel 12 in Preßstellung, wobei das geschmolzene Glas Form und Stempel
berührt. Im Inneren des Stempels i2ist eineKühldüse 13 vorgesehen, durchweiche Kühlluft
eingeblasen wird. Dieser Luftstrom kann dazu dienen, das mit der Außenfläche von
Stempel
r2 in Berührung kommende Glas gleichmäßig oder zonenförmig
durch Öffnungen 13 a von jeder gewünschten Form und.mit jeder Luftmenge
zu kühlen.
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Auf diese Weise kann der vertikale Wärmefluß in den Wänden des Stempels
12 geregelt und gelenkt werden, um das dem Glas auferlegte Kühlmuster zu beeinflussen.
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Die Öffnungen 15, 16, 17 und 18 der Luftdüsen sind so eingezeichnet,
wie es zur Erzielung der gewünschten Kühlung von Vorform und Külbel für den abgebildeten
Behälter erforderlich ist.
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Die Anordnung und Größe der Kühldüsenöffnungen 15, 16, 1,7
und 18 sind, .wie oben ausgeführt, dem jeweiligen Behälter angepaßt. Mit
anderen Worten sind die vertikale Anordnung der Düsenöffnungen, die Entfernung der
Düsen 2o von der Form, das Kühlvolumen jeder Düsenöffnung und das erzielte Kühlmuster
auf den hier abgebildeten Behälter abgestimmt. Für einen anderen Behälter ändern
sich vertikale Anordnung, Kühlvolumen und -rauster, wenn dieser eine andere Form
und Größe hat.
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Danach erfordert jede Behälterausführung bei ihrer Herstellung ein
besonderes Kühlmuster für das Külbel, damit der Behälter die oben beschriebenen,
für seine Verwendung notwendigen oder. erwünschten Eigenschaften erhält.
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Grundsätzlich ist die Kühlung in jedem Falle die gleiche, d. h., man
kühlt die gesamte Innen- und Außenfläche des Külbels, der Form und Größe des fertigen
Behälters entsprechend in einer solchen räumlichen Verteilung, daß sowohl die Ausdehnung
des Külbels als auch die schließliche Wandstärke gelenkt werden können, insbesondere
bei Gegenständen von geringem Gewicht.
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Die Düsenöffnung 15 ergibt einen begrenzten, Düsenöffnung 16
einen mittleren, Düsenöffnung 17 einen vollen Luftstrom und Düsenöffnung 18 einen
Luftstrom von einer für die Bodenberührung erwünschten Stärke.
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Der erforderliche Querschnitt jeder dieser Öffnungen ist abhängig
von dem Druck der Luft und ihrer Strömungsgeschwindigkeit, wie auch von dem an jeder
einzelnen Stelle der Glasoberfläche erwünschten Kühlungsgrad. Es ist zu ersehen,
daß diese Düsenöffnungen vertikal so voneinander entfernt angeordnet sind, daß über
die- ganze Länge des Külbels eine Reihe von ringförmigen Kühlzonen oder -streifen
entsteht. Um auf dem ganzen Umfang einer Kühlzone eine gleichmäßige Temperatur zu
erhalten, sind mehrere Düsen 2o erforderlich, und diese Düsen werden in der erforderlichen
Anzahl in gleichmäßigem Abstand voneinander (wie in Fig. 8 abgebildet) in Umfangsrichtung
um die Form herum angeordnet, um längs des Umfanges der einzelnen Kühlzonen eine
ungleichmäßige Kühlung zu vermeiden.
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Aus Fig. r ist zu ersehen, daß die Düsenöffnungen in jeder Düse 2o
in bezug auf die Rippen io b eine bestimmte vertikale Lage haben, d. h. daß diese
Öffnungen so angeordnet sind, daß die Mittellinien der Luftströme von hoher Geschwindigkeit
auf die Mitte zwischen den Rippen gerichtet sind, so daß die Luftströme auf bestimmte
vertikale Zonen begrenzt sind. Auf diese Weise sind z. B. die Luftströme der Düsenöffnungen
15 auf die Oberfläche dreier Rippen beschränkt, so daß sie in diesem Bereich eine
starke Kühlung ergeben.
