制造玻璃物体的机器和方法与流程
本发明涉及一种用于制造玻璃物体的机器。
机器接收被加热到足够温度以使其能够通过重力流动的玻璃。有延展性的玻璃被成形并冷却。
us2115765描述了一种用于在模制玻璃盖上形成抓握手柄的工具。为此，以外环和具有两个铰接式卡爪的内部部段制造模具。一旦倒入玻璃并进行模制之后，将内部部段抬起并打开卡爪以释放手柄。这种工具不适合大规模生产。卡爪的接头位于需要特殊合金或需要频繁更换零件的高温区域。实际的机构在轴向上是笨重的，不适合饮水玻璃杯。
ca450853建议在模制后夹紧要变形的区域。但是，此时，玻璃被冷却到足以使其轻微变形的程度并且需要一定机械力，从而使得玻璃物体破裂的风险很高。
申请人寻求弥补所述缺点。申请人已经试图使饮水玻璃杯的脚部的制造和型坯的制造尽可能地独立。这使得可以减少操作并更有效地使用机器，例如玻璃脚部压制机的维护停机变得不会影响型坯的生产。然而，玻璃的焊接(soudure)需要相似的材料厚度以受益于均匀冷却，5mm至6mm量级的高厚度，并且需要能量输入。迄今为止，无论是出于美观、日常使用还是出于坚固性的原因，紧固脚部和型坯的其他方式尚未见成功。
更具体地说，本发明提供了型坯的形状的自由度。本发明还提供了玻璃厚度的选择的自由度。
本发明提出了一种用于制造玻璃物体(特别是高脚杯)的机器，该机器包括被配置成接收在流动温度下的玻璃的毛坯模具，以及可沿第一轴线平移运动的压机冲头(
在一个实施例中，上部部段构成型坯模具，而下部部段构成布置在型坯下方的构件模具。型坯可以设置有突出的功能构件。
在一个实施例中，下部部段的部件的数量为至少两个。实际上，可以提供二个到十个相同的部件以便共同形成圆。
在一个实施例中，下部部段的部件是模具扇区(secteur)。
在一个实施例中，下部部段的部件限定侧向突出部。该侧向突出部优选是环形的。毛坯是可旋转的以进行精加工(finition)步骤。
在一个实施例中，下部部段的部件可在垂直于第一轴线的平面中平移运动。
在一个实施例中，模具具有模制位置和打开位置，在模制位置，下部部段的部件相互夹紧从而限定朝向上部部段打开并且侧向地和向下地闭合的模制表面，以及在打开位置，下部部段的部件彼此运动分开。然后可以将毛坯脱模。
在一个实施例中，机器包括致动器，该致动器布置在下部部段下方并且作用到(在夹紧位置和彼此运动分开的位置之间的)下部部段的部件上。可以保护致动器免受毛坯的热量的影响。
在一个实施例中，在致动器和下部部段的部件之间设置有倾斜的斜面(rampe)，其将沿第一轴线的平移转换为沿第二轴线的平移。机器沿第二轴是紧凑的从而使得可以安装在转盘(carrousel)上。
在一个实施例中，机器包括装配在毛坯模具下游的吹塑模具(moulefinisseur)。该吹塑模具被配置成与(对应于毛坯模具的下部部段的)毛胚的下部部段无接触变形。毛坯的下部部段受到保护。毛坯的下部部段在单个步骤中形成。如果适用，可在吹塑模具中实现吹塑(soufflage)。
在一个实施例中，毛坯模具的下部部段是具有环形凹槽的截头圆锥形。
本发明还提出一种用于制造玻璃物体(特别是高脚杯)的方法，该方法包括：
-提供具有闭合底部的毛坯模具，该毛坯模具包括一件式形成的向上扩口的上部部段和由多个部分制成的非向上扩口的下部部段，
-将在流动温度下的玻璃倒入毛坯模具中，
-将玻璃压靠在毛坯模具上，移动可沿第一轴线平移运动的压机冲头，并随后移开压机冲头，
-使下部部段的部件运动分开，下部部段的部件可沿垂直于第一轴线的第二轴线的分量平移运动，
-通过沿第一轴线的运动将毛坯从模具的上部部段脱模。
