Glasmaschinen: Aufbau und Betrieb der Maschinen zur Formgebung des heißen Glases

420 Pages·1964·19.775 MB·German

by  W. Giegerich, W. Trier (auth.), Dipl.-Ing. H. Albrecht, Direktor Dr.-Ing. K. Becker, Direktor Dipl.-Ing. K. Flessa, Dipl.-Ing. H. Ganss, Direktor Ing. W. Giegerich, Ing. J. Goedicke, Dipl.-Ing. K. Groothoff, Obering W. Grundmann, Dipl.-Ing. F. Holl, Dr. G. Kiper, Direktor Ing. L. Muschalek, Dr. F. Oberlies, Direktor Dipl.-Ing. W. v. Reis, Dipl.-Ing. H. Riede, Direktor Dipl.-Ing. E. Schulze, Dr.-Ing. H. Spiekermann, Dr.-Ing. W. Trier, Ing. H. J. Walther, Prof. Dr.-Ing. R. Wille (eds.)

GLASMASCHINEN
GLASMASCHINEN
Aufbau und Betrieb der Maschinen
zur Formgebung des heißen Glases
Bearbeitet von
Dipl.-Ing. H. Albrecht · Direktor Dr.-lng. K. Becker ·Direktor Dipl.-Ing. K. Flessa
Dipl.-lng. H. Ganss · Direktor lng. W. Giegerich · lng. J. Goedicke · Dipl.-Ing.
K. Groothoff · Obering. W. Grundmann · Dipl.-lng. F. Holl · Dr. G. Kiper
Direktor lng. L. Muschalek · Dr. F. Oberlies · Direktor Dipl.-lng. W. v. Reis
Dipl.-Ing. H. Riede · Direktor Dipl.-Ing. E. Schulze · Dr.-lng. H. Spiekermann
Dr.-Ing. W. Tricr · lng. H. J. Walther · Prof. Dr.-Ing. R. Wille
Mit Unterstützung der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft Frankfurt a. M.
herausgegeben von
w. w.
Dir. lng. Giegerich und Dr.-lng. Trier
Heilbronn Frankfurt (Main)
Mit 300 Abbildungen und 75 Tabellen
im Text und auf einer Tafel
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1964
ISBN 978-3-662-23630-7 ISBN 978-3-662-25709-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-25709-8
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Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet,
dieses Buch oder Teile daraus auf photomechanischem Wege
{Photokopie, Mikrokopie) oder auf andere Art zu vervielfältigen
© by Springer-Verlag Berlin Heldeiberg 1964
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag OHG., Berlin/Göttingen/Heidelberg 1964
Softcoverreprint ofthe bardeover Istedition 1964
Library of Congress Catalog Card Number 63-21009
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Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem
Buche berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen
Im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und
daher von jedermann benutzt werden dürften
Vorwort
Die Verarbeitung des zähflüssigen heißen Glases, und nur die soll hier
behandelt werden, unterscheidet sich grundlegend von den sonst in der
Technik üblichen Herstellungsverfahren. Die starke Temperaturab
hängigkeit der Verarbeitungseigenschaften des Glases, und hier vor allem
der Zähigkeit, bringt es mit sich, daß Formgebungsvorgang und Ab
kühlung des Glases sehr genau aufeinander abgestimmt werden müssen.
Den Temperaturverhältnissen in den Formgebungsorganen der Maschine
und dem zeitlichen Ablauf der Formgebung kommt damit eine domi
nierende Bedeutung zu. Diese Besonderheit des Glases auf der einen und
die vielfältigen aus Glas hergestellten Gegenstände mit den damit ver
bundenen sehr verschiedenen Qualitätsansprüchen auf der anderen Seite
haben es mit sich gebracht, daß das Gebiet der Glasmaschinen im
Maschinenbau eine Sonderstellung einnimmt.
Die Literatur auf diesem Gebiet ist sehr lückenhaft und zudem weit
verstreut. Die einzige zusammenfassende Darstellung auf diesem Gebiet,
das Buch "Maschinelle Glasverarbeitung" von A. WENDLER, ist seit
langem vergriffen und zudem von der technischen Entwicklung überholt.
