專利名稱：通過注塑制造玻璃模制件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過注塑制造玻璃模制件的方法。玻璃模制件可能涉及玻璃制成的任意物體，其中，尤其涉及具有比較復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的家具、首飾、禮品、辦公用品、汽車工程、光學(xué)、電氣工程及電腦外設(shè)等領(lǐng)域的創(chuàng)新的裝飾性玻璃模制件，例如殼體。
背景技術(shù)：
由德國(guó)專利申請(qǐng)DE 33 06 253 Al公知一種用于通過注塑制造玻璃模制件的方法和裝置。具有大約1250°C的熔融玻璃被引入到澆注筒中。澆注筒具有半模，例如對(duì)鈣鈉玻璃預(yù)熱到500°C。作為借助于施加壓力而將熔融玻璃從澆注筒通過噴嘴通道輸送到模具中的輸送裝置，設(shè)置成具有壓力活塞的活塞/汽缸單元。通過操作壓力活塞，利用50和1000 巴之間，優(yōu)選250和750巴之間的壓力將熔融玻璃壓入到模具中。當(dāng)熔融玻璃的晶粒漸漸固化在模具中時(shí)增加后壓力，這表示澆注壓力下降并且下降到25到0%。一旦玻璃物質(zhì)在模具中最大程度地固化，玻璃物質(zhì)充分降壓，并且能夠在模具中無壓地充分凝固。隨后，將玻璃模制件從模具中取出，移除澆注殘留物，并且玻璃模制件在冷卻爐中冷卻到大約ioo°c。根據(jù)本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人的認(rèn)識(shí)，由于密度差異而在玻璃中因此產(chǎn)生應(yīng)力，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注塑法制造的玻璃模制件是非常難以塑造的，并且不具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和溫度變化穩(wěn)定性。應(yīng)用活塞將熔融玻璃從澆注筒輸送到模具中感覺是不利的，因?yàn)槔眠@種裝置不允許因此完成更多完全相同的產(chǎn)品。由于熔融玻璃和/或模具的溫度不是恒定的， 也很容易造成未充滿模具。由美國(guó)專利US3，814，593已知一種通過注塑制造玻璃模制件的方法和裝置。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，熔融玻璃在這里加熱到1471°C，并且輸送到溫度為482°C的模具中。在這里，在 125巴的壓力下進(jìn)行輸送。然后，熔融玻璃在90秒內(nèi)在模具中達(dá)到約610°C。隨后，模具緩慢地冷卻，其中，溫度下降約16°C /小時(shí)。然后，從模具中取出玻璃模制件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本合適的通過注塑制造玻璃模制件的方法和裝置， 利用該方法和裝置能夠經(jīng)濟(jì)地制造其所制造的玻璃模制件，該玻璃模制件尤其是例如家具和首飾領(lǐng)域的創(chuàng)新的裝飾性玻璃模制件，并且所制造的玻璃模制件同時(shí)具有提高的機(jī)械強(qiáng)度、溫度變化穩(wěn)定性和表面質(zhì)量。該目的通過根據(jù)本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案從從屬權(quán)利要求得知。從美國(guó)專利US 5，904，746以及所屬的德國(guó)專利申請(qǐng)DE 19742159A1已知一種通過壓鑄，更確切地說是注塑，制造光學(xué)玻璃模制件的方法和裝置，該光學(xué)玻璃模制件尤其是光學(xué)透鏡。通過在澆注筒中熔化玻璃棒，在澆注筒自身中產(chǎn)生熔融玻璃。然后，活塞作用于玻璃棒的未熔化部分，使得對(duì)玻璃棒和在活塞移開的端部區(qū)域中存在的熔融玻璃沿著噴射器和模具的方向施加適度的壓力。另外這也意味著玻璃棒的熔化部分噴射到模具中。在熔融玻璃噴射到模具中的第一步中，熔融玻璃能夠具有處于熔融玻璃工作點(diǎn)上的溫度范圍內(nèi)的溫度，因此，熔融玻璃的粘度為IO2到IO5泊之間，即10和IO4帕斯卡秒(Pa · s)，并且優(yōu)選為IO2到IO3泊之間，即10和IOOPa · s之間。在注塑步驟之后進(jìn)行壓縮處于模具中的玻璃材料的另一步驟，其中，玻璃材料在壓縮步驟中應(yīng)具有101°和IO12泊之間，即IO9和 10"Pa· s之間的粘度。