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    公开号:WO1986005172A1
    申请号:PCT/EP1986/000091
    申请日:1986-02-25
    公开日:1986-09-12
    发明作者:Vladimir Novak
    申请人:Sorg Gmbh & Co. Kg；
    IPC主号:C03B21-00
    专利说明:
    [0001] " Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlgläsern mit einem glatten, abge¬ rundeten Rand "
    [0002] TECHNISCHES GEBIET:
    [0003] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Hohlgläsern mit einem glatten, abgerundeten Rand durch Abtrennen eines ursprünglich mit dem Hohlglas verbundenen r*> Randteils bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes durch Beschüß der rotierenden Trennstelle mittels min¬ destens eines fokussierten Energiestrahls und nachfolgendes Verschmel zen. STAND DER TECHNIK:
    [0004] Derartige Hohlgläser werden durch Blasen oder Pressen hergestellt. Sie besitzen infolgedessen einen mehr oder weniger unregelmäßig geformten Rand, der abge¬ trennt werden muß, bevor die Herstellung des eigent- liehen Mundrandes erfolgen kann. Der abzutrennende Rand¬ teil wird bei geblasenen Hohlgläsern auch als Blas¬ kappe oder kurz als Kappe bezeichnet.
    [0005] Für das Abtrennen der Kappe und das Herstellen des Mundrandes sind mehrere Verfahren bekannt.
    [0006] Bei dem sogenannten Abschmelzverfahren wird das Hohl¬ glas an der Trennstelle soweit erhitzt,- bis die Kappe abschmilzt und nach unten abfallt. D eses Verfahren ist jedoch nur für die Herstellung billiger Wirt¬ schaftsgläser geeignet, da sich hierbei ein un- schöner Randwulst ausbildet, der häufig auch als
    [0007] "Wurzel" bezeichnet wird. Dabei bildet sich an der letzten Trennstelle eine tropfenförmige Verdickung aus, die den ästhetischen Eindruck zusätzlich un¬ günstig beeinflußt. Darüberhinaus erschwert der Rand- wulst die Reinigung und begünstigt die Ausbildung von Bakterienherden, wenn hinter dem Randwulst, beispiels¬ weise bei einer oberflächlichen Reinigung mit kaltem Wasser, Speisereste, Lippenstift oder dergleichen zurück¬ bleiben. Einerseits verfestigt ein solcher Randwulst naturgemäß das Glas, andererseits lehnen aber insbesondere Feinschmecker derartige Gläser für hochwertige Getränke, insbesondere für Weine, ab. Für die Herstellung hochwertiger Gläser hat sich daher das sogenannte Absprengverfahren durchgesetzt. Hierbei erfolgt eine Ritzung in kaltem Zustand, und durch ört¬ liche Erwärmung mittels einer Flamme werden Spannungen 5 erzeugt, die schließlich zum Absprengen der Kappe führen. Auf diese Weise entsteht naturgemäß ein scharfer und nicht vollständig ebener Rand, der zu¬ nächst durch Schleifen begradigt werden muß. Alsdann wird dieser Rand auf beiden Seiten, d.h. innen und 10 außen durch Säumen mechanisch abgerundet, und schlie߬ lich erhält der Rand durch das sogenannte "Feuer¬ polieren" mittels einer Flamme, oder durch mechanisches Polieren oder durch Säurepolieren den gewünschten Glanz. Durch ein solches Verfahren läßt sich der von 15 Feinschmeckern bevorzugte dünne M'undrand ausbilden, und auch der ästhetische Eindruck des fertigen Glases ist perfekt. Der aus vielen Einzelschritten bestehende Herstel 1 prozeß ist jedoch außerordentlich aufwendig, und es entstehen teilweise innere Spannungen, so ins- 20 besondere beim sogenannten Feuerpolieren. Beim mechanischen Polieren entstehen leicht Mikrorisse, die sich ge¬ legentlich nachträglich in das Glas hinein fortsetzen. Das bei Bl ei kristall gl sern häufig angewandte Säure¬ polieren ist gleichfalls ein teurer und insbesondere 2*5 auch zeitaufwendiger Vorgang. Da die verwendete Säure ""V ein starkes Umweltgift ist, bereitet ihre Beseitigung weitere Probleme.
    [0008] Das Schleifen und Säumen beim Absprengverfahren verur¬ sacht gleichfalls Umweltprobleme, da die Schleifpartikel durch intensive Waschvorgänge entfernt werden müssen. Die Schleifpartikel bilden im Abwasser Schwebstoffe, die bei Fischen zu einer tödlichen Kiemenverstopfung führen können.
