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Verfahren zum Herstellen von Glashohlkörpern aus mehreren Teilen,
z. B. Glasbausteinen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Glashohlkörpern,
die aus mehreren miteinander durch Zusammenschweißen veAinigten Teilen bestehen.
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Zur Vereinigung dieser Einzelteile bedient man sich bisher verschiedener
Verfahren. Ein Verfahren besteht darin, daß man die zu vereinigenden Kanten bzw.
Stoßflächen der Einzelteile entweder unter Ausnutzen der ersten Hitze oder nach
erneutem Erweichen der Kanten unter Druck miteinander vereinigt. Auch wurde bereits
vorgeschlagen, zwischen die Stoßflächen der Einzelteile eine Metallschicht, beispielsweise
aus Aluminium, Kupfer, Blei, Zinn, Wismut usw. zu bringen, wobei diese Zwischenlage
sich entweder in geschmolzenem Zustande befindet oder auch in kaltem Zustande zwischengelegt
und dann durch Einwirkung von Hitze zum Schmelzen gebracht wird, um die Vereinigung
der Teile miteinander herbeizuführen.
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Beide Verfahren haben den Nachteil, daß unter der Einwirkung der Hitze
leicht eine Verformung der Einzelteile entsteht und ungleichmäßige Spannungen in
den Glasteilen auftreten, welche zum Bruch der Hohlkörper führen können. Bei Verwendung
metallischer Verbindungen zeigt sich der weitere Nachteil, daß infolge der verschiedenen
Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Glas bei starken Temperaturschwankungen
ein Lösen der Verbindung eintreten kann, wodurch der Hohlkörper undicht wird.
Es
ist ferner bekannt, bei der Herstellung von Glashohlkörpern zur Verbindung der Einzelteile
nichtmetallische Verbindungsmittel zu verwenden, welche ebenfalls die erwähnten
Nachteile aufweisen.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich nach den bekannten Verfahren Glashohlkörper,
welche den an sie zu stellenden Bedingungen und Beanspruchungen hinsichtlich des
Isolationsvermögens, der Wetterbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit,
chemische Eiwirkungen, Standfestigkeit, teilweise auch Lichtdurchlässigkeit, Schallabsorption
usw. entsprechen, nicht mit Sicherheit herstellen lassen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Übelstände zu beseitigen
und darüber hinaus die Glashohlkörper in ihren Eigenschaften insbesondere hinsichtlich
ihres Isolationsvermögens gegen Wärme und Kälte und ihres Schallabsorptionsvermögens
gegenüber den bekannten Glashohlkörpern zu verbessern und das Verfahren ihrer Herstellung
wirtschaftlicher zu gestalten. Sie besteht darin, daß die Einzelteile der Glashohlkörper
auf den miteinander zu verbindenden Kanten oder StoßfläEhen bei ihrer Formung einen
oder mehrere Grate aus dem gleichen Material erhalten, die im Querschnitt erheblich
kleiner sind als der Querschnitt der Stoßflächen, wobei die Erhitzung der Stoßflächen
bzw. der Grate in der Weise und bis zu einem solchen Grade örtlich begrenzt durchgeführt
wird, daß nur die Grate zum Erweichen gebracht werden, darauf die Einzelteile unter
Druck derart zusammengeschmolzen werden, daß eine Verformung und ein Ineinanderübergehen
der Grate erfolgt, wodurch die Verschweißung der Kanten vollständig und luftdicht
ist, und der Hohlraum bei allseitig geschlossenen Glashohlkörpern ein Vakuum aufweist,
das bisher nicht erreicht werden konnte.
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Die auf den Stoßflächen angeordneten Grate der Einzelteile werden
hinsichtlich ihrer Abmessungen so gewählt, daß sie nur einen Teil der Breite der
Kanten bzw. der Stoßflächen einnehmen, etwa ein Drittel. Die Grate können flach,
nach oben spitz zulaufen, zackig, gerippt, gewölbt oder sonstwie geformt sein und
in der Längs- oder Querrichtung der Kanten gerade oder schräg verlaufen. Die Grate
können so angeordnet sein, daß sie beim Zusammenschweißen der einzelnen Teile einander
gegenüberstehen oder auch versetzt zueinander liegen. In manchen Fällen wird es
genügen, nur eine Kante oder Stoßfläche der zu vereinigenden Teile mit dem Grat
zu* versehen. Infolge ihrer kleinen Oberfläche bieten die Grate den Vorteil, daß
sie bei vorhandenen Unebenheiten, um eine vollständige Verschweißung zu erzielen,
nur eine kurze Bearbeitung, wie z. B. durch Schleifen, zur Erzielung einer ebenen
Fläche benötigen.