本發(fā)明的描述本發(fā)明涉及一種用于通過注塑制造玻璃模制件的方法。熔融玻璃在澆注筒的外部提供，尤其是在熔化池、熔化鍋或玻璃接口中。然后，所述熔融玻璃傳送到所述澆注筒中。所述熔融玻璃在所述澆注筒中進(jìn)行加熱。所述熔融玻璃借助于施加的壓力通過噴嘴通道輸送到模具中。所述熔融玻璃施加最大為10巴的低壓輸送到模具中。所述熔融玻璃加熱成使得所述熔融玻璃在離開噴嘴通道時(shí)具有至少所述熔融玻璃工作點(diǎn)上的溫度和最大為IO3帕斯卡秒的粘度。自動(dòng)運(yùn)走所述已經(jīng)填充的模具并且向噴嘴通道供給空的模具。在將所述熔融玻璃輸送到模具中的步驟結(jié)束后立即對(duì)包括玻璃模制件的模具進(jìn)行退火。根據(jù)玻璃的種類，玻璃模制件尤其相應(yīng)地暫時(shí)冷卻到相變溫度(Tg)，以便然后在進(jìn)一步冷卻到相變溫度以下以后，將玻璃模制件從模具中取出。本發(fā)明還涉及一種用于通過注塑制造玻璃模制件的裝置。所述裝置具有一個(gè)澆注筒，一個(gè)與所述澆注筒相連接的噴嘴通道，一個(gè)可與所述噴嘴通道相連接的模具，一個(gè)輸送裝置和一個(gè)用于加熱熔融玻璃的加熱裝置，其中，所述澆注筒具有一個(gè)用于將熔融玻璃傳送到澆注筒中的接口，所述噴嘴通道用于將所述熔融玻璃導(dǎo)出所述澆注筒，所述模具用于由熔融玻璃成型為玻璃模制件，所述輸送裝置借助于施加的壓力通過噴嘴通道將所述熔融玻璃從澆注筒輸送到模具中。所述輸送裝置構(gòu)造并且布置成所述輸送裝置對(duì)所述熔融玻璃施加最大為10巴的低壓以將其輸送到模具中。所述加熱裝置構(gòu)造并且布置成所述加熱裝置加熱熔融玻璃使得所述熔融玻璃在離開噴嘴通道時(shí)具有至少所述熔融玻璃工作點(diǎn)上的溫度和最大為IO3Pa · s的粘度。一個(gè)運(yùn)送裝置設(shè)置成自動(dòng)運(yùn)走已經(jīng)填充的模具，并且向所述裝置自動(dòng)供給空的模具。例如由Winnacker Kiichler 的〃 Chemische Technik"的第 8卷可得知，應(yīng)當(dāng)根據(jù) ISO 7884-1將玻璃的工作點(diǎn)(也稱為“加工點(diǎn)”或者用英語表示為“working point”)理解為溫度值，這時(shí)，玻璃具有粘度為104dPa · s,即IO3Pa · S。低粘度應(yīng)當(dāng)理解為一個(gè)用數(shù)字表示的較低粘度值或者另一所謂的高流動(dòng)性。當(dāng)熔融玻璃的粘度達(dá)到最大為103 *s，這稱為粘度的數(shù)值為1000或更小。粘度還涉及玻璃的良好可運(yùn)動(dòng)性的質(zhì)量。利用用于通過注塑制造玻璃模制件的新方法和新裝置，由低粘度熔融玻璃制造玻璃模制件，所述玻璃模制件具有提高的機(jī)械強(qiáng)度、溫度變化穩(wěn)定性和表面質(zhì)量。為各自的直接使用性能的使用，所述玻璃模制件因此不用或只進(jìn)行更少的再加工。該積極性能尤其通過低施加壓力和低粘度實(shí)現(xiàn)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)已知的低粘度時(shí)的高施加壓力相比，獲得具有更低應(yīng)力的改善的玻璃內(nèi)部組織。在成型過程中，不對(duì)單獨(dú)的涂層進(jìn)行不必要的壓縮，而是可流動(dòng)的熔融玻璃在模具中均勻地、經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)散。
當(dāng)使用所謂的“長(zhǎng)”玻璃時(shí)，即具有大溫度范圍的玻璃，能夠特別好的得到這種效果，其中所述玻璃具有高流動(dòng)性，這保證良好的加工。在特別實(shí)用的未來眼鏡應(yīng)用中-例如硅酸鉛、硅酸硼、鉀-堿土-鋁硅酸鹽、玻璃陶瓷以及特種玻璃-該溫度范圍在大約900°C到 1300°C的數(shù)量級(jí)中。所述方法尤其操作成所述熔融玻璃在從噴嘴通道排出時(shí)的溫度比所述熔融玻璃工作點(diǎn)上的溫度高，尤其是高10°c和100°C之間。熔融玻璃的工作點(diǎn)也被專家圈理解為熔融玻璃的粘度值，自此可對(duì)熔融玻璃進(jìn)行良好的加工。工作點(diǎn)在這里位于玻璃的相變溫度 (Tg)、屈服點(diǎn)和軟化點(diǎn)以上?