DE2933169A1

DE2933169A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glasprodukten

Info

Publication number: DE2933169A1
Application number: DE19792933169
Authority: DE
Inventors: Fukushichi Fukuzaki; Masaki Fukuzawa; Yoshio Ishii
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1980-03-13
Also published as: GB2029818B; GB2029818A; JPS5757415B2; DE2933169C2; JPS5527849A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasprodukten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten, bei welchem ein geschmolzenes Glas mit niedriger Viskosität in eine Form einfließt und von dem nachfließenden Glas abgetrennt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. ■

Es gibt viele optische Gläser, die dazu neigen, während des Schmelzprozesses zu entglasen bzw. zu erhärten. Um beim Zuführen der erforderlichen Glasmenge in eine Form sicherzustellen, daß kein Entglasen stattfindet, wird das Glas normalerweise mit einer extrem niedrigen Viskosität in der Größenordnung von etwa 10 bis'100 Boise in die Form eingegeben. Dies führt zu einem sehr niedrig-viskosen Glasfluß mit relativ kleinem Strahldurchmesser aus dem Zuführauslaß heraus. Dieser Glasstrahl wird zur Dosierung der für einen Vollglaskörper benötigten Glasmenge und zur Formung dieser Glasmenge in das gewünschte Produkt abgeschnitten. Wenn zum Abschneiden eines relativ niedrigviskosen GLasstrahles ein Paar Trennmesser benutzt wird, wie sie normalerweise zum Abschneiden relativ hochviskoser Gläser benutzt werden, neigt das Glas zum Spritzen oder der Glasfluß wird gestört, wodurch Fehlstellen in Form von Falten an dem Glaskörper entstehen.

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Es sind bereits verschiedene Versuche unternommen worden, um den Glasfluß ohne Verwendung von Trennmessern zu unterbrechen und dadurch einen homogenen Glasvollkörper herzustellen. Beispielsweise ist in der JA-OS 24525/1976 ein Verfahren zur Herstellung eines Glasvollkörpers durch Eingießen von Glas aus einem Zuführauslaß in eine Form beschrieben. Hierbei wird das Glas in der Form schnell abwärts bewegt, um den Glasstrahl abzutrennen, wenn das in der Form befindliche Glas die Soll-Menge erreicht hat. Bei diesem Verfahren ergibt sich jedoch eine Zeitspanne zwischen dem Abtrennen des Glasflusses und dem Wiederbeginn des Flusses aus dem Zuführauslaß, die so kurz ist, daß sie häufig nicht ausreicht, um die Form für die nächste Glasmenge in die Aufnahmestellung zu bringen. Da der Glasstrahl langgestreckt ist und eine instabile Form einnimmt, kann das Auftreten von Falten bei dem herzustellenden Glasvollkörper nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Die JA-PS 50218/1978 beschreibt ein Verfahren zur Bildung eines Glasvollkörpers, bei dem das Abtrennen des Glasflusses erfolgt, indem eine Klinge horizontal bewegt wird, nachdem genügend Glas aus einem Zuführauslaß in eine Form eingeflossen ist. Der Glasfluß wird an der Klinge festgehalten, bis die nächste Form unter die Zuführeinrichtung gelangt ist,und anschließend wird die Klinge aus dem Glasfluß entfernt, so daß das Glas in die nächste Form einfließen kann. Bei diesem Verfahren verursacht das Zwischentreten der Klinge zwischen die Zuführeinrichtung und

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die Form einen ungünstigen Abstand zwischen diesen Teilen, wodurch die oben schon erläuterten Nachteile entstehen, indem ein sehr schnelles Abwärtsfließen des Glases unmittelbar nach dem Abtrennen des Glasflusses von der Zuführeinrichtung aus erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die oben erläuterten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden. Es sollen Glasprodukte hergestellt werden, die homogen, faltenfrei und von stabiler Konfiguration sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das kontinuierlich fließende Glas aus einem Zuführeinlaß zu einem Regulierungsteil fließt und unter Tropfenbildung an diesem haftet, daß der Glastropfen in die Form eingeführt wird und an dieser haftet, während das an dem Regulierungsteil haftende Glas von dem an der Form haftenden Glas abgetrennt wird, wonach das dem Regulierungsteil weiterhin zufließende Glas für eine bestimmte Zeit aufgrund seiner Oberflächenspannung an dem Regulierungsteil haften bleibt.

