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Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken, an
denen eine Folge von unterschiedlichen Bearbeitungsschritten auszuführen ist,
insbesondere eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken aus
thermisch verformbarem Material, wie beispielsweise von Hohlglasgegenständen. Dabei
ist es nicht erforderlich, daß etwa
jeder der Bearbeitungsschritte eine thermische Erweichung voraussetzt.
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Die
Erfindung betrifft ferner einzelne Bearbeitungseinheiten für eine solche
Maschine, in spezieller Anwendung eine Bearbeitungseinheit für einerseits
das Randabschmelzen und das Anformen von Gießnasen an Glasgefäße und andererseits
auch eine Bearbeitungseinheit zum Bedrucken solcher Gefäße mittels
Siebdruck.
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Im
folgenden wird die Erfindung in Anwendung auf Hohlglasgegenstände beschrieben.
Da die erfindungsgemäße Maschine
in ihrer Grundanordnung aber auch zur Bearbeitung von Werkstücken aus
anderem Material herangezogen und bei spezieller Ausgestaltung der
Arbeitsstationen auch zum Ausführen
von Bearbeitungsschritten eingesetzt werden kann, die im Rahmen
dieser Beschreibung nicht erwähnt
sind, ist die Beschreibung in Anwendung auf Glasgegenstände nicht
einschränkend
zu verstehen.
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Die
beschriebene Maschine ist in erster Linie für einen Einsatz in einer kontinuierlichen
Linienfertigung gedacht. In bekannten Fertigungslinien für Hohlglasgegenstände werden
die einzelnen Arbeitsgänge
allgemein auf Rundläufern
durchgeführt,
von denen jeder mit einer Mehrzahl von Arbeitsstationen gleicher
Art besetzt ist. Die Werkstücke
werden einem solchen Rundläufer
mittels aufwendiger Handlingsysteme, die häufig eine mehrfache Übergabe des
Werkstückes
erfordern, dem Rundläufer
nacheinander an einer bestimmten Stelle zugeführt und nach Bearbeitung durch
weitere Handlingeinrichtungen an anderer Stelle wieder entnommen.
So war es auch bisher üblich,
das Abschmelzen des Arbeitsringes von Hohlglasgefäßen und
das anschließende Anformen
einer Gießnase
bei der Serienfertigung auf getrennten Rundläufern durchzuführen. Durch
die vielfältigen
Handlingvorgänge
entstehen oft Störungen
im Artikelfluß.
Außerdem
sind für
die Handlinggeräte
häufig
artikelgebundene Werkzeuge erforderlich. Im Rundläufer müssen immer
alle Stationen mit Werkzeugen bestückt sein, auch wenn die geforderte Maschinenleistung,
beispielsweise bei geringen Losgrößen, mit weniger . Stationen
erbracht werden kann. Dies führt
nicht nur zu erhöhten
Investitionskosten für
Werkzeuge sondern auch zu unnötig
hohen Stillstandszeiten beim Artikelwechsel. Tritt an einem Rundläufer oder
auch an einer Handlingeinrichtung eine Störung auf, muß in der
Regel die gesamte Maschine bzw. Fertigungsstraße abgeschaltet werden.
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Ziel
der Erfindung ist eine Maschine zur Bearbeitung von Werkstücken in
einer kontinuierlichen Fertigungslinie, die eine flexible Arbeitsweise
gestattet, mit einem Minimum an Werkzeugen auskommt, die Anzahl
von Handlingvorgängen
reduziert und bei Störung
an einer einzelnen Bearbeitungseinheit nicht abgeschaltet werden
muß.
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Dies
wird für
eine Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 grundsätzlich durch dessen
kennzeichnende Merkmale gelöst.
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Wenn
bei herkömmlichen
Maschinen einzelne, als Rundläufer
ausgebildete Bearbeitungseinheiten hintereinander angeordnet waren,
die jeweils eine Mehrzahl gleicher Arbeitsstationen trugen, sieht die
Erfindung eine Mehrzahl entlang einer Fördereinrichtung hintereinander
angeordneter gleicher Bearbeitungseinheiten vor, die nur mit einer
geringen Anzahl von stationären,
insbesondere unterschiedlichen Arbeitsstationen bestückt sind,
so daß einige Arbeitsgänge am Werkstück unmittelbar
hintereinander ausgeführt
werden können,
wobei das Werkstück ohne
weitere Übergabe
bei seinem Durchlauf durch eine Bearbeitungseinheit von ein und
derselben Werkstückaufnahme
gehalten wird.
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Wenn
gefordert wird, daß die
Fördereinrichtung
ausgebildet ist, die Werkstücke
in einer Grundrichtung zu bewegen, die im allgemeinen die Produktionsrichtung
der Straße
ist, so bedeutet dies nicht, daß die
Fördereinrichtung
unbedingt ein Linearförderer
sein muß.