，F(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選將熔融玻璃加熱成使得熔融玻璃在離開噴嘴通道時(shí)，更確切地說是在進(jìn)入模具時(shí)，具有最大為IO3Pa · s，尤其是IO2Pa · s或更小的非常低的粘度。所述熔融玻璃能夠施加最大為5巴，尤其是1巴或更小的壓力。與現(xiàn)有技術(shù)相比較可以施加小的壓力，這是因?yàn)槿廴诓ＡЬ哂辛己玫牧鲃?dòng)性。通過該小的施加壓力，只對(duì)玻璃的單獨(dú)涂層和相應(yīng)的更小結(jié)構(gòu)進(jìn)行小的壓縮以免在玻璃模制件中產(chǎn)生不期望的固定不變的應(yīng)力。所述熔融玻璃能夠借助于被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)的輸送蝸桿輸送到模具中。與應(yīng)用活塞的現(xiàn)有技術(shù)相比，借助于輸送蝸桿進(jìn)行輸送的第一基本優(yōu)點(diǎn)在于通過控制相應(yīng)的相移角能夠簡(jiǎn)單地調(diào)整輸送蝸桿輸送不同輸送量的熔融玻璃，從而能夠制造不同幾何結(jié)構(gòu)的玻璃模制件而不用變換輸送裝置。在這里，它還起著這樣的作用，即配料或準(zhǔn)備好了的玻璃不在裝置自身中或澆注筒中，而是位于在前連接的熔化池或諸如此類中更大量地熔化。能夠向澆注筒供給確定量的熔融玻璃，所述確定量多于比完成各自的玻璃模制件所需要的量。然后，輸送到模具中的熔融玻璃的體積通過調(diào)節(jié)輸送裝置，即尤其通過旋轉(zhuǎn)輸送蝸桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。替代輸送蝸桿，所述熔融玻璃也能夠借助于氣體壓力，尤其是利用保護(hù)氣體而輸送到模具中。在這種情況下，澆注筒的內(nèi)部空間針對(duì)大氣根據(jù)施加在裝置中得到所包括的熔融玻璃的壓力進(jìn)行封閉，這些熔融玻璃是通過噴嘴通道進(jìn)入模具的。能夠使用尤其是保護(hù)氣體，例如氬氣來施加壓力，以避免不期望地氧化在裝置中所使用的材料。噴嘴通道的所有外部區(qū)域能夠?yàn)榇谁h(huán)繞保護(hù)氣體環(huán)境，尤其是氬氣。當(dāng)如上所述利用輸送蝸桿作為輸送裝置時(shí)，優(yōu)選使用保護(hù)氣體。所述熔融玻璃能夠在與噴嘴通道相連接的澆注筒中被加熱，使得所述熔融玻璃具有所述熔融玻璃工作點(diǎn)上的溫度，并且所述噴嘴通道能進(jìn)行加熱使得所述熔融玻璃在離開噴嘴通道時(shí)具有比所述熔融玻璃的工作點(diǎn)上的溫度高的溫度。在裝置外面熔化玻璃或玻璃混合料時(shí)，尤其是在熔化池內(nèi)熔化玻璃或玻璃混合料時(shí)，熔融玻璃達(dá)到根據(jù)各待加工的玻璃種類，例如處于1.400°C的數(shù)量級(jí)的非常高的溫度。然后，熔融玻璃在輸送到裝置和澆注筒中時(shí)進(jìn)行冷卻。現(xiàn)在加熱澆注筒使得熔融玻璃不凝固，并且優(yōu)選具有與熔融玻璃的工作點(diǎn)上的粘度相符的粘度。為了進(jìn)一步提高流動(dòng)性，所述噴嘴通道附加地進(jìn)行加熱，其中，所述加熱優(yōu)選是借助于感應(yīng)加熱實(shí)現(xiàn)的，并且在這些區(qū)域中的所述玻璃的溫度比所述熔融玻璃的工作點(diǎn)上的溫度高。這樣確保熔融玻璃在進(jìn)入模具時(shí)達(dá)到期望的流動(dòng)性。為了使熔融玻璃在注入時(shí)獲得這樣的低的粘度，模具優(yōu)選加熱成使得模具具有在所述玻璃的相變溫度之上至少200°C的溫度。通過加熱模具以避免熔融玻璃迅速冷卻，并且均勻的、無壓力地填充模具以保證形成高級(jí)玻璃模制件。
為了確保形成玻璃模制件的無應(yīng)力，在所述熔融玻璃輸送到模具中后，所述熔融玻璃優(yōu)選不經(jīng)過壓縮步驟地進(jìn)行制造。這種壓縮步驟在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并且尤其在德國(guó)專利申請(qǐng)DE 197 42 159 Al中描述了該方法的全部主要部分?，F(xiàn)在本發(fā)明完全不考慮這種壓縮步驟。所述裝置的澆注筒能夠尤其由耐高溫鋼和/或鉬或鈦-鉬合金形成，并且為了避免腐蝕，在澆注筒的面向熔融玻璃的內(nèi)表面上用鉬涂覆或以鉬作襯里，其中，所述兩種材料通過一個(gè)陶瓷層彼此分開。輸送蝸桿的軸、輸送蝸桿自身以及噴嘴通道能夠由這種材料構(gòu)成。也能夠使用一種耐腐蝕的鎳基合金(例如，Inconel)或鉬(更確切地說，鉬-鈦合金)。 