毛坯模具的下部部段具有形状的自由度，并且可以通过毛坯模具的下部部段将毛坯设定为其确定的形状。
通过研究根据附图中所示的非限制性示例对一个实施例的详细描述，将更好地理解本发明：
-图1是根据本发明一方面的机器在闭合位置的轴向截面图；
-图2是图1的机器在装载期间的视图；
-图3是图1的机器在压制期间的视图；
-图4是图1的机器处于压制结束位置的视图；
-图5是图1的机器在打开期间的视图；
-图6是图1的机器在毛坯模具下降期间的视图；
-图7是图1的机器处于吹塑位置的视图；
-图8是图1的机器在吹塑之后的视图；
-图9和10是图4和5的放大图。
附图和以下描述主要包含某些特征的元件。因此，如果适用的话，它们不仅可以用来更好地理解本发明，而且可以有助于其定义。
第一种类型的机器包括毛坯模具和吹塑模具，用于以所谓的压制和吹塑技术制造。将玻璃滴倒入毛坯模具中，在所述毛坯模具中压制玻璃。
毛坯模具具有一件式形成的模制壁。在毛坯模具的开口端部设有压机冲头。一旦玻璃滴倒入毛坯模具，压机冲头通过平移而降低并将玻璃压靠外壁。毛坯模具使得可以形成毛坯，其杯肚或型坯部段具有向上增大的直径。换句话说，脱模要求型坯的直径向上单调增加。
从毛坯模具中将毛坯脱模。然后，在吹塑模具中通过旋转使毛胚伸长，在吹塑模具中进行吹塑以推动毛胚的壁压靠吹塑模具的模制壁。
随后，型坯通过焊接被热固定到同时制造的玻璃脚部上。
此外，申请人还知道仅压制的技术，该技术要求型坯直径单调向上增加以及高的玻璃厚度。高的玻璃厚度是必需的，这是因为玻璃在单个模具中的流动性低，以及在一些温度下(在这些温度下大多数建筑钢材会丧失其相当大一部分机械性能)难以热压。然而，高的玻璃厚度使最终产品沉重，并增加了其在每个生产步骤中的成本价格。高的玻璃厚度也降低了设计者对物体形状的自由度。
本发明的目的是弥补第一类机器的缺点同时保持其优点，特别是关于仅压制机。本发明旨在为杯子——特别是饮水玻璃杯，尤其是高脚杯、烧杯等——的设计者和绘图员提供创作自由。型坯是自由形状的并且与玻璃的其余部分无关。型坯是用多部分毛坯模压制和吹塑制造的。
一种用于制造玻璃物体特别是饮水玻璃杯的机器，包括：毛坯模具1，该毛坯模具1被配置成接收在流动温度下的玻璃；以及，压机冲头2，该压机冲头可沿第一轴线(通常垂直)平移运动，以一种可替代的方式运动。第一轴线在这里称为z轴。冲头2具有直径从底部单调增加的、旋转的形状。冲头2由耐火合金一件式地制成。冲头2由线性的(尤其是气动的或电动的)致动器驱动。设置冲头2以形成玻璃毛坯51的内表面。
毛坯模具1包括一件式形成的上部部段3，其具有模制上凹部4或向上扩口的内表面。模制上凹部4具有直径从底部单调增加的、旋转的形状。模制上凹部4在其下端部具有小直径开口，并且在其上端部具有大直径开口。模制上凹部4与冲头2同轴。上部部段3由耐火合金一件式地制成。
在上部部段3上装配有毛坯夹持器55。
在轴向截面中，上部部段3包括从模制上凹部4的上端部延伸出的上边缘5。上边缘5具有垂直于z轴的平坦的上表面6。上边缘5是环形的。上边缘5具有平行于z轴的外周表面7和平行于上表面6的下表面8。在外围表面7和下表面8之间布置有环形肩部9。肩部9使得稳定的装配和在支撑盆形部上的定心成为可能，这在下文中描述。上部部段3包括从上边缘5向下延伸的模制主体10。
模制主体10具有在底部的大致呈杯形的开口。模制主体10是环形的。模制主体10包括沿z轴的拉长的壁11和在垂直于z轴的平面上的盘形底部12。所述拉长的壁11具有外周表面(在此为旋转的圆柱体)，以及截头圆锥形的模制内表面以形成模制上凹部4的一部分。底部12具有平坦的下表面。该平坦的下表面垂直于z轴。底部12具有上表面以形成模制表面，该模制表面形成模制上凹部4的一部分。上表面与拉长的壁11的模制内表面连续。
