DE10020396A1

DE10020396A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Glasverschlussknopfes für Flaschen-Bügelverschlüsse

Info

Publication number: DE10020396A1
Application number: DE2000120396
Authority: DE
Inventors: Alfred Krischke
Original assignee: Heinz Glas GmbH and Co KGaA
Current assignee: Heinz Glas GmbH and Co KGaA
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-11-15

Abstract

Zur Herstellung eines Glas-Verschlußknopfes für Flaschen-Bügelverschlüsse aus einem im wesentlichen fluiden Glasmaterial wird ein Posten fluiden Glasmaterials (20) in den Aufnahmebereich (5) einer Form (2) eingebracht. Damit das fluide Glasmaterial sich vollständig in die Form (2) einschmiegt, ist vorgesehen, den Boden (9) des Aufnahmebereichs (5) unterhalb einer Einschnürung (12) mit einem Unterdruck zu beaufschlagen, wodurch der Posten (20) zum Boden des Aufnahmebereichs gesaugt wird und er die Form (2) vollständig ausfüllt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glas- Verschlußknopfes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Ober begriff des Anspruchs 4.

Bei der Herstellung eines Glas-Verschlußknopfes eines Flaschen- Bügelverschlusses wird als Ausgangsmaterial eine Glasschmelze zugrunde gelegt, die im Rahmen des Herstellungsprozesses por tioniert werden muß. Nach dem Portionieren eines Postens wird dieser gewöhnlich einzeln in eine Form eingebracht und in diese eingeschmiegt, wobei der Posten des fluiden Materials zumindest teilweise die von der Form vorgegebene Oberflächengestalt in komplementärer Art und Weise annimmt. Nachfolgend wird dann der Posten nach Aufprägung der entsprechenden äußeren Gestalt in der Form zumindest teilweise erstarrt, um dann nachfolgend in geeigneter Art und Weise aus der Form entnommen zu werden.

Für eine optimale Anpassung der Gestalt des Postens an die Form ist es notwendig, den Posten fluiden Materials durch entspre chende Zwangsmittel in die Form anzulegen und dort einzuschmie gen und anzupassen.

Bei dem bekannten Verfahren der DE 196 49 030 C2 sind als Zwangsmittel sogenannte Preßstationen mit Preßstempel vorgese hen, durch welche der Posten flüssigen Glases lokal an einer Stelle mit einem Druck oder einer Kraft zeitweise beaufschlagt wird, um den Posten flüssigen Glases in die vorgesehene Form zu pressen.

Dabei ist es nachteilig, daß die Zwangskräfte nur lokal an ei ner rückwärtigen Stelle und durch direkten mechanischen Kontakt aufgebracht werden. Dies führt dazu, daß an der mechanischen und folglich thermischen Kontaktstelle bereits vor dem eigent lich nachfolgenden Erstarrungsvorgang bereits eine lokale Ent wärmung oder Abkühlung des Postens erfolgt und das Glasmaterial ungenügend durch den Einschnürungsbereich zum pilzförmig aufge henden Bodenteil fließt. Das Ergebnis ist ein schlecht ausge formter Glas-Verschlußknopf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ei ne Vorrichtung zum Herstellen eines Glas-Verschlußknopfes zu schaffen, mit welchen dieser besonders zuverlässig und frei von Fehlern und inneren Spannungszuständen herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorrichtungsmäßig erfolgt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Weiterbil dungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemä ßen Vorrichtung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Unteran sprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Glas- Verschlußknopfes ist dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen und/oder Einschmiegen des Postens fluiden Materials in die Form durch Ein- oder Ansaugen über einen im Bereich der Form ausge bildeten Unterdruck erfolgt.

Es ist somit eine Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens, anstelle eines Preßwerkzeuges, welches lokal an einer rückwär tigen Stelle durch direkten mechanischen Kontakt auf den zu formenden Posten fluiden Materials einwirkt, den Materialposten in die Form durch Anlegen eines Unterdrucks einzusaugen oder anzusaugen.