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Durch Veränderung der Anzahl der vom Kühlstrom erfaßten Rippen io
b, der Oberfläche der Rippen, auf welche die Luft aufströmt, der Entfernung zwischen
diesen Rippen, des Volumens der aufgeblasenen Luft und durch Begrenzung der Luftströme
zwischen bestimmten Rippen kann man in der Wandung der Form infolge dieser Beschränkung
und Lenkung des vertikalen Wärmeflusses in der Wandung ein ganz bestimmtes Kühlmuster
erzeugen, welches sich anschließend auf das geschmolzene Glas überträgt, wenn dieses
mit ihr in Kontakt gebracht wird. Jede Veränderung der Rippenflächen erfolgt gleichmäßig
über die gesamte Rippenstruktur, damit die Wirkung der Rippen, nämlich die Abgabe
von Wärme, an allen Stellen der Form gleichmäßig ist, wenn diese mit gleich großen
Luftmengen gekühlt werden. Auf diese Weise kann man durch Einstellung der Oberfläche,
auf welche die Luft auftrifft, und des Luftvolumens an einem bestimmten Punkt oder
an bestimmten Punkten eine bestimmte Kühlwirkung erzielen.
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Diese Luft von hoher Strömungsgeschwindigkeit wird ständig auf die
Außenflächen der Form aufgeblasen, so daß bei leerer Form die Kühlzonen sowohl auf
Grund der schnellen Wärmeableitung wie auch des zeitweiligen Fehlens einer weiteren
Wärmezufuhr stärker ausgeprägt sind. Wird nun wieder Glas zugeführt und in die Form
gepreßt, so wird diese Kühlung sehr schnell auf das in Berührung kommende Glas übertragen,
und zwar in einem Ausmaß, das von der Glastemperatur im Zeitpunkt der Berührung
und der Berührungsdauer abhängt.
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Auf diese Weise entstehen, wenn das Glas, wie in Fig. z abgebildet,
in ein Külbel 1q. verblasen wird, dessen Wandung in horizontalen Schnitten etwa
gleich stark ist, und wenn die oben beschriebenen Luftdüsen in Tätigkeit treten
und damit gelenkte Luftströme auf die aus einem Stück bestehende Vorform io auftreffen,
in der Außenfläche des Külbels 1q. eine Anzahl ringförmiger Kühlzonen von bestimmter
räumlicher Verteilung. Um das gewünschte Kühlmuster in einem gegebenen Zeitraum
zu erhalten, verwendet man vorzugsweise Luft von hoher Geschwindigkeit, deren Wert
von der Temperatur des geschmolzenen Glases abhängt und beispielsweise in der Größenordnung
von 2743 m/min liegt.
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Die Vorform io hat ein sehr geringes Gewicht und hat nur eine Öffnung
an ihrem oberen Ende zur Aufnahme des geschmolzenen Glases. Sie besteht aus einem
Stück und hat eine außerordentlich dünne Wandung roa, die an allen Stellen einen
annähernd gleichen Querschnitt hat und mit einer Reihe von horizontalen Rippen io
b ausgestattet ist, die ebenfalls sämtlich etwa den gleichen Querschnitt sowie die
gleiche Länge haben und 'auf der Außenfläche der Form voneinander getrennte Nuten
bilden.
Aus Fig. i ist zu ersehen, daß die Wandstärke der Form io
überall etwa gleich und insbesondere in ihrem Querschnitt gleichmäßig dünn gehalten
ist, um den Wärmefluß und die Wärmeableitung an der gesamten Wandung der Form in
bestimmter Weise ständig lenken zu können, indem man auf die Außenflächen der Form
Luft in gelenkten Mengen aufströmen läßt.
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Um auf dem Külbel ein bestimmtes Kühlmuster zu erzielen, ist es bei
annähernd gleich starker Formwandung notwendig, die Geschwindigkeit des Kühlmittels
und die räumliche Verteilung, in der es auf Form io aufströmt, zu regeln.
