WO1991001281A1 - Verfahren zur formgebung von glas sowie form und vorrichtung hierfür - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for shaping glass and a mold and device suitable for this method.
- the present invention relates to a method for shaping hot glass in a mold with an inner surface which is at least partially made of open-pore material and which is wetted with an evaporable liquid, in particular water.
- molds are used for the production of glass objects from glass melts. e.g. after the press, blow-blow or press-bias process. These molds must be cooled when processing the hot glass to prevent loving the glass on the mold surface. The contact between the hot glass and the cool mold removes heat from the molten glass, making the glass stable. The resulting Eq. Surface, che
- An object of the present invention is therefore to provide a method with which independent on the strength of the contact pressure of the glass on the mold surface by a separating
- Liquid vapor layer the direct contact between the glass and the mold surface during the molding process can be avoided at any time at least in the most critical points.
- Another object of the present invention is to provide a method with which, in particular in the mechanical manufacture of container glasses, the imaging of the preform bottom connection seam on the finished container glass can be avoided.
- auc.i aims to provide a device suitable for carrying out the above methods.
- the object described is achieved by using a mold which is at least partially made of open-pore material, which extends continuously from the outside to the inside of the mold and is acted upon from the outside with the vaporizable liquid in such a way that at least during the entire time interval in which the glass would come into direct contact with the porous inner surface, a closed liquid vapor layer can form on this surface even against the resistance of the contact pressure.
- a mold which is at least partially made of open-pore material, which extends continuously from the outside to the inside of the mold and is acted upon from the outside with the vaporizable liquid in such a way that at least during the entire time interval in which the glass would come into direct contact with the porous inner surface, a closed liquid vapor layer can form on this surface even against the resistance of the contact pressure.
- at least the bottom of the preform is preferably made of open-pore material, which is then acted upon with liquid in the manner just described.
- a shaping tool is also used for shaping the hot glass, it is expedient to additionally produce at least a part of the shaping tool from the inside outwards from open-pore material, this material from the interior of the shaping tool Tool from in the manner already described for the form with an evaporable liquid is applied. If there are relative movements between the glass and the mold or the shaping tool during the shaping process, the separating vapor layer acts as a lubricant. This is particularly the case if the shaping tool is enveloped by glass (e.g. plunger in the press-blow process and level in the mouth formation in the blow-blow process) and the glass tends to shrink onto the shaping tool due to the cooling .
- glass e.g. plunger in the press-blow process and level in the mouth formation in the blow-blow process
- the lubricating effect of the vapor layer that forms makes it easier to fill the mold or individual parts thereof, e.g. the mouth, and reduces the shear stress in the inflowing glass.
- any liquid can be used that does not decompose at the temperatures of the molten glass to a remarkably and to -jinen
- Evaporation has a suitable boiling point and secondly does not react disadvantageously with the glass, not least for economic reasons (preferably deionized) water is the preferred evaporable liquid. Will a chemical modification of the
- suitable chemicals can be added to the vaporizable liquid, ie in particular the water.
- slightly acidified water is used to impregnate the open-pore material (e.g. by adding SO ⁇ or H-SO, H ⁇ SO., HF etc.)
- the evaporation of the water in the contact area glass / mold or glass / shaping tool to increase the acid concentration especially shortly after the pressure relief in connection with partial boiling of the hot water leads to the ejection of tiny liquid droplets onto the hot glass surface and thus to chemical reactions between the liquid and the glass.
- the open-pore material which is used to produce at least a part of the shape used according to the invention and optionally at least a part of the shaping tool is preferably selected from sintered metal, sintered glass and porous ceramic.
- the speed of the vapor formation and the intensity of the heat exchange can be regulated to a certain extent via the properties of the open-pore material.
- a n. Core temperature control number a ⁇ / cv- and a high porosity (e.g. about 30 to 40%) facilitate vapor formation and lead to a low one
- Heat-flow-proof glass / open-pore material e.g. about 10 to 20 x 10 3 W / m2 while a high temperature coefficient
- Sintered metal is an open-pore material which is particularly preferred according to the invention.
- a concrete example of this is chrome-nickel steel with an open porosity of about 10 to 30% and a particle size of about 5 to 20 ⁇ m, which is particularly well suited for the manufacture of a preform.
- Liquid on the surface facing the glass surface and reaches characterized present on these surface impurities (for example, while resulting molding process, the glass and / or open-pored material derived particles, etc.) from the surface can be washed away gle chsam or thrown i. Accordingly, the amount of liquid supplied during the glass-free time interval is preferably greater than that lost by evaporation or otherwise on the surface of the mold or of the shaping tool
- the working temperature of the mold can be regulated particularly effectively via the quantity of liquid supplied during the glass-free time interval (and also via the temperature of this liquid).