陶瓷層優(yōu)選只有幾μ m厚，并且主要由剛玉形成。所述噴嘴通道能夠由陶瓷材料形成，在錐形厚涂層的情況下，陶瓷材料被裝入由耐熱鋼或鉬，更確切地說，鉬-鈦合金形成的包封層。所述陶瓷材料由鈦酸鋁，尤其是由與六邊形氮化硼混合的鈦酸鋁形成。陶瓷材料能夠構(gòu)造成比圓筒厚許多毫米或者由Pm-厚度的氮化鈦和/或鉻的氮化物形成，陶瓷材料直接應(yīng)用于外殼材料的圓筒形內(nèi)側(cè)。然而，噴嘴通道的內(nèi)表面也可以涂覆鉬金，其與外殼材料借助于薄的陶瓷層分開。整個(gè)裝置能夠借助于電阻加熱可變色姆(variotherm)地加熱，即在輸送裝置的區(qū)域中達(dá)到比在澆注筒中的熔融玻璃所傳送到的所述裝置區(qū)域中的溫度更高的溫度。連接在澆注筒上的噴嘴通道尤其是感應(yīng)加熱的，從而能夠達(dá)到比輸送裝置的區(qū)域的熔融玻璃更高的溫度，以便將低粘度的熔融玻璃盡可能地引入到同樣加熱的模具中。所述裝置建造成能夠自動(dòng)運(yùn)走和向所述裝置供給模具。為此，在充分填充所述模具后，所述模具通過運(yùn)送裝置，尤其是運(yùn)送帶，在退火爐的方向上被進(jìn)一步輸送。具有軸承襯墊的板主要由具有鈦酸鋁或鉻的氮化物的氮化硼形成在噴嘴通道開口和模具上表面的區(qū)域中，從而不僅噴嘴通道而且模具的澆注口是封閉的。該區(qū)域短暫地用保護(hù)氣體吹，尤其是冷卻的氬氣，以使熔融玻璃冷卻，從而防止在模具中處于小的超高壓的熔融玻璃逆流。已經(jīng)填充的模具然后通過爐口運(yùn)送到能夠精確調(diào)節(jié)的退火爐中，其中，那里的溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)成使得那里的溫度處于只比各所應(yīng)用的玻璃的Tg高幾攝氏度。然后所述模具保留在退火爐中，直到玻璃模制件的溫度等于退火爐的溫度。在下一步驟中，通過爐口從所述退火爐中取出所述模具。在冷卻到玻璃的Tg下以后，接著從所述模具中取出模制件，而且不會(huì)使玻璃模制件產(chǎn)生不期望的變形。因此，首先斷開實(shí)際玻璃模制件的澆口，這不會(huì)造成損傷實(shí)際玻璃模制件。然后，所述玻璃模制件在冷卻爐中冷卻到室溫，并且用這種方式盡可能地是無應(yīng)力的。根據(jù)對(duì)玻璃模制件的需求，這可以在需要時(shí)進(jìn)行下列再加工，例如通過鋸開、磨光或拋光。在已經(jīng)填充的模具離開噴嘴通道后，新的預(yù)熱過的空模具立即運(yùn)送到噴嘴通道， 從而能夠繼續(xù)進(jìn)行填充。當(dāng)放置新模具時(shí)，對(duì)噴嘴通道區(qū)域中的熔融玻璃進(jìn)行非?？焖俚目煽?尤其是感應(yīng)式的)加熱，使得保證到達(dá)澆口的熔融玻璃具有必需的小的粘度。模具的輪流時(shí)間和填充時(shí)間取決于各玻璃模制件的復(fù)雜度和尺寸的需求。通過使用施加氣體壓力或輸送蝸桿以填充模具以及使用前述的用于所述裝置的合適材料，能夠連續(xù)地制造不同尺寸和復(fù)雜度的模制件，或者完全充滿模具中的更多腔穴。因此，熔融玻璃能夠快速地分布到模具的腔穴中，腔穴的表面優(yōu)選涂有鉻的氮化物PVD以得到更好的滑動(dòng)效果。然而，也可只使用六邊形氮化硼或者與鈦酸鋁的可變組合。薄膜厚度在這里尤其最大約3 μ m。除透明的無色玻璃模制件外，也能夠制造例如彩色玻璃模制件，例如在熔融玻璃的裝置的內(nèi)澆口投入彩色玻璃棒，并且這樣地熔化彩色玻璃棒。從權(quán)利要求、說明書和附圖中得到本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)型。在說明書的引言中所述的特征和更多特征組合的優(yōu)點(diǎn)僅僅是示范性的，并且能夠進(jìn)行替代或增加效果，這些優(yōu)點(diǎn)絕不用于限制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。從附圖中得到進(jìn)一步特征，尤其是所描繪的幾何結(jié)構(gòu)和許多元件間的相對(duì)大小以及相對(duì)布置和作用連接。本發(fā)明不同實(shí)施例的特征的組合或者不同權(quán)利要求的特征的組合同樣可能是不規(guī)則的權(quán)利要求所選擇的引用關(guān)系，并且就此產(chǎn)生的啟發(fā)。本發(fā)明還涉及這樣的特征，即在分離的附圖中所描繪的或者在說明書中所描述的特征。