    [0009] Durch die Zeitschrift "Glass", Juni 1982, Seite 235, ist es bekannt, Rohre aus Quarz und Borsilikatglas mittels eines pulsierenden Laserstrahls eines C0,,- Lasers zu trennen und zu verschmelzen. Hierbei ent¬ steht jedoch in einem Zwischenstadium ein verhältnis¬ mäßig dicker Randwulst, so daß das Verfahren auf die beschriebenen technischen Anwendungsfälle beschränkt bleibt..
    [0010] Durch den Aufsatz von Städtler "Laser-Applikations¬ forschung" im VEB Kombinat Lausitzer Glas - Ein Rück- ' blick auf ein Jahrzehnt - Trennen von Wirtschaftsglas mit dem C02-Laser, veröffentlicht in Silikat-Technik 35 (1984) Heft 2, Seiten 54 bis 56, sind Versuche bekannt, die Blaskappen bei der Herstellung von Trinkgläsern durch die thermische Einwirkung eines fokussierten Laserstrahls abzutrennen. Dabei wird das Glas an der Trennstelle teilweise geschmolzen und teilweise ver¬ dampft, wobei mikroskopisch feine Risse entstehen. Je nach dem Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zur Strahl leistung erfolgt dabei das Trennen entweder über- wiegend durch Abschmelzen und Verdampfen oder durch
    [0011] Absprengen mittels thermischer Spannungen. Der Autor gibt an, daß dabei die Arbeit des Ebenschi ei fens nur ver¬ mindert, nicht aber vollständig eingespart werden kann, und daß außerdem ein nachfolgendes Verschmelzen er¬ folgen muß. Der Autor befaßt sich weiterhin mit der Optimierung der Verfahrensparameter, kommt jedoch zu dem Ergebnis, daß ideale Verhältnisse nicht zu er¬ zielen sind, und daß die Untersuchungen zum Glas¬ trennen aus diesem Grunde wieder eingestellt worden sind .
    [0012] Eigene Versuche zum Glastrennen durch praktisch voll¬ ständiges Verdampfen des Glases an der Trennstelle haben ergeben, daß eine gleichmäßige Abtrennung insbe¬ sondere bei unterschiedlichen Wandstärken auf dem Umfang des Hohlglases nicht zu erreichen ist, daß sich an der letzten Trennstelle wiederum eine unerwünschte Tropfenbildung einstellt und daß der Rand - offensicht¬ lich in Folge des Impulsbetriebes - eine feine Wenig¬ keit aufweist, die nachträglich nur schwer zu be¬ seitigen ist. Als besonders nachteilig stellte sich dabei der schlechte Wirkungsgrad und die verhältnis¬ mäßig sehr lange Dauer für das Abtrennen durch Ver¬ dampfen heraus.
    [0013] Wenn man beim Verdampfen mittels eines Laserstrahls von der vollen Wandstärke ausgeht, muß eine entsprechend große Glasmenge verdampft werden, die aus zwei Gründen durch Absaugen vollständig entfernt werden muß: Einmal sind Glasdämpfe, die in der Luft zu einem feinen Staub kondensieren, gesundheitsschädlich, und zum andern führt eine Kondensation auf dem Hohlglas selbst zur Ausbildung einer blinden Glasoberfläche, die vom Abnehmer nicht akzeptiert wird. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG:
    [0014] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzu¬ geben, das beim Einsatz eines fokussierten Energie¬ strahls zu einem dünnen, glatten und gut abgerundeten Rand führt, ohne daß ein SchleifVorgang erforderlich ist und ohne daß beim Einsatz der Energiestrahl¥ quelle die Verdampfung großer Glasmengen erforder¬ lich ist.
    [0015] Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß da¬ durch, daß man
    [0016] a) . die, Trennstelle mittels eines Gasbrenners i.n einer Breite von etwa 0,3 bis 1 ,5 mm auf dem Umfang des Hohlglases auf eine Temperatur ober- halb des Erweichungspunktes erhitzt und den abzu¬ trennenden Randteil in einen vorgegebenen axialen Abstand von der ursprünglichen Position bringt und mittels eines synchron und koaxial mit dem Hohlglas rotierenden Halter hält, derart, daß im Gläsquerschnitt eine Wespentaille gebildet wi rd , b) die Wespentaille unter Fortsetzung der Rotation mit dem mindestens einen Energiestrahl auf einer Breite beschießt, die deutlich geringer ist als die Breite der Wespentaille, und den Beschüß fortsetzt, bis die Glasteile durch Verdampfen von Glas getrennt sind, und c) zum Verschmelzen den Rand des Hohlglases unter Fortsetzung der Rotation erneut mit einem Gas¬ brenner beheizt, bis die Trennstelle die^vorge- gebene Abrundung und den Glanz aufweist.
