CN108298797A - 切割组件和用于形成玻璃坯的方法 - Google Patents

Abstract

一种切割组件(1)设置有：支撑框架(5)；两个剪切构件(6)，其围绕各自的铰接轴线(8)相对于支撑框架(5)旋转，所述铰接轴线(8)相互平行；以及运动装置(19)，其用于使剪切构件(6)以往复旋转运动的方式、以相等的角度并且在相反的方向上旋转。剪切构件在后退静止位置和前进切割位置之间旋转，以便由至少一股熔融玻璃(3)形成玻璃坯(2)。运动装置(19)设置有：连杆和曲柄传动装置(22)；具有转子的旋转马达(20)，其驱动上述传动装置；以及控制单元(21)，其控制旋转马达并构造成使转子在两个行程结束角度位置之间、在相反的方向上旋转，行程结束角度位置对应于剪切构件(6)的后退静止位置。

Description

切割组件和用于形成玻璃坯的方法

优先权要求

本申请要求于2017年1月11日提交的意大利专利申请No.102017000002460的优先权，该意大利专利申请的内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于由熔融玻璃股条形成玻璃坯的切割组件。

背景技术

在形成中空玻璃制品的领域中，被称为I.S.机(I.S.machine)的成形机是已知的。在这种机器中，熔融玻璃的股条被成形并且随后被馈送，以便在竖直方向上倾注。在铸造期间，玻璃的股条被切割组件横向地切割，以便形成一系列坯，然后将这些坯向相应的模具馈送，以形成中空玻璃制品。

一些已知的切割组件是剪刀型的，换句话说，它们包括两个剪切构件，这两个剪切构件能够沿着两个行程结束角度位置之间的水平切割方向、在彼此相反的方向上、以往复运动的方式运动。这两个行程结束角度位置表示：后退静止位置，其中，在剪切构件之间提供空间，以允许熔融玻璃的股条前进；以及前进切割位置，其中，股条被切割，以便折断切割组件下游的玻璃坯。同时，在后退静止位置，剪切构件被表面地冷却和/或处理，以准备与玻璃的股条的后续接触。

特别地，“平行剪刀”型切割组件是已知的，其中，剪切构件以往复直线运动的方式设置；以及“弯曲剪刀”型切割组件，其中，剪切构件以围绕各自的铰接轴线往复旋转运动的方式设置。

在后一种类型的方案中，剪切构件通常由连杆和曲柄传动装置驱动，而连杆和曲柄传动装置又由电动旋转马达借助减速器驱动。这种马达被控制为连续地旋转，以使连杆旋转。对于连杆的每一转的一半行程而言，曲柄使剪切构件移动，以执行闭合角度行程(从后退静止位置到前进切割位置)。在连杆的每一转的另一半行程中，曲柄使剪切构件移动，以执行张开角度行程(从前进切割位置到后退静止位置)。

通常，切割组件操作必须适应不同的生产，例如通过调节后退静止位置而具有不同的熔融玻璃股条直径。从这个角度来看，已知的方案不令人满意，这是因为只能在停止切割组件的操作之后通过机械地调节由马达驱动的传动装置来改变上述位置。然而，适当的是，基于使用者的设置来迅速地执行这种调节。

同时，就使用者对切割条件(特别是切割速度)的设置而言，认为需要有灵活的系统。

发明内容

本发明的目的是生产一种用于形成玻璃坯的切割组件，该切割组件允许简单地且便宜地实现上述需求，并且在结构方面优选地是可靠的、紧凑的且简单的。

根据本发明生产了如权利要求1中限定的用于形成玻璃坯的切割组件。

此外，根据本发明提供了如权利要求10中限定的用于形成玻璃坯的切割方法。

附图说明

现在参考附图来描述本发明，附图示出了非限制性实施例，其中：

图1是根据本发明的用于形成玻璃坯的切割组件的优选的实施例的透视俯视图；

图2至图4是示出了处于不同的操作位置的图1中的切割组件的透视仰视图；

图5示出了用于切割组件的作业的运动曲线；以及

图6是与切割组件的作业有关的框图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1表示用于从至少一股熔融玻璃3开始形成玻璃坯2(仅用虚线以简化的方式示出其中的一个玻璃坯)的切割组件，其中，股条3首先通过挤压而形成，朝向组件1馈送，然后沿着竖直方向4倾注穿过组件1。特别地，组件1构成用于形成中空玻璃的机器的一部分，该机器的类型通常被表示为I.S.机，这种机器设置有多个成形部分以及用于将玻璃坯2朝向布置在这些成形部分中的相应模具分配并输送的系统。在所考虑到的特定实例中，组件1构造成对3根股条3同时执行切割操作。