毛坯模具1包括由多个模制部件制成的下部部段13。模制部件是指在模制期间与熔融的玻璃接触的结构元件。下部部段13的上表面与上部部段3的下表面接触。下部部段13形成在数量在二个到十个之间的角扇区15中。优选地选择在四个到十个之间的数量以限制径向运动，该数量可以考虑部件的直径以及在向下定位的局部最小值和局部最大值之间的直径变化。
角扇区15可在模制位置和脱模位置之间移动。在模制位置，角扇区15形成非向上扩口的模制下凹部14。模制下凹部14向下闭合。模制下凹部14向上开口与模制上凹部连通。
角扇区15具有穿过z轴的分隔平面(plansséparatifs)。角扇区15可沿着垂直于z轴的第二轴的分量平移运动。在此，角扇区15可在垂直于z轴的平面上平移运动。模制下凹部14为圆形或非圆形。模制下凹部14的直径不单调向下减小，而模制上凹部4的直径单调向下减小。在此，模制下凹部14具有环形凹槽，以在毛胚的下部部段形成环形凸缘。
换句话说，模制下凹部14没有径向尺寸的变化，即没有向下增大和减小。模制下凹部14可能需要角扇区15的径向运动以进行脱模，而模制上凹面4可以通过毛胚和所述模制上凹面4的相对轴向运动而脱模。上部部段3(沿在垂直于第一轴线的平面中的任何轴线)具有的最小尺寸大于下部部段(沿垂直于第一轴线的所述轴线)的最大尺寸，从而使得下部部段中的模制物体可以沿第一轴平移进入上部部段。
不仅毛坯和所述模制上凹部4适合于脱模，而且此外，在模制下凹部14中模制的毛坯的下部部段适于进入模制上凹部4。在脱模位置，角扇区15彼此成角度地间隔开，并且释放一空间，该空间的径向尺寸大于或等于模制上凹部4的最小径向尺寸。
下部部段13在模制位置具有呈截头圆锥形的外周表面16。该截头圆锥形的外周表面16与截头圆锥形的引导件20接触。下部部段13具有与支撑臂21配合的下部区域17。该配合可以通过轴向连接和径向自由度来提供，例如通过在相应的凹部形状中布置的t形臂端部21来提供。
截头圆锥形的引导件20和支撑臂21彼此成一体。截头圆锥形的引导件20和支撑臂21可沿z轴平移运动。截头圆锥形的引导件20和支撑臂21由致动器22驱动。致动器22在这里包括气动的组件，即活塞23和气缸24。致动器22能够使截头圆锥形的引导件20和支撑臂21在高位置和低位置之间运动，并且能够将其保持在每个所述位置。高位置对应于模制位置。低位置对应于脱模位置。
根据截头圆锥形的引导件20的圆锥体在组件方向上的斜率来执行将致动器22的z轴平移转换成角扇区15的径向平移。下部部段13沿z轴保持不动。通过截头圆锥形的下表面与截头圆锥形的外周表面16的接触，截头圆锥形的引导件20的向上运动迫使角扇区15被紧固。
角扇区15(特别是借助于t形轨道25进入布置在截头圆锥形的引导件20中的槽26中)在另一个方向上被索引(indexés)到截头圆锥形的引导件20。t形轨道25与截头圆锥形的引导件20的截头圆锥形的外表面接触。t形轨道25和角扇区15的外表面形成倾斜的斜面，其与截头圆锥形的引导件20的内截头圆锥形表面和外截头圆锥形表面协作，将沿第一轴线的平移转换成在垂直于第一轴线的平面中的平移。
更具体地，t形轨道25包括芯部27和杆28。芯部27在一端紧固到角扇区15，并且在其相对端支撑杆28、芯部27进入所述槽26。芯部27具有平行四边形的形状。杆28突出超过截头圆锥形的引导件20。因此，在相反方向上，截头圆锥形的引导件20的向下运动使角扇区15运动分开。然后，杆28在相应的角扇区20上施加牵引力。