- the amount (or pressure) of the liquid supplied in order to be able to appropriately compensate for the fluctuations in the contact pressure during the molding process and thereby to ensure that there is a difference between the hot glass and the open-pore mold material can form a closed vapor layer at any time (ie, even if the contact pressure reaches maximum values).
- the liquid pressure it is also possible to avoid that an excessively large or one during the glass-free time interval Too small a quantity of liquid reaches the side opposite the loaded side of the open-pore material for the desired purpose.
- temperature regulation via the temperature of the supplied liquid can also be achieved to a certain extent. For example, During the glass-free interval, relatively cold liquid is added to cool the mold. A special cooling of the mold is therefore unnecessary.
- part of the liquid evaporates in the pores of the open-pore material and presses the glass away from the mold surface (or the surface of the shaping tool). An injury to the glass surface when it is removed from the mold or when Retraction of the shaping tool (eg plungers) is counteracted.
- the device which can be used in the method according to the invention comprises a mold for the shaping of hot glass and is go ennzei: hnet that this mold is at least partially made of open-pore material which extends continuously from the outside to the inside of the mold.
- a liquid supply system is connected from the outside to the open-pore part of the mold, with which a liquid vapor pressure can be maintained on the surface of the open-pore material facing the glass, which liquid pressure is at least equal to the maximum (pressure) pressure which acts on this surface during the molding process.
- the liquid supply system can e.g. be equipped with a pump which generates a pressure at any point in the shaping process which is at least equal to (and preferably greater than) the pressure prevailing at the respective point in time on the surface of the open-pore material facing the glass.
- This pump is preferably a metering pump with which the amount or pressure of the liquid can be varied (e.g. periodically, in time with the shaping process).
- the liquid supply system comprises at least one Shut-off device that only lets the liquid through towards the open-pore material.
- a one-way valve (check valve) is particularly suitable for this purpose.
- This distributor body can be, for example, a plate with two or more openings, through which the liquid supplied by the liquid supply system via the liquid supply body can s rc-.en on the surface of the open-pore material.
- Fig. 1 is a schematic representation of the
- FIG. 2 shows a section through a preform base construction which can be used according to the invention.
- Liquid coming from a storage vessel is first passed through a feed device (10) for any chemicals to be added which modify the glass (in particular the glass surface). If no chemical modification is intended, this feed device can also be omitted and the liquid can be fed directly to a metering pump (9). Instead of one metering pump, several metering pumps which are coordinated in terms of time and quantity can also be used.
- the dosing pump (9) presses the liquid into a heating and / or cooling device (8), e.g. a heat exchanger in which the liquid ... e to the desired one
- the liquid from the metering pump (9) can also be directly via the shut-off device (7), e.g. a one-way valve to be pumped to the liquid supply body (5) with a liquid supply opening (6).
- the shut-off device (7) e.g. a one-way valve to be pumped to the liquid supply body (5) with a liquid supply opening (6).
- Liquid supply body (5) and the open-pore material (3) is arranged, pressed.
- the liquid After the liquid has reached the open-pore material (3), it diffuses through this material and finally reaches the surface facing the glass (1), where it either immediately or at least Contact with the hot glass evaporates and so forms a closed vapor layer (2) on the surface of the open-pore material (3), which prevents direct contact between the glass (1) and the open-pore material (3).
- the preform (11) indicated in FIG. 2 comprises a preform base (12) made of open-pore material, through which liquid (eg deionized water) can be moved from the outside, so that it is completely saturated with this liquid during operation and in contact with the hot glass between the preform base (12) and the glass a thin vapor layer reducing the heat transfer forms and at the same time an overpressure is created in the joint (13) which prevents the glass from getting into this joint.
- liquid eg deionized water
- a non-return valve (14) is installed in the preform base holder, through which the liquid supplied to the preform base (12) can only flow in the direction of the preform base and an even brief backflow is prevented.
- a distributor plate (15) is arranged on the outside of the preform base, with which the distribution of the inflowing liquid over the porous material of the preform base (12) can be influenced.
- the conical seat (16) of the preform base (12) is welded to the retaining ring (17) in such a way that when the preform base (12) is placed on the preform (11) a seal is formed which prevents the liquid from escaping to the outside.
- preform base (12) is spring-mounted in the preform base holder via a guide bush (18) in order to dampen the impact stress on the porous material when it is placed on the preform (11).
- the liquid supply takes place in the preform bottom construction shown in FIG.
- Liquid supply line (19) in which the liquid e.g. can be fed to the preform base (12) with the aid of a metering pump (not shown) in individual impacts and amounts that are coordinated precisely with the mode of operation of the preform (11).
- the principle shown in FIG. 2 with the aid of a concrete example (preform) is generally advantageous for all multi-part shapes, since in multi-part shapes there are separating joints into which the glass can penetrate, particularly in the case of worn or poorly guided shapes. Seams then form on the glass objects, which reduce the burst pressure resistance (in particular of hollow glass containers).