Räumlichen
Verhältnissen
entsprechend kann die Fördereinrichtung
auch Abwinklungen und Biegungen aufweisen, insofern die einzelnen
Bearbeitungseinheiten in einer Folge hintereinander neben ihr angeordnet
sind und die Werkstücke,
wenn sie eine Bearbeitungseinheit verlassen, in der gleichen Richtung
weiterbewegt werden, aus der sie auch gekommen sind. Vorzugsweise
ist die Fördereinrichtung
jedoch ein Linearförderer,
und besonders bevorzugt auch ein solcher mit zwei parallelen Bahnen,
wobei auf einem Beladeband die Werkstücke herangeführt und
auf einem parallelen Entladeband dann weiterbewegt werden. Dabei
kann natürlich
das Entladeband einer Maschine gleichzeitig das Beladeband für die nächstfolgende
Maschine sein.
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Die
Maschine ist derart ausgebildet, daß sowohl das Beladeband als
auch das Entladeband getaktet betrieben sind, so daß die Werkstücke bei
Stillstand der Fördereinrichtung
von ihr entnommen und wieder auf sie abgegeben werden. Wenn die
Arbeitsstationen der einzelnen Bearbeitungseinheiten als stationär bezeichnet
sind, so schließt
dies nicht aus, daß Teile
einer Arbeitsstation auch begrenzt bewegbar sind. Vielmehr soll
durch die Kennzeichnung stationär
zum Ausdruck gebracht werden, daß die Arbeitsstationen insgesamt
feststehend ausgebildet sind und sich nicht wie auf einem Rundläufer fortbewegen.
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Die
zu jeder Bearbeitungseinheit gehörenden
zwei Handlingeinrichtungen bewegen die Werkstücke im wesentlichen quer zur
Fördereinrichtung. Quer
muß nicht
unbedingt rechtwinklig bedeuten. Je nach Raumerfordernis oder Raumausnutzung
können
die Bearbeitungseinheiten auch unter einem bestimmten Winkel zur
Grundrichtung der Fördereinrichtung
ausgerichtet sein.
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Zweckmäßigerweise
sind die Bearbeitungseinheiten modulartig ausgebildet, so daß erforderlichenfalls
eine Bearbeitungseinheit gegen eine solche gleicher Art problemlos
ausgewechselt werden kann. Die Anzahl der hintereinander anzuordnenden Bearbeitungseinheiten
gleicher Art hängt,
wenn eine gewisse Produktionsstraßenkapazität vorgegeben ist, von der Art
und Dauer der in einer solchen Bearbeitungseinheit auszuführenden
Arbeitsschritte ab. Dabei arbeiten alle in Einsatz befindlichen
Bearbeitungseinheiten einer Art mehr oder minder parallel, d.h.,
es werden, wenn die getaktete Fördereinrichtung
anhält,
gleichzeitig von allen gleichartigen Bearbeitungseinheiten Werkstücke von
der Fördereinrichtung
entnommen oder wieder auf sie abgegeben. Dies läßt sich durch ein gesteuertes
Zusammenwirken zwischen der Fördereinrichtung
und den Bearbeitungseinheiten erreichen. Wird eine der Bearbeitungseinheiten
defekt, kann sie ohne weiteres aus dem Ablauf herausgenommen werden.
Die Fördereinrichtung
ist dann entsprechend anders mit Werkstücken zu beschicken. Zweckmäßigerweise
sieht man aber ein oder zwei Bearbeitungseinheiten als Reserve vor,
die in Betrieb genommen werden können,
wenn andere vorübergehend
ausfallen. Auch kann die Kapazität
der Maschine an unterschiedliche Produktionsabläufe angepaßt werden, indem man gesteuert
wahlweise einige Bearbeitungseinheiten aus dem Ablauf ausschaltet
und beispielsweise bei kleinen Losgrößen oder längeren Bearbeitungszeiten in
anderen Maschinen der Fertigungsstraße die betroffene Maschine
nur mit einer reduzierten Anzahl von Bearbeitungseinheiten gleicher
Art betreibt.
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Weitere
erfindungsgemäße Merkmale,
die nur die Bearbeitungseinheit als solche betreffen, werden im
folgenden anhand der einzelnen Bearbeitungseinheit beschrieben.
Eine solche ist in Patentanspruch 8 und den davon abhängigen Ansprüchen beansprucht.
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Die
einzelne Bearbeitungseinheit ist mit zwei im wesentlichen gleichen
Handlingeinrichtungen versehen, von denen jede mit einer einzigen
Werkstückaufnahme
für ein
einzelnes Werkstück
ausgerüstet ist.
Das Werkstück
bleibt von der Übernahme
von einer nahen Fördereinrichtung
an während
des gesamten Ablaufes in der Bearbeitungseinheit bis zur anschließenden Abgabe
an die Fördereinrichtung
mit der Werkstückaufnahme
verbunden. Eine Übergabe eines
Werkstückes
an andere Einrichtungen findet nicht statt. Die beiden Handlingeinrichtungen
sind so ausgebildet, daß sie
zwar zeitversetzte aber funktionsgleiche Arbeitszyklen durchlaufen.
Die einzelne Bearbeitungseinheit kann zwar mit nur einer Arbeitsstation
versehen sein, ist aber vorzugsweise mit zwei oder wenigen Arbeitsstationen
mehr versehen, wobei die volle Funktionalität der Erfindung nur dann zum Tragen
kommt, wenn diese Arbeitsstationen unterschiedlicher Art sind, d.h.
mit ihnen an einem Werkstück
eine Reihe aufeinanderfolgender Arbeitsschritte ausgeführt wird.