Diese Vorgehensweise hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß die zu applizierenden Kräfte und Drücke besonders gleichmäßig auf den Posten verteilt werden.

Dadurch, daß ein direkter mechanischer Kontakt mit einem zu sätzlichen Preßwerkzeug vermieden wird, wird auch der Gefahr einer bereits vor dem gewünschten Erstarrungszeitpunkt statt findenden zumindest teilweisen Entwärmung oder Abkühlung des Postens in der Form begegnet. Indem der Unterdruck unterhalb des Einschnürungsbereiches der Form ansetzt, ist ein sicherer Durchfluß des Glasmaterials und ein vollständiges Ausformen des pilzförmig aufgehenden Bodenteils gewährleistet.

Des weiteren ist der Aufbau der Anlage zur Erzeugung des ent sprechenden Unterdrucks im Vergleich zum Ausbilden eines ent sprechenden Preßwerkzeuges mit der zu fordernden entsprechenden Werkzeuggenauigkeit besonders einfach und kostengünstig reali sierbar, weil eine Vielzahl beweglicher mechanischer Komponen ten entfällt.

Das in die Form eingeschnürte Glasmaterial wird durch Kühlen der Form soweit zum Erstarren gebracht, dass der ausgeformte Glas-Verschlußknopf formstabil ist und durch Öffnen der Form ausgeformt werden kann.

Eine weitere Regelung oder Steuerung des Erstarrungsvorgangs ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens der Posten, während er noch in der Form angeordnet ist, mit einem Kühlstempel in einen im wesentlichen direkten thermischen Kontakt gebracht wird. Diese Maßnahme kann zusätzlich zur Kühlung durch den Kontakt mit der Form und/oder unabhängig davon durchgeführt werden. Ge wöhnlich ist es aber so, daß bei der Anordnung des Postens und des somit fertiggestellten Glas-Verschlußknopfes bestimmte Oberflächenbereiche, nämlich die rückwärtige Oberfläche, nicht von der Form abgedeckt wird. Diese freie Oberfläche des Postens kann dann über einen zusätzlichen Kühlstempel, der in Anlage gebracht wird, gesteuert, abgekühlt und erstarrt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Glas- Verschlußknopfes ist dadurch gekennzeichnet, daß die Form Kanä le aufweist, daß die Kanäle zur strömungsmäßigen Verbindung zwischen einem Teil des konkaven Aufnahmebereichs und eines Au ßenbereichs der Form ausgebildet sind und daß die Kanäle, ins besondere im Außenbereich, derart mit einer Unterdruckeinrich tung oder einem Unterdruck verbindbar sind, daß die Kanäle und/oder zumindest ein Teil des Aufnahmebereichs der Form mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind.

Wenn dann im Betrieb der Vorrichtung die Kanäle im Außenbereich der Form mit einem entsprechenden Unterdruck beaufschlagt wer den, wird auf Grund des sich dann im Inneren der Form ausbil denden Unterdrucks das fluide Glasmaterial in die Form hinein gesogen, wodurch der Prozeß des Anlegens und Anschmiegens oder Einschmiegens des Materials in die Form unterstützt wird.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird dabei keine äußere und drückende Kraft über ein entsprechendes Preßwerkzeug aufge bracht.

Zusätzlich oder alternativ zum Kühlen über den thermischen Kon takt mit der Wandung der Form ist gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein zusätzlicher Kühlstempel vorgesehen, welcher bewegbar angeordnet ist und im Betrieb mit dem, rückwärtigen freien Bereich des in der Form befindlichen Postens in direkten thermischen Kontakt bringbar ist. Wie oben bereits im Detail beschrieben, ist es durch diese Maßnahme mög lich, freibleibende Bereiche, die nicht in Kontakt mit den Wan dungen der Form stehen, ebenfalls in geeigneter Art und Weise zu kühlen. Dadurch wird ein besonders gleichmäßiger Abkühl- und/oder Erstarrungsvorgang gewährleistet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage eines bevorzugten Ausführungsbei spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Glas-Verschlußknopfes näher erläutert. In dieser zeigen die

