1. Einleitung ................................................... 1
2. Grundlagen der Ganzglasspritzenherstellung ................... 4
2.1. Beschreibung der Gesamtanlage ........................... 4
2.1.1. Exkurs - Lasertrennen von Glasröhren ............. 7
2.2. Beschreibung der Konusformung ........................... 8
3. Prozessoptimierung an der Vorformstation .................... 11
3.1. Allgemeines zur Formgebung von Glas .................... 12
3.1.1. Viskoelastizität - Verhalten bei der
Formgebung ...................................... 14
3.1.2. Verarbeitungsbereich von Glasschmelzen .......... 16
3.1.2.1. Diskussion der Rissanfälligkeit -
Rissentstehung bei der Formgebung ...... 17
3.2. Glasformgebung an der Vorformstation ................... 19
3.2.1. Wechselwirkung zwischen Öl und
Formrollentemperatur ............................ 20
3.2.2. Einfluss der Ölröckstände - Teil 1 .............. 22
3.2.3. Einfluss der Ölröckstände - Teil II ............. 25
3.2.4. Einfluss der Ölröckstände - Teil III ............ 25
3.2.5. Beseitigung der Ölröckstände .................... 26
3.2.6. VerschleiЯ der Formrolle ........................ 26
3.3. Grundlagen der Festigkeit von Glas ..................... 28
3.3.1. Messgeräte zur Konusbruchkraftbestimmung ........ 28
3.3.2. Allgemeines zur Bruchmechanik und Festigkeit
von Gläsern ..................................... 32
3.3.2.1. Bruchmechanik .......................... 33
3.3.2.1.1. Energiefreisetzungsrate ..... 33
3.3.2.1.2. Spannungsintensitäts-
faktor ...................... 35
3.4. Review - Verarbeitbarkeit - Prozessbeschreibung -
Festigkeit ............................................. 36
3.5. Technologieentwicklung ................................. 38
3.5.1. Technische Realisierung ......................... 38
3.5.1.1. Trennmittelbereitstellung mittels
Acetylenverbrennung .................... 39
3.5.1.2. Versuchsstand zum Grundsatzversuch ..... 40
3.5.1.3. Einfluss der Umdrehungsgeschwindig-
keit der Formrollen .................... 40
3.5.1.3.1. Wellig, gehämmert
aussehende Glasoberfläche ... 41
3.5.1.4. Einfluss des verwendeten
Trennmittels ........................... 48
3.5.1.4.1. Theorie - Leidenfrost -
Phänomen .................... 48
3.5.1.4.2. Oberflдchenqualität in
Abhängigkeit von der
Formrollenrotation .......... 51
3.5.1.4.3. Geometrische Abmaße in
Abhängigkeit von der
Formrollenrotation .......... 52
3.5.1.4.4. Herbeiführen und
Beseitigen typischer
Produktionsfehler ........... 53
3.5.1.4.5. Drehrichtung der
Formrollen .................. 55
3.5.1.4.6. Optische Brillanz ........... 55
3.6. Ergebnisse der Bruchkraftuntersuchung .................. 57
3.6.1. Auswertung der Trichterbruchkraft ............... 57
3.6.2. Auswertung der Produktionsdaten ................. 59
3.6.3. Bruchkrдfte unter Formrollenrotation ............ 63
3.6.4. Bestimmung weiterer Einflussgrößen .............. 66
3.6.4.1. Einfluss des Transportsystems auf die
Bruchkraft ............................. 68
3.7. Zusammenfassung zur Bruchkraftuntersuchung ............. 73
4. Prozessoptimierung an der Fertigformstation ................. 75
4.1. Zusammenhang zwischen Rückständen und Dornabnutzung .... 76
4.1.1. Optische Erscheinungsformen der Rьckstдnde ...... 76
4.1.2. Bestandteile der Rückstände ..................... 77
4.1.3. Allgemeines zu Verschleißsituationen ............ 79
4.1.3.1. Verschleißmechanismus des
Wolframdornes .......................... 79
4.2. Lцsungsansatz unter Beachtung der Zielvorgaben ......... 83
4.2.1. Ursache des Prozessversagens - Kleben des
Glases .......................................... 84
4.2.1.1. Theorie zum Kleben des Glases .......... 85
4.3. Berechnung zum Temperaturverhalten des Domes ........... 89
4.3.1. Anfangs- und Randbedingungen .................... 92
4.3.2. Grundlegende Gleichungen und Vorbetrachtungen ... 95
4.3.2.1. Erste Näherungslösung ................. 101
4.3.2.1.1. Berechnung der
Näherungslösung ............ 104
4.3.3. Numerische Umsetzung - Das
Differenzenverfahren ........................... 106
4.3.3.1. Allgemeines zu dem expliziten
Differenzenverfahren .................. 107
4.3.3.2. Bestimmung der Anfangs- und
Randbedingung ......................... 110
4.3.3.3. Diskretisierung des Wärmeüberganges
Glas - Dorn ........................... 113
4.3.3.3.1. Radiale Erwдrmung nachdem
Zylinderschalenmodell ...... 117
4.3.3.3.2. Temperatur in Längsrich-
tung nach dem
Scheibenmodell ............. 119
4.3.3.3.3. Dorntemperatur nach dem
Aufheizvorgang ............. 123
4.3.3.3.4. Dorntemperatur unter
Berücksichtigung der
Glastemperatur ............. 128
4.3.3.3.5. Dorntemperatur -
Berücksichtigung einer
Zeitfunktion für den
Wärmeilbergangs-
koeffizienten und der
Glastemperatur ............. 132
4.3.3.4. Abkühlung des Domes .............. 136
4.3.3.4.1. Dornkühlung - naturliche
Konvektion ................. 137
4.3.4. Zusammenfassung zur Berechnung der
Domtemperatur .................................. 140
4.4. Nachweis der Dornstandszeiterhöhung ................... 141
4.4.1. Optische Qualität beim Platindomeinsatz ........ 142
4.4.2. Verschleiß des Platindornes .................... 143
4.4.3. Betrachtung der Wirtschaftlichkeit ............. 147
4.5. Zusammenfassung zum Einsatz eines Platindornes ........ 149
5. Zusammenfassung ............................................ 150
6. Literatur .................................................. 152
7. Verwendete Zeichen und Symbole ............................. 156
8. Abbildungsverzeichnis ...................................... 159
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