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Die Düsenöffnungen und ihre Auslässe werden so angeordnet, daß Luft
auf oder zwischen eine oder mehrere Rippen io b strömt und von den getroffenen Stellen
im Maße der Kühlluftmenge und der bestrichenen Fläche Wärme abzieht.
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Auf diese Weise verhindern oder beschränken die Rippen io b den vertikalen
Wärmefluß in der Wand der Form, und die Wärme fließt infolge der auf die Rippen
aufströmenden Kühlluft durch die Rippen nach außen ab. Dadurch wird das Külbel in
seiner ganzen Länge in definierten Ringzonen in festgelegter Weise gekühlt.
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Die Düsen 2o werden in einer solch geringen Entfernung von der Wand
der Form io angeordnet, daß die Ausdehnung des auf die Form auftreffenden Luftstromes
vertikal begrenzt ist und dadurch eine scharf begrenzte Kühlzone geschaffen wird.
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Bei dieser Anordnung wird dem heißen Glas, wenn es i oder 2 Sekunden
mit der Innenwand der Form in Berührung kommt, der Temperaturverteilung in der Formwand
entsprechend Wärme entzogen, so daß es das gleiche Kühlmuster wie die Wand der Form
erhält. Wird das Glas nun anschließend zu seiner Fertigform verblasen, dehnen sich
diese gekühlten Zonen unter einem bestimmten Ausdehnungsdruck mit einer Geschwindigkeit
aus, die der in jeder solchen Zone erzielten Kühlung entspricht.
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Aus Fig. 2, in welcher Grad und Tiefe der Kühlung durch gestrichelte
Linien gezeigt sind, ist zu ersehen, daß der Hals 21 eine bleibende, gekühlte Zone
aufweist, die sich nach dem Pressen nicht verändert, während sich darunter eine
heiße oder schwach gekühlte Zone 22, daran anschließend eine kalte oder stark gekühlte
Zone 23 und darunter eine länglich ausgebildete Zone 24 befindet, die mäßig heiß
bzw. schwach gekühlt ist. In der Nähe des Bodenteiles des Külbels 14 befindet sich
eine stark gekühlte Zone 25, während die unterste Bodenzone 26 schwach gekühlt ist.
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Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu ersehen, daß sich auf diese
Weise unterhalb der Trennlinie zwischen Kopf- und Vorform eine Reihe ringförmiger
Kühlzonen ausbildet. Diese sind vertikal voneinander durch dazwischenliegende Ringzonen
von geringer Kühlung bzw. verhältnismäßig hoher Temperatur getrennt, wobei sich
die Kühlzonen aufeinanderfolgend über die gesamte Länge des Külbels erstrecken und
damit auf der gesamten Außenfläche des Külbels eine kontrolliert gekühlte Oberfläche
entsteht.
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Der Stempel 12 ist für Innenkühlung eingerichtet, so daß die Innenwand
des Külbels 14 gleichmäßig gekühlt werden kann. Die Kühlung des Stempels kann jedoch
gegebenenfalls auch in vertikalen Zonen erfolgen, um den vertikalen Wärmefluß in
dem Stempel zu lenken und zu beschränken.
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Wenn nun das Külbel 14 von innen gleichmäßig gekühlt wird und seine
Außenfläche abwechselnd heiße und kalte Kühlzonen aufweist, wird der Schwerkraft
durch die Festigkeit entgegengewirkt, die jede Zone entsprechend ihrem Kühlungsgrad
hat. Diese Festigkeit des Külbels 14 verhindert es, daß die positive Kontrolle des
Külbels (d. h. die Kontrolle seiner Form) verlorengeht; andernfalls wäre die nachfolgende
Kontrolle der Ausdehnung des Külbels in seine endgültige Form unweigerlich unmöglich
geworden. Auch bei der Ausdehnung des Külbels in seine endgültige Form neigen die
stark gekühlten Zonen dazu, der Ausdehnung zu widerstehen, und ergeben auf diese
Weise die Möglichkeit, die Ausdehnungsgeschwindigkeit dieser Zonen und den Glasfluß
in denselben zu lenken. Die heißen oder schwach gekühlten Zonen neigen unter dem
Blasedruck dazu, sich frei auszudehnen, und zwar sowohl vertikal als auch horizontal,
und gleichzeitig die stärker gekühlten Zonen mitzunehmen.