    [0017] Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Kombination von Abschmelzen und Abtrennen durch Verdampfen unter gleichzeitiger Vermeidung von Eigenspannungen und Rissen. Es handelt sich dabei um die aufeinanderfolgende Anwendung von Gasbrenner - Energiestrahl - Gasbrenner.
    [0018] Als Energiestrahlen können dabei Elektronenstrahlen,
    [0019] Plasmastrahlen und Laserstrahlen angewandt werden, wobei den -Laserstrahl en wegen der gegerfüber Plasmastrahlen leicht konstant zu- haltenden Energie und wegen der gegenüber Elektronenstrahlen niedrigeren Investiti ons- kosten der Vorzug zu geben ist.
    [0020] Von besonderer Bedeutung ist dabei die "Ausdünnung" der Wandstärke zu einer Wespentaille durch einen Zieh¬ prozeß von definierter Länge "x". Da in der Mitte der Wespentaille nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Wandstärke vorhanden ist, die vorzugsweise zwischen 0,1 mm und einem Drittel der ursprünglichen Wandstärke liegt, muß auch nur noch ein Bruchteil des ursprünglichen Glas¬ volumens verdampft werden. Dies erleichtert einmal die Abfuhr des Glasdampfes und verkürzt außerdem die Trennzeit mittels des Energiestrahls auf einen ent¬ sprechenden Bruchteil . Vor allem aber erfolgt das end¬ gültige Durchtrennen innerhalb einer durch den Zieh- prozeß sehr dünnen "Glashaut", so daß kein merklicher Tropfen gebildet wird und auch beim abschl iessenden Verschmelzungsprozeß mittels des Gasbrenners durch die dem Glas eigentümliche hohe Oberflächenspannung eine ausgezeichnete Abrundung einstellt, die bei ent¬ sprechender Begrenzung des Verschmelzungsvorganges auch nicht zu dem bekannten Randwulst führt.
    [0021] Das solchermaßen hergestellte Glasgefäß, das die Form eines üblichen Bierglases, einer "Tulpe", eines Kelches, einer Schale (Sektschale) oder einer Vase besitzen kann, zeichnet sich durch ein ästhetisch perfektes Aus¬ sehen, die Freiheit von unzulässigen Eigenspannungen und Mikrorissen aus und besitzt keinerlei • erdeckte Hohlkehlen, in denen sich bei unsachgemäßer Reinigung Bakterienherde ausbilden können. Auch der bei den be¬ kannten Abschmelzverfahren vorhandene Tropfen wird ver- mi eden .
    [0022] Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine einfache Prozeßführung mit geringem Zeitaufwand aus, wobei der hinsichtlich der Reinigung der Abluft zu treibende Aufwand gering ist und keinerlei Be¬ lastung der Umwelt durch Schleifstaub oder Poliersäure entsteht.
    [0023] Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Mineral gläsern aller Art zum Einsatz kommen, wie sie üblicherweise für Trinkgefässe und andere Gebrauchsgegenstände im Haus' halt und in Gastronomiebetrieben verwendet werden. Der Ausdruck "Breite" ist dabei in Umfangsrichtung des Glases und entlang der Trennstelle zu ver¬ stehen, d.h. es handelt sich um eine Dimension parallel zur Rotationsachse des Hohlglases.
    [0024] Außerhalb der eigentlichen Trennstelle wird das Hohl¬ glas bei der Bearbeitung bevorzugt in einem Temperatur¬ bereich gehalten, der zwischen der sogenannten Ent¬ spannungstemperatur und der Erweichungstemperatur liegt. Die Entspannungstemperatur liegt bei den meisten in Frage kommenden Mineral gl äsern zwischen , 500 °C (Bleiglas) und etwa 540 °C. Die Erweichungs¬ temperatur, bei der das Glas in den plastischen Zustand übergeht, liegt etwa 30 °C darüber. Bei Einhaltung dieser Bedingung wird das Entstehen von Wärmespa nungen praktisch vollständig vermieden.
