DE10018270B4

DE10018270B4 - Anlage und Verfahren zum Erzeugen von Glas-Preßlingen

Info

Publication number: DE10018270B4
Application number: DE2000118270
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Lindig; Werner Weitzel; Helmut BÜTTNER; Eckart Dr. Döring
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: CN1208263C; DE10018270A1; CN1317455A

Abstract

Anlage zum Erzeugen von Glas-Preßlingen;
1 mit einem Speiser zum Portionieren von Glasschmelze, umfassend:
1.1.1 ein horizontale Rinne (1);
1.1.2 ein Nadelventil (2), das einen Ventilschaft (2.1), einen Ventilkörper (2.2) und einen Ventilsitz (2.3) aufweist;
1.1.3 eine dem Ventilsitz nachgeschaltete Abschneideinrichtung (3);
1.2 das Nadelventil (2) ist am stromabwärtigen Ende der Rinne (1) angeordnet;
1.3 mit einer dem Speiser nachgeschalteten Formpreßstation (5);
1.4 mit einer Einrichtung zum Verstellen der Hublage von Ventilschaft (2.1) und Ventilkörper (2.2);
1.5 mit einer Einrichtung zum Erfassen des Gewichtes der Preßlinge;
1.6 es ist ein erster Regelkreis vorgesehen, der bei Abweichungen des Sollgewichtes der Preßlinge die Hublage verändert;
gekennzeichnet durch
1.7 eine Einrichtung zum Einstellen der Temperatur der Schmelze in der Rinne (1);
1.8 es ist ein zweiter Regelkreis vorgesehen, der bei Abweichen des Sollwertes der Hublage die Temperatur der Glasschmelze ändert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Erzeugen von Glas-Preßlingen, ferner ein entsprechendes Verfahren.

Anlagen dieser Art sind äußerst umfangreich. Sie umfassen eine Wanne oder einen Tiegel zum Erschmelzen von Glas, eine Wanne oder einen Tiegel zum Läutern der Glasschmelze, einen Homogenisierteil sowie einen sogenannten Speiser. Der Speiser umfaßt eine Rinne, die in der Praxis bis zu 10 m Länge erreicht. Am Ende der Rinne befindet sich ein Nadelventil mit einem Ventilkörper und einem Schaft sowie einem Ventilsitz, außerdem eine Schere. Das Nadelventil führt bei einem bestimmten Hub und einer bestimmten Hubhöhe eine Auf- und Abwärtsbewegung aus. Dabei tritt während eines solchen Zyklus ein bestimmtes Quantum der Schmelze durch den Auslaß hindurch und bildet einen Schmelzetropfen. Am Ende des Zyklus wird der Schmelzetropfen von der obenstehenden Schmelze mittels der Schere abgetrennt. Der Schmelzetropfen fällt sodann in eine Preßform, in der er mittels eines Preßstempels ausgeformt wird. Meist sind mehrere Formen auf einem Pressentisch angeordnet, der in der Art eines Drehtellers aufgebaut ist.

Die fertigen Glas-Preßlinge werden laufend auf ihr Gewicht überprüft. Bei Abweichungen werden Korrekturen beim Portionieren des Tropfen-Quantums vorgenommen. Dies ist außerordentlich wichtig. Es muß nämlich unbedingt sichergestellt werden, daß genau das richtige Quantum in das Formnest gelangt. Gelangt zuviel Glasschmelze in das Formnest, so kommt es zu einer Überpressung, gelangt zu wenig hinein, so ist die Gestalt des Preßlings unvollständig.

Man hat schon zahlreiche Maßnahmen ergriffen, um den Sollwert des Tropfenquantums möglichst genau einzuhalten. So hat man beispielsweise die Viskosität der Schmelze in der Rinne ermittelt, da diese für das Portionieren mit verantwortlich ist. Diese Maßnahme hat jedoch nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt, und zwar auch deshalb, weil noch andere Einflußgrößen wie beispielsweise die Glasart eine Rolle spielen, und die Meßbedingungen am ausgewählten Ort Änderungen unterworfen sind. Dabei ist das Einhalten des Tropfengewichtes von größter Bedeutung. Der Tropfen hat ein Gewicht in der Größenordnung von 2 bis 30 kg. Abweichungen von 20 g sind bereits von Nachteil für die Qualität des Glas-Preßlings.

