DE10116139A1 - Erhitzungsvorrichtung für portioniertes Glas - Google Patents
Erhitzungsvorrichtung für portioniertes GlasInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen von eines portionierten Glasteiles für ein nachfolgendes, zumindest einseitiges Blankpressen zur Bildung von optischen Bauteilen für Beleuchtungszwecke, bestehend aus einem das Glasteil während der Erhitzung aufnehmenden und anschließend an eine Presse abgebenden Tragkörpers mit einer zumindest weitgehend geschlossenen, ringförmigen Stützfläche und hohlem, von einem Kühlmedium beaufschlagbaren Querschnitt. DOLLAR A Um Fehler beim zumindest einseitigen, insbesondere aber beim zweiseitigen Blankpressen durch unterschiedliche Temperaturverteilung auszuschließen bzw. erheblich zu reduzieren, weist der Tragkörper zumindest im Bereich der ringförmigen Stützfläche eine Oberfläche aus einem bei hoher Temperatur stabilen Werkstoff mit einem Strahlungswert Epsilon gleich oder kleiner als 0,3 auf.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen von
eines portionierten Glasteiles für ein nachfolgendes, zumindest
einseitiges Blankpressen zur Bildung von optischen Bauteilen für
Beleuchtungszwecke, bestehend aus einem das Glasteil während der
Erhitzung aufnehmenden und anschließend an eine Presse abgeben
den Tragkörpers mit einer zumindest weitgehend geschlossenen,
ringförmigen Stützfläche und hohlem, von einem Kühlmedium beauf
schlagbaren Querschnitt.
Aus der DE-PS 196 33 164 ist eine Vorrichtung zur Herstellung
von optischen Bauteilen bekannt. Hier werden portionierte Gla
steile, sogenannte Gobs, auf einen Tragkörper aufgegeben, der
eine horizontale, annähernd geschlossene, ringförmige Stützflä
che für das zur erhitzende Glasteil aufweist. Mittels des Trag
körpers werden dann die portionierten Glasteile kontinuierlich
oder diskontinuierlich durch einen Ofen geführt und dabei auf
eine Temperatur von etwa 700°C bis 750°C erwärmt, wie sie für
das sogenannte Blankpressen des portionierten Glasteilen erfor
derlich ist. Um dabei ein zu starkes Erwärmen des Tragkörpers zu
vermeiden, ist derselbe hohl und damit als Ströhmungskanal aus
gebildet, der an einem Ende mit einer Zuführleitung und am ande
ren Ende mit einer Abführleitung verbunden ist, so daß durch den
Tragkörper ein Kühlmedium geleitet werden kann. Diese Ausgestal
tung bringt es mit sich, daß der Tragkörper eine erhebliche
Wärmemenge hauptsächlich in der Form von Wärmestrahlung aus dem
Ofen aufnimmt. Diese Wärmeenergie führt dazu, daß das Kühlmedium
am Abströmende des Strömungskanales eine erheblich höhere Tempe
ratur als am Einströmende aufweist. Dadurch bedingt ist die Tem
peraturverteilung auf dem Tragkörper ungleichmäßig was sich
nachteilig auf den Blankpressvorgang auswirkt bzw. auswirken
kann. Unabhängig davon beeinträchtigt der Tragkörper grundsätz
lich eine vollkommen gleichmäßige Temperatur eines zu erhitzen
den Glasteiles. Diese ungleichen Temperaturen des Glasteiles
können dazu führen, dass das Glasteil nach dem Blankpressvorgang
Fehlerstellen aufweist, die die Qualität desselben beeinträchti
gen können und dasselbe unter Umständen unbrauchbar machen.
Eine gleichmäßige Temperaturverteilung wäre prinzipiell durch
eine Erhöhung des Kühlmediumdurchsatzes erzielbar. Allerdings
kann der maximale Durchsatz eines gasförmigen Kühlmediums prak
tisch kaum weiter erhöht werden, weil dann im engsten Quer
schnitt des Strömungskanals die Schallgeschwindigkeit erreicht
wird. Dadurch würden undefinierte Strömungsverhältnisse auftre
ten, die zu einzelnen kalten Stellen auf der Stützfläche führen
können, welche auch ihre Position wechseln können. Eine Alterna
tive wäre die Verwendung eines flüssigen Kühlmediums, z. B. Was
ser. Nachteilig ist der große technische Aufwand. Außerdem läßt
sich die Temperatur nur unterhalb des Siedepunktes der Kühlflüs
sigkeit einstellen. Der wesentlich größere Wärmeübergang bei ei
ner Flüssigkeitskühlung kann zusätzlich ein Vorheizen des Kühl
mediums erfordern, damit die Stützfläche nicht zu kalt ist. In
allen Fällen nimmt der Tragkörper eine erhebliche Wärmemenge
auf, die als Abwärme des Prozesses abgeführt werden muß. Außer
dem muß der dem Ofen entzogene Energiebetrag durch Heizelemente
zusätzlich wieder zugeführt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung
zum Erhitzen eines portionierten Glasteiles für ein nachfolgen
des, zumindest einseitiges Blankpressen zur Bildung von opti
schen Bauteilen für Beleuchtungszwecke zu schaffen, mit der die
vorerwähnten Fehler zwar nicht vollständig beseitigt, jedoch erheblich
reduziert werden. Dadurch soll sich insbesondere bei ei
nem zweiseitigem Blankpressen der Ausschuß reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen,
daß der Tragkörper zumindest im Bereich der ringförmigen Stütz
fläche eine Oberfläche aus einem bei hoher Temperatur stabilen
Werkstoff mit einem Strahlungswert Epsilon gleich oder kleiner
als 0,3 aufweist.