    [0025] Je nach dem Randiirchmesser des Hohlglases, der zwischen etwa 45 mm (Sektkelch) und 120 mm (Sektschale) liegen kann, wird die Drehzahl des Hohlglases zwischen etwa 2 und 10 Umdrehungen pro Minute eingestellt, so daß sich eine entsprechende Umfangsgeschwindigkeit an der Trennstelle ergibt.
    [0026] Bei dem Verfahrensschritt gemäß Merkmal a) wird zweck¬ mäßig einer der üblichen Ringbrenner verwendet, der bevorzugt als Ringschlitzdüse ausgebildet ist und mit einem Gemisch aus Brenngas, Luft, Sauerstoff oder mit einem Gemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff betrieben wird, wobei auf eine neutrale Flammencharakteristik zu achten ist. Je nach Glasart und Wandstärke er¬ gibt sich bei einem in herkömmlicher Weise betriebenen Ringbrenner eine Behandlungsdauer zwischen 1 ,25 und 4,0 Sekunden. Während dieser Zeit wird der abzutrennende Randteil, beispielsweise die .sogenannte Kappe, durch die Schwerkraft nach unten gezogen, bis der Randteil auf dem mit gleicher Drehzahl rotierenden Halter zur Auflage kommt. Die Breite der Flamme, die etwa einen Millimeter beträgt, bestimmt dabei das Volumen an plastifizierte Glas, und der vorgegebene Abstand "x" bestimmt das Ziehverhältnis. Aus dem plastifizierten Volumen und dem Ziehverhältnis ergibt sich wiederum die restliche Wandstärke im Bereich der "Wespentaille". Der Abstand *"x" kann dabei zwischen etwa 1 ,5 und 5,0 mm gewählt werden. Di'e Festlegung besonders vorteilhafter Verfahrensparameter .ist dabei durch Ausprobieren möglich.
    [0027] An die Stelle der Schwerkraft kann dabei aber auch eine definierte Absenkung des abzutrennenden Randteils durch eine mechanische Einrichtung treten, beispiels¬ weise dann, wenn der abzutrennende Randteil ein be¬ sonders geringes Gewicht aufweist. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, den Halter mit entsprechenden Greifern auszustatten. Der Halter kann alsdann durch einen entsprechenden Antrieb abgesenkt werden oder durch eine Belastung mit vorgegebenen Gewichten.
    [0028] Die Verwendung eines Gasbrenners hat dabei den Vorteil , daß bereits in der Flamme eine sehr weitgehend homogene Energieverteilung vorliegt, die in Verbindung mit der Rotation des Hohlglases zu einer vollständig gleichmäßigen Erwärmung führt. Durch den Ziehprozeß wird überraschend auch bei ursprünglich auf dem Umfang unterschiedlichen Wandstärken eine weitgehend konstante Restwandstärke erreicht, die bei dem nach¬ folgenden Trennprozeß mittels des Energi estrahls zu sehr gleichmäßigen Arbeitsbedingungen führt. Darüberhinaus unterstützt die Gasströmung die Form¬ gebung bei der Herstellung der "Wespentaille".
    [0029] Bei dem Verfahrensschr tt gemäß Merkmal b) ist es besonders vorteilhaft, einen CO^-Laser zu verwenden, der hinsichtlich Leistung und Fokussierungszustand *auf eine Leistungsdichte zwischen .2 und* 10 Joule/mm2 eingestellt wird. Die bevorzugte Leistung liegt dabei bei etwa 5 Joule/mm2. Ein derartiger CO -Laser hat den Vorteil , daß bei einer Wellenlänge von ft = 10,6 μm eine Energieabsorption von 70 bis 90 % im Glas stattfindet. Dabei wird bevorzugt das Glas an der Trennstelle auf eine Temperatur oberhalb 2.300 °C bzw. 2.573 K aufgeheizt. In diesem Falle können Trenn¬ zeiten zwischen etwa 0,3 und 0,45 Sekunden erzielt werden .
    [0030] Bei diesem Verfahrensschritt ist es besonders vorteilhaft, wenn auf die Auftreffstelle des Laserstrahls auf dem
    [0031] Glas eine heiße Gasströmung gerichtet wird und wenn die Gase mit dem verdampften Glasanteil mit einer Saugdüse abgezogen werden. Die heiße Gasströmung wird dabei bevor- zugt durch eine punktförmige Brennerdüse erzeugt. Hier¬ durch wird es vermieden, daß die Auftreffstelle des Energiestrahls von Kaltluft getroffen wird, die an¬ sonsten durch die Saugdüse in Richtung auf den Auf¬ treffpunkt gefördert wird.