這些特征也能夠與不同權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合。同樣，權(quán)利要求中所列示的特征落入本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中。權(quán)利要求和說明書中所述的特征所涉及的數(shù)量應(yīng)當(dāng)理解為至少那里所述的數(shù)量是可用的，但是需要清楚地應(yīng)用副詞“至少”。同樣，示范性的噴嘴通道在這里應(yīng)當(dāng)理解為至少噴嘴通道是可用的。提到的例如兩個(gè)加熱裝置在這里應(yīng)當(dāng)理解為至少兩個(gè)加熱裝置是可用的。相反地，特征的精確數(shù)量應(yīng)當(dāng)說明在各特征的應(yīng)用前存在形容詞“精確的”。在命名該最小數(shù)量時(shí)，精確數(shù)量也被認(rèn)為是明顯顯而易見的。


下面將根據(jù)附圖中所描繪的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步闡明和描述本發(fā)明。圖1以剖視圖的方式示出了用于通過注塑制造玻璃模制件的新裝置的示范性實(shí)施例的原理。
具體實(shí)施例方式圖1以剖視圖的方式示出了用于通過注塑制造玻璃模制件的裝置1的第一實(shí)施例。裝置1具有澆注筒2，澆注筒2具有用于供熔融玻璃4通過而進(jìn)入澆注筒2的接口 3。接口 3具有進(jìn)料管5，進(jìn)料管5與未描繪的熔化池或另一裝置直接地或間接地相連接，以產(chǎn)生和提供更大量的熔融玻璃4。進(jìn)料管5在這里優(yōu)選地布置成使得從熔化池提供固定進(jìn)入量的熔融玻璃4進(jìn)入澆注筒2，其中在熔化池和澆注筒2中的熔融玻璃4的水平面是一致的。熔融玻璃4也可以不是一開始就在澆注筒2中，而是在澆注筒2外部準(zhǔn)備的并且能夠在那里提供用于快速自動(dòng)化批量生產(chǎn)玻璃模制件的足夠量的熔融玻璃4。熔化池的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，因此在下文將不再進(jìn)行描述。熔融玻璃4大約完全充滿澆注筒2的內(nèi)部空間6，其中，內(nèi)部空間6的其余體積優(yōu)選填充保護(hù)氣體7，尤其是氬氣。為此，內(nèi)部空間6針對(duì)大氣以合適的方式密封。此外，在澆注筒2的內(nèi)部空間6中布置輸送裝置8，在本優(yōu)選實(shí)施例中，輸送裝置8 構(gòu)造成具有軸10和輸送螺旋11的輸送蝸桿9。輸送裝置8的軸10向上密封地由澆注筒2 中延伸出來，并且與傳動(dòng)裝置(未描繪)相連接，通過輸送裝置8的軸10調(diào)節(jié)輸送蝸桿9 的旋轉(zhuǎn)。在澆注筒2的相反的下端布置噴嘴通道12。噴嘴通道12與澆注筒2的內(nèi)部空間6相連接，用于從澆注筒2輸出熔融玻璃4。下面將描述進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。裝置1具有在澆注筒2區(qū)域中的第一加熱裝置13。加熱裝置13在這里構(gòu)造成電阻加熱，并且具有接線14、15和16。第一加熱裝置13用于加熱澆注筒2中的熔融玻璃4， 所以熔融玻璃4的溫度處于熔融玻璃4的工作點(diǎn)上。噴嘴通道12具有第二加熱裝置17，第二加熱裝置17在這里構(gòu)造成感應(yīng)式的，并且具有接線18 (感應(yīng)線圈)。澆注筒2具有圓柱形壁19，優(yōu)選由耐高溫鋼和/或鉬形成，更確切地說由鈦-鉬合金形成。澆注筒2在朝向熔融玻璃4的內(nèi)表面上涂覆優(yōu)選由剛玉形成的陶瓷層以及涂覆鉬或者以此作襯里。朝外接著設(shè)置有絕緣體20。絕緣體20具有另一圓筒形壁21和絕緣材料22，其中， 圓筒形壁21也尤其由耐高溫鋼或鉬形成，更確切地說由鈦-鉬合金形成，絕緣材料22接收在兩個(gè)圓筒形壁19、21之間。絕緣材料22尤其涉及由具有雙峰晶帶，尤其具有最大粒度 IOOym的石英玻璃粉“熔融石英”形成的足夠厚度的涂層。石英玻璃粉搗入或澆注在兩個(gè)圓筒形壁19、21之間的中間空間中，從而外部的、相對(duì)較冷的圓筒形壁21保證澆注筒2的耐壓強(qiáng)度，進(jìn)而保證裝置1的耐壓強(qiáng)度。石英玻璃粉是均壓的，并且通過具有雙峰晶粒分布的石英玻璃粉形成熱絕緣的空腔結(jié)構(gòu)。噴嘴通道12能夠至少部分地由陶瓷材料制成，尤其是由具有鈦酸鋁的陶瓷材料制成。這也可能涉及例如鈦酸鋁與六邊形氮化硼的混合物。