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Fig. 3 zeigt die erste Stufe der Ausdehnung des Külbels durch Einblasen
von Luft unter einem bestimmten und konstanten Druck. Es ist zu ersehen, daß der
Hals 21 keine Veränderung zeigt, daß sich aber die heiße Zone 22 unter Mitnahme
der kühlen Zone 23 ausgedehnt und gestreckt hat; wobei gleichzeitig die kühle Zone
23 dünner wird oder sich streckt. Die heiße Zone 24 hat sich gleichzeitig verlängert,
wodurch zusammen mit der Streckung der heißen Zone-26 das Külbel länger und die
kalte Zone 25 etwas dünner geworden ist und sich ausgedehnt hat. Die kalte Zone
25 hat sich gleichfalls durch die Streckung und Ausdehnung der Zonen 23 und 26 nach
außen und unten ausgedehnt und gestreckt. Der Punkt der zu diesem Zeitpunkt größten
Ausdehnung, dargestellt durch das Bezugszeichen A, hat die Wand der Fertigform 3o
noch nicht erreicht, so daß eine weitere Ausdehnung und Streckung dieser Stellen
erfolgt.
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Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß sich die kalte Zone 23 im Laufe der
Ausdehnungsbewegung bis zur Berührung mit der Wand 3o ausgedehnt und gestreckt hat
und so für die weitere radiale Ausdehnung stationär geworden ist. Die heißen Zonen
22 und 24 jedoch sind nun dazu gezwungen, sich sowohl nach außen als auch nach oben
b-zw. unten auszudehnen, wodurch eine Streckung sowohl in ihnen selbst als auch
in Zone 23 bewirkt wird, da der Überschuß des Glases in den Zonen 22 und 24 danach
strebt, die Formwar::,-:ng zu berühren.
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In Fig. 5 hat bich die Berührungsfläche mit der Seitenwand der Form
im Vergleich zu Fig. 4 etwa verdoppelt. Die heißen Schulterteile 22 bewegen sich
nach außen und oben bis an die Wand 30, wobei das Glas bei seiner Bewegung in diesem
Teile
gestreckt wird. Auch der kühle Teil 25 bewegt sich unter Streckung
und Dünnerwerden nach außen und unten.
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Bei einer Gesamtbetrachtung von Fig. 2 bis 6 ist zu sehen, daß die
kühlen Zonen 23 und 25 auf Grund ihrer starken Kühlung der Ausdehnung Widerstand
entgegensetzen und daß dieser Widerstand ein Dünnerwerden und eine gleichmäßige
Verteilung des Glases in diesen einzelnen Wandungsteilen bewirkt. Weiter erlaubt
die freie Wahl oder Anordnung dieser Kühlzonen und die Kontrolle ihrer Kühltiefe
in Verbindung mit der festgelegten Kühltiefe in den Zonen 22, 24 und 26, wie oben
beschrieben, diese Lenkung der Ausdehnung und der Wandstärke in den verschiedenen
Teilen des Külbels.
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Aus Fig. 6 ist zu ersehen, daß die Zone 22 des Külbels die Schulterteile
der Form gerade etwa ausfüllt, daß Zone 25 nun dünner zu werden beginnt und Zone
26 die Bodenplatte 3 i berührt hat.
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Nunmehr erfolgt eine Streckung des Glases zwischen den Berührungsstellen
B und 31, was schließlich die in Fig. 7 gezeigte Verteilung ergibt.