Gerade diese Arbeitsweise erfordert das zeitversetzte Zusammenspiel
beider Handlingeinrichtungen mit den unterschiedlichen Arbeitsstationen.
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In
bevorzugter Ausführungsform
sind die Arbeitsstationen einer Bearbeitungseinheit in einer Reihe
derart angeordnet, daß man
eine vertikale Zentralebene definieren kann, die durch die Mitten
der Arbeitsstationen verläuft.
Diese Zentralebene erstreckt sich, wie weiter oben in anderer Weise
bereits angedeutet, zweckmäßigerweise
in etwa quer oder sogar exakt rechtwinklig zu der Grundrichtung
der Fördereinrichtung,
an die die Bearbeitungseinheit angeschlossen ist. Die beiden Handlingeinrichtungen
sind vorzugsweise zu beiden Seiten dieser Zentralebene angebracht
und weisen je einen Grundschlitten auf, mit dem sie in gestellfesten
Führungen
zu beiden Seiten der Zentralebene horizontal und parallel zu dieser
verfahrbar sind.
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Entsprechend
der Anordnung der Arbeitsstationen mit ihren gedachten Mittelpunkten
in der Zentralebene liegen auch die gedachten Mittelpunkte der Werkstückaufnahmen
im allgemeinen in der Zentralebene und sind in bevorzugter Ausführungsform auch
nur in dieser Zentralebene verfahrbar. Die horizontale Verschiebung
in X-Richtung erfolgt durch den Grundschlitten. Zusätzlich sind
die Werkstückaufnahmen,
die an auskragenden Armen von der jeweiligen Seite her in der Zentralebene
gehalten sind, auch noch höhenverfahrbar.
Diese zweite Verstellmöglichkeit
in Z-Richtung kann durch einen Sekundärschlitten realisiert sein,
der angetrieben senkrecht an dem Grundschlitten verfahrbar ist,
es besteht aber durchaus auch die Möglichkeit, die Werkstückaufnahme
in der Zentralebene schwenkbar an ihrem Arm auszuführen, was
dann sinnvoll ist, wenn das Werkstück infolge der Arbeitsschritte
von einer aufrechten in eine umgedrehte Stellung oder sogar in eine
Schräglage
in der Vertikalebene überführbar sein
muß. Die
Bewegungsmöglichkeiten
der Werkstückaufnahmen
in X- und Z-Richtung können
in äquivalenter
Weise natürlich
auch dadurch ausgeführt
werden, daß ein
Grundschlitten am Maschinengestell höhenverfahrbar und an diesem
ein Sekundärschlitten
horizontal verfahrbar ist. Es kommt im wesentlichen darauf an, daß eine Verfahrbarkeit
der Werkstückaufnahmen
in allen Richtungen der Zentralebene möglich ist.
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Die
vertikale Verfahrbarkeit der Werkstückaufnahmen dient nicht allein
dazu, die Werkstücke beispielsweise
einer darunter befindlichen Arbeitsstation zuzuführen und von dieser wieder
abzuheben, sie ist auch erforderlich, um Kollisionen zwischen den
Werkstückaufnahmen
und den von ihnen getragenen Werkstücken zu verhindern, wenn sich beide
Handlingeinrichtungen entgegengerichtet aneinander vorbeibewegen
sollen. In dieser Situation ist eine der Werkzeugaufnahmen derart
anzuheben, daß die
andere Werkzeugaufnahme unter ihr und dem von ihr getragenen Werkstück in der
Zentralebene entlangfahren kann.
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Für verschiedene
Arbeitsschritte ist es erforderlich, daß das Werkstück während der
Bearbeitung rotiert. Für
diesen Fall sind die Werkstückaufnahmen mit
Drehantrieben versehen. In spezieller Ausgestaltung können diese
Drehantriebe auch so ausgebildet sein, daß sie auf genaue Winkelpositionen
einstellbar sind. Dies ist z.B. dann sinnvoll, wenn ein Arbeitsschritt
an einer bestimmten Umfangsstelle des Werkstückes ausgeführt werden soll, die dann automatisch
angefahren werden kann. Zum Halten der Werkstücke weisen die Werkstückaufnahmen
Saugtassen, Spannfutter oder andere bekannte Hilfsmittel auf. So
sind beispielsweise Glasgefäße für ihre Randbearbeitung
an ihrem Boden zu halten, wofür
in bekannter Weise Saugtassen eingesetzt werden können.
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Für Bearbeitungsschritte,
die ausschließlich am
hängenden,
d.h. von oben gehaltenen Werkstück ausgeführt werden
können,
ist es zweckmäßig, alle Arbeitsstationen
in etwa auf gleicher Höhe
unterhalb der Handlingeinrichtungen anzuordnen. Bei einer derartigen
Ausführungsform
ergibt sich ein vereinfachter Aufbau dadurch, daß man die Horizontalführungen
für die
beiden Handlingeinrichtungen an beiden Seiten einer einzigen gestellfesten
Traverse vorsieht, die in ausreichender Höhe über den Arbeitsstationen verläuft. Sind
dagegen auch Arbeitsstationen erforderlich, an deren Werkzeuge das
Werkstück
von unten herangeführt
werden muß,
wird hierfür
Raum zwischen den Handlingeinrichtungen benötigt, so daß diese zweckmäßigerweise
an getrennten seitlichen Gestellteilen geführt sind.