所應(yīng)用的陶瓷材料在這里可尤其是錐形的，與由例如鉻鐵鎳合金或鉬的金屬制成的管件相匹配。金屬覆層能夠利用鈦的氮化物和/或鉻的氮化物涂覆，更確切地說，以此作襯里。更進(jìn)一步地，噴嘴通道12能夠在面向熔融玻璃4的內(nèi)表面上涂覆鉬，更確切地說，以此作襯里。噴嘴通道12的內(nèi)徑最大約 30mm,并且利用第二加熱裝置17將處于澆注筒2中的熔融玻璃4加熱到更高的溫度，以便在澆口區(qū)域短期得到非常低粘度的熔融玻璃4。通過第二加熱裝置17，也能夠?qū)崿F(xiàn)用于模具的下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的替換的噴嘴通道12的排空。優(yōu)選地，噴嘴通道12的所有外部區(qū)域通過優(yōu)選為氬氣的保護(hù)氣體環(huán)境的殼體圍繞，以便避免所應(yīng)用的材料被氧化。噴嘴通道12構(gòu)造和布置成使得如果噴嘴通道12磨損必需進(jìn)行這種替換，噴嘴通道12是可容易替換的。向下觀察，具有開口 M的板23連接在噴嘴通道12上，開口 M配置給噴嘴通道 12。具有腔穴27的模具沈布置成直接連接在板25下面，用熔融玻璃4填充腔穴27以制造玻璃模制件。為此，板25具有開口觀。板23、25尤其由例如鋯石氧化物、鋁-鈦酸鹽或者優(yōu)選氮化硼的陶瓷材料制成。這些材料具有這樣的特征，即這些材料不被熔融玻璃4潤(rùn)濕，經(jīng)過板23、25之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)保證良好的滑動(dòng)。在這里，噴嘴通道12的密封性在某種意義上保證抑制熔融玻璃4的不必要的慣性運(yùn)動(dòng)。在這里，熔融玻璃4的流壓的復(fù)回路通過輸送蝸桿9的小的反扭轉(zhuǎn)而輸送的或者在氣體壓力沖擊的情況下因利用氬氣冷卻，玻璃在制模入口凝固后，通過快速去壓而輸送的。示范性描繪的模具沈借助于運(yùn)送裝置四，尤其是運(yùn)送帶30，相對(duì)于澆注筒2周期性地相繼被輸送，并且定位成遮蓋開口對(duì)、28。然后，在這個(gè)位置中進(jìn)行實(shí)際澆注過程，在澆注過程中，具有最大粘度103 · s，優(yōu)選102 · s或者更小，熔融玻璃4通過噴嘴通道12 和開口 24J8利用最大為10巴的壓力引入到模具沈的腔穴27中。熔融玻璃4在這里沿著腔穴27的壁擴(kuò)散，直到完全填滿模具。模具沈在這里借助于未描繪的第三加熱裝置進(jìn)一步加熱，其中，模具26在這里優(yōu)選具有玻璃的相變溫度(Tg)以上至少200°C的溫度。模具沈的內(nèi)側(cè)，即腔穴27能夠設(shè)有陶瓷層-尤其是鉻的氮化物，以便為熔融玻璃4提供好的滑動(dòng)效果。尤其涉及具有幾μm的小涂層強(qiáng)度的涂層。模具沈在填充過程中能夠用小的加持力維持閉合。只有當(dāng)模具沈完全充滿并且通過向澆口區(qū)域吹送保護(hù)氣體(例如冷卻的氬氣)凝固時(shí)，稍微提高加持力。在用低粘度熔融玻璃4填充模具沈的過程中，澆口區(qū)域能夠進(jìn)一步打開，并且在充滿后，通過在這個(gè)區(qū)域中安裝的可移動(dòng)板閉合不可潤(rùn)濕的陶瓷達(dá)到幾毫米。為了用熔融玻璃4通過噴嘴通道12計(jì)量精確地充滿腔穴27，輸送蝸桿9借助于電動(dòng)機(jī)(尤其是步進(jìn)電機(jī))短時(shí)間地驅(qū)動(dòng)，以便將期望量的熔融玻璃4通過噴嘴通道12引入到模具26的腔穴27中。在這里，輸送蝸桿9能夠構(gòu)造成尤其具有在15 1到18 1之間的長(zhǎng)徑比。在填充模具沈以后，軸10能夠下沉到噴嘴通道12的入口上，以防止更多的熔融玻璃4不必要地流出。這尤其適用于噴嘴通道12可替換的情況。這種效果同樣能夠通過輸送蝸桿9的小的反扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，其中則不經(jīng)過感應(yīng)加熱。在結(jié)束填充后，運(yùn)走已經(jīng)填充的模具沈，且供給未進(jìn)一步填充的模具26。下面從頭開始描述上述填充過程。已經(jīng)填充的模具沈不經(jīng)過再壓成型過程，而是直接通過爐口或者諸如此類裝置直接運(yùn)送到優(yōu)選高于玻璃相變溫度幾攝氏度的已校準(zhǔn)的退火爐中。在退火爐中，已經(jīng)填充的模具26停留很長(zhǎng)時(shí)間直到進(jìn)行溫度補(bǔ)償。