截头圆锥形的引导件20通过围绕臂21的套筒(manchon)30向下延伸。套筒30被长形孔(trouoblong)31穿透。毛坯模具1的上部部段3借助边缘5被搁置在外部支撑件32上。外部支撑件32在此是环形的，其具有支撑所述上部部段3的上圆柱形壁33和设置有中央通孔35的底部34。套筒30和臂21进入所述孔35。横杆36固定到外部支撑件32。横杆36穿过孔35。横杆36进入套筒30和臂21的长形孔31中。长形孔31的轴线垂直于z轴，并且长形孔31有沿z轴的主要尺寸或大的直径。套筒30和臂21可旋转地固定到外部支撑件32，同时在由长形孔31的主要尺寸所施加的限制下具有沿z轴的平移自由度。
此外，该机器还包括可沿z轴平移运动的压机冲芯(noyau)或冲头2。冲头2用作活塞，而毛坯模具1用作汽缸用于由在毛坯模具1中接收的玻璃滴50形成毛坯。冲头2的形状和尺寸使得毛坯——在与毛坯模具1的上部部段3相对应的毛坯部段中——具有相对均匀的厚度。冲头2基本上保持在角扇区15的上方，特别是在高于上部部段3的下表面的高度处。
在第一步中，致动器22向上推动截头圆锥形的引导件20和臂21。下部部段13的角扇区15闭合。下部部段13和上部部段3形成在底部闭合的毛坯模具。
在第二步骤中，将玻璃滴50装载到毛坯模具1中。玻璃滴50具有一温度，因此具有使其适于成形的粘度。通过重力，玻璃滴位于毛坯模具1的凹部的底部。
在第三步骤中，冲头2下降并与玻璃滴50接触。冲头2使玻璃在毛坯模具1的壁和实际的冲头2的壁之间蔓延。冲头2还使玻璃向下蔓延进入下部部段13，进入角扇区15之间，并向上蔓延从而在夹持器55中形成边缘52。毛坯51包括边缘52、上部部段或型坯53以及下部部段或功能构件54。型坯53通过冲头2和上凹部4成形。型坯53呈扩口形，因此可以从一件式形成的上部部段3中脱模。功能构件54是非扩口的。功能构件54在这里是z轴螺柱，该z轴螺柱向下旋转并且在径向投影中具有环形凸缘。
在第四步骤中，冲头2被抬起从而从毛坯51释放。毛胚的玻璃的温度已降低，毛胚51保持其形状和尺寸。
在第五步骤中，致动器22向下拉截头圆锥形的引导件20和臂21。下部部段13的角扇区15运动分开。毛坯模具1的下部部段13到达打开位置。释放毛胚51的、位于毛胚模具1的上部部段3下方的部段。
在第六步骤中，整个毛坯模具1被向下释放。毛胚51通过与边缘52连接的夹持器55保持。毛胚51从上部部段13脱模。毛胚51可以由上边缘保持。通过在垂直于z轴的平面中的运动可以带来由多个角扇区产生的吹塑模具60。吹塑模具60与毛胚的上部部段接触。吹塑模具60优选地与毛胚的下部部段分开。吹塑模具60与由毛胚模具的下部部段先前形成的毛胚的下部部段无接触变形。
在第七步骤中，吹塑模具60围绕毛胚51闭合，并且在毛胚51的凹部中产生带有增压空气的吹塑。因此，来自毛胚51的型坯可以呈气球状玻璃的形状或更一般地为其嘴部直径小于型坯的另一部段的直径的玻璃的形状。对应于毛坯模具1的下部部段13的毛坯51的下部部段在由上部部段3的最小横向尺寸构成的包络中具有自由形状。毛坯模具1的下部部段13形成用于布置在型坯下方的构件的模具。毛坯模具1的下部部段13限定毛坯51的下部部段的侧向的(优选环形的)突出部。
在第八步骤中，吹塑模具60被移开并且将型坯从毛胚51脱模。
本发明提供了一种机器和一种生产方法，其提供了比以前宽得多的玻璃物体的设计自由度。型坯可以经受吹塑，而下部部段可以设置有凸起，以有利于组件的机械阻力。
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