Das Regulierungsteil bewirkt,daß nach dem Abtrennen des Glasflusses mindestens unter der Unterseite des Regulierungsteiles ein Glastropfen gebildet wird und es sammelt die stetig zufließende Glasmenge an, um die Zeit zu überbrücken, bis die angesammelte Glasmenge in die nächste Form eingefüllt werden kann. Das Regulierungsteil sollte unabhängig von dem Durchmesser des Zuführrohres solche Abmessungen haben, daß es eine möglichst große Glasmenge in Tropfenform festhalten kann. Die übergabe des Glases von dem Regulierungsteil in die

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Form erfolgt durch Adhäsion, indem der Glastropfen in Berührung mit der Form gebracht wird. Zum Abtrennen des Glastropfen von dem Regulierungsteil, dem weiteres Glas beständig zufließt, wird die Form von dem Regulierungsteil fortbewegt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Glas zum Regulierungsteil fließt und von diesem festgehalten wird, während das Regulierungsteil sich in einer unteren Endstellung befindet, daß das Regulierungsteil nach dem Kontakt des Glastropfens mit der Form in eine obere Endstellung angehoben wird, daß nach dem Einfüllen einer bestimmten Glasmenge in die Form das Abtrennen dieser Glasmenge von dem flüssigen Glasstrang erfolgt, wonach das weiter zugeführte Glas an der Oberseite und an der Unterseite des Regulierungsteiles haften bleibt und daß das Regulierungsteil entsprechend dem Volumen des weiter zugeführten Glases graduell abgesenkt wird.

Durch das vertikal bewegbare Regulierungsteil kann der Vorgang des Abtrennens des Glasstrahles durch Entfernen des Regulierungsteiles von der Form durchgeführt bzw. verkürzt werden. Wenn das Regulierungsteil im Inneren eines Glashaltezylinders bewegbar ist, kann außer der Tropfenbildung an der Unterseite des Regulierungsteiles noch eine wesentliche Glasansammlung auf der Oberseite des Regulierungsteiles erfolgen.

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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele des ersten und des zweiten Verfahrens nach der Erfindung sowie die dazu benutzten Vorrichtungen anhand des Falles erläutert, daß ein Glasvollkörper (gob) erzeugt wird.

Es zeigen:

Figuren 1 bis 4 Längsschnitte durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erläuterung de r ersten Verfahrensvariante und

Figuren 5 bis 8 Längsschnitte durch eine andere Ausführungsform einer entsprechenden Vorrichtung und zur Verdeutlichung der zweiten Verfahrensvariante.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, enthält die Vorrichtung ein Zuführrohr 1, dessen Auslaß 2 sich nach unten hin öffnet. Am unteren Ende des Zuführrohres 1 befindet sich ein Regulierteil 3 in Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 15 mm, die horizontal angeordnet und an dem Zuführrohr 1 mit zwei Tragstangen 3 befestigt ist, die von unten her in das Innere des Zuführrohres 1 hineinragen. Die Form besteht aus einem Formeinsatz 8 und einem Formkörper 9, die unterhalb des Regulierteiles 4 angeordnet sind. Das Zuführrohr 1, die Tragstangen 3 und das Regulierteil 4 bestehen sämtlich aus Platin oder einer Platinlegierung. Die Figuren 1 und 2 zeigen aus einer Reihe von Schritten zur Erzeugung eines Glasklumpens den Schritt der Regulierung dos freien Stromes aus geschmolzenem Glas niedriger Viskosität, der aus dem Auslaß 2 des Zuführrohres 1 ausläuft.