Fig. 1 bis 3 jeweils eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung in bezug auf verschiedene Herstel lungsstadien für einen Glas-Verschlußknopf unter An wendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4 in größerem Maßstab den Bodenbereich einer Form eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrich tung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischer und teilweise ge schnittener Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Glas- Verschlußknopfes 10 in bezug auf drei verschiedene aufeinander folgende Herstellungsstadien.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Glas- Verschlußknopfes 10 weist als wesentliches Element eine Form 2 auf, welche aus zwei Formhälften 3 und 4 gebildet ist. Durch das Zusammenwirken der Formhälften wird im Innenbereich der Form 2 ein insgesamt gesehen im wesentlichen konkav ausgebilde ter Aufnahmebereich 5 geschaffen, der in Querschnittsansicht die Form eines üblichen Glasknopfes für Flaschenbügel- oder Flaschenhebelverschlüsse hat.

Dieser Aufnahmebereich 5 bzw. das von ihm umschlossene Volumen ist rotationssymmetrisch in der Form 2 ausgebildet.

Radial vom Boden 9 des Aufnahmebereichs 5 und unterhalb eines Einschnürungsbereiches 12 auswärts laufend sind mehrere Kanäle 11 sternförmig und mit gleichen Winkelabständen ausgebildet. Diese Kanäle 11 dienen als Saugkanäle, über welche unterhalb des Einschnürungsbereichs 12 der Form 2 ein Unterdruck erzeugt werden kann.

In der Fig. 1 ist in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht der Verfahrenszustand gezeigt, bei welchem ein Glasposten 20 bereits portioniert bereitgestellt wurde und in Pfeilrichtung 21 in die Form 2 eingebracht wird. In gestrichel ter Linie sind in etwa die Umrisse des Glaspostens 22 unmittel bar nach dem Einbringen in die Form 2 dargestellt. Es wird deutlich, daß der Einschnürungsbereich 12 der Form 2 und das Volumen zwischen dem Einschnürungsbereich 12 und dem Boden 9 des Aufnahmebereichs 5 zunächst nicht vom Glasposten 22 besetzt sind, sondern vielmehr noch frei bleiben.

Die Fig. 2 zeigt in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht den Verfahrenszustand, bei welchem über die Kanä le 11 ein Unterdruck unterhalb des Einschnürungsbereichs 12 der Form 2 ausgebildet wurde, wodurch aufgrund der Fluidität des Glaspostens 22 dieser durch den Einschnürungsbereich 2 geflos sen ist und sich in den Boden 9 des Aufnahmebereichs 5 einge schmiegt hat. Der Glasposten 22 hat in diesem Verfahrensstadium im wesentlichen die Gestalt des Aufnahmebereichs 5 der Form 2 angenommen. Die Rückseite 15 des Glaspostens hat sich aufgrund der Schwerkraft und von Oberflächenkräften abgeflacht.

In dem in Fig. 3 in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht dargestellten Stadium des erfindungsgemäßen Her stellungsverfahrens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vor richtung 1 ist bereits der Erstarrungsvorgang unter Zuhilfenah me entsprechender Kühlmechanismen eingeleitet worden.

Zum einen werden für den Kühlvorgang Kühlkanäle 13 in der Form 2 mit einem entsprechenden Wärmeaustauschmittel oder Kühlmittel beaufschlagt. Zum anderen ist ein Kühlstempel 14 vorgesehen, welcher in direkten thermischen Kontakt mit der Rückseite 15 des Glaspostens 22 tritt. Der Kühlstempel weist ebenfalls Kühlkanäle 13 auf.

Dabei ist wichtig, daß der Kühlstempel 14 keinen wesentlichen mechanischen Druck auf die freie Oberfläche bzw. Rückseite 15 des Glaspostens 22 ausübt, im Gegensatz zu den beim Stand der Technik vorgesehenen Preßstempeln.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittebene IV- IV, welche in Fig. 2 gezeigt ist.