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Durch diese Anwendung heißer und kalter, ursprünglich an der Außenfläche
des Külbels 14 gebildeter Kühlzonen 22 bis 26 hat sich die Ausdehnung des Külbels
in einer festgelegten, gelenkten Weise vollzogen und die Glasmasse des Külbels in
den entsprechend festgelegten und erwünschten Anteilen und Stärken über die gesamte
Behälterwand verteilt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß ein mehr oder
minder großes Ausmaß an Kühlung in den kalten Zonen die Ausdehnung und Verteilung
des Glases beeinflußt und daß eine Änderung der Kühlzonen gegenüber der dargestellten
Anordnung gleichfalls Ausdehnung und Verteilung beeinflußt.
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Aus diesem Grunde kann man durch Veränderung des Grades oder der Tiefe
der Kühlung in den verschiedenen Kühlzonen und durch Veränderung der Lage und/oder
Breite der verschiedenen Kühlstreifen oder -zonen jede gewünschte Lenkung von Ausdehnung
und Verteilung des Glases in der Wand des fertigen Gegenstandes erzielen.
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Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, daß man diese
Methode der Kühl- und Ausdehnungskontrolle individuell jeder besonderen herzustellenden
Gefäßform anpassen kann. Zum Beispiel ist die in Fig. 2 bis 7 gezeigte Art der Kühlung
und Ausdehnung speziell auf ein ganz bestimmtes Gefäß von geringem Gewicht abgestimmt,
das in erheblich kürzerer Zeit hergestellt wird, als es sonst üblich ist. Soll ein
anderes Gefäß in der gleichen Serie hergestellt werden, z. B. ein kürzeres und von
geringerem Gewicht, ändert sich die Kühlung hinsichtlich ihrer Stärke und der Breite
der Kühlzonen, aber wegen der Ähnlichkeit der Behälterform wird das Kühlmuster den
in den Zeichnungen dargestellten sehr ähnlich sein.
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Wenn jedoch ein gleich hohes Gefäß von gleichem Gewicht, aber von
anderer Form hergestellt werden soll, kann sich das Kühlmuster grundlegend ändern,
aber ungeachtet dieser Änderung wird eine Reihe von Kühlzonen in einem bestimmten
Abstand übereinander auf dem Külbel vorgesehen, um die Ausdehnung zu lenken und
ein Külbel zu erhalten, das durch Stoß oder Beharrungsvermögen nur noch schwer deformiert
werden kann, und die Verteilung der Glasmasse in der Wandung des fertigen Gegenstandes
beim Blasen desselben zu regeln.
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Aus dem Vorstehenden ist offensichtlich, daß durch die Anordnung bestimmter
Kühlzonen oder -streifen über die gesamte Länge und die gesamte Oberfläche eines
heißen Külbels und durch ein der jeweiligen endgültigen Form des herzustellenden
Gegenstandes entsprechendes Kühlschema bestimmte Flächen geschaffen werden, welche
der Ausdehnung Widerstand entgegensetzen und das Glas zwingen, unter der Wirkung
des Ausdehnungsdruckes in einer bestimmten Art, Richtung und Geschwindigkeit bis
zum Kontakt mit bestimmten Stellen der Innenwand der Fertigform 30 zu fließen.
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Weiter bilden diese Zonen einen Widerstand gegen eine Streckung des
Külbels unter der Wirkung der Schwerkraft, wenn dieses auf dem Transport von einer
Form zur anderen vor der Ausdehnung frei hängt. Dieser Streckungswiderstand beruht
natürlich theoretisch gesehen auf den abwechselnd heißen und kühlen Ringzonen von
verschiedenem Kühlungsgrad und der Zusammenziehung auf Grund der unterschiedlichen
Oberflächentemperaturen. So geben die weniger gekühlten Ringzonen, wenn sie der
Atmosphäre ausgesetzt werden, auf Grund der Temperaturdifferenz schneller Wärme
ab als die stärker gekühlten Zonen, wodurch der Streckung entgegengewirkt wird.
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Diese Zonenkühlung ist im Prinzip die gelenkte Kühlung des Külbels
in einer Reihe durch ihn gelegter horizontaler Ebenen in Verbindung mit einer stärkeren
Kühlung der Außenflächen des Külbels in übereinanderliegenden horizontalen Ebenen.
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Im Rahmen der Erfindung sind natürlich weitere Ausführungsformen der
Erfindung möglich.