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Ein
besonderer Aspekt der Erfindung liegt in der Anwendung für das Abschmelzen
des Arbeitsringes, das Verschmelzen der Trennkante und das Einformen
einer Gießnase
in die Kante eines Glasgefäßes. Das
Ringabschmelzen und das Einformen der Gießnase wurden herkömmlich in
zwei unterschiedlichen Bearbeitungseinheiten ausgeführt. Die
erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit
weist dagegen in Reihe eine erste Arbeitsstation zum Abschmelzen und
Abziehen des Arbeitsringes eines Glasgefäßes sowie zum Verschmelzen
des Trennrandes auf, eine weitere Arbeitsstation zum Vorwärmen des
Bereiches für
die Gießnase
und eine dritte Arbeitsstation zum Einformen der Gießnase. Diese
Bearbeitungseinheit wird im Rahmen der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
noch näher
erläutert.
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Das
Zusammenfassen der beiden genannten Arbeitsschritte in einer Bearbeitungseinheit
hat u. a. den Vorteil, daß das
Glasgefäß zum Einformen
der Gießnase
zumindest an dieser Stelle nicht noch einmal von Grund auf erwärmt werden
muß. Das
Glasgefäß wird in
die zweite Arbeitsstation überführt, solange
sein Rand vom Abschmelzen des Arbeitsringes noch warm ist. Hierdurch
wird nicht unerheblich Energie eingespart. Außerdem können getrennte Antriebe für Bewegungsabläufe von
Werkzeugen weitgehend entfallen, weil mit der numerisch gesteuerten Handlingeinrichtung,
die unter Einbeziehung der Rotierbarkeit der Werkstückaufnahme
Bewegungen in allen drei Raumrichtungen ausführen kann, sich das Werkstück in gewünschter
Weise relativ zum Werkzeug bewegen läßt. Dies gilt beispielsweise
für das Erwärmen des
Randbereiches für
die Gießnase.
Unter Verwendung eines einzigen stationären Brenners kann durch eine
hin- und hergehende Drehwinkelbewegung und eine überlagerte translatorische
Bewegung des Werkstückes
auf den Brenner zu und von ihm weg ein gewünschter Randbereich in gewünschter
Intensität
erwärmt
werden. Auch das Einformen der Gießnase kann durch ein Bewegen
des Werkstückes
gegen das Werkzeug erfolgen.
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Schließlich können durch
den zeitversetzten Bewegungsablauf der beiden Handlingeinrichtungen immer
zwei Werkstücke
gleichzeitig in der Bearbeitungseinheit bearbeitet werden.
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Eine
weitere erfindungsgemäß vorgesehene Anwendung
der beanspruchten Maschine und der beanspruchten Bearbeitungseinheiten
ist das Bedrucken von rotationssymmetrischen Gegenständen mit Druckbildern
im Siebdruckverfahren.
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Das
Bedrucken von rotationssymmetrischen Gegenständen im Siebdruckverfahren
erfolgt üblicherweise
mit horizontal angeordnetem Siebrahmen, der – zumindest insoweit das Bedrucken
von zylindrischen Oberflächen
betroffen ist – auf
dem um seine horizontal ausgerichtete Achse rotierenden Gegenstand
abrollt. Wenn der zu bedruckende Gegenstand, beispielsweise ein
Hohlglasbehälter,
der mit seiner Öffnung
nach unten auf einem Beladeband an die Bearbeitungseinheit herangeführt worden
ist, von einer als Saugtasse ausgebildeten Werkzeugaufnahme von
oben an seinem Boden erfaßt
ist, ist es zum Ausführen
des Bedruckvorganges erforderlich, daß die Werkzeugaufnahme mit
dem von ihr getragenen Werkstück
in eine horizontale Ausrichtung ihrer Achse schwenkbar ist. Die
Werkzeugaufnahmen der beiden Handlingeinrichtungen sind daher im
vorliegenden Anwendungsfall mittels eines abgekröpften Winkelarmes an dem horizontal
verfahrbaren Hauptschlitten der Handlingeinrichtungen befestigt,
wobei ein Arm des Winkelhebels um eine horizontale Achse an dem
Hauptschlitten verschwenkbar ist.