Strahlenförmig radial vom Randbereich des Bodens 9 des Aufnah mebereichs 5, z. B. konisch nach außen erweitert verlaufend, sind Unterdruckkanäle 11 vorgesehen. Die Kanäle 11 weisen ge geneinander identische Winkelabstände auf, in dem in Fig. 4 ge zeigten Ausführungsbeispiel von etwa 45°. Grundsätzlich können mehr oder weniger Kanäle 11 vorgesehen sein. Eine wichtige Ei genschaft der Kanäle 11 besteht in der radial nach außen hin vorgesehenen konischen Erweiterung. Die inneren Mündungsberei che 11a sind mit einem kleinstmöglichen Querschnitt ausgebil det, daß das fluide Glasmaterial aufgrund seiner Oberflächen spannung und der im Kanalbereich 11 wirkenden Kapillarkraft nicht in den Mündungsbereich 11a einzudringen vermag. Anderer seits ist die radial nach außen hin vorgesehene konische Erwei terung zum außenliegenden Mündungsbereich 11b hin so ausgebil det, daß die Kanäle 11 in geeigneter Weise mit einem entspre chenden Unterdruck beaufschlagt werden können, der sich dann in den Boden 9 des Aufnahmebereichs 5 der Form 2 überträgt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Glas-Verschlußknopfes für einen Flaschen-Bügelverschluß aus einem fluiden Glasmate rial mit den Schritten:

- Bereitstellen und Zuführen des fluiden Glasmaterials,
- Portionieren eines Postens (20) fluiden Glasmaterials,
- Einbringen des Postens (20) in den Aufnahmebereich (5) der Form (2),
- Anlegen und Einschmiegen des Postens (20) in die Form (2)
- zumindest teilweises Erstarren des Postens (20) in der Form (2),
- Entnehmen des Postens (10, 20) aus der Form (2),

dadurch gekennzeichnet, daß das Einschmiegen des Postens (20) fluiden Glasmateri als in die Form (2) mittels eines Unterdrucks erfolgt, der im Boden (9) des Aufnahmebereichs (5) unterhalb einer Ein schnürung (12) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstarren der Posten (20) gekühlt wird, wenn er in die Form (2) eingeschmiegt ist.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erstarren der Posten (20) in direkten thermischen Kontakt mit einem Kühlstempel (14) gebracht wird, der an der freien Oberfläche bzw. der Rückseite (15) des Glaspo stens (20) ansetzt.

4. Vorrichtung zum Herstellen eines Verschlußknopfes für ei nen Flaschen-Bügelverschluß, aus einem fluiden Glasmateri al, mit mindestens einer Form (2), welche zur Aufnahme ei nes Postens (20) des fluiden Glasmaterials ausgebildet ist und hierzu einen zum Verschlußknopf komplementären Auf nahmebereich (5) mit einem Boden (9) unterhalb eines Ein schnürungsbereichs (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Form (2) unterhalb des Einschnürungsbereichs (12) Kanäle (11) aufweist,
daß die Kanäle (11) zur strömungsmäßigen Verbindung zwi schen dem Boden (9) des Aufnahmebereichs (5) und einem Au ßenbereich der Form (2) ausgebildet sind und
daß die Kanäle (11) im Außenbereich mit einer Unterdruck einrichtung verbindbar sind, daß über die Kanäle (11) der Boden (9) des konkaven Aufnahmebereichs (5) der Form (2) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (2) mehrstückig, insbesondere aus zwei Form hälften ausgebildet ist, die zwischen einer im wesentli chen geschlossenen, die Form (2) bildenden Betriebsstel lung und einer im wesentlichen geöffneten Entnahmestellung bewegbar ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form (2) Wärmeaustauschkanäle (13) zum Führen eines Wärmeaustauschmittels, insbesondere eines Kühlmit tels ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlstempel (14) vorgesehen ist, welcher bewegbar angeordnet ist, um im Betrieb mit der freien Rückseite (15) eines in der Form (2) befindlichen Glaspostens (20) in direkten thermischen Kontakt gebracht zu werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstempel (14) mit Kühlkanälen (13) zum Führen eines Wärmeaustauschmittels versehen ist.