這樣就得到了無應(yīng)力玻璃，這尤其在復(fù)雜的和不同厚度的玻璃模制件中是必需的，從而得到期望的使用性能。在退火爐中退火后，模具26 的束流引出實(shí)現(xiàn)快速的特定玻璃地冷卻到Tg下幾攝氏度，使得生成的玻璃模制件無變形地自澆口件釋放，并能夠從模具沈中取出。對(duì)此，可移動(dòng)的半模相對(duì)于固定的半模移動(dòng)，即可移動(dòng)的半模在構(gòu)造成分開模具26的分型面31處打開。隨后玻璃模制件供給到例如緊靠著布置的冷卻爐(未描繪)中進(jìn)行適度的快速冷卻。在從模具沈取出玻璃模制件后，模具例如仍具有500°C的溫度，并且隨后尤其通過感應(yīng)再次快速加熱到約700°C，使得模具沈快速地重新填充以進(jìn)行處理。替代構(gòu)造成輸送蝸桿9的輸送裝置8，注塑過程也能夠通過施加氣體壓力進(jìn)行。在這種情況下，不設(shè)置輸送蝸桿9，但是裝置1在上部區(qū)域具有可移除的蓋子，通過蓋子用熔融玻璃填充澆注筒2的內(nèi)部空間6?？梢瞥纳w子提供針對(duì)大氣的內(nèi)部空間6的密封閉合， 使得通過保護(hù)氣體，例如氬氣或其他惰性氣體，內(nèi)部空間6進(jìn)而熔融玻璃4能夠在短時(shí)間內(nèi)處于在超高壓下。這樣，通過噴嘴通道12進(jìn)行相應(yīng)的熔融玻璃4的向外導(dǎo)出或輸送以及模具沈的相應(yīng)填充，如上面所描述的那樣。利用裝置1和新方法，可能以自動(dòng)的方式在成本適宜的條件下制造具有比較復(fù)雜的幾何形狀和良好材料性能的玻璃模制體。附圖標(biāo)記列表19圓筒形壁
1裝置20絕緣體
2澆注筒21圓筒形壁
3接口22絕緣材料
4熔融玻璃23覆蓋板
5進(jìn)料管24開口
6內(nèi)部空間25閉合板
7保護(hù)氣體26模具
8輸送裝置27腔穴
9輸送蝸桿28開口
10軸29運(yùn)送裝置
11輸送螺旋30運(yùn)送帶
12噴嘴通道31分型面
13第一加熱裝置
14接線
15接線
16接線
17第二加熱裝置
18接線
權(quán)利要求
1.用于通過注塑制造玻璃模制件的方法，具有如下步驟 在澆注筒O)的外部提供熔融玻璃(4)，將所述熔融玻璃(4)傳送到所述澆注筒O)中， 加熱在所述澆注筒O)中的所述熔融玻璃G)，借助于施加壓力將所述熔融玻璃(4)通過噴嘴通道(12)輸送到模具06)中，其中， 向所述熔融玻璃⑷施加最大為10巴的低壓，以將其輸送到所述模具06)中， 所述熔融玻璃(4)被加熱到使得所述熔融玻璃(4)在離開所述噴嘴通道(12)時(shí)具有至少所述熔融玻璃的工作點(diǎn)上的溫度和最大為IO3Pa · s的粘度， 自動(dòng)運(yùn)走已經(jīng)填充的所述模具06)，緊接在將所述熔融玻璃(4)輸送到所述模具06)中的步驟結(jié)束后，對(duì)包含在所述模具 (26)中的玻璃模制件退火，以及向所述噴嘴通道(12)自動(dòng)供給空的模具06)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融玻璃(4)在離開所述噴嘴通道 (12)時(shí)具有比所述熔融玻璃⑷的工作點(diǎn)上的溫度高的溫度，尤其是高10°C和100°C之間。
3.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，向所述熔融玻璃(4)施加最大5巴，尤其是1巴或更低的壓力。
4.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熔融玻璃(4)借助于被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)的輸送蝸桿(9)輸送到所述模具06)中。
5.按照權(quán)利要求1至3中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熔融玻璃(4)借助于氣體壓力，尤其是在利用保護(hù)氣體的情況下，輸送到所述模具06)中。
6.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熔融玻璃(4)在與所述噴嘴通道(1 連接的澆注筒中被加熱成使得所述熔融玻璃⑷具有所述熔融玻璃⑷的工作點(diǎn)上的溫度，以及所述噴嘴通道(12)被加熱成使得所述熔融玻璃(4)在離開噴嘴通道(12)時(shí)具有比所述熔融玻璃的工作點(diǎn)上的溫度高的溫度。