    [0032] Der Verfahrensschritt gemäß Merkmal c) wird wiederum besonders zweckmäßig mit einem herkömmlichen Gasbrenner in Form einer Ringschlitzdüse durchgeführt, wobei das Glas auf Temperaturen zwischen 560 und 700 °C aufge¬ heizt wird. In diesem Temperaturbereich nimmt die Ober¬ fläche des Glases eine plastisch-zähe Konsistenz ein, wobei die Oberfläche durch die Oberfl chenspannung ver¬ kleinert, abgerundet und auf Hochglanz gebrach-t wird.
    [0033] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1. Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist diese Vorrichtung gekennzeichnet durch die Merkmale im Patentanspruch 10.
    [0034] Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Halter als Drehteller mit einer Auflagefläche für den Rand des Hohlglases ausgebildet ist und in seiner Antriebswelle ein Gelenk für die planparallele Ausrichtung der Auf¬ lagefläche zum unteren Rand des Hohlglases aufweist.
    [0035] Durch einfaches Anheben des Drehtellers vor dem ersten Verfahrensschri t kann sich der Drehteller durch Anstossen an den unteren Rand des Hohlglases planparallel zu diesem ausrichten, so daß auf dem Umfang des Hohlglases ein vollständig gleichmäßiger Ziehprozeß erfolgen kann. Diese Maßnahme ist deswegen wichtig, weil die be¬ treffenden Hohlgläser in der Praxis selten absolut rotationssymmetrisch im Hinblick auf die Rotations¬ achse des Aufnehmers ausgebildet sind. Durch die ange¬ gebene Selbstzentrierung wird ein ungleichmäßiger Ziehprozeß und damit eine etwaige Faltenbildung in der dünnen Glashaut wirksam verhindert. Der Synchron¬ antrieb zwischen dem Aufnehmer und dem Halter sorgt gleichfalls dafür, daß an der Trennstelle keine tangentialen Scherkräfte auftreten.
    [0036] Das erfindungsgemäße Verfahren, eine Vorrichtung zu seiner Durchführung und deren weitere Ausgestal tungs mögl ichkei en werden nachfolgend anhand der Figuren bis 6 näher erläutert.
    [0037] KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    [0038] Es zeigen: Figur 1 einen axialen Vertikalschnitt durch eine vollständige Vorrichtung in sche'matischer
    [0039] Darstel 1 ung ,
    [0040] Figur 2 einen Axialschnitt durch den Rand eines nach dem herkömmlichen Abschmelzverfahren hergestellten Trinkglases,
    [0041] Figur 3 einen Schnitt analog Figur 2, jedoch durch den Rand eines erfindungsgemäß herge- stellten Trinkglases, Figur 4 einen Ausschnitt aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab (Kreis IV),
    [0042] Figur 5 einen teilweisen vertikalen Axialschnitt durch eine Arbeitsstation, in. der der ab- schliessende Verschmelzungsvorgang durchge¬ führt wird, und
    [0043] Figur 6 einen horizontalen Radialschnitt durch eine Arbeitsstation, in der die Glasteile mittels des Energiestrahls durch Verdampfen getrennt werden in Verbindung mit einer weiteren Aus¬ gestaltung des Erfindungsgegenstandes.
    [0044] ' AUSFOHRU- GSBEISPIEL:
    [0045] In Figur 1 ist ein Aufnehmer 1 dargestellt, der mittels einer Antriebswellen in einem nicht gezeigten Maschinen- gestell gelagert ist, das beispielsweise als Karussell ausgeführt sein kann. Durch die Antriebswelle 2 wird eine Achse A-A definiert, um die der Aufnehmer 1 gemäß dem Pfeil 3 drehbar ist.
    [0046] Der Aufnehmer 1 trägt durch nicht dargestellte mechanische Mittel oder infolge eines Unterdrucks ein Hohlglas 4, das in zwei verschiedenen Arbeitsstationen dargestellt ist. Die linke Hälfte von Figur 1 zeigt das Hohlglas 4 in einer ersten Arbeitsstation vor dem ersten Verfahrens¬ schritt gemäß Merkmal., a). Zu dieser Arbeitsstation ge¬ hört ein Gasbrenner 5, der als Ringschlitzdüse mit einem Ringschlitz 6 ausgebildet ist. Ein solcher Brenner ist in der Regel zweigeteilt und aufklappbar ausgebildet, um ihn in den Arbeitsbereich einschwenken zu können. Ein solcher Brenner erzeugt einen radial einwärts ge¬ richteten Schleier außerordentlich heißer Gase, die das Hohlglas 4 in kürzester Zeit und mit ent¬ sprechend steilem Temperaturgradienten auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes aufheizen. Der Ringschlitz 6 bestimmt die Lage der Trennstelle 7 und ist daher entsprechend der axialen Länge des Hohl¬ glases 4 einzustellen.