切割组件1通常被限定为“弯曲剪刀”型，并且包括支撑框架5和一对剪切构件6，剪切构件6在两个位置之间围绕各自的铰接轴线8相对于框架5旋转，铰接轴线8彼此平行并且平行于方向4。上述两个位置是：后退静止位置，其中，在剪切构件6之间提供空间，以允许股条3自由地倾注；以及前进切割位置，其中，股条3被切割以便折断相应的玻璃坯2。

每一个剪切构件6包括至少一个刀片9以及臂部，臂部具有两个相对的终端部分11和12的臂部，其中，部分11围绕轴线8铰接到框架5上，同时部分12支撑刀片9。在具体示出的实例中，每一个剪切构件6包括3个刀片9，这些刀片9沿着部分12布置在彼此径向地隔开的位置处，所隔开的距离等于股条3之间的距离。

分别用附图标记10a和10b表示剪切构件6的臂部，并且如果从平面图、俯视图来看，换句话说，如果平行于轴线8地来看的话，上述臂部相对于竖直的对称平面是对称的。特别地，考虑到上述平面图，臂部10a和臂部10b不是直线形的，而是它们具有面对彼此的相应的凹度。

每一个构件6的刀片9都沿着基本上彼此平行的方向从部分12向另一个构件6突出，而且虽然它们不与部分12正交，但它们朝向轴线8倾斜以便与部分12形成锐角。

切割组件1包括运动装置19，运动装置19又包括：旋转马达20，其特别地由电动马达、有利地由力矩马达限定；控制单元21(示意性地示出)，其控制马达20；以及传动装置22，其有利地的是具有连杆和曲柄的类型。

参考图2，传动装置22包括曲柄23，曲柄23在马达20的作用下围绕轴线24旋转，轴线24平行于轴线8。马达20包括转子或轴25(以虚线示出)，转子或轴25具有优选地与轴线24重合的旋转轴线。更优选地但无需详细地描述的是，在不包括任何机械传动装置以改变轴25和曲柄23之间的速度比的情况下，轴25直接地或间接地固定到曲柄23上。

传动装置22还包括连杆26，连杆26的相反的两端分别围绕平行于轴线8和轴线24的铰接轴线29和30铰接到臂部10a的中间部分28和曲柄23的偏心部分。具体地说，曲柄23由盘状部限定，该盘状部在与轴线24正交的平面上延伸并且借助沿着轴线30从该盘状部向下突出的销而被约束在连杆26上。然而，曲柄23可以包括其它构造，例如杆或叉构造。

装置19还包括由框架5支撑的传动装置31，传动装置31是已知的类型并且未详细地描述，传动装置31将来自臂部10a的旋转运动传递到臂部10b并且构造成用于获得剪切构件6的如下运动：该运动具有相等的角度，但沿着相反的旋转方向。这样，足以仅驱动臂部10a来获得两个剪切构件6的同步旋转。

在相反的侧面上，臂部10b包括中间部分32，中间部分32借助例如由气压缸(即，空气弹簧)限定的推力装置33耦接到框架5，以恢复传动装置31的任何游隙。

轴线24相对于框架5的位置是变化的，以记录臂部10a的前进切割位置和/或进一步使剪切构件6与股条3所落入的区域保持距离。特别地，马达20和曲柄23由结构35(例如支架)支撑，结构35围绕轴线36铰接到框架5，轴线36平行于轴线24并且相对于轴线24偏心。具体地说，结构35固定在马达20的壳体上，并借助轴承(未示出)支撑转子25。框架5优选地包括止动台肩，结构35抵靠在该止动台肩上，从而限定马达20的正常使用位置。同时，例如由气动线性致动器限定的致动器39被驱动，以推压并保持结构35抵靠在这种止动台肩上。特别地，致动器39沿着与轴线36相切的方向延伸，并且包括两个连接部分40和41，连接部分40和41围绕平行于轴线24和36的铰接轴线分别铰接到框架5和结构35。如果有必要的话，可以控制致动器39，以使结构35远离止动台肩，从而打开剪切构件6，使得剪切构件6相对于后退静止位置具有额外的行程。