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Für die Vereinigung der Einzelteile eines Glashohlkörpers werden im
Gegensatz zu den bekannten Verfahren nicht die ganzen Flächen der Stoßkanten, sondern
nur die auf diesen Kanten vorgesehenen Grate so hoch erhitzt, daß sie weich bzw.
plastisch werden.
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Es ist an sich nicht neu, die Stoßflächen der Einzelteile mit Nut
und Feder bzw. mit genau ineinander passenden Vorsprüngen und Vertiefungen zu versehen.
Diese haben aber allein den Zweck, die Einzelteile genau passend übereinander zu
legen. Sie sind Teile der Stoßflächen, ragen also nur wenig oder gar nicht über
die Stoßflächen hinaus und können nicht für sich allein bis zum Erweichen erhitzt
werden, sondern nur zusammen mit den Stoßflächen. Die bekannten vorspringenden Teile
werden auch nicht zerdrückt, so daß sie zerfließen und ineinander übergehen wie
die Grate nach der Erfindung.
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Um Verfärbungen des Glases, die sich durch Zersetzung der bisher angewendeten
Brenngase ergeben, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Gas aus der Gruppe der
Methan, Propan usw. verwendet, welches bei entsprechender Luftmenge vollständig
verbrennt, eine örtlich begrenzte und dadurch sehr rapide Hitze entwickelt, so daß
in der kurzen zur Durchführung des Schweißvorganges erforderlichen Zeit sich keine
Verbrennungs- bzw. Zersetzungserzeugnisse bilden können, die eine Verfärbung des
Glases herbeiführen würden.
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Die zu verschmelzenden Teile werden dabei zweckmäßigerweise nahe über-
oder nebeneinander angeordnet. Sie können aber auch so angeordnet sein, daß sie
sich berühren. Zur Erweichung der Grate wird eine Heizquelle benutzt, welche die
zu verbindenden Grate gleichzeitig bestreicht und deren Hitze dabei durch den zwischen
den Einzelteilen befindlichen Spalt geführt wird und in den Hohlraum der Einzelteile
tritt. Es ist aber auch möglich, gleichzeitig mehrere Heizquellen, elektrischen
Strom oder andere Heizmittel zu verwenden. Infolgeder angegebenen Ausbildung der
Grate erweichen diese bereits nach kurzer Hitzeeinwirkung, so daß die übrigen Teile
der Glaskörper von der Hitze nicht nachteilig beeinflußt werden.
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Nach dem Erweichen der Grate werden die Einzelteile vollständig zusammengeführt
und durch Anwendung von Druck zusammengeschweißt. Versuche haben ergeben, daß nach
entsprechender Erhitzung auch ohne Druckanwendung vollständige Verschweißung der
Einzelteile erreicht werden kann.
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Da die Einzelteile, wie erwähnt, durch die angegebene Ausbildung der
Grate von der Flammenführung und Hitzeeinwirkung nicht nachteilig beeinflußtwerden
und ferner geringer oder kein Druck zum Verschmelzen der Einzelteile genügt, werden
Verformungen der Einzelteile durch ungleichmäßige Erwärmung oder Zubruchgehen durch
Druck oder durch von der Hitze hervorgerufene Spannungen vermieden. Die erweichten
Grate der Einzelteile gehen eine innige Verschmelzung miteinander ein, so daß sich
eine völlig dichte Verbindung der Einzelteile ergibt. Versuche haben gezeigt, daß
auf diese Weise hergestellte Glashohlkörper den Bedingungen und Beanspruchungen,
die hinsichtlich ihrer Isolierfähigkeit gegen Kälte und Wärme, Wetterbeständigkeit,
Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Standfestigkeit, Verformung, Lichtdurchlässigkeit,
Schallabsorption, chemische Einwirkungen usw., an sie gestellt werden,
entsprechen.
Die der Erweichung der Grate dienende Hitze, welche in die Hohlräume der Einzelteile
hineingedrückt und bis zu ihrer vollständigen Zusammenschweißung beibehalten wird,
versperrt das Eindringen von äußerer Luft in diese Hohlräume und hat somit die Bildung
eines sehr hohen Vakuums in dem fertigen Hohlkörper zur Folge, welches höher ist
als bei den nach den bisherigen Verfahren hergestellten, allseitig geschlos-' sehen
Glashohlkörpern.