- a liquid-soaked open-pore mold material in the parting line e. ⁇ : n Build up excess pressure that reduces or prevents the glass from penetrating the joint.
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Abstract
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Formgebung von heißem Glas wird eine zumindest teilweise durchgängig aus offenporigem Material hergestellte Form von der Außenseite her so mit Flüssigkeit beaufschlagt, daß sich zumindest während des gesamten Zeitintervalls, in dem das Glas mit der porösen inneren Oberfläche in direkten Kontakt kommen würde, auf dieser Oberfläche selbst gegen den Widerstand des Anpreßdruckes eine geschlossene Flüssigkeitsdampfschicht ausbilden kann.
Description
VERFAHREN ZUR FORMGEBUNG VON GLAS SOWIE FORM UND VORRICHTUNG HIERFÜR
Die vcrliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung von Glas sowie eine für dieses Verfahren geeignete Form und Vorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Formgebung von heißem Glas in einer Form mit einer zumindest teilweise aus offenporigem Material hergestellten inneren Oberfläche, die mit einer verdampfbaren Flüssigkeit, insbesondere Wasser, genäßt wird.
Zur Herstellung von Glasgegenständen aus Glasschmelzen, z.B. nach dem Preß-, dem Blas-Blas- oder dem Preß-Bias- Verfahren, werden Formen verwendet. Diese Formen müssen bei der Verarbeitung des heißen Glases gekühlt werden, um ein lieben des Glases an der Formoberfläche zu verhindern. Durch den Kontakt des heißen Glases mit der kühlen Form wird der Glasschmelze Wärme entzogen, wodurch das Glas formbeständig wird. Die entstehende Gl-.soberfl.,che
} ildet anfanglich einen weitgehend getreuen Abdruck der Formoberfläche. Bedingt durch die nachfolgende Abkühlung schrumpft das Glas jedoch an der Formoberfläche und löst sich partiell davon ab, was zu einer optisch matten Glasoberfläche führt.
Weiterhin bilden sich durch Verunreinigungen und lokale Abschreckungen im Glas "Fehlstellen", die die Gebrauchsfestigkeit der resultierenden Glasgegenstände vermindern. Zwar lassen sich durch eine nachfolgende
Rückerhitzung diese Fehlstellen zum Teil wieder beseitigen, doch gelingt es in der Regel nicht, das Glas vollständig von diesen Fehlstellen zu befreien.
Bei höheren Ansprüchen an die Optik und die Festigkeit der Glasoberfläche wurde zur Vermeidung der obigen Nachteile bereits ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden Formen mit
einer porösen inneren Oberflächenschicht verwendet, die unmittelbar vor dem Glaskontakt durch Anspritzen mit Wasser genäßt wird. Auf diese Weise bildet sich zwischen Glas und innerer Formoberfläche eine dünne Dampfschiebt, welche des Gleiten zwischen Glas und Form erleichtert und gleichzeitig den Wärmeübergang vermindert. Dadurch wird die Abschreckwirkung der Form auf das Glas stark reduziert und die Glasoberfläche wird unter dem Einfluß der Oberflächenspannung des Glases geglättet. Der Anpreßdruck des Glases an die Formoberfläche muß bei diesem Verfahren allerdings gering gehalten werden, da andernfalls die gebildete Dampfschicht in die Randschicht der Form eingepreßt, d.h. zurückgedrängt würde und sich damit ein direkter Kontakt zwischen Glas und Form mit allen damit verbundenen, oben beschriebenen Nachteilen ausbilden könnte.
Neben der partiellen Ablösung des Glases von der Formober läche bei der Abkühlung und der Ausbildung von Fehlstellen durch Verunreinigungen und lokale Abschreckungen ergibt sich insbesondere bei der maschinellen Herstellung von Behältergläsern, z.B. Flaschen, nach dem Blas-Blas- und dem Preß-Blas-Verfahren ein zusätzliches Problem dadurch, daß sich bei der KülbelherStellung in der Vorform im Boden des Külbels die Vorformbodenanschlußnaht abbildet, die selbst an der fertigen Flasche noch zu erkennen ist. Diese Vorformbodenanschlußnaht an der fertigen Flasche mindert durch ihre Kerbwirkung den Berstdruck derselben.
Mit den heute üblichen Vorformbodenkonstruktionen kann die Ausbildung einer störenden Naht nur bei sehr genau gearbeiteten Formen und genau ein ustierten Formwerkzeugen vermieden werden. Ähnliche Probleme ergeben sich im übrigen bei allen mehrteiligen Formen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem unabhängig
von der Stärke des Anpreßdruckes des Glases an die Formoberfläche durch eine trennende
Flüssigkeitsdampfschicht der direkte Kontakt zwischen Glas und Formoberfläche während des Fcrmgebungsverfahrens zumindest an den besonders kritischen Stellen zu jedem Zeitpunkt vermieden werden kann. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem sich insbesondere bei der maschinellen Herstellung von Behältergläsern die Abbildung der Vorformbodenanschlußnaht am fertigen Behälterglas vermeiden läßt. Schließlich ist auc.i die Schaffung einer zur Durchführung der obigen Verfahren geeigneten Vorrichtung Ziel der vorliegenden Erfindung.