Sein Manuskriptentwurf für eine zweite Auflage wurde leider nicht mehr
druckreif. Bei der zunehmenden Spezialisierung auf dem Gebiet der
Glasmaschinen fällt es nicht nur dem Anfänger schwer, sich einen Ein
blick in die verschiedenen Verfahren und Maschinen zu verschaffen, auch
der Glasfachmann hat Mühe, über sein enges Spezialgebiet hinweg das
Gesamtgebiet der Glasverarbeitung zu überblicken. Aus dieser Situation
heraus hat sich der Fachausschuß IV "Glasmaschinentechnik" der
Deutschen Glastechnischen Gesellschaft entschlossen, die Herausgabe
eines Buches "Glasmaschinen" anzuregen und zu unterstützen, mit dem
Ziel, den derzeitigen Stand des Glasmaschinenbaus unter Berücksichti
gung der geschichtlichen Entwicklung zusammenfassend darzustellen.
Bei der Planung und Ausarbeitung wurden die Herausgeber besonders
von den Herren Prof. Dr.-Ing. R. GüNTHER, Karlsruhe, Dipl.-Ing.
H. RIEDE, Düsseldorf und Dir. E.ScHULZE, Essen, unterstützt, denen an
dieser Stelle nochmals bestens gedankt sei. Bei der starken Spezialisie
rung auf dem Gebiete der Glasmaschinen sahen sich die Herausgeber
außerdem genötigt, weitere Fachkollegen um ihre Mitarbeit zu bitten.
Ihnen gilt besonderer Dank für die entscheidende Mithilfe. Dank gilt
auch den Glashütten und Maschinenfabriken, die Material für das Buch
zur Verfügung gestellt haben. Um die Zusammenstellung der Schrifttums
angaben hat sich Dr. G. STEIN, Frankfurt, verdient gemacht. Für die
eingehende Durchsicht und Korrektur der Druckfahnen ist Herrn Dipl.
lng. A. STEIN, Frankfurt, zu danken.
VI Vorwort
Das Werk wendet sich seiner Aufgabenstellung gemäß an alle an der
Glastechnik Interessierten. Es soll dem Anfänger die Einarbeitung in die
Glastechnik erleichtern und dem Fachmann den Überblick über das
Gesamtgebiet vermitteln. Die einzelnen Abschnitte wurden weitgehend
aufeinander abgestimmt. Gewisse Überschneidungen und unterschied
liche Auffassungen lassen sich allerdings nicht vermeiden und sind, in
Anbetracht einer lebendigen, den Gegenstand von mehreren Seiten
beleuchtenden Darstellung auch nicht als Mangel anzusehen.
Behandelt werden die Grundlagen der Formgebung heißen Glases,
die Grundelemente der Glasmaschinen wie die Formen, die Spezial
getriebe, die Kühlorgane und dergleichen, die Glasmaschinen in Form der
wichtigsten Maschinentypen und ihre Produktionsleistungen. Die ge
schichtliche Entwicklung wird in einem besonderen Abschnitt behandelt,
da diese für die Glastechnik besonders lehrreich ist. Die Fachliteratur
wurde eingehend berücksichtigt, um dem Leser das Einarbeiten in
Spezialgebiete zu erleichtern.
Leider konnte die Spiegelglasherstellung nicht behandelt werden, da
es nicht gelang, dafür einen geeigneten Bearbeiter zu gewinnen. Da die
vorhandene Literatur auf diesem Gebiet nur den Stand von vor etwa
30 Jahren wiedergibt, wurde auch von einer Zusammenfassung der
Literaturangaben abgesehen.
Möge das Buch seinen Zweck erfüllen und allen auf dem Glas
maschinengebiet Ratsuchenden eine wertvolle Hilfe sein.