根据本发明的一个方面，单元21构造成控制马达20并且实现轴25并因此实现曲柄23在两个行程结束角度位置之间以往复运动的方式旋转。曲柄23在这两个位置之间的角度行程优选地是小于360°的角度。换句话说，控制马达20以使轴25在两个行程结束角度位置处停止并且在相反方向上重新启动。马达20在两个行程结束角度位置处的停止和重新启动之间可能包括等待时间。有利地，如图3和图4所示，这些行程结束角度位置被设定为对应于与臂部10a相同的后退静止位置。

如图2所示，在两个行程结束角度位置之间的旋转期间，轴25和曲柄23到达中间角度位置，此时对应如下构造：其中，轴线24、30和29沿着直线方向对齐，以达到传动装置22的最大延伸量。换句话说，这样的中间角度位置对应于传动装置22的死点位置，并且臂部10a定位在前进切割位置。

借助这种操作方法，能够在一定的自由裕度内选择曲柄23的两个行程结束角度位置，以限定臂部10a的行程(朝向后退静止位置张开并且朝向前进切割位置闭合)并因此限定刀片9的行程，特别是在设计阶段就使组件1的作业适应于生产类型(例如适应于股条3的直径)。例如，在设计期间做出的一系列不同的设定被存储在单元21中，并且可以由I.S.机的操作者基于生产类型来选择。

有利的是，操作者还可以设定期望的运动曲线，特别是期望的切割速度：单元21控制马达20，以便获得对应于设定的曲线的有效的运动曲线。根据图5中示出的优选的实施例，使用者设置梯形速度曲线M的一个或多个参数。

特别地，曲线M限定虚拟的运动曲线或“主要”运动曲线，而不是使转子25旋转的有效运动曲线(“从属”运动曲线)。

实际上，如上所述，相继的切割循环是通过马达20在相反的两个方向上的旋转来执行的。换句话说，轴25以单向运动的方式(例如顺时针方向)旋转以实施切割循环，然后以返回运动的方式(逆时针方向)旋转以实施下一个切割循环。由于组件1的几何和结构特征，在具有与转子25相同的旋转速度的情况下，构件6的旋转速度在两个相继的切割循环之间是不同的。因此，为了统一各个循环之间构件6的运动并因此统一切割条件，单向运动(顺时针方向)期间和返回运动(逆时针方向)期间的转子25的速度曲线是不同的。由使用者设定的曲线M是虚拟的速度/时间曲线，该曲线对应于：在不存在由传动装置22和臂部10a的几何和结构特征所引起的不对称或失真的情况下，理论上设定在转子25的两个旋转方向上的曲线。同时，单元21构造成补偿这种不对称或失真，以便在采用顺时针运动和逆时针运动的切割周期之间统一切割速度并因此统一各个坯2的重量。

更具体地说，将所谓的“电子凸轮”存储在单元21中，例如以图表的形式或者以表格的形式，以便将曲线M转换成“从属”运动曲线，该曲线是必须通过控制马达20而有效地获得的。例如，这种电子凸轮被表示为图6中的CAM曲线。特别地，电子凸轮由至少64个适当的插值点来限定。电子凸轮在设计期间例如基于模拟而建立，并且仅取决于组件1的几何和结构特征。

