DE102007012779B4

DE102007012779B4 - IS-Glasbehälterformmaschine mit Formenkühlung

Info

Publication number: DE102007012779B4
Application number: DE102007012779.2A
Authority: DE
Inventors: Willi Meyer; Thomas Müller
Original assignee: Emhart Glass SA
Current assignee: Emhart Glass SA
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2027-03-17
Also published as: AU2007201028B2; US8127573B2; FR2899223B1; FR2899223A1; RU2443639C2; CZ306832B6; GB0705041D0; JP4864794B2; US20070227192A1; JP2007277083A; AU2007201028B8; ITMI20070609A1; GB2436833B; DE102007012779A1; AU2007201028A1; CZ2007185A3; GB2436833A; RU2007112396A

Abstract

IS-Glasbehälterformmaschine, umfassendeine Blasstation mit einer Blasform, die ein Paar von gegenüberliegenden Formhälften (2, 102) hat, von denen jede eine Kontaktfläche hat sowie eine Außenfläche (3, 103) und obere (4) und untere (12) Flächen, wobeidie Formhälften (2, 102) in einem Maschinenzyklus zwischen einer geschlossenen Position, in der sich die Kontaktflächen berühren, um einen Formhohlraum zu bilden, in dem ein Külbel in eine Flasche geblasen werden kann, und einer offenen Position beweglich sind,eine vertikale Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) in jeder der Formhälften (2, 102), wobei die Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) ein oberes Ende an der oberen Fläche (4) der Form und ein unteres Ende an der unteren Fläche (12) der Form haben,gekennzeichnet durcheine Öffnungseinrichtung (104, 204), die in der Außenfläche (3, 103) jeder der Formhälften (2, 102) definiert ist, wobei die Öffnungseinrichtung (104, 204) mit der vertikalen Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) an einer Zwischenposition zwischen den oberen (4) und unteren (12) Flächen verbunden ist,eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) durch ein ausgewähltes Ende der Anordnung, wenn sich die Formhälften (2, 102) in einer geschlossenen Position befinden, undeine Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Öffnungseinrichtung (104, 204, wenn sich die Formhälften (2, 102) in irgendeiner Position zwischen der geschlossenen Formposition und der geöffneten Formposition befinden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Kühlen von Formen in einer Blasstation einer IS-Glasartikel-Formmaschine.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Herstellung von Glasbehältern in einer IS-Maschine wird Glas in Form eines Glas-Tropfens an eine Rohlings- oder Külbelform geliefert, die zwei Formelemente umfaßt, die von einem Formöffnungs- und Schließmechanismus getragen werden (die Rohlingsstation der Maschine). Das Glas im Formhohlraum kann mit einem Kolben, der sich im Formhohlraum aufwärts bewegt, in ein Külbel geformt werden (ein unterer Abschnitt des Glases wird in einen Halsring der Form gedrängt, um den Abschluß der Endflasche zu formen). Der Kolben wird dann zurückgezogen und das Külbel wird, am Abschluß gehalten, von der Rohlingsstation an eine Blasstation übergeben, wo es im Hohlraum der Blasform in die gewünschte Form geblasen wird.
Die Rohlings- und Blasformen müssen gekühlt werden, und das wird gewöhnlich dadurch bewirkt, daß die Formelemente mit Kühlungsdurchgängen versehen sind, die sich vertikal von einer unteren Endfläche zu einer oberen Endfläche des Formelementes durch dieses hindurcherstrecken, wie in der EP 102820 A2 gezeigt, und indem diesen Durchgängen von einer Luftkammer Kühlungsluft (entweder von der Oberseite oder von der Unterseite her) zugeführt wird, wenn die Formen geschlossen sind. Dieses Kühlungsverfahren der Form hat mehrere Vorteile, von denen einer darin besteht, daß es möglich ist, den Kühlungseffekt bei gegebenem Luftdruck und bei gegebenen Ausmaßen des Kühlungsdurchgangs zu errechnen.
Anstatt die Kühlungsluft an die oberen oder unteren dieser Kühlungslöcher zu liefern, offenbart die EP 0 576 745 A1 ein System zur Zufuhr von Kühlungsluft an diese Kühlungslöcher an einer Position zwischen den oberen und unteren Seiten der Löcher, so daß die Kühlungsluft vom Einlaß aufwärts und abwärts durch diese Löcher strömt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kühlung einer Blasform in einer Glasartikel-Formmaschine vorzusehen.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem folgenden Abschnitt der Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, die eine derzeit bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung der Prinzipien der Erfindung zeigen.
Figurenliste