    [0047] Unterhalb des Aufnehmers 1 befindet sich ein um die gleiche Achse A-A drehbarer Halter 8, der durch hier nicht gezeigte Mittel synchron mit dem Aufnehmer 1 antreibbar. ist. Zu diesem Zweck besitzt auch-der Halter 8 eine' Antriebswel 1 e 9*, die (nicht gezeigt) im gleichen Karussell gelagert ist wie die Antriebs¬ welle 2, so daß der Halter 8 stets zusammen mit dem Aufnehmer 1 auf dem Umfang der Maschine bewegt wird. Der Halter 8 besitzt eine Auflagefl che. 10 für den Rand 11 des Hohlglases 4, und zwischen dieser Auflage¬ fläche 10 und dem Rand 11 besteht zu Beginn des Er- weichungs- und Ziehvorganges gemäß Merkmal a) ein Abstand "x". Um diesen Abstand auf dem gesamten Umfang des Hohl¬ glases 4 äquidistant zu machen, ist in der Antriebswelle 9 des Halters 8 ein Gelenk 12 angeordnet, das als Kardan¬ gelenk ausgebildet ist. Zum Zwecke einer entsprechenden Ausrichtung des Halters 8 ist dessen Antriebswelle 9 mit einer Hubeinrichtung 13 ausgestattet, die aus einem koaxialen Kulissenkörper 14 und einem Stellhebel 15 besteht, der durch einen nicht gezeigten Antrieb in Richtung des Doppelpfeils 16 verstellbar ist. Beim Anheben des Halters 8 stößt dessen Auflagefläche 10 an den unteren Rand 11 des Hohlglases 4 an und richtet sich selbsttätig aus, wobei diese Ausrichtung durch eine Selbsthemmung innerhalb des Gelenks 12 beibe¬ halten wird. Der Halter 8 kann nachfolgend um den Ab¬ stand "x", wieder abgesenkt werden, so daß sich die geometrischen Verhältnisse gemäß der linken Hälfte von Figur 1 einstellen. Der Halter 8 rotiert hierbei synchron mit dem Aufnehmer 1 im Sinne des Pfeils 17. Die Auf- und Abwärtsbewegung wird durch den Doppelpfeil 18 angedeutet.
    [0048] In der rechten Hälfte von Figur 1 ist der abzutrennende Randteil 4a deutlicher zu erkennen. Unter dem Einfluß des Gasbrenners 5 wurde das Hohlglas 4 im Bereich der Trennstelle 7 in einem äußerst engen Bereich über seinen Erweichungspunkt erhitzt, wobei die Trennstelle zur Verdeutlichung des Vorgangs über¬ trieben breit dargestellt ist. Beim Absenken des Randteils 4a auf den Halter 8 mittels der Schwer¬ kraft hat sich im Bereich der Trennstelle 7 eine Wespentaille ausgebildet, auf deren Aussehen in
    [0049] Figur 4 noch näher eingegangen werden wird. Die Ab- Senkung des Randteils 4a über den Abstand "x" ver¬ körpert einen Ziehprozeß, der zu der gezeigten Ausdünnung führt. Dieser Zustand wird noch in der ersten Arbeitsstation, spätestens aber auf dem Weg von der ersten zur zweiten Arbeitsstation er¬ reicht.
    [0050] Die rechte Hälfte von Figur 1 zeigt nun die in einer zweiten Arbeitsstation vorhandene Energi estrahl - quelle 19 in Form eines CO^-Lasers, der mittels einer nicht gezeigten Optik einen fokussierten
    [0051] Laserstrahl 20 aussendet. Dieser Energiestrahl be¬ schießt nunmehr die Wespentaille auf einer Breite, die deutlich geringer ist,, als die Brette der Wespen¬ taille, während die Rotation fortgesetzt wird. Durch Verdampfen des ausgezogenen bzw. verdünnten Quer¬ schnitts des Hohlglases erfolgt in kürzester Zeit eine restlose Abtrennung des Randteils 4a, wobei der nunmehr untere Rand 21 des Hohlglases 4 das in Figur 5 dargestellte Aussehen erhält. Das Entfernen des Randteils 4a erfolgt mittels Druckluft oder mechanischer Abstreifer, so daß der Halter 8 für einen neuen Durchgang durch die erste Arbeits¬ station vorbereitet ist.