特别地，“主要”运动曲线的位置和“从属”运动曲线的位置被表示为分别沿着CAM曲线的横坐标和纵坐标的轴线。因此，如图6中示意性示出的，在使用者已经设定了与曲线M(速度/时间)(方框40)有关的参数之后，单元21基于时间确定“主要”运动曲线的位置(方框50)，并且将这些位置用作CAM曲线(方框60)中的输入数据，以便基于时间来确定“从属”运动曲线的位置。该处理的结果被用于确定要提供给马达20的指令信号(方框70)，并且有效地获得转子25上的“从属”运动曲线。

参考图5，曲线M由处于加速期(从转子25的两个行程结束角度位置中的一者开始)的初始直线区段T1、具有恒定速度的中间区段T2(在此期间执行股条3的切割)、处于减速期(直到转子25的两个行程结束角度位置中的另一者)的最终直线区段T3组成。

A1是在区段T2期间所覆盖的旋转行程，A1等于区段T2所对应的矩形面积，并且表示刀片9所覆盖的空间；A1优选地是基于孔口(未示出)的直径而在设计期间设定的固定值，该孔口通过挤压而形成股条3的直径。

A2/2是在区段T1和T3中的每一个区段中所覆盖的旋转行程，A2/2等于区段T1和T3中的每一个区段所对应的三角形面积，并且表示刀片9在后退的张开位置处的加速和减速空间。

A(＝A1+A2)是转子25的行程结束角度位置之间的旋转行程，A等于梯形的总面积；如上所述，优选的是，基于生产类型在设计阶段确定预设值。

B是执行行程A所需的时间，B等于梯形的较长的底边。

b是覆盖空间A1(即，进行切割)所需的区段T2的时间，b等于梯形的较短的底边。

最后，h是区段T2中的转速，h表示切割期间刀片9的速度。

由于A1和A是存储在单元21中的固定值，所以使用者有可能仅设定一个参数，换句话说，设定时间B或速度h，由此计算曲线M的所有其它参数。例如，通过设定速度h可得：

b＝A1/h

B＝(2*A-A1)/h

或者，通过设定时间B可得：

b＝A1*B/(2A-A1)

h＝2A/(B+b)

通过设定参数B或h，使用者在切割期间直接确定刀片9的速度。

根据未示出的变型，在本实施例中假设为线性的区段T1、T3可以由“S”形斜坡来代替，以减小机械零件上的应力；并且/或者加速斜坡可能与减速斜坡不同。此外，可能的是，在区段T2中可以提供变化的速度。

综上所述，明确的是，对于已知的方案，组件1允许通过改变转子25的行程结束角度位置来以简单的方式在设计阶段设定和/或调节剪切构件6的后退静止位置。

在这方面，单元21可以构造成不仅在不同类型的股条3之间而且在一个切割循环与下一个切割循环之间的生产过程本身内改变转子25的行程结束角度位置，以便执行通常所说的“双重切割(double cut)”。例如，当需要在股条3的起始处切割至少一个必须被丢弃的玻璃坯时，可能会出现这种需要：实际上，有利地，可以相对于后续的玻璃坯的切口为上述玻璃坯设定较小宽度的构件6的行程。

同时，组件1允许使用者设定期望的运动曲线，特别是通过设定曲线M的参数B或参数h来获得期望的切割速度。实际上，通过这种方式，使用者可以调节刀片9冲击股条3的速度，以满足生产需要(迅速地切割，以便尽可能少地冷却股条3的玻璃，尽可能少地使股条3局部地变形，避免新切割的坯2上的横向推力等)。

显然，不需要在传动装置22上或其它机械零件上手动地干涉以进行调整和/或操作补偿，而是适当地编程和/或设定单元21就足够了，编程和/或设定单元21将会自动地进行调整和/或补偿。特别地，存储在单元21中的电子凸轮允许转子25在顺时针旋转和逆时针旋转的情况下具有统一的切割速度。实际上，在没有CAM曲线的补偿的情况下，剪切构件6的速度曲线将会由于转子25的旋转方向而不同。

此外，为马达20使用力矩马达允许消除用于操作曲柄23的传动装置，以便减少重量、复杂性和尺寸。同时，可以在具有良好的可靠性的情况下控制力矩马达，以获得期望的运动曲线。