Aus der US 4 682 998 A ist ein Verfahren bekannt geworden, das Tropfgewicht durch die Einstellung der Hubposition zu regeln. Hierzu wird das Tropfgewicht, die Hubposition, die Glasschmelztemperatur sowie der Glasstand im Speiser ermittelt. Allerdings besteht keine Möglichkeit zur Beeinflussung der Temperatur der Glasschmelze, was bei einer Abweichung vom Temperatursollwert wiederum zu Schwankungen im Tropfgewicht führt. Ferner ist aus der SU 1219538 A ein Verfahren zur Steuerung eines Ventilkörpers bekannt geworden, um den Schmelzespiegel im Speiser auf einen bestimmten Sollwert zu regeln. Hierbei wird die Bewegung des Ventilkörpers nur mit einem indirekten Bezug zum Gewicht der Presslinge geregelt, wobei die Viskosität und damit die Temperatur der Glasschmelze durch einen zweiten, getrennt arbeitenden Regelkreis konstant zu halten ist. Variiert der Spiegel der Glasschmelze jedoch aus anderen Gründen, etwa weil die Beladung einer vorgelagerten Schmelzwanne nicht kontinuierlich erfolgt und damit der Schmelzstrom zum Speiser schwankt, führt eine Regelung, welche mit einem konstanten Schmelzespiegel arbeitet, zu einem schwankenden Ausstoß von Presslingen, was als nachteilig anzusehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um eine gleichmäßige Qualität des zu erzeugenden Glas-Preßlings zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Der Erfinder hat damit einen Lösungsweg erkannt, der apparativ einfach und kostengünstig ist, und der zu einem perfekten Ergebnis führt. Demgemäß werden zwei Regelkreise vorgesehen.

Der erste Regelkreis arbeitet wie folgt: Wird eine Abweichung des Wertes des Gewichtes des fertigen Preßlings – und damit zugleich des Schmelzetropfens – von – einem Sollwert ermittelt, so wird diese Größe als Stellgröße ausgenutzt, und zwar zum Verändern der Hublage der Ventilnadel. Der Hub selbst bleibt somit wohlgemerkt unverändert. Es wird lediglich die geodätische Höhe der Ventilnadel über dem Ventilsitz verändert. Die Folge davon ist, daß sich die Kurve der Hublage über der Zeit verändert.

Der zweite Regelkreis bewirkt folgendes: Verläßt die Hublage zur Folge der Arbeit des ersten Regelkreises einen bestimmten Wert bzw. einen bestimmten Bereich, so wird die Temperatur der Glasschmelze in der Rinne verändert, und zwar so lange, bis der Sollwert der Hublage wieder eingestellt ist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Speiser mit Schmelzetropfen.
2 zeigt ebenfalls schematisch eine darunter befindliche Preßform.
3 zeigt schematisch einen Drehteller mit mehreren Preßformen.
4 zeigt den Verlauf der Hublage über der Zeit bei mehreren Portionierzyklen bei einer konventionellen Anlage.
5 zeigt den Verlauf der Hublage über der Zeit bei mehreren Portionierzyklen gemäß der Erfindung.
Der in 1 gezeigte Speiser umfaßt eine horizontale Rinne 1, die eine Glasschmelze enthält – siehe den Glasspiegel 1.1. Man erkennt ferner ein Nadelventil 2 mit einem Ventilschaft 2.1, einem Ventilkörper 2.2 sowie einem Ventilsitz 2.3. Dem Nadelventil 2 ist eine Schere 3 nachgeschaltet. Ein Tropfen 4 der Glasschmelze ist bereits abgeschnitten.
Die Form 5 gemäß 2 ist derart angeordnet, daß der Schmelzetropfen 4 in das Formnest 5.1 fällt. Das Formnest 5.1 ist in seinem Volumen auf das Soll-Volumen des Schmelztropfens 4 abgestimmt.
Der Drehteller gemäß 3 umfaßt eine Mehrzahl von Formen 5. Er dreht sich schrittweise in Pfeilrichtung, und zwar im Rhythmus des Portionieren des Speisers.
Zur Form gehört noch ein Preßstempel. Dieser ist jedoch hier nicht dargestellt.
In 4 ist auf der Ordinate die Hublage von Schaft 2.1 und Ventilkörper 2.2 des Nadelventils 2 dargestellt, und auf der Abszisse die Zeit. An den Stellen X findet jeweils ein Schnitt mittels der Schere 3 statt, wobei der Schmelzestrom unterbrochen wird, so daß der Schmelzetropfen 4 von der obenstehenden Schmelze getrennt wird und in die Form 5 fallen kann. Die Dauer eines Zyklus beträgt in der Praxis beispielsweise eine Drittelsekunde.
Wie man sieht, sind zwei Kurven dargestellt. Die obere Kurve veranschaulicht das Verhalten bei relativ kalter Glasschmelze und die untere bei relativ heißer Glasschmelze.
Die in 5 dargestellte Kurve veranschaulicht wiederum den Verlauf der Hublage, aufgetragen über der Zeit, und zwar während des Eingreifens der beiden Regelkreise. Der erste Regelkreis spricht dabei auf Abweichungen des Gewichtes der Preßlinge von einem Sollgewicht an. Er gibt diese Abweichungen als Stellgrößen an einen Regler. Der Regler sorgt für eine Änderung der Hublage. Dies ist der schnellere von den beiden Regelkreisen.
Im Diagramm erkennt man eine horizontale Linie 6. Diese veranschaulicht einen oberen Sollwert der Hublage. Dieser obere Sollwert soll nicht überschritten werden. Wird er überschritten, so wird der zweite Regelkreis aktiviert. Dieses findet beim vorliegenden Ausführungsbeispiel – aber nur hierbei – etwa in der Mitte des dargestellten Diagramms statt, siehe Pfeil Y. Dabei wird die Abweichung der Hublage selbst als Stellgröße ausgenutzt. Sie wird einem Regler eingespeist, der seinerseits die Temperatur der Glasschmelze in der Rinne 1 beeinflußt. Hierdurch wird die Hublage wieder auf einen Sollwertbereich heruntergeholt. Der Hub selbst bleibt während der ganzen Regelvorgänge unbeeinflußt. Er könnte jedoch auch verstellt werden, wenn beispielsweise die Betriebsverhältnisse völlig verändert werden, beispielsweise durch Betreiben der Anlage mit einem Glas völlig anderer Zusammensetzung.