    [0052] Figur 2 zeigt nun den oberen Rand eines Hohlglases 4, das durch einen Abschmelzprozeß einen verdickten Randwulst 22 aufweist.
    [0053] Figur 3 zeigt das Hohlglas 4, wie es entweder mit dem klassischen Absprengverfahren mit nach¬ folgenden Schleifverfahren etc. erhalten werden kann, oder - auf einfachere Weise - mit dem er¬ findungsgemäßen Verfahren. Es ist zu erkennen, daß der obere Rand 23, der sogenannte Mundra'nd, zwar gut abgerundet ist, aber keine Verdickung aufweist, so daß die vertikalen Begrenzungslinien des Querschnitts tangential in den Rand übergehen
    [0054] Figur 4 zeigt nun die besonders charakteristischen Einzelheiten der "Wespentaille". Durch den zum Erfindungsgegenstand gehörenden* Ziehprozeß wird die Wandstärke des Hohlglases 4 durch den sich nach unten bewegenden Randteil 4a auf einer Breite b. eingeschnürt, indem das ursprünglich dort be¬ findliche Material auf eine entsprechend größere axiale Länge entsprechend dem Abstand "x" verteilt wird. Dadurch wird die Restwandstärke auf ein Maß "s" verringert, die zwischen 0,1 mm und einem Drittel der ursprünglichen Wandstärke liegt. Der Energiestrahl 20 wird nun in der Weise fokussiert und auf die Trenn¬ stelle 7 bzw. die Wespentaille ausgerichtet, daß die Auftreffstelle des. Energiestrahl s deutlich geringer ist als die Breite b. der Wespentaille. Es versteht sich, daß für die Breite b.. aufgrund der gut abge- rundeten Übergänge ein Mittelwert angegeben ist. Die Breite b2 > in der der Energi ebeschuß wirksam wird, ist gleichfalls in Figur 4 dargestellt. Aufgrund dieses Energiebeschusses verdampft das Material nur in einer Menge, die der Restwandstärke ent¬ spricht .
    [0055] Figur 5 zeigt das Aussehen des Hohlglases 4 im Bereich des unteren Randes 21. Dieser Rand hat aufgrund der ** Einwirkung des Laserstrahls zunächst eine ganz leichte Well enstruktur . Der Randteil 4a ist nicht mehr vorhanden, und an seine Stelle ist ein Gas¬ brenner 24 getreten, der gleichfalls als Ringbrenner ausgeführt ist und zwei Ringschlitze 24a und 24b •aufweist, die - wie gezeigt - unter einem Winkel von 30 Grad zur Horizontalen auf die Unterseite des
    [0056] Hohlglases 4 ausgerichtet sind. An die Stelle der Ring¬ schlitze können auch Lochkränze treten, deren Bohrungsachsen unter dem gleichen Winkel ausgerichtet sind. Durch entsprechende Einwirkung des Gas- brenners 24 wird - unter Fortsetzung der Rotation des Hohlglases 4 - der untere Rand 21 so verschmolzen, daß sein Querschnitt an der Unterseite durch einen Halbkreis begrenzt wird, wie dies in Figur 3 (in umgekehrter Lage) dargestellt ist. Dabei wird auch das Wellenprofi 1. ausgegl ichen , da die Oberflächenspannung ganz offensichtlich ausreicht, um das nur in einem engen Bereich vorhandene Wellenprofil auszugleichen.
    [0057] Im Anschluß daran werden die Hohlgläser einem soge¬ nannten Kühlband zugeführt.
    [0058] Figur 6 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Horizontal¬ schnitt durch das Hohlglas im Bereich der Wespentaille. Die Wandstärke "s" des ausgezogenen Restquerschnitts ist durch Schraffur hervorgehoben, und der darunter¬ liegende Randteil 4a ist anhand seiner Konturen zu erkennen. Die Energiestrahl quel le 19 - auch hier ein COp-Laser-ist erkennbar radial auf das Hohlglas ausgerichtet, so daß der fokussierte Laserstrahl 20 die Wespentaille an der Auftreffstelle 20a trifft (siehe auch Figur 4). Auf diese Auftreffstelle 20a* ist eine heiße Gasströmung 25 gerichtet, die von einer punktförmi gen Brennerdüse 26 ausgeht. Die Gasströmung 25 ist unter einem spitzen Winkel zur Tangente in der Auftreffstelle 20a ausgerichtet. Etwa spiegel¬ symmetrisch zur Energiestrahl quel le 19 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite eine Saugdüse 27, mit der die Brenngase ebenso wie die verdampften Glas¬ anteile in Richtung der eingezeichneten Pfeile abge¬ zogen werden.