Bezüglich der Verf hren wird die beschriebene Aufgabe dadurch gelöst, daß man eine Form verwendet, die zumindest teilweise aus offenporigem Material hergestellt ist, das sich durchgängig von der Außenseite zur Innenseite der Form erstreckt und von außen so mit der verdampfbaren Flüssigkeit beaufschlagt wird, daß sich zumindest während des gesamten Zeitintervalls, in dem das Glas mit der porösen inneren Oberfläche in direkten Kontakt kommen würde, auf dieser Oberfläche selbst gegen den Widerstand des Anpreßclruckes eine geschlossene Flüssigkei sdampfschicht ausbilden kann. Zur Vermeidung der oben erläuterten Abbildung der Vorformbodenanschlußnaht wird vorzugsweise zumindest der Boden der Vorform aus offenporigem Material hergestellt, das dann in der soeben beschriebenen Art und Weise mit Flüssigkeit beaufschlagt wird.
Wird für die Formgebung des heißen Glases neben der Form auch ein formgebendes Werkzeug verwendet, so ist es zweckmäßig, zusätzlich auch zumindest einen Teil des formg .benden Werkzeugs von innen nach außen durchgängig aus offenporigem Material herzustellen, wobei dieses Ma-terial vom Inneren des formgebenden Werkzeugs aus in der bereits für die Form beschriebenen Art und Weise mit
einer verdampfbaren Flüssigkeit beaufschlagt wird. Treten während des Formgebungsverfahrens Relativbewegungen zwischen Glas und Form bzw. formgebendem Werkzeug auf, wirkt die trennende Dampfschicht dabei gleichsam als Schmiermittel. Dies ist besonders dann der Fall, wenn das formgebende Werkzeug von Glas umhüllt wird (z.B. Plunger beim Preß-Blas-Verfahren und Pegel bei der Mündungsbildung beim Blas-Blas-Verfahren) und das Glas durch die Abkühlung dazu neigt, auf das formgebende Werkzeug aufzuschrumpfen.
Die Schmierwirkung der sich ausbildenden Dampfschicht erleichtert die Füllung der Form oder einzelner Teile davon, wie z.B. der Mündung, und vermindert die Scherspannung im einströmenden Glas.
Obwohl als verdampfbare Flüssigkeit '.m erfindungsgemäßen Verfahren prinzipiell, jede Flüssigkeit verwendet werden kann, die sich bei den Temperaturen des geschmolzenen Glases zum einen nicht merklich zersetzt und -jinen zur
Verdampfung geeigneten Siedepunkt aufweist und zum anderen mit dem Glas nicht in nachteiliger Weise reagiert, ist nicht zuletzt aus wirtschaftlichen Erwägungen (vorzugsweise entionisiertes) Wasser die bevorzugte verdampfbare Flüssigkeit. Wird eine chemische Modifizierung der
Glasoberfläche während der Formgebung gewünscht, z.B. um durch Alkalientzug die Wärmedehnung des Wandglases zu vermindern und auf diese Weise nach der Abkühlung eine festigkeitssteigernde Vorspannung des Glases zu erzielen, können der verdampfbaren Flüssigkeit, d.h. insbesondere dem Wasser, geeignete Chemikalien zugesetzt werden. Verwendet man z.B. zur Durchtränkung des offenporigen Materials leicht angesäuertes Wasser (z.B. durch Zusatz von SO^ bzw. H-SO , H^SO., HF usw.), dann tritt durch die Verdampfung des Wassers im Kontaktbereich Glas/Form bzw. Glas/formgebendes Werkzeug eine Erhöhung der Säurekonzentration auf, die besonders kurz nach der Druckentlastung in Verbindung mit dem partiellen Aufkochen
des Heißwassers zu einem Herausschleudern kleinster Flüssigkeitströpfchen auf die heiße Glasoberfläche und damit zu chemischen Reaktionen zwischen der Flüssigkeit und dem Glas führt.