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Gemäß Figur 1 wird das aus dem Zuführauslaß 2 auslaufende geschmolzene Glas durch die Aufhängestäbe 3 in Kontakt mit der gesamten Oberfläche des Regulierteiles 4 gebracht. Das Glas bleibt anschließend an der Unterseite des Regulierteils 4 gemäß Figur hängen und entwickelt sich zu einem Glastropfen 5, der sich in Figur 2 in dem Zustand unmittelbar vor dem Herabtropfen 'befindet. In der Zwischenzeit ist der Formeinsatz 8 unter den Glastropfen 5 angehoben worden. Der Glastropfen 5, der dermaßen angewachsen ist, daß sein Gewicht die Oberflächenspannung des Glases übersteigt, beginnt herabzufallen. Wenn das Glas von dem Regulierteil 5 in die Form einfließt, wird der Formeinsatz 8 gemäß Figur 3 nach unten bewegt, so daß das einfließende Glas 6 sich nicht gegen das bereits eingefüllte Glas 7 auffalten kann. Wenn das in die Form eingefüllte Glas eine bestimmte Menge erreicht hat, wird die Form zusammen mit dem eingefüllten Glas 7 schnell nach unten oder in horizontaler Richtung abgezogen, wie in Figur 4 dargestellt ist. Auf diese Weise wird das in die Form 7 zur Bildung eines Glasklumpens eingefüllte Glas von dem Strang flüssigen Glases abgetrennt. Nach dem Abschneiden des flüssigen Glases 6 nimmt das an der Unterseite des Regulierteiles 4 verbleibende Glas wieder den in Figur 1 dargestellten Zustand an, wobei der Abfluß des aus dem Auslaß 2 herausfliessenden Glases reguliert wird, bis das Glas den Zustand der Figur 2 wieder erreicht hat.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Zeitverzögerung vom Abschneiden des Glasflusses bis zum Beginn des Abtropfens ungefähr 0,3

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bis 0,5 Sekunden oder 0,1 bis 0,3 Sekunden. Verglichen mit den bekannten Verfahren zur Verarbeitung optischer Gläser mit niedriger Viskosität von etwa 30 Poise,bei denen die Zufuhr mit einer Geschwindigkeit von 1 ccm/s oder 2 ccm/s erfolgt, ist dies praktisch nichts. Das Einbringen der nächstfolgenden Form in die Glasaufnahmestellung nach dem Abtrennen des Glasflusses wird daher erheblich vereinfacht. Außerdem erhält man eine beträchtlich stabilisierte Oberflächenform des in die Form einfließenden Glases und einen homogenen faltenfreien Glaskörper.

In den Figuren 5 bis 8 ist eine zweite Variante der Erfindung dargestellt. Bei der dort verwendeten Form wird ein säulenförmiges Regulierteil 4 benutzt, das horizontal an einem in dem Zuführrohr 1 vorgesehenen vertikal bewegbaren Haltestab 3 befestigt ist. An dem unteren Ende des Zuführrohres 1 befindet sich ein Glashaltezylinder 10, der das Regulierteil 4 umschließt, wobei zwischen seiner Innenwand und der Außenwand des Regulierteiles 4 ein kleiner Spalt verbleibt. Die Form besteht aus dem Formeinsatz 8 und dem Formkörper 9 und ist unter dem Regulierte!1 4 angeordnet. Das Zuführrohr 1, der Haltestab 3', das Regulierteil 4 und der Glashaltezylinder 10 bestehen sämtlich aus Platin oder einer Platinlegierung. Der obere Teil des Haltestabes 3' ist an einer (nicht dargestellten) Betatigungseinheit befestigt, mit der der Haltestab 3' aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Die Figuren 5 und 6 zeigen bei der Herstellung eines vollen Glaskörpers den Schritt des Regulierens des in die Form einfließenden Glases. In Figur 5 ist das Regulierteil 4 in seiner unteren Endlage in der Nähe des Zuführauslasses 2 dargestellt, wodurch geschmolzenes Glas, das aus dem Zuführauslaß 2 heraus-