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Die
Bearbeitungseinheit für
den Siebdruck kann zwei Arbeitsstationen aufweisen, nämlich eine für die Passereinstellung
und die andere für
den eigentlichen Druckvorgang. Bei Glasgefäßen mit einer Gießnase soll
der Druck im allgemeinen in einer bestimmten Umfangsposition relativ
zu der Gießnase angebracht
werden, so daß der
zu bedruckende Gegenstand vor seinem Einführen in die eigentliche Bedruckstation
in eine bestimmte Winkelstellung ausgerichtet werden muß. Dies
geschieht in der Passerstation. Der Arbeitsablauf ist zweckmäßigerweise
derart ausgebildet, daß eine
der Werkstückaufnahmen
einen Gegenstand in senkrechter Lage vom Beladeband übernimmt
und ihn auch in dieser Position in die Passerstation überführt, während sich
ein anderer Gegenstand in horizontaler Ausrichtung in der Druckstation
befindet. In dieser horizontalen Ausrichtung kann nach Ende des
Druckvorganges die zweite Werkzeugaufnahme sich mit dem bedruckten
Gegenstand über
die erste hinwegbewegen, um das bedruckte Werkstück auf dem Entladeband abzusetzen,
während
die erste Werkzeugaufnahme mit dem ausgerichteten Gegenstand nunmehr
in die horizontale Lage schwenkt, um in die Druckstation vorzufahren.
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In
besonderer Ausführung
der Druckstation kann diese in Bewegungsrichtung des Hauptschlittens
der Handlingeinrichtung gesehen, mehr als einen Siebrahmen hintereinander
oder einen unterteilten Siebrahmen aufweisen, so daß nach einer
zusätzlichen
Horizontalbewegung des Werkstückes
ein zweiter Druck auf diesem ausgeführt werden kann. Hierbei kann
es sich um ein zweites Bild aber auch um die zweite Farbe eines
Mehrfarbenbildes handeln. Um ein einwandfreies Rotieren des zu bedruckenden
Werkstückes
unter dem Siebrahmen zu gewährleisten,
kann es sinnvoll sein, den zu bedruckenden Gegenstand mit seiner
der Saugtasse abgewandten Öffnung
gegen einen zentrierenden Dorn zu fahren, der das andere Ende des
Gegenstandes bei der Rotation unterstützt.
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Häufig sind
die zu bedruckenden Umfangsflächen
eines rotationssymmetrischen Gegenstandes nicht zylindrisch sondern
konisch. Um den zu bedruckenden Gegenstand mit einer Mantellinie
seines konischen Bereiches horizontal unter den Siebrahmen zu bringen,
ist es erforderlich, die Rotationsachse des Gegenstandes zu neigen.
In besonderer Ausführung
der Erfindung ist dies durch ein entsprechendes Schwenken der rotierbaren
Werkzeugaufnahme möglich.
Der vorstehend erwähnte
Dorn zur Rotationsstabilisierung kann auch in diesem Fall vorgesehen
werden, wenn er entsprechend schwenkbar ausgebildet ist. Der Siebdruck
auf einer konischen Fläche
erfordert eine spezielle, kreisbahnförmige Ablaufbewegung des Siebrahmens.
Eine Siebdruckvorrichtung, die dies auf kleinstem Raum ermöglicht,
ist in der
DE-A-199
21 306 der Anmelderin beschrieben. Eine solche Vorrichtung
ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.
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Im
folgenden wird die erfindungsgemäße Maschine
in ihrer Grundanordnung und werden zwei spezielle Ausführungsformen
von Bearbeitungseinheiten, nämlich
diejenige für
das Abschmelzen des Arbeitsringes und Einformen der Gießnase und
diejenige für
das Bedrucken der Werkstücke
unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen im einzelnen näher
beschrieben. Darin stellen dar:
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1 in schematischer Seitenansicht
eine Bearbeitungseinheit für
das Abschmelzen des Arbeitsringes von Hohlglaskörpern und das Einformen einer
Gießnase,
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2 eine schematische stirnseitige
Ansicht der Bearbeitungseinheit nach 1,
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3 eine schematische Seitenansicht
einer Bearbeitungseinheit für
das Bedrucken von Hohlglasgegenständen im Siebdruckverfahren,
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4 eine schematische Draufsicht
auf die beiden Handlingseinrichtungen der Bearbeitungseinheit nach 3,
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5 die Bearbeitungseinheit
gemäß 3 mit schräggestellter
Werkstückaufnahme
für das
Bedrucken einer konischen Mantelfläche im Siebdruckverfahren,
und
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6 eine schematische Grundrißdarstellung
der Anordnung einer Reihe gleichartiger Bearbeitungseinheiten neben
einem Beladeband und einem Entladeband für den Transport der zu bearbeitenden
Werkstücke
zu und von den Bearbeitungseinheiten.
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Die 1 und 2 zeigen eine Bearbeitungseinheit für Hohlglasgegenstände, die
benachbart zu einer Fördereinrichtung 2 angeordnet
ist. Die Fördereinrichtung 2 besteht
im Ausführungsbeispiel
aus einem linearen Beladeband 4 und einem linearen Entladeband 6,
die parallel zueinander verlaufen und sich in gleicher Richtung
senkrecht zur Zeichenebene bewegen. Unter dem Begriff "Förderband" ist jeder lineare Förderer zu verstehen, der eine
Folge von Werkstücken
aufnehmen und sie zu der Bearbeitungseinheit transportieren bzw.
von ihr abzuführen geeignet
ist. In der Darstellung der 1 befindet sich
auf dem Beladeband 4 ein Werkstück in Form eines Hohlglasgegenstandes 8,
nämlich
einem Glasgefäß, welches
mit seiner Öffnung
nach unten auf dem Beladeband 4 ruht. Die Förderbänder 4 und 6 können mit
gewissen Führungen 10 versehen
sein, mit denen die zu transportierenden Glasgefäße in bestimmter Position und
in bestimmtem Abstand auf den Förderbändern ausgerichtet
werden können.