Das offenporige Material, das zur Hersrellung mindestens eines Teils der erfindungsgemäß verwendeten Form und gegebenenfalls mindestens eines Teils des formgebenden Werkzeuges herangezogen wird, wird vorzugsweise aus Sintermetall, Sinterglas und poröser Keramik ausgewählt. Über die Eigenschaften des offenporigen Materials lassen sich die Schnelligkeit der Dampfbildung und die Intensität des Wärmeaustausches in gewissem Maße regulieren. Eine n. adrige Temperaturleitzahl a = λ /cv- und eine hohe Porosität (z.B. etwa 30 bis 40%) erleichtern die Dampfbildung und führen zu einer niedrigen
Wärmestromdichte Glas/offenporiges Material (z.B. etwa 10 bis 20 x 10 3 W/m2) während eine hohe Temperaturleitzahl
(z.B. im Falle von Bronze aJ s Sintermetall) und eine geringe Porosität (z.B. im Bereich von etwa 5 bis 10%) die Dampfbildung verzögern und den Wärmeaustausch erhöhen
(erzielbare Wärmestromdichten z.B. im Bereich von etwa 50 bis 100 x 10 3 W/m2) . Eine Verzögerung der Dampfbildung unα eine daraus resultierende Erhöhung des Wärmeaustausches läßt sich aber auch und vor allem dadurch erreichen, daß man einen entsprechend hohen Anpreßdruck (z.B. 0,5 MPa und darüber) anwendet.
Sintermetall ist ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes offenporiges Material. Ein konkretes Beispiel hierfür ist Chrom-Nickel-Stahl mit einer offen Porosität von etwa 10 bis 30% und einer Teilchengröße vo etwa 5 bis 20 μm, der sich unter anderem für die Herstellung eines Vorfor bodens besonders gut eignet.
Obwohl es zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ausreichend ist, dem offenporigen Material von der dem Glas abgewandten Seite her Flüssigkeit (Wasser) nur
wanrenα αes" zeitmtervalls zuzuführen, in dem sich (theoretisch) ein direkter Kontakt zwischen heißem (formbarem) Glas und offenporigem Material ausbilden kann, ist es in vielen Fällen vorteilhaft, das offenporige Material auch im glasfreien Zeitintervall, d.h. z.B. zu Zeiten, in denen sich kein Glas in der Form befindet, mit Flüssigkeit zu versorgen. Dies hat zum einen den Vorteil, daß sich die Form (bzw. das formgebende Werkzeug) dadurch gleichsam selbst reinigt, weil nach der Druckentlastung dann z.B. durch die Poren des cffenporigen Materials
Flüssigkeit an die dem Glas zugewandte Oberfläche gelangt und dadurch auf dieser Oberfläche vorhandene Verunreinigungen (z.B. während es Formgebungsverfahrens entstandene, vom Glas und/oder dem offenporigen Material herrührende Teilchen etc.) von der Oberfläche gleichsam weggespült bzw. weggeschleudert werden können. Demgemäß i t die- während des glasfreien Zeitintervalls zugeführte Flüssigkeitsmenge vorzugsweise größer als die durch Verdampfung oder anderweitig auf der Oberfläche der Form bzw. des formgebenden Werkzeugs verlorengegangene
Flüssigkeitsmenge. Zusätzlich läßt sich über die während des glasfreien Zeitintervalls zugeführte Flüssigkeitsmenge (und auch über die Temperatur dieser Flüssigkeit) die Arbeitstemperatur der Form besonders effektiv regeln.
Ganz allgemein ist es erfindungsgemäß möglich, die Menge (bzw. den Druck) der zugeführten Flüssigkeit in Abhängigkeit vom Stadium des Formgebungsverfahrens periodisch zu variieren, um die Schwankungen des Anpreßdrucks während des Formgebungsverfahrens in geeigneter Weise ausgleichen zu können und dadurch sicherzustellen, daß sich zwischen dem heißen Glas und dem offenporigen Formenmaterial zu jedem Zeitpunkt eine geschlossene DampfSchicht ausbilden kann (d.h., auch wenn der Anpreßdruck Maximalwerte erreicht). Zusätzlich läßt sich durch eine periodische Variation des Flüssigkeitsdrucks auch vermeiden, daß während des glasfreien Zeitintervalls eine übermäßig große bzw. eine
für den gewünschten Zweck zu geringe Flüssigkeitsmenge an die der beaufschlagten Seite des offenporigen Materials gegenüberliegende Seite gelangt.
Wie bereits oben erwähnt, kann zusätzlich oder alternativ zu einer Regelung der Arbeitstemperatur über die Menge der zugeführten Flüssigkeit in gewissem Rahmen auch eine Temperaturregelung über die Temperatur der zugeführten Flüssigkeit erreicht werden. So kann z.B. während des glasfreien Zeitintervalls zwecks Abkühlung der Form relativ kalte Flüssigkeit zugeführt werden. Eine besondere Kühlung der Form wird damit entbehrlich.