Heilbronn und Frankfurt (Main)
im Herbst 1963
W. Giegerich W. Trier
Inhaltsverzeichnis
A. Grundlagen. der Formgebung 1
1. Glaseigenschaften (W. GIEGERICH) 1
1.1. Viskosität . . . . . . . . 1
1.2. Oberflächenspannung. . . . 4
1.3. Wärmedehnung . . . . . . 5
2. Wärmetransport und Wärmeübergang bei der Formgebung (W. TRIER) . 7
2.1. Wärmeleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2. Wärmestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.1. Wärmestrahlung allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.2. Wärmefluß durch Strahlung, eindimensional, ohne Berücksich·
tigung der Ränder . . . . . . . . . . . . . 13
2.3. Überlagerung von Wärmeleitung und Wärmestrahlung 14
2.4. Wärmeabgabe des Glases bei der Formgebung 17
2.5. Temperaturverteilung im Glas bei der Formgebung 19
2.6. Wärmetransport in der Formwand 21
3. Fließen des Glases (W. TRIER) . . . . . . . . . . . 24
3.1. Fließverhalten des Glases als Substanz . . . . . . . . . . . . . 24
3.2. Fließen des Glases während der Verarbeitung in Hohlglasmaschinen 26
3.2.1. Fließen des Glases in Vorformen von Saugmaschinen . 26
3.2.2. Fließen des Glases in Vorformen von Speisermaschinen 29
3.2.3. Fließen des Glases in Fertigformen . . . . 30
3.3. Fließen des Glases bei der Flachglasherstellung . 32
4. Praktische Probleme der Formgebung (W. GIEGERICH) 33
4.1. Glasverarbeitungstemperatur 33
4.2. Formenoberfläche . . . . 34
4.3. Technische Einzelvorgänge 35
B. Maschinenelemente . . . . 36
1. Antriebe, f':.etriebe (H. RIEDE) . 36
1.1. Karussell.Drehtischantriebe . . . . 37
1.1.1. Gleichförmig laufende Maschinen . 37
1.1.2. Intermittierend laufende Maschinen . . . . . . . . . . . . 38
1.2. Bauformen und Eigenschaften der schrittweise arbeitenden Drehtisch·
antriebe . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.2.1. Mechanische Antriebe . . . . . . 38
1.2.2. Mechanisch·pneumatische Antriebe. 41
1.2.3. Pneumatische Antriebe . 41
1.3. Antriebe von Reihenmaschinen 43
1.4. Sondergetriebe . . 43
1.5. Überblick . . . . . . . . . 45
2. Steuerungen (H. RIEDE) . . . . . 46
2.1. Grundlagen der Steuerung, Funktionszeiten. 49
2.2. Ausführungen . . . . . . . . . . . . . 52
2.2.1. Mechanische Steuerung . . . . . . 52
2.2.2. Mechanisch-pneumatische Steuerung 54
2.2.3. Pneumatische Steuerung 56
2.2.4. Elektrische Steuerung . 57
2.2.5. Hydraulische Steuerung. . . . . . 58
VIII Inhaltsverzeichnis
3. Formenzuhaltungen (W. GIEGERICH und G. KiPER). 58
4. Formen (H. RIEDE) . . . 65
4.1. Allgemeines • . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2. Formenentwurf . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2.1. Äußere Gestalt . . . . . . . . . . . 67
4.2.2. Entwurf der Form von Hohlglasgefäßen 67
4.2.3. Entwurf der Form von Preßglasartikeln . . . . . . . . . 71
4.2.4. Entwurf von Külbel, Vorform und Pegel für Hohlglasgefäße . 72
4.3. Herstellung der Formen . . . . . . . • . . . . 75
4.4. Reinigung und Instandsetzung der Formwerkzeuge 77
4.4.1. Reinigung . . . . . . . . . . . . . 77
4.4.2. Instandsetzung . . . . . . . . . . . 79
5. Eigenschaften der Formenwerkstoffe (F. ÜBERLIES) 84
5.1. Chemische Zusammensetzung und Gefüge. 86
5.1.1. Gußeisen . . . . . . . 86
5.1.2. Hitzebeständige Stähle . 93
5.2. Hitzebeständigkeit . . . . 95
5.2.1. Wärmeausdehnung 95
5.2.2. Oxydation . . . . 96
5.2.3. Wärmeleitfähigkeit . 97
5.2.4. Temperaturleitzahl 98
5.2.5. Spezifische Wärme . 98
5.2.6. Festigkeit 99
5.3. Härte und Bearbeitbarkeit 100
5.4. Aufbringen von Überzügen 101
5.5. Kleben des Glases ·. . . . 102