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fließt, in Berührung mit der gesamten Oberfläche des Regulierteiles 4 gebracht wird. Dann wird das Regulierteil 4 entsprechend der Glaszufuhr kontinuierlich mit dem Haltestab 3¹ abwärts bewegt und in einer bestimmten unteren Endstellung angehalten, in der das obere Ende des Regulierteiles 4 sich immer noch gemäß Figur 6 im Inneren des Glashaltezylinders 10 befindet. Das geschmolzene Glas wird daher in dem Glashaltezylinder 10 über der Ober-Seite des Regulierteiles 4 gehalten. Unter Ausnutzung der Oberflächenspannung des Glases wird ein Teil des Glases an der Unterseite des■Regulierteiles 4 in Form eines sich entwickelnden Glastropfens 5 festgehalten. In der Zwischenzeit wird der Formeinsatz 8 unter den Glastropfen 5 gehoben. Der Glastropfen 5 beginnt dann in die Form einzufließen. Das Glas wird in die Form eingefüllt, indem der Formeinsatz nach unten gefahren wird, während das Regulierteil 5 gemäß Figur 7 stetig hochgefahren wird. Wenn das Regulierteil 5 in der oberen Endstellung, die in Figur 5 dargestellt ist, angekommen ist und eine bestimmte Glasmenge in die Form eingefüllt wurde, wird das eingefüllte Glas 7 zusammen mit der Form schnell nach unten oder in horizontaler Richtung entfernt, wie in Figur 8 dargestellt ist. Dadurch wird der Glasstrom abgeschnitten und das eingefüllte Glas 7 zur Bildung eines vollen Glaskörpers oder Glasklumpens von dem flüssigen Glasstrang abgetrennt. Nach dem Abtrennen des flüssigen Glases 7 nimmt das an der Oberseite und an der Unterseite des Regulierteiles 5 verbleibende Glas den in Figur 5 dargestellten Zustand von neuem an. Das Abwärtsfließen des aus dem Auslaß 2 herausfließenden

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Glases wird reguliert, bis der in Figur 6 dargestellte Zustand wieder erreicht ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Zeit nach dem Abtrennen des Glasflusses bis zum Beginn des Abtropfens des Glases aus der Haltezeit des sich an der Unterseite des Regulierteiles bildenden Tropfens und der Zeit, die das Regulierteil 4 benötigt, um sich, eine bestimmte Strecke nach unten zu bewegen. Die Verzögerungszeit für das Beginnen ο des Abtropfens beträgt etwa 2,5 Sekunden oder 1,3 Sekunden in dem Fall, daß der Durchmesser des Regulierteiles 4 20 mm und der Weg der Abwärtsbewegung 7 mm betragen. Hierbei ist ein optisches Glas niedriger Viskosität von ca. 30 Poise zugrunde gelegt, das mit einer Geschwindigkeit von 1 ccm/s oder 2 ccm/s zugeführt wird. Diese Ausführung erleichtert ferner das Einbringen der nächsten Form in die Glasaufnahmestellung und ermöglicht die erforderliche Zeitverzögerung auch für Glas, das mit höherer Fließgeschwindigkeit zugeführt wird, so daß der Herstellungstakt zur Erzeugung von Glaskörpern noch weiter verkürzt werden kann.

Oben ist jedes der beiden Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung beschrieben worden. Die Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Bei beiden Verfahren kann das Regulierteil 4 beispielsweise ebene, konvexe oder konkave Ober- und Unterseiten aufweisen, die auch Falten haben oder mit kleinen Öffnungen versehen sein können, die sich von der Oberseite zur Unterseite erstrecken. Auch eine Kombination dieser beiden Maß-

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nahmen ist möglich. Die obigen Verfahren und Vorrichtungen sind auf einen Fall anwendbar, bei dem eine bestimmte Menge geschmolzenen Glases in eine Form eingefüllt und der Glasfluß auf andere Weise als oben beschrieben abgeschnitten wird, z.B. unter Verwendung von Schermessern. Bezüglich des Ausführungsbeispiels der Figuren 5 bis 8 kann die Regulierung des Abtropfens des Glases verbessert werden, indem Ausläufer oder Scheiben vorgesehen werden, die das Glas im Bereich des aus dem Zuführauslaß 2 herausragenden Haltestabes 3¹ auffangen, wenn das Regulierteil 4 abwärts bewegt wird, so daß der Effekt des Festhaltens des Glases in dem Bereich oberhalb des Regulierteiles 4 noch verstärkt wird.

Da es sich bei der ersten Verfahrensvariante um ein Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten handelt, bei dem Glas mit niedriger Viskosität in eine Form eingegossen wird, während der freie Glasfluß durch Festhalten des kontinuierlich aus dem Zuführauslaß auslaufenden Glases in einem Bereich unter der Unterseite des Regulierteiles nach dem Abtrennen reguliert wird, wird das Einbringen der nächsten Form in die Glasaufnahmeposition erleichtert. Außerdem wird die Form des fließenden Glases nach dem Abtrennen stabil gemacht, so daß ein homogener Vollglaskörper auf einfache Weise erzeugt werden kann.