Um im erfindungsgemäßen Verfahren auch nur einen partiellen direkten Kontakt zwischen Glas und porösem (offenporigem) Mater al zu verhindern, muß spätestens zum Zeitpunkt der Einführung des Glases in die Form (aber vorzugsweise bereits (unmittelbar) vor diesem Zeit unkt) über die dem Glas abgewandte Seite Flüssigkeit in das poröse Formenmaterial gedrückt werden. Durch geeignete Wahl des jeweiligen Flüssigkeitsdrucks in Abhängigkeit vom Anpreßdruck (Flüssigkeitsdruck stets größer als Anpreßdruck) entsteht auch bei höheren, zeitlich schwankenden Anpreßdrucken eine geschlossene Dampfschicht auf der das Glas gleichsam schwimmen kann. Dadurch sind Relativbewegungen zwischen Form und Glas ohne Schwierigkeiten möglich und hohe Scherspannung im Glas bei der Formgebung und ein Aufschrumpfen des Glases auf die Form (bzw. auf das formgebende Werkzeug) werden dadurch wirksam vermieden. Es bildet sich eine optisch einwandfreie Glasoberfläche aus.
Nach Druckentlastung verdampft ein Teil der Flüssigkeit in den Poren des offenporigen Materials und drückt das Glas von der Formenoberfläche (bzw. der Oberfläche des formgebenden Werkzeugs) weg. Einer Verletzung der Glasoberfläche bei der Entnahme aus der Form oder beim
Zurückziehen des formgebenden Werkzeugs (z.B. Plungers) wird dadurch entgegengewirkt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den Flüssigkeitsdruck zumindest während des Zeitintervalls, in dem sich das Glas in der Form befindet, konstant zu halten. Es muß dann nur gewährleistet sein, daß der Flüssigkeitsdruck größer ist als der während des Formgebungsverfahrens auf-retende maximale Anpreßdruck.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Vorrichtung umfaßt eine Form für die Formgebung von heißem Glas und ist dadurch go ennzei :hnet, daß diese Form zumindest zum Teil aus offenporigem Material hergestellt ist, das sich durchgängig von der Außenseite zur Innenseite der Form erstreckt. Mit dem offenporigen Teil der Form ist von außen ein FlüssigkeitszuführungsSystem verbunden, mit dem auf der dem Glas zugewandten Oberfläche des offenporigen Materials ein Flüssigkeitsdampfdruck aufrechterhalten werden kann, der mindestens gleich dem maximalen (Anpceß-) Druck ist, der beim Formgebungsverfahren auf diese Oberfläche wirk .
Zu dem soeben genannten Zweck kann das Flüssigkeitszuführungssystem z.B. mit einer Pumpe ausgestattet sein, die zu jedem Zeitpunkt des Formgebungsverfahrens einen Druck erzeugt, der mindestens gleich dem (und vorzugsweise größer als der) zum jeweiligen Zeitpunkt auf der dem Glas zugewandten Oberfläche des offenporigen Materials herrschende Druck ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Pumpe um eine Dosierpumpe, mit der sich die Menge bzw. der Druck der Flüssigkeit variieren läßt (z.B. periodisch, zeitlich abgestimmt mit dem Formgebungsverfahren).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt das Flüssigkeitszuführungssystem mindestens eine
Absperrvorrichtung, die die Flüssigkeit nur in Richtung zum offenporigen Material hin durchläßt. Zu diesem Zweck eignet sich insbesondere ein Einwegventil (Rückschlagventil) .
Weiterhin kann es sich insbesondere bei größeren zusammenhängenden Flächen des offenporigen Materials als vorteilhaft erweisen, die Flüssigkeit nicht nur an einem Punkt der Fläche, sondern an mehreren Stellen an das offenporige Material heranzuführen. Deshalb ist es in diesen Fällen zweckmäßig, zwischen dem
Flüssigkeitszuführkörper des Flüssigkeitszuführungssystems und der mit Flüssigkeit zu beaufseh' agenden Oberfläche des offenporigen Materials einen VerteLlerkö-per anzuordnen. Bei diesem Verteilerkörper kann es sich z.B. um eine Platte mit zwei oder mehr Öffnungen handeln, durch die die vom Flüssigkeitszuführungssystem über den Flüssigkeitszufuhrkörper herangeführte Flüssigkeit auf die Oberfläche des offenporigen Materials s rc-.en kann.
Sind mehrere voneinander getrennte Oberflächen der Form (bzw. des formgebenden Werkzeugs) mit Flüssigkeit zu beaufschlagen, so kann dies entweder dadurch geschehen, daß man die gesamte Oberfläche (d.h. auch diejenige aus nichr-porösem Material) mit Flüssigkeit versorgt oder indem man z.B. jede einzelne dieser Oberflächen mit einem separaten Flüssigkeitszuf hrkörper (und einem eventuell dazwischengeschalteten Verteilerkörper) versieht. Welche dieser Alternativen am zweckmäßigsten ist, hängt vom jeweiligen Einzelfall ab.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden detaillierter erläutert, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des
Wasserzuführungssystems einer er indungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit einem Schnitt durch
das sich erfindungsgemäß ergebende System Glas/Dampfschicht/of enporiges Material;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß verwendbare Vorfσrmbodenkcnstruktion.