    权利要求:
    ClaimsA N R Ü C H E :
    1. Verfahren zum Herstellen von Hohlgläsern mit einem glatten, abgerundeten Rand durch Abtrennen eines ursprünglich mit dem Hohlglas verbundenen Rand¬ teils bei Temperaturen oberhalb des Erweichungs- punktes durch Beschüß der rotierenden Trennstelle mittels mindestens eines fokussierten Energie¬ strahls und nachfolgendes Verschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß man a) die Trennstelle mittels eines Gasbrenners in ' einer Breite von etwa 0,3 bis 1,5 mm auf dem
    Umfang des Hohlglases auf* eine Temperatur ober¬ halb des Erweichungspunktes erhitzt und den ab¬ zutrennenden Randteil in einen vorgegebenen axialen Abstand von der ursprünglichen Position bringt und mittels eines synchron und koaxial mit dem Hohlglas rotierenden Halter hält, der¬ art, daß im Glasquerschnitt eine Wespentaille gebildet wird, b) die Wespentaille unter Fortsetzung der Rotation mit dem mindestens einen Energiestrahl auf einer
    Breite beschießt, die deutlich geringer ist als die Breite der Wespentaille, und den Beschüß fort¬ setzt, bis die Glasteile durch Verdampfen von Glas getrennt sind, und c) zum Verschmelzen den Rand des Hohlglases unter
    Fortsetzung der Rotation erneut mit einem Gasbrenner beheizt, bis die Trennstelle die vergegebene Ab- rundung und den Glanz aufweist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt a) die Wespentaille bis auf eine Wandstärke zwischen 0,1 mm und einem Drittel der ursprünglichen Wandstärke ausgezogen
    5. wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt a) ein Abstand "x" für das Absenken des Randteils zwischen 1 ,5 und 5,0 mm gewähl t wi rd.
    0 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absenken mittels Schwerkraft bewirkt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) während einer Zeit¬ dauer von 1,25 bis 4,0 sec. durchgeführt wird.
    5 6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt b) mittels eines CO^-Lasers bei einer Energiedichte zwischen 2 und 10 Joule/mm2 durchgeführt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt b) bei Glastemperaturen an der Auftreffstelle von über 2573 K durchgeführt wi rd .
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine heiße Gasströmung auf die Auftreffstelle des Laserstrahls auf dem Glas gerichtet, und die Gase mit dem verdampften Glasanteil mit einer Saugdüse abgezogen werden.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Gasströmung durch eine punktförmige Brennerdüse erzeugt wird.
    10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , mit einem um eine Achse A-A drehbaren Aufnehmer für das Hohlglas und einem an der Trenn¬ stelle im wesentlichen radial zur Achse A-A auf das Hohlglas ausgerichteten Energiestrahlquelle-, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trenn- stelle (7) zusätzlich ein Gasbrenner (5) angeordnet ist, und daß sich unterhalb des Aufnehmers (1 ) ein um die gleiche Achse A-A drehbarer Halter (8) be¬ findet, der mit dem Aufnehmer (1 ) synchron antreib¬ bar ist und einen Abstand "x" vom unteren Rand (11 ) des Hohlglases (4) aufweist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (8) als Drehteller mit einer Auflage- . fläche (10) für den Rand (11 ) des Hohlglases (4) ausgebildet ist und in seiner Antriebswelle (9) ein Gelenk (12) für die planparallele Ausrichtung der Auf¬ lagefläche (10) zum unteren Rand (11 ) des Hohl¬ glases (4) aufweist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet daß der Halter (8) mit einer Hubeinrichtung (13) versehen ist, durch die die Auflagefläche (10) an den unteren Rand (11 ) des Hohlglases (4) zur Anlage bringbar ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3507498A1|1986-09-04|
    EP0214203A1|1987-03-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-09-12| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-09-12| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1986-10-24| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986901394 Country of ref document: EP |
    1987-03-18| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986901394 Country of ref document: EP |
    1988-09-01| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1986901394 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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