组件1也相对地简单且紧凑，并且可以容易地用于替换以前安装在已经市售的机器上的切割组件，以改进这样的机器和/或作为备用件。

最后，根据以上说明可以明确的是，可以对参考附图描述的切割组件1和方法进行不超出如随附的权利要求所限定的保护范围的修改和变化。

特别地，往复运动可以借助传动装置和/或使用与以上所示的方法不同的方法传递到臂部10a和/或10b，并且/或者相对于前文中以实例的方式示出的那些剪切构件，剪切构件6可以具有不同的形状和/或不同的刀片。

Claims (16)

1.一种用于由至少一股熔融玻璃(3)形成玻璃坯(2)的切割组件(1)，所述切割组件包括：

-支撑框架(5)；

-两个剪切构件(6)，所述两个剪切构件围绕各自的铰接轴线(8)相对于所述支撑框架(5)旋转，所述铰接轴线相互平行；

-运动装置(19)，所述运动装置包括：控制单元(21)、由所述控制单元(21)控制的旋转马达(20)、以及至少一个传动装置(22、31)，所述至少一个传动装置由所述旋转马达(20)的转子(25)驱动并且构造成使得所述剪切构件(6)在前进切割位置与至少一个后退静止位置之间、以相等的角度并且在相反的旋转方向上、以往复旋转运动的方式围绕所述铰接轴线(8)旋转；

其特征在于，所述控制单元(21)构造成使所述转子(25)在两个行程结束角度位置之间、在每个切割循环与随后的切割循环之间、在相反的方向上旋转。

2.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述行程结束角度位置对应于与所述剪切构件(6)相同的后退静止位置。

3.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述控制单元(21)构造成改变所述行程结束角度位置。

4.根据权利要求3所述的切割组件，其特征在于，所述控制单元(21)构造成在针对同一股熔融玻璃(3)的两个相继的切割循环之间改变所述行程结束角度位置。

5.根据权利要求3所述的切割组件，其特征在于，所述控制单元(21)构造成基于待切割的熔融玻璃(3)的股条的不同类型来改变所述行程结束角度位置。

6.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述控制单元(21)包括电子凸轮(CAM)，所述电子凸轮构造成使所述转子(25)相对于逆时针方向、在顺时针方向上以不同的运动曲线旋转；所述不同的运动曲线确定了所述剪切构件(6)在切割期间具有相同的速度曲线。

7.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述旋转马达(20)由力矩马达限定。

8.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述至少一个传动装置(22、31)包括连杆和曲柄传动装置(22)，所述连杆和曲柄传动装置包括：

-曲柄(23)，所述曲柄由所述转子(25)驱动并围绕旋转轴线(24)旋转，所述旋转轴线(24)平行于所述铰接轴线(8)，以及

-连杆(26)，所述连杆耦接到所述曲柄(23)并耦接到所述剪切构件(6)中的一个剪切构件。

9.根据权利要求8所述的切割组件，其特征在于，所述转子(25)具有与所述旋转轴线(24)重合的轴线。

10.根据权利要求9所述的切割组件，其特征在于，所述转子(25)固定到所述曲柄(23)。

11.一种利用如前述权利要求中的任何一项权利要求所述的切割组件(1)由至少一股熔融玻璃(3)来形成玻璃坯(2)的切割方法；其特征在于，所述转子(25)在两个行程结束角度位置之间、在每个切割循环与随后的切割循环之间、在相反的方向上旋转，所述两个行程结束角度位置对应于所述剪切构件(6)的至少一个后退静止位置。

12.根据权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述行程结束角度位置对应于与所述剪切构件(6)相同的后退静止位置。

13.根据权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述行程结束角度位置被改变。

14.根据权利要求13所述的切割方法，其特征在于，在切割同一股熔融玻璃(3)期间的两个相继的切割循环之间，所述行程结束角度位置被改变。

15.根据权利要求13所述的切割方法，其特征在于，根据待切割的熔融玻璃(3)的股条的不同类型来改变所述行程结束角度位置。

16.根据权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述转子(25)相对于逆时针方向、在顺时针方向上以不同的运动曲线旋转，以便确定所述剪切构件(6)在切割期间具有相同的速度曲线。