In dem in Fig. 1 dargestellten Flüssigkeitszuführsystem wird die z.B. von einem Vorratsgefäß kommende Flüssigkeit zunächst durch eine Zuführvorrichtung (10) für eventuell zuzugebende, das Glas (insbesondere die Glasoberflache) modifizierende Chemikalien geleitet. Ist keine chemische Modifizierung beabsichtigt, kann diese Zuführvorrichtung auch weggelassen werden und die Flüssigkeit direkt einer Dosierpumpe (9) zugeleitet werden. Statt einer Dosierpumpε können auch mehrere zeitlich und mengenmäßig abgestimmte Dosierpumpen eingesetzt werden.
Die Dosierpumpe (9) drückt die Flüssigkeit in eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung (8), z.B. einen Wärmetauscher, in der d...e Flüssijk.eit auf die jeweils gewünschte
Temperatur aufgeheizt bzw. abgekühlt werden kann. Sollte eine derartige Temperatureinstellung nicht gewünscht werden, kann die Flüssigkeit von der Dosierpumpe (9) auch direkt über die Absperrvorrichtung (7), z.B. ein Einwegventil, zum Flüssigkeitszufuhrkörper (5) mit einer Flüssigkeitszuführöffnung (6) gepumpt werden.
Bevor die Flüssigkeit endgültig an die Oberfläche des offenporigen Materials (3) gelangt, wird sie zwecks gleichmäßigerer Verteilung durch die Öffnungen (4a) des Verteilerkörpers (4), der zwischen dem
Flüssigkeitszufuhrkörper (5) und dem offenporigen Material (3) angeordnet ist, gedrückt.
Nachdem die Flüssigkeit am offenporigen Material (3) angelangt ist, diffundiert sie durch dieses Materia- und gelangt schließlich an die dem Glas (1) zugewandte Oberfläche, wo sie entweder sofort oder zumindest bei
Kontakt mit dem heißen Glas verdampft und so eine geschlossene DampfSchicht (2) auf der Oberfläche des offenporigen Materials (3) bildet, die einen direkten Kontakt zwischen Glas ( 1 ) und offenporigem Material (3) verhindert.
Die in der Fig. 2 angedeutete Vorform (11) umfaßt einen aus offenporigem Material hergestellten Vorformboden (12), durch den von der Außenseite Flüssigkeit (z.B. entionisisrtes Wasser) gelrückt werden kann, so daß er während des Betriebs völlig von -dieser Flüssigkeit durchtränkt ist und sich in Kontakt mit dem heißen Glas zwischen Vorformboden (12) und Glas eine dünne, den Wärmeübergang mindernde Dampfschicht ausbildet und gleichzeitig in der Trennfuge (13) ein Überdruck entsteht, der das Finr'ringen des Glases in diese Fuge verhindert.
In der Vorformboden-Halterung ist ein Rückschlagventil (14) eingebaut, durch welche die dem Vorformboden (12) zugeführt Flüssigkeit nur in Richtung Vorformboden zuströmen kann und ein auch nur kurzfristiger Rückstrom verhindert wird.
An der Außenseite des Vorformbodens ist eine Verteilerplatte (15) angeordnet, mit der die Verteilung der einströmenden Flüssigkeit über das poröse Material des Vorformbodens (12) beeinflußt werden kann.
Der konische Sitz (16) des Vorformbodens (12) ist mit dem Haltering (17) so verschweißt, daß beim Aufsetzen des Vorformbodens (12) auf die Vorform (11) eine Abdichtung entsteht, die einen Austritt der Flüssigkeit nach außen verhindert.
Außerdem ist der Vorformboden (12) über eine Führungsbuchse (18) federnd in der Vorformboden-Halterung gefaßt, um die Schlagbeanspruchung auf das poröse Material beim Aufsetzen auf die Vorform (11) zu dämpfen.
Die Flüssigkeitszufuhr erfolgt in der in Fig. 2 gezeigten Vorformboden-Konstruktion über die
Flüssigkeitszufuhrleitung (19), in der die Flüssigkeit z.B. mit Hilfe einer (nicht-gezeigten) Dosierpumpe in einzelnen, zeitlich genau mit der Arbeitsweise der Vorform (11) abgestimmten Stößen und Mengen dem Vorformboden (12) zugeleitet werden kann.
Das in Fig. 2 anhand eines konkreten Beispiels (Vorform) dargestellte Prinzip ist ganz allgemein für alle mehrteiligen Formen von Vorteil, da in mehrteiligen Formen Trennfugen vorhanden sind, in die das Glas insbesondere bei abgenützten oder schlecht geführten Formen eindringen kann. Auf den Glasgegenständen bilden sich dann Nähte, die die Berstdruckfestigkeit (von insbesondere Hohlglasbehältern) herabsetzen. Durch Einsatz eines flüssigkeitsdurchtränkten offenporigen Formenmaterials läßt sich in der Trennfuge e.~:n Überdruck aufbauen, der das Eindringen des Glases in die Trennfuge vermindert oder vermeidet.