7.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述模具06)被加熱成使得模具具有高于玻璃的相變溫度至少200°C的溫度。
8.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述玻璃模制件是不經(jīng)過在將熔融玻璃(4)輸送到模具06)中之后的壓縮步驟而制造的。
9.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述玻璃模制件在處于高于玻璃相變溫度幾攝氏度的溫度時(shí)進(jìn)行退火。
10.用于通過注塑制造玻璃模制件的裝置(1)，尤其用于運(yùn)行按照權(quán)利要求1至9中的至少一項(xiàng)所述的方法，所述裝置(1)具有具有接口(；3)的澆注筒0)，所述接口(；3)用于將熔融玻璃(4)傳送到所述澆注筒(2)中，與澆注筒(2)相連接的噴嘴通道(12)，用于從所述澆注筒中輸出所述熔融玻璃(4),可與所述噴嘴通道(12)相連接的模具( )，用于由熔融玻璃(4)成型出玻璃模制件， 輸送裝置(8)，用于借助于施加壓力將熔融玻璃(4)從所述澆注筒(2)通過所述噴嘴通道(12)輸送到所述模具(26)中，加熱裝置(13、17)，用于加熱所述熔融玻璃0)，其特征在于，所述輸送裝置(8)被構(gòu)造并且布置成使得所述輸送裝置(8)對(duì)所述熔融玻璃(4)施加最大為10巴的低壓，以將所述熔融玻璃(4)輸送到所述模具06)中，所述加熱裝置(13、17)被這樣構(gòu)造并且布置，使得所述熔融玻璃(4)被加熱成使得所述熔融玻璃(4)在離開所述噴嘴通道(12)時(shí)具有至少所述熔融玻璃的工作點(diǎn)上的溫度和最大為103 · s的粘度，以及運(yùn)送裝置(四)，所述運(yùn)送裝置被設(shè)置成自動(dòng)運(yùn)走已經(jīng)填充的模具06)并且向所述裝置(1)自動(dòng)供給空的模具06)。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述輸送裝置(8)構(gòu)造成被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)的輸送蝸桿(9)。
12.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述輸送裝置(8)被構(gòu)造并且布置成使得所述輸送裝置將所述熔融玻璃(4)借助于氣體壓力，尤其是在應(yīng)用保護(hù)氣體的情況下， 輸送到所述模具06)中。
13.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，第一加熱裝置(13)，所述第一加熱裝置(1 被構(gòu)造并且布置成加熱所述澆注筒(2)中的熔融玻璃(4)，第二加熱裝置(17)，所述第二加熱裝置(17)被構(gòu)造并且布置成加熱所述噴嘴通道 (12)中的熔融玻璃(4)。
14.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述澆注筒O)由耐高溫鋼和/或鈦-鉬合金形成，并且在所述澆注筒的面向熔融玻璃的內(nèi)表面上具有一配備有鉬的陶瓷層。
15.按照前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴通道(1 至少部分地由陶瓷材料形成，尤其由具有鈦酸鋁的陶瓷材料形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過注塑制造玻璃模制件的方法和裝置(1)。熔融玻璃(4)在澆注筒(2)的外部提供。然后，所述熔融玻璃(4)傳送到所述澆注筒(2)中。所述玻璃(4)在所述澆注筒(2)中進(jìn)行加熱。所述熔融玻璃(4)借助于施加的壓力通過噴嘴通道(12)輸送到模具(26)中。所述熔融玻璃(4)借助于施加最大為10巴的低壓輸送到所述模具(26)中。所述熔融玻璃(4)加熱成使得所述熔融玻璃(4)在離開噴嘴通道(12)時(shí)具有至少所述熔融玻璃(4)的工作點(diǎn)上的溫度和最大為103Pa·s的粘度。在將所述熔融玻璃(4)輸送到模具(26)中的步驟結(jié)束后，立即對(duì)包括在所述模具(26)中的玻璃模制件進(jìn)行退火。
文檔編號(hào)C03B19/02GK102285756SQ20111014791
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者J·馬克特 申請(qǐng)人:B.科赫jr.玻璃制造有限兩合公司