Durch eine derartige Ausgestaltung wird die auf den Tragkörper
in diesem Beschichtungsbereich auftreffende Wärme erheblich bes
ser reflektiert. Es geht, zumindest in dem Stützbereich, weniger
Wärme in den Tragkörper über, so dass das zu erhitzende Glasteil
eine erheblich gleichmäßigere Temperatur besitzt. Durch diese
Ausgestaltung wird die Fehlerquote und damit der Ausschuß beim
Blankpressen von Glasteilen erheblich verringert.
Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in
den Ansprüchen 2 bis 11 offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung in
vereinfachter Weise dargestellter Ausführungsbeispiele näher er
läutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Aufrißdarstellung eines Tragkörpers gemäß der Erfin
dung,
Fig. 2 eine andere Ausgestaltung eines Tragkörpers gemäß der
Erfindung und
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Tragkörper der
Fig. 1 im Bereich der Auflagefläche eines Glasteiles.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Tragkörper 1 gezeigt, der eine
horizontale, annähernd geschlossene, ringförmige Stützfläche 2
aufweist, auf der sich ein portioniertes Glasteil 3, ein sogenann
tes Gob, abstützt. Zur Bildung dieser ringförmigen Stützfläche 2
besitzt der Tragkörper 1 eine annähernd geschlossene, ringförmige
Gestalt und ist aus einem Rohr gebildet, welches dort, wo die
Enden zusammen gehen würden, nach unten gebogen ist und in Leitun
gen 4, 5 übergeht. Von diesen Leitungen 4, 5 bildet die Leitung 5
eine Zuführleitung, während die andere Leitung 4 die Ableitung
bildet. Beide Leitungen 4, 5 gehen im Bereich des Tragkörpers 1 in
einen fast geschlossenen, ringförmigen Strömungskanal über. Über
die Leitung 5 wird ein gasförmiges Kühlmedium, beispielsweise
Luft, in den Strömungskanal des Tragkörpers 1 geführt und fließt
dann von demselben über die Abführleitung 4 ab. Dieses gasförmige
Kühlmedium dient der Kühlung des Tragkörpers 1 während eines
Transportes des Tragkörpers 1 mit dem portionierten Glasteil 3
durch einen Ofen. In diesem Ofen wird das portionierte Glasteil 3
auf eine Umformtemperatur erhitzt, wie sie für das Blankpressen
des Glasteiles 3 erforderlich ist. Sobald das Glasteil 3 diese
Umformtemperatur erreicht hat, wird es über den Tragkörper 1 aus
dem Ofen herausgeführt und anschließend entweder einseitig oder
beidseitig bzw. allseitig blankgepreßt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 besteht der Tragkörper
1 aus zwei Wendeln, die einen gemeinsamen Strömungskanal bilden
und ebenfalls an eine Zuführleitung 5 und eine Abführleitung 4
angeschlossen sind. Auch der Strömungskanal dieses Tragkörpers 1
wird von einem Kühlmedium durchflossen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nun der
Tragkörper 1 zumindest im Bereich der ringförmigen Stützfläche 2
mit einer metallischem Beschichtung 6 versehen, die sich, wie die
Fig. 3 erkennen läßt, über die obere, halbe Außenfläche des Trag
körpers 1 erstreckt. Damit beträgt der Winkel dieser Beschichtung
6 etwa 180°. Es ist jedoch auch möglich, diese Beschichtung 6 über
einen kleineren Winkel auszuführen oder über dem gesamten Umfang
des rohrförmigen Tragkörpers vorzusehen. Entscheidend dabei ist
jedoch, dass sich die Beschichtung 6 dort erstreckt, wo Wärme von
dem Glasteil 3 auf den Tragkörper 1 treffen könnte.