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Nach dem Verfahren der Erfindung können Glashohlkörper aller Art,
beispielsweise Glashohlbausteine, Kästen, Flaschen, Glocken, Rohre, Zylinder, Kuben,
Kugeln o. dgl., d. h. alle Glashohlkörper, die aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt
sind, und zwar solche mit oder ohne Hohlraum im Innern, hergestellt werden. Dabei
ist es natürlich auch möglich, beispielsweise bei Rollen (Walzen), welche aus mehreren
Teilen zusammengesetzt werden sollen, die Rollenhälften derart mit je einem halben
Gewinde zu versehen, daß die Rollen nach dem Zusammenschweißen der Hälften ganze
Gewinde aufweisen, welche den Einbau von Maschinenelementen, wie z. B. Kugellagern,
ermöglichen. Ferner ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Gegenstände
verwickelter Form, z. B. Ständer, Füße usw., die aus einem Stück nicht erzeugt werden
können, aus mehreren Teilen herzustellen.
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Die Verschmelzung der Einzelteile geschieht zweckmäßigerweise im Anschluß
an ihre Herstellung im unterbrochenen oder ununterbrochenen Arbeitsverfahren, also
in dem Augenblick, wo sie noch heiß sind. Hinsichtlich der Temperaturhaltung der
zu verschweißenden Einzelteile kann man nach der Erfindung in weiten Grenzen arbeiten,
da die für die Erweichung der Grate erforderliche kurzzeitige Hitzeeinwirkung, wie
erwähnt, die Einzelteile als solche nicht nachteilig beeinflußt und das Arbeiten
auch ermöglicht, wenn letztere nicht hochtemperiert sind.
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Durch die auf die Grate zur Einwirkung gebrachte Hitze, welche auch
i-ri die inneren Hohlräume der Einzelteile eintritt, läßt sich bis zur vollständigen
Verschweißung der Teile im Innern eine Temperatur aufrechterhalten, die wesentlich
höher als die Temperatur der Einzelteile selbst ist.
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In der Zeichnung zeigen die Abb. i bis 3, 5 und 6 sowie 8 und 9 im
Querschnitt und die Abb. ,4, 7 und io in Seitenansicht miteinander zu vereinigende
Glasteile, die an den Stoßflächen Grate gemäß der Erfindung in verschiedenen beispielsweisen
Ausführungsformen aufweisen. Abb. i i ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Verschmelzen der Einzelteile.
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Abb. i zeigt einen geradlinig verlaufenden Grat a auf jeder Stoßfläche
b der Einzelteile c; Abh. 2 zeigt zwei geradlinig verlaufende Grate a auf jeder
Stoßfläche b der Einzelteile c; A1>1>. 3 zeigt auf der Stoßfläche b des oberen Einzelteiles
c einen geradlinig verlaufenden Grat a und zwei geradlinig verlaufende, versetzt
zu dem Grat A angeordnete Grate a, a' auf der Stoßfläche b des unteren
Einzelteiles c. Bei den Abb. i bis 4 sind die Grate a, ä bzw. die Einzelteile
getrennt voneinander gezeigt.
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Abb. 5 bis io zeigen im Quer- und Längsschnitt die Grate
a, ä bzw. die Einzelteile c in Berührung miteinander.
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Bei der in Abb. i i gezeigten, an sich bekannten Vorrichtung zum Verschmelzek
der Einzelteile sind die Haltevorrichtungen für die Einzelteile mit d und
e, die Einzelteile mit c, der Brenner mit f, die Heb- und Senkvorrichtung
mit g bezeichnet.
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Soll ein Glashohlkörper beispielsweise aus zwei Einzelteilen erzeugt
werden, so werden die beiden Einzelteile möglichst gleich nach ihrer Herstellung
und solange sie noch heiß sind, jeder für sich in die obere bzw. untere Haltevorrichtung
d und e geschoben und die Schweißgrate des oberen und unteren Einzelteiles c einer
kurzdauernden Erhitzung, in vorliegendem Falle durch einen Brenner f, ausgesetzt.
Durch die relativ geringe Stärke der Schweißgrate a, auf welche die Hitze gerichtet
wird, erweichen diese in so kurzer Zeit, daß die Hitze die Einzelteile als solche
nicht nachteilig beeinflussen kann. Sind die Grate a erweicht bzw. plastisch, so
werden die Einzelteile c mittels der Heb- und Senkvorrichtung g so weit einander
genähert, daß sie sich berühren und durch leichten Druck verschweißen. Der fertige
Glashohlkörper wird dann dem Kühlofen zugeführt und in üblicher Weise gekühlt oder
gehärtet. Diese Vorrichtung ist nicht Gegenstand der Erfindung.