Die Förderbänder 4 und 6 sind
für getakteten
Betrieb ausgelegt, d.h., daß sie
zur Entnahme eines Glasgefäßes 8 vom
Beladeband 4 oder zum Abgeben eines Glasgefäßes auf
das Entladeband 6 jeweils angehalten werden können.
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Die
Bearbeitungseinheit der 1 und 2 weist einen Sockel 12 und
einen Oberrahmen 14 auf, die sich im wesentlichen aus der 2 ergeben, der Übersichtlichkeit
halber in der 1 aber
weitgehend weggelassen sind.
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Den
oberen Teil der Darstellung in 1 bilden
zwei Handlingeinrichtungen 16 und 18, auf die zuerst
Bezug genommen werden soll. Getragen sind die beiden Handlingeinrichtungen 16 und 18 von
einer gestellfesten Längstraverse 20,
die sich, bezogen auf die 2,
hinter einem Joch 22 senkrecht zur Zeichenebene erstreckt.
Die Handlingeinrichtungen 16 und 18 sind mittels
sich im wesentlichen senkrecht nach unten erstreckender Hauptschlitten 24 und 26 (mit
nicht dargestellten Mitteln) an der Längstraverse 20 geführt und
entlang der Traverse in horizontaler X-Richtung verfahrbar. Die
Hauptschlitten 24 und 26 sind derart zu beiden
Seiten der Längstraverse 20 angeordnet,
daß sie
auch aneinander vorbeifahren können.
In der Darstellung der 1 befindet
sich der Hauptschlitten 24 vor der Traverse 20 und
der Hauptschlitten 26 dahinter. An jedem der Hauptschlitten 24, 26 ist
in senkrechter Richtung geführt
und verfahrbar ein Sekundärschlitten 28 bzw. 30.
Jeder dieser Sekundärschlitten 28, 30 trägt, wie
aus 2 hervorgeht, an
einem zur Maschinenmitte hin gerichteten Arm 36 bzw. 38 eine
Werkstückaufnahme 32 bzw. 34,
die in Form einer rotierbaren Saugtasse ausgebildet ist.
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Horizontale
Bewegungskomponenten seien mit X, vertikale mit Z bezeichnet. In
diesem Sinn ist X1 in 1 der
Antrieb für
die horizontale Verfahrbarkeit der ersten Handlingeinrichtung 16 und
X2 der Antrieb für
die horizontale Verfahrbarkeit der zweiten Handlingeinrichtung 18.
Z1 und Z2 sind die Antriebe für
die vertikale Verfahrbarkeit der Sekundärschlitten 28 und 30,
C1 und C2 sind die Rotationsantriebe für die Werkstückaufnahmen 32 und 34.
Alle diese Antriebe sind numerisch positionsgenau ansteuerbar.
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Aus 2 ist erkennbar, daß die Achsen
der Werkstückaufnahmen 32 und 34 sich
in einer gemeinsamen vertikalen Ebene befinden, die sich senkrecht
zur Zeichenebene erstreckt. Sie ist als Zentralebene 40 bezeichnet.
Weiterhin ergibt sich aus 2,
daß die
Werkstückaufnahme 32 mit
einem von ihr gehaltenen Glasgefäß 8 über dem
Arm 38 der anderen Werkstückaufnahme entlangfahrbar ist,
wenn sich beide Werkstückaufnahmen
in entsprechendem Höhenabstand
befinden. Dies geht auch umgekehrt. Beide Werkstückaufnahmen 32 und 34 können unter
entsprechender Berücksichtigung eventueller
Kollisionskurse jede Position in der Zentralebene 40 innerhalb
des Maschinenrahmens einnehmen.
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Es
sei jetzt auf den unteren Teil der 1 Bezug
genommen. Neben den Förderbänden 4 und 6 befindet
sich im Sockel 12 eine erste Arbeitsstation 42 zum Abschmelzen
des Arbeitsringes eines Glasgefäßes 8 und
zum Verschmelzen des entstandenen Randes des Gefäßes. An einer senkrecht ausfahrbaren
und ebenfalls abwärts
bewegbaren Stütze 44 ist eine
Abzugszange 46 angeordnet, deren einzelne Arme ausgeschwenkt
und über
dem abzuschmelzenden und abzuziehenden Arbeitsring eines Glasgefäßes 8 geschlossen
werden können.
Z3 ist der Antrieb für
die senkrechte Bewegung der Stütze 44,
C3 ein Drehantrieb für
die Abzugszange 46. Nicht dargestellt sind Brenner, mit
denen die Trennstelle am Glasgefäß erwärmt und
erweicht werden kann.