Claims
1. Verfahren zur Formgebung von heißem Glas (1) in einer Form (11) mit einer zumindest teilweise aus offenporigem Material (3) hergestellten inneren
Oberfläche, die mit einer verdampfbaren Flüssigkeit genäßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich das offenporige Material (3) durchgängig von der Außenseite zur Innenseite der Form (11) erstreckt und von außen so mit der Flüssigkeit beaufschlagt wird, daß sich zumindest während des gesamten Zeitintervalls, in dem das Glas (1) mit der porösen inneren Oberfläche der Form (11) in direkten Kontakt kommen würde, auf dieser Oberfläche selbst gegen den Widerstand des Anpreßdruckes eine geschlossene Flüssigkeitsdampfschicht (2) ausbilden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auch zumindest ein Teil des formgebenden Werkzeugs von innen nach außen durchgängig aus offenporigem Material (3) hergestellt ist, wobei dieses Material vom Inneren des formgebenden Werkzeugs aus so mit einer verdampfbaren Flüssigkeit beaufschlagt wird, daß sich zumindest während des gesamten Zeitintervalls, in dem sich das Glas ( 1) in direktemKontakt mit dem formgebenden Werkzeug befinden würde, auf der porösen äußeren Oberfläche des Werkzeugs selbst gegen den Widerstand des Anpreßdruckes eines geschlossene Flüssigkeitsdampfschicht (2) ausbilden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das formgebende Werkzeug ein Plunger oder ein Pegel ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verdampfbare Flüssigkeit Wasser ist.
5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das offenporige Material (3) ausgewählt wird aus Sintermetall, poröser Keramik und gesintertem Glas.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Form ( 11 ) eine mehrteilige Form, insbesondere eine Vorform für das Blas-Blas- oder Preß-Blas-Verfahren, ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Vorformboden (12) aus offenporigem Material (3) hergestellt ist.
8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Menge ur.d/oder Temperatur der zugeführten Flüssigkeit in Abhängigkeit vom Stadium des Formgebungsverfahrens periodisch variiert werden.
9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch während des glasfreien Zeitintervalls Flüssigkeit zugeführt wird, wobei die zugeführte Flüssigkeitsmenge vorzugsweise größer ist als diejenige, die durch
Verdampfung oder anderweitig auf der Oberfläche der Form (11) bzw. des formgebenden Werkzeugs verlorengeht.
10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit Substanzen zugesetzt werden, die das Glas chemisch modifizieren könne .
11. Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest teilweise aus offenporigem Material (3) hergestellt ist, das sich durchgängig von der Außen- zur Innenseite der Form (11) erstreckt.
12. Form nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine mehrteilige Form handelt, insbesondere um eine Vorform ( 11 ) für das Blas-Blas- oder Preß- Blas-Verfahren, in der zumindest der Vorformboden (12) aus offenporigem Material (3) hergestellt ist.
13. Form nach irgendeinen der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das offenporige Material (3) ausgewählt ist aus Sintermetall, poröser Keramik und gesintertem Glas.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Form (11) für die Formgebung von heißem Glas (1), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Form (11) um eine solche gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 handelt, deren offenporiger Tc.l von außen mit einem Flüssigkeitszuführungssysteπ verbunden ist, mit dem auf der dem Glas (1) zugewandten Oberfläche des offenporigen Materials (3) ein Flüssigkeitsdampfdruck aufrechterhalten werden kann, der mindestens gleich dem maximalen Druck ist, der beim Formgebungsverfahren auf diese Oberfläche wirkt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein formgebendes Werkzeug, das zumindest teilweise aus durchgängig offenporigem Material (3) hergestellt ist, aufweist, wobei der offenporige Teil im Inneren des Werkzeuges mit einem wie in Anspruch 14 definierten Flüssigkeitszuführungssystem verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszuführungssystem eine oder mehrere Absperrvorrichtungen (7, 14) die nur in Richtung zum offenporigen Material (3) hin durchlässig sind, beinhaltet.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem offenpcrigen Material (3) und dem Flüssigkeitszufuhrkörper (5) ein oder mehrere Verteilerkörper (4, 15) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das FlüS'.ϊigkeitszuführungssystem eine oder mehrere periodisch betätigbare Dosierpumpen (9) umfaßt.
19. Vorrichtung nach eifern der Ansprüche 14 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Flüssigkeitszuführungssystem eine He z- und/oder Kühlvorrichtung (8) für die Flüssigkeit einschließt.
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