6. Kühlung der Formen (W. GIEGERICH und R. WILLE) • 108
6.1. Innentemperatur der Form 113
6.2. Düsendurchmesser . . 113
6.3. Düsenform . . . . . . . 113
6.4. Abstand der Düse . . . . 113
6.5. Neigung der Düse . . . . 113
6.6. Kühlnadeln mit Kreisdüse 113
6.7. Kühlnadeln mit Flachdüse . . . . . . 113
6.8. Anordnung der Kühldüsen in der Praxis . . 115
6.8.1. Mit der Form verbundene Kühldüsen. 116
C. Geschiehtliehe Entwicklung der Glasverarbeitungsmaschinen
(L. MusCHALEK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
1. Entwicklung der Verfahren bis zum Maschinenzeitalter. 119
2. Pressen von Hohlglas. . . . . . . . . . . 122
2.1. Technische Entwicklung des Verfahrens 122
2.2. Entwicklung von Sonderverfahren . . . 125
3. Pressen und Blasen von Hohlglas . . . . . 126
3.1. Entwicklung des klassischen Verfahrens 126
3.2. Entwicklung von Sonderverfahren . 129
4. Blasen von Hohlglas . . . . . . . 129
5. Beschicken der Maschinen mit Glas . . 138
6. Herstellung von Flachglas . . . . . . 139
D. Vorbereitung der Glasmasse zur Verarbeitung 143
1. Apparaturen zur Vorbereitung der Glasmasse für die Verarbeitung
(W. GIEGERICH) . . . . . . . . . . 143
2. Drehwannen (W. TRIER) . . . . . . . . 145
2.1. Drehwanne der Owens-Maschine 145
2.2. Drehwanne der Roirant-A6-Maschine 148
2.3. Drehteller der Pöting-AM6-Maschine. 149
Inhaltsverzeichnis IX
3. Speiser (E. ScHULZE und H. GANSS) . . . . . 149
3.1. Entwicklung und .Arbeitsweise des Glasspeisera 150
3.2. Aufbau und Funktion des Speisers . . . . . . 152
3.2.1. Eisenkonstruktion - Speiseranordnung . . . . . . . . 152
3.2.2. Aufbau der Speiserrinne (Emhart-Vorherd Typ K und Z) 153
3.2.2.1. Kühlzone . . . . . . . 154
3.2.2.2. Ausgleichszone . . . . . 154
3.2.2.3. Speiserkopf . . . . . . 154
3.2.2.4. Abmessungen der Speiser 155
3.2.3. Beheizung. . . . . . . . . . 155
3.2.3.1. Gasbeheizung, Typ K . 155
3.2.3.2. Ölbeheizung, Typ Z . . 156
3.2.3.3. Elektrobeheizung . 156
3.2.4. Speiserkühlung . . . . . 156
3.2.5. Temperaturregelung . . . 157
3.2.6. Rührwerk . . . . . . . . 157
3.2. 7. Glasstandmessung . . . . . . . . 158
3.2.8. .Arbeitsweise des Speisermechanismus . . . . . . . . . . . 158
3.2.8.1. Hartford-Typen HE144, HF81 Turbex, HE113 und
HE115 . . . . . . . . . . . . 158
3.2.8.2. British-Hartford-Speiser . . . . . 166
3.2.8.3. Putsch-Speiser SR21 . . . . . . 166
3.2.8.4. TRB-Speiser oder Beatty-Speiser . 167
3.2.8.5. Pöting-Speiser . . . . 167
3.3. Temperaturführung . . . . . . . . 169
3.4. Daten für den Betrieb eines Speisers . 173
3.5. Schlußbetrachtungen. . . . . . 175
E. Maschinen zur Glasverarbeitung 177
1. Glaspressen . . . . . . . . . . . . 177
1.1. Hand- und halbautomatischePressen (H. J. WALTHER) 177
1.1.1. Anfangen des Glaspostens 177
1.1.2. Preßvorgang. . . . . . . . . . 179
1.1.3. Formenkühlung . . . . . . . . 180
1.1.4. Pressen für die Preßglasfertigung. 181
1.1.4.1. Federkorbpressen . . . . 181
1.1.4.2. Exzenterpressen . . . . 184
1.1.4.3. Kniehebelpressen . . . . 184
1.2. Automatische Pressen (K. GROOTHOFF) . . . . . 185
1.2.1. Arbeitsverfahren bei maschinellem Pressen 185
1.2.2. Maschinenbeschreibungen . . . . . . . . 189
2. Preß-Blasmaschinen (K. BECKER) . . . . . . . . . 194
2.1. Vollautomatische Preß-Blasmaschinender Firma Pöting 195
2.1.1. Arbeitsverfahren der Maschine. . . . . . . . . 195
2.1.2. Antrieb und Aufbau der Maschine . . . . . . . 199
2.1.3. Technische Angaben . . . . . . . . . . . . . . . . 200
2.2. Vollautomatische Preß-Blasmaschinender Firma Lynch (USA) 200
2.3. Weitere vollautomatische Preß-Blasmaschinen 203