Claims

Anlage zum Erzeugen von Glas-Preßlingen; 1 mit einem Speiser zum Portionieren von Glasschmelze, umfassend: 1.1.1 ein horizontale Rinne (1); 1.1.2 ein Nadelventil (2), das einen Ventilschaft (2.1), einen Ventilkörper (2.2) und einen Ventilsitz (2.3) aufweist; 1.1.3 eine dem Ventilsitz nachgeschaltete Abschneideinrichtung (3); 1.2 das Nadelventil (2) ist am stromabwärtigen Ende der Rinne (1) angeordnet; 1.3 mit einer dem Speiser nachgeschalteten Formpreßstation (5); 1.4 mit einer Einrichtung zum Verstellen der Hublage von Ventilschaft (2.1) und Ventilkörper (2.2); 1.5 mit einer Einrichtung zum Erfassen des Gewichtes der Preßlinge; 1.6 es ist ein erster Regelkreis vorgesehen, der bei Abweichungen des Sollgewichtes der Preßlinge die Hublage verändert; gekennzeichnet durch 1.7 eine Einrichtung zum Einstellen der Temperatur der Schmelze in der Rinne (1); 1.8 es ist ein zweiter Regelkreis vorgesehen, der bei Abweichen des Sollwertes der Hublage die Temperatur der Glasschmelze ändert.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regelkreis als Schwellwertregler arbeitet.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ändern der Temperatur der Schmelze an einer stromaufwärts gelegenen Stelle der Rinne (1) angeordnet ist.
Verfahren zum Erzeugen von Glas-Preßlingen aus einer Glasschmelze, mit den folgenden Verfahrensschritten: 4.1 die Glasschmelze wird durch eine horizontale Rinne (1) geführt; 4.2 am Ende der Rinne (1) wird die Glasschmelze durch ein Nadelventil (2) geleitet; 4.3 das Nadelventil (2) wird zum Zwecke des Portionierens bei einem bestimmten Hub und einer bestimmten Hublage in bestimmten Zeitintervallen geöffnet und geschlossen; 4.4 beim Schließen wird der portionierte Schmeizetropfen (4) von der nachfolgenden Schmelze abgetrennt; 4.5 der Schmelzetropfen (4) wird formgepreßt; 4.6 das Gewicht der Preßlinge wird erfaßt; 4.7 bei Abweichung des Wertes des Gewichtes der Preßlinge von einem Sollwert wird die Hublage verändert; dadurch gekennzeichnet, daß 4.8 bei Abweichen des Wertes der Hublage von einem bestimmten Sollwert die Temperatur der Glasschmelze in der Rinne (1) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur an einer stromaufwärts gelegenen Stelle der Rinne 1 verändert wird.