Diese Beschichtung 6 besteht aus einem Werkstoff, der einerseits
bei den auftretenden, hohen Temperaturen stabil ist und der ande
rerseits einen Strahlungswert Epsilon gleich oder kleiner als 0,3
aufweist. Derartige Werkstoffe sind beispielsweise Gold, Chrom,
Kupfer oder Nickel. Bedarfsweise kann die Beschichtung 6 auch aus
einer Legierung bestehen, die zumindest eines dieser Metalle ent
hält. Die Dicke der Beschichtung 6 ist in der Fig. 3 der Zeichnung
nicht maßstabsgerecht gezeichnet. Sie beträgt normalerweise 0,001
bis 0,05 mm. Dies ist für den angestrebten Zweck vollkommen aus
reichend.
Bei einer anderen, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform kann
die verhältnismäßig dünne Beschichtung 6 entfallen, wenn der Be
reich der ringförmigen Stützfläche 2 oder auch fast der ganze
Tragkörper 1 direkt aus dem bei hoher Temperatur stabilen Werk
stoff mit dem Strahlungswert Epsilon gleich oder kleiner als 0,3
besteht.
Eine weiter vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin,
daß der von dem Kühlmedium durchströmte Kanal des Tragkörpers
einen veränderlichen Querschnitt aufweist. Dadurch ändert sich die
Strömungsgeschwindigkeit. Eine höhere Strömungsgeschwindigkeit ist
mit einem besseren Wärmeübergang verbunden. Wird nun vom Einströ
mende zum Abströmende der Kanalquerschnitt verringert, kann die
Temperaturverteilung noch gleichmäßiger gestaltet werden. Das
Kühlmedium erwärmt sich nämlich vom Einströmende zum Abströmende,
was bei konstantem Kanalquerschnitt zu einer ansteigenden Tempera
tur der ringförmigen Stützfläche vom Einströmende zum Abströmende
führt. Durch die Oberfläche mit dem niedrigen Strahlungswert wird
diese Temperaturdifferenz zwar stark reduziert, diese verschwindet
jedoch nicht vollständig. Wird nun durch einen sich verengenden
Kanalquerschnitt der Wärmeübergang zum Abströmende hin erhöht,
kann die Temperaturdifferenz der Stützfläche trotz der Erwärmung
des Kühlmediums teilweise oder auch vollständig kompensiert wer
den. Dadurch wird die Temperaturverteilung der ringförmigen Stütz
fläche noch gleichmäßiger.
Eine weiter vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin,
daß das Kühlmediums nicht unmittelbar auf den Umgebungsdruck ent
spannt wird. Dies kann beispielsweise durch ein Drosselventil,
welches der Abströmleitung der Vorrichtung nachgeschaltet wird
ist, erreicht werden. Durch diese Maßnahme kann der erforderliche
Massenstrom des Kühlmmediums wegen des höheren Druck im System bei
einem geringeren Volumenstrom aufgebracht werden. Die Strömungsge
schwindigkeit ist dann geringer, wodurch stabile Strömungsverhält
nisse erreicht werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Erhitzen eines portionierten Glasteiles für
ein nachfolgendes, zumindest einseitiges Blankpressen zur
Bildung von optischen Bauteilen für Beleuchtungszwecke, be
stehend aus einem das Glasteil während der Erhitzung aufneh
menden und anschließend an eine Presse abgebenden Tragkörpers
mit einer zumindest weitgehend geschlossenen, ringförmigen
Stützfläche und hohlem, von einem Kühlmedium beaufschlagbaren
Querschnitt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) zumindest im Bereich der ringförmigen
Stützfläche (2) eine Oberfläche (6) aus einem bei hoher Tem
peratur stabilen Werkstoff mit einem Strahlungswert Epsilon
gleich oder kleiner als 0,3 aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) zumindest im Bereich der ringförmigen
Stützfläche (2) aus dem bei hoher Temperatur stabilen Werk
stoff gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) in seinem gesamten ringförmigen Be
reich aus dem bei hoher Temperatur stabilen Werkstoff gebil
det ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) zumindest im Bereich der ringförmigen
Stützfläche (2) eine Beschichtung (6) aus dem bei hoher Tem
peratur stabilen Werkstoff gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) in seinem gesamten ringförmigen Be
reich mit einer metallischen Beschichtung (6) versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) annähernd vollständig mit einer me
tallischen Beschichtung (6) versehen ist.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bei hoher Temperatur stabile Werkstoff des Tragkör
pers (1) oder die Beschichtung (6) aus Gold, Chrom, Kupfer
oder Nickel oder aus einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierung besteht.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 5 bis
7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Beschichtung (6) 0,001 bis 0,05 mm be
trägt.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hohle Tragkörper (1) insbesondere über die Länge der
Stützfläche (2) einen sich ändernden Querschnitt aufweist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlmedium durch Luft gebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck des Kühlmediums am Auslaß des Tragkörpers (1)
niedriger als der normale Luftdruck ist.
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