2.3.1. Knox-IK-Maschine. . . . . . . . . 203
2.3.2. Miller-MT-Maschine der Firma Lynch. 204
2.3.3. Moorshead-Maschine . . . . . . . . 204
2.4. Schlußbetrachtung . . . . . . . . . . . . 204
3. Blasmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.1. Allgemeine Betrachtung der Fertigung von Flaschen (W. GIEGERICH). 205
3.1.1. Fertigungszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.1.2. Zeitmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.1.3. Beziehungen der Funktionszeiten untereinander . . 209
3.1.4. Vergleich der Bauelemente und Maschinenleistungen 211
X Inhaltsverzeichnis
3.2. Saug-Blasmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . 214
3.2.1. Owens-Maschinen (L. MuscHALEK und H. RIEDE) 214
3.2.1.1. Entwicklung . . . . . . . . . . . . . 214
3.2.1.2. Konstruktion. . . . . . . . . . . . . 217
3.2.1.3. Produktionsleistung . . . . . . . . . 220
3.2.2. Roirant-Maschinen (Typen B, F, A6, BB) (W. GIEGERICH) 221
3.2.2.1. Bauart B und F . . . . . . . . . . . . . . . 221
3.2.2.2. Bauart A6. . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
3.2.2.3. Bauart BB . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
3.2.3. Sonstige Saug-Blasmaschinen (L. MusCHALEK und W. GIEGE·
RICH) . . • . . . . . . . . . . . 235
3.2.3.1. Redlern-Maschine . . . . . 235
3.2.3.2. Owens-Schwartzkopff-Typ OS 236
3.2.3.3. Monish-Maschine . . . . . . 241
3.2.3.4. Lagena-Maschine . . . . . . 242
3.2.3.5. Wyss-AW-Saug-Blasmaschine 243
3.2.3.6. O'Neill-Saug-Blasmaschine. . 244
3.2.3.7. Hilimann-Maschine . . . . . 246
3.2.3.8. Pöting-Saug-Blasmaschinen . . . . . . 248
3.2.3.9. Schwartzkopff-KS6-Flaschenblasautomat 249
3.2.4. Saug-Blasmaschinen zur Herstellung dünner, nahtloser Gläser . 254
3.2.4.1. Westlake-Maschine (W. TRIER) . . . . . . . 254
3.2.4.2. Ivanhoe-Maschine (J. GOEDICKE) . . . . . . 256
3.2.4.2.1. Arbeitsverfahren . . . . . . . . . 258
3.2.4.2.2. Maschinenaufbau . . . . . . . . 259
3.2.4.3. Kutzscher-Sloan-Maschine (W. GRUNDMANN) . 265
3.2.4.3.1. Arbeitsverfahren. . . . . . . . . 265
3.2.4.3.2. Maschinenaufbau . . . . . . . . 265
3.3. Speisermaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
3.3.1. Lynch-Karussellmaschinell (E. ScHULZE und H. GANSS) . 271
3.3.1.1. Lynch-10-Maschine . . . . . . . . . 271
3.3.1.1.1. Arbeitsverfahren • . . . . . 272
3.3.1.1.2. Maschinenaufbau. . . . . . 276
3.3.1.1.3. Steuerplan der Maschine . . 279
3.3.1.1.4. Allgemeine Maschinendaten . 280
3.3.1.2. Lynch-16B-Maschine . . . . 282
3.3.2. Roirant-R7-Maschine (W. GIEGERIOH) 285
3.3.3. Hartford-IS-Maschine (H. RIEDE) . 294
3.3.3.1. Maschinenbeschreibung . . 294
3.3.3.2. Produktionsvorgänge . . . 298
3.3.3.2.1. Bias-Blasvorgang 298
3.3.3.2.2. Preß-Blasvorgang . . . . . . . . . . 2.99
3.3.3.2.3. Produktionsbereich und Produktionsge-
schwindigkeiten . . . . • . . . . . . 301
3.3.3.2.4. Steuerzeiten - Fabrikationsabläufe • . 303
3.3.3.2.5. Formenumbau, Lebensdauer der Formen . . 303
3.3.3.2.6. Energieverbrauch und Produktionsleistungen 304
3.3.4. Lynch-44-Maschine (E. SCHULZE und H. GANSS) 306
3.3.4.1. Aufbau • . . . . . . . . . . . 306
3.3.4.2. Hauptabmessungen . . . . . . . 307
3.3.4.3. Blas-Blasverfahren . . . . . . . 308
3.3.4.4. Preß-Blasverfahren . . . . . . . 310
3.3.4.5. Besondere Merkmale der Maschine 311
3.3.5. Sonstige Speiserblasmaschinen für Flaschen (H. MuscHALEK) 312
3.35.1. Pöting-Speiserblasmaschinen Typ F2 und Typ F14 312
3.3.5.2. Putsch-SBK22-Speiserblasmaschine . . . . . . . . 316
3.3.5.3. Mitchell-Speiserblasmaschine . . . . . . . . . . . 317