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Der
Arbeitsablauf ist derart, daß die
Werkstückaufnahme 32 ein
Glasgefäß 8 von
dem Beladeband 4 entnimmt und horizontal in die Arbeitsstation 42 fährt, wo
die Trennstelle erwärmt,
die Abzugszange über
dem Ring geschlossen und nach entsprechender Erweichung des Glases
der Arbeitsring mittels der Abzugszange 46 und der Stütze 44 nach
unten abgezogen wird. Eine Rutsche 48 dient dazu, die abgetrennten
Ringe oder andere Bruchstücke
auf ein Scherbenband 50 zu überführen. Eine zweite Arbeitsstation 52 weist
einen Brenner 54 zum Erwärmen derjenigen Randstelle
des Glasgefäßes 8 auf,
in die eine Gießnase
eingeformt werden soll. Ist in der Arbeitsstation 42 der
Arbeitsring abgetrennt und der entstandene Rand verschmolzen, wird
das Glasgefäß in die
Arbeitsstation 52 überführt, wo
eine bestimmte Stelle seines Randes, die durch Drehwinkelsteuerung
der Werkstückaufnahme
vorbestimmt werden kann, zusätzlich
erwärmt
wird. Das Glasgefäß 8 wird
dann in eine dritte Arbeitsstation 56 weiterbewegt, in
der sich lediglich das Formwerkzeug 58 zum Einformen der
Gießnase
befindet. Das Formwerkzeug 58 ist mit einem Antrieb B versehen,
mit dem es aktiv in Arbeitskontakt mit dem Glasgefäß gebracht werden
kann.
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Alle
Arbeitsstationen 42, 52 und 56 befinden sich
mit ihrer gedachten Mitte in der Zentralebene 40, so daß jedes
Glasgefäß 8 ausschließlich nur
in X-Richtung und
in Z-Richtung bewegt werden braucht.
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Es
dürfte
aus der Darstellung klar sein und keiner Ablaufbeschreibung im einzelnen
bedürfen, daß während ein
von der Werkstückaufnahme 32 gehaltenes
Glasgefäß 8 in
der Arbeitsstation 42 bearbeitet wird, gleichzeitig ein
von der Werkstückaufnahme 34 gehaltenes
Glasgefäß nacheinander
in den Arbeitsstationen 52 und 56 bearbeitet werden
kann. Ist die Bearbeitung dort erledigt, fährt die Werkstückaufnahme 34 nach
oben und nach rechts über
die Werkstückaufnahme 32 hinweg,
um ihr Glasgefäß auf dem
Entladeband 6 abzusetzen, während die Werkstückaufnahme 32 mit
ihrem Glasgefäß 8 in
die Arbeitsstation 52 und 56 weiterbewegt wird.
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In
den 3 bis 5 ist eine Bearbeitungseinheit
für das
Bedrucken von Glasgefäßen im Siebdruckverfahren
dargestellt. Es sollen in Zusammenhang mit dieser Bearbeitungseinheit
nur die. wesentlichsten Merkmale beschrieben werden. Während in der
Bearbeitungseinheit gemäß 1 und 2 die Werkstücke grundsätzlich von oben gehalten, d.h. hängend bearbeitet
werden, weswegen sich praktisch alle Arbeitsstationen auf einer
Höhenlage
befinden können
und die Handlingeinrichtungen insgesamt nur über diesen Arbeitsstationen
angeordnet sind, erfordert die Bearbeitungseinheit gemäß den 3 bis 5 eine andere Anordnung, weil dort auch Arbeitsmittel,
d.h. der Siebdruckrahmen von oben in Kontakt mit dem Werkstück gebracht
wird. Entsprechend sind, wie sich insbesondere aus der schematischen
Draufsicht nach 4 ergibt,
Handlingeinrichtungen 60 und 62 an getrennten
seitlichen Längstraversen 64 und 66 angebracht,
zwischen denen ein Freiraum für
die Anordnung der Arbeitsstationen verbleibt. Beide Handlingeinrichtungen
sind auch hier mittels Hauptschlitten 68 und 70 horizontal
an den Längstraversen 64 und 66 verfahrbar.
Wie jedoch insbesondere aus der Darstellung der Handlingeinrichtung 60 in 4 rechts hervorgeht, sind
Werkstückaufnahmen 72 und 74 von
Winkelarmen 76 und 78 gehalten, die jeweils mit
einem ihrer Schenkel um horizontale Achsen schwenkbar an den Hauptschlitten 68 bzw. 70 befestigt
sind. Bei Verschwenken der Werkstückaufnahmen um diese Achsen
beschreiben deren eigene Achsen Kreisringe in der gemeinsamen senkrechten Zentralebene 40.
Die Werkstückaufnahmen 72 und 74 sind
demnach derart ausgebildet, daß die
von ihnen gehaltenen Glasgefäße 8 hängend, stehend,
horizontal oder auch schräg
ausgerichtet in der Zentralebene 40 gehalten werden können. Es
ergibt sich aus 4 auch,
daß eine
in horizontale Richtung geschwenkte Werkstückaufnahme über der anderen Werkstückaufnahme
hinweggefahren werden kann, wenn letztere sich in hängender
Position befindet, weil in diesem Fall der freie Schenkel seines Winkelarmes
tiefer liegt. So kann bei den in 4 dargestellten
Stellungen die Handlingeinrichtung 60 über die Handlingeinrichtung 62 hinweggefahren werden.