Bei dem zweiten Verfahren handelt es sich um die Herstellung von Glasprodukten durch Eingießen von Glas in eine Form, während der freie Glasfluß des kontinuierlich aus dem Zuführauslaß auslaufenden Glases

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durch Festhalten des Glases nicht nur in einen Bereich unter der Unterseite des Regulierteiles, sondern auch in einen Bereich über der Oberseite des Regulierteiles durch Anheben und Absenken des Regulierteiles geregelt wird. Mit diesem zweiten Verfahren kann der Glasfluß wirksam über einen weiten Bereich von Fließgeschwindigkeiten reguliert werden. Man kann auf diese Weise effizienter einen homogenen faltenfreien Vollglaskörper erzeugen.

Die oben beschriebenen Verfahren eignen sich nicht nur für die Herstellung von Vollglaskörpern für ein optisches Glas, sondern ebenfalls zur Herstellung von Tafeln, Stäben usw. mit bestimmten Abmessungen und Konfigurationen nach dem Abschneiden von niedrigviskosem Glas, das kontinuierlich aus einer Zuführvorrichtung heraus zugeführt wird.

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Claims

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VON KREiSLER SCFfONWALD " EISHOtD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

Anmelder:

KABUSHIKI KAISHA OHARA KOGAKU GARASU SEIZOSHO
1-15-30, Oyama, Sagamihara-shi Kanagawa-ken, Japan

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chetn. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln Dr. H.-K. Werner, Köln
2. August 1979 Sg/kh

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KOLN 1

Ansprüche

.) Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten, bei welchem ein geschmolzenes Glas mit niedriger Viskosität in eine Form einfließt und von dem nachfließenden Glas abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierlich fließende Glas aus einem Zuführeinlaß zu einem Regulierungsteil fließt und unter Tropfenbildung an diesem haftet, daß der Glastropfen in die Form eingeführt wird und an dieser haftet, während das an dem Regulierungsteil haftende Glas von dem an der Form haftenden Glas abgetrennt wird, wonach das dem Regulierungsteil weiterhin zufließende Glas für eine bestimmte Zeit aufgrund seiner Oberflächenspannung an dem Regulierungsteil haften bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas zum Regulierungsteil fließt und von diesem festgehalten wird, während das Regulierungsteil sich in einer unteren Endstellung befindet, daß das Regulierungsteil nach dem Kontakt des Glastropfens mit der Form in eine obere Endstellung angehoben wird, daß nach dem Einfüllen einer bestimmten Glasmenge in die

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Form das Abtrennen dieser Glasmenge von dem flüssigen Glasstrang erfolgt, wonach das weiter zugeführte Glas an der Oberseite und an der Unterseite des Regulierungsteiles haften bleibt, und daß das Regulierungsteil entsprechend dem Volumen des weiter zugeführten Glases graduell abgesenkt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Zuführrohr zum kontinuierlichen Zuführen des Glases, einer Trennvorrichtung zum Abtrennen des aus dem Zuführrohr ausgelaufenen Glases und mit mehreren Formen, die einzeln unter das Zuführrohr bewegbar sind, um das von der Abtrennvorrichtung abgetrennte Glas aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Zuführrohres (1) und oberhalb der in der Aufnahmestellung befindlichen Form (8, 9) ein Regulierungsteil (4) angeordnet ist, daß das aus dem Zuführrohr (1) auslaufende Glas unter Tropfenbildung nach dem Abtrennen für eine bestimmte Zeit lang festhält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierungsteil (4) aus einer im wesentlichen flachen horizontalen Scheibe besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierungsteil (4) mit Haltestäben unter der Auslauföffnung (2) des Zuführrohres (1) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren Ende des Zuführrohres (1) ein Glashaltezylinder (10) vorgesehen ist,

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dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Regulierungsteiles (4), und daß das Regulierungsteil vertikal verschiebbar in dem Glashaltezylinder (10) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (8, 9) ein in einem Formkörper (9) vertikal bewegbaren Formeinsatz (8) aufweist.

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