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In
diesem Sinne ist auch die Darstellung der 3 zu verstehen. Im linken Bereich ist
angedeutet, daß von
einer Werkstückaufnahme
zuerst links ein Glasgefäß 8 auf
einem nicht dargestellten Entladeband abgesetzt und anschließend ein
anderes Glasgefäß 8 rechts
von einem nicht dargestellten Beladeband übernommen wird. Das hängend gehaltene Glasgefäß wird dann
horizontal nach rechts in eine Passerstation 80 überführt, in
der es in eine vorbestimmte Winkelposition gebracht wird, in der
das Druckbild aufgebracht werden soll. So ist es beim Vorhandensein
einer Gießnase
in der Regel üblich, daß ein Druckbild
genau an der gegenüberliegenden Seite
aufgebracht wird. Nach der Passereinstellung wird die Werkstückaufnahme,
beispielsweise die Werkstückaufnahme 72,
in eine horizontale Stellung geschwenkt und unter den Siebrahmen 80 einer Siebdruckeinrichtung 82 gefahren.
Gleichzeitig wird in das offene Ende des Glasgefäßes 8 eine Rotationsunterstützung, beispielsweise
in Form eines Dornes 84 eingeführt. Das In-Kontakt-Bringen
des Siebrahmens 80 mit dem Glasgefäß 8 kann durch Absenken
der Siebdruckeinrichtung 82, aber auch durch Höhenverstellbarkeit
der gesamten Handlingeinrichtungen 60 und 62 realisiert
sein. Nach Aufbringen des Druckbildes in der Siebdruckeinrichtung 82 wird die
Werkstückaufnahme 72 in
horizontaler Ausrichtung nach links gefahren, indem sie über die
andere Werkstückaufnahme
hinwegbewegt wird, die sich beispielsweise bereits in der Passerstation 80 befinden
kann.
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In 3 ist das Bedrucken eines
zylindrischen Umfangsteiles des Glasgefäßes 8 dargestellt. Das
Glasgefäß 8 weist
jedoch in Richtung auf seine Mündung
noch einen konischen Bereich auf. Auch dieser kann in der dargestellten
Siebdruckarbeitsstation 82 bedruckt werden, wie dies in 5 dargestellt ist. Dort
ist das Glasgefäß 8 mittels
der Werkstückaufnahme 72 in
eine solche Schräglage
geschwenkt, daß die
obere Mantellinie des konischen Teiles des Glasgefäßes horizontal
verläuft.
Entsprechend ist auch der Unterstützungsdorn 84 mitgeschwenkt
worden. Da der zylindrische und der konische Teil des Glasgefäßes mit
zwei unterschiedlichen Druckbildern versehen werden, ist ein geteilter
Siebrahmen 83 vorgesehen, über dem sich zwei Rakel 86 und 88 befinden.
Wie aus 5 erkennbar
ist, wird die rechte Siebrahmenhälfte
mit der rechten Rakel 88 zum Aufbringen des zweiten Druckbildes
auf den konischen Teil verwendet. Die Werkstückaufnahme 72 ist
dafür zusätzlich in
die erforderliche Horizontalposition zu fahren.
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In 6 ist in schematischer Draufsicht
eine Linie mit mehreren Bearbeitungseinheiten 1-15, A und
B dargestellt. Parallel zu den Bearbeitungseinheiten verlaufen das
Beladeband 4 und das Entladeband 6, auf dem Glasgefäße 8 angeordnet
sind. Die Produktionsrichtung und damit auch die Richtung der Förderbänder ist
durch den Pfeil 90 angedeutet. Die angedeuteten Bearbeitungseinheiten
sind solche gleicher Art, beispielsweise vom Typ derjenigen nach den 1 und 2 oder derjenigen nach den 3-5. Wie beschrieben, werden die Förderbänder 4 und 6 getaktet
betrieben, so daß von
den einzelnen Bearbeitungseinheiten gleichzeitig Werkstücke übernommen
oder auch wieder auf das Entladeband 6 abgesetzt werden
können.
Die Beschickung des Beladebandes 4 wird derart gesteuert,
daß Werkstücke zu den
richtigen Maschinenpositionen gelangen.
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Tritt
bei einer der Bearbeitungseinheiten 1-15 eine Störung auf,
kann sie, ohne daß der
weitere Betrieb der Produktionslinie in Beeinträchtigung gezogen wird, aus
dem Arbeitsablauf herausgenommen werden. Die Bearbeitungseinheiten
A und B sollen beispielsweise Reserveeinheiten darstellen, von denen
im Austausch eine in den Produktionsablauf eingeschaltet werden
kann, wenn eine der anderen Einheiten ausfällt. Eine solche Maschinenanordnung ist
auch derart flexibel, daß sie
je nach Kapazitätsanforderungen
mit jeder beliebigen Minderzahl der aufgestellten Bearbeitungseinheiten
gleicher Art betrieben werden kann.