1 zeigt eine Ansicht eines Formelementes einer Blasform, wie sie in einer IS-Maschine verwendet wird, die die Erfindung verwendet;
2 zeigt eine schematische Schrägansicht eines Formmechanismus';
3 zeigt eine Kühlungsluftkammer von oben gesehen;
4 zeigt eine der 1 entsprechende Ansicht eines alternativen Formelementes unter Verwendung der Erfindung;
5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie V-V in 4;
6 zeigt einen Querschnitt gem. 5 entsprechend dem Querschnitt eines modifizierten alternativen Formelementes; und
7 zeigt ein Steuersystem für das Kühlungssystem.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine IS-Maschine formt einen Tropfen geschmolzenen Glases in einer Rohlingsstation in ein Külbel und liefert das geformte Külbel an eine Blasstation, wo es von zwei gegenüberliegenden Blasformhälften 2 (1) und einem Formboden 54 (2) eingeschlossen wird (vom Abschluß abwärts), der von den beiden geschlossenen Formhälften umgeben wird. Dieses Formelement 2 hat eine im allgemeinen halbzylindrische Form und umfaßt eine im allgemeinen zylindrische Außenfläche 3, eine Formvertiefung 5 (2) und eine Oberfläche 4, neben der sich zwei Flansche 6, 8 befinden, von denen das Formelement im Formmechanismus getragen werden kann. Das Formelement 2 umfaßt eine erste, innere und allgemein kreisförmige Anordnung von geraden Kühlungsdurchgängen 10, die sich vertikal durch das Formelement von seiner Oberseite 4 zu seiner flachen Unterseite 12 hin erstrecken. Das Formelement umfaßt weiterhin eine zweite, äußere kreisförmige Anordnung von geraden Kühlungsdurchgängen 14, die sich vertikal durch das Formelement in der Nähe der äußeren zylindrischen Oberfläche der Form von seiner Oberseite 4 zu ihrer Unterseite 12 hin erstrecken. Weiterhin umfaßt das Formelement zum Erreichen der gewünschten Kühlung zusätzliche Kühlungsdurchgänge, zum Beispiel Durchgänge 17, die Erweiterungen der zweiten Anordnung sein und in der Nähe des Endes der kreisförmigen äußeren Oberfläche im Bereich der flachen Formseiten 13 verlaufen können. Durchgänge 18, die sich einwärts von der ersten Anordnung befinden, sind vorgesehen, um die Form bei Bedarf mit einem Vakuum zu beaufschlagen. In der äußeren Oberfläche 3, ungefähr auf halber Höhe des zylindrischen Oberflächenabschnittes, befindet sich eine Vertiefung 16, die sich horizontal umfangsmäßig um den zylindrischen Abschnitt des Formelementes 2 herum erstreckt und eine solche Tiefe hat, daß sie sich über die halbe Breite jedes der Durchgänge 14 der zweiten Anordnung erstreckt und somit direkt in die Durchgänge 14 öffnet.
2 zeigt einen Formmechanismus an einer Blasstation einer Zweitropfen-Glasflaschenformmaschine. Der Formmechanismus umfaßt ein Paar von Armen 20, 22, die auf einer vertikalen Welle 24 auf einem Tisch der Maschine (nicht gezeigt) befestigt sind. Diese Arme können durch einen nicht wohlbekannten Mechanismus (nicht gezeigt) zwischen einer geöffneten Position, wie in 2 gezeigt, und einer geschlossenen Position bewegt werden. Es wird nun der Formarm 20 im Detail beschrieben, wobei klar ist, daß die Konstruktion des Armes 22 im allgemeinen gleich ist. Der Formarm 20 umfaßt eine obere Ausdehnung 21 und eine untere Ausdehnung 23. Die obere Ausdehnung 21 trägt ein Hängeelement 26 mit zwei Formtragerippen 27, die dazu dienen, zwei Formelemente 2 zu tragen, indem die Flansche 6, 8 über den Rippen 27 liegen. Unterhalb des Hängeelementes 26 trägt die untere Ausdehnung 23 des Armes 20 eine Luftzufuhrkammer 28. Diese Kammer 28 ( 3) wird von einer Bodenwand 30, einer V-förmigen Seitenwand 32, einer inneren Verstärkungswand 33 und einer oberen Wand 34 gebildet. Derjenige Teil der Kammer 28, der den Formelementen 2 zugewandt ist, ist mit gekrümmten Oberflächen 36 versehen, die Öffnungen 38 umgeben und an den Außenflächen 3 der beiden Formelemente um die Begrenzungen der Vertiefungen 16 herum anliegen. In der Bodenwand 30 ist eine Öffnung 40 geformt, die über Rohre 42 und 44 und Drehgelenke 46 und 48 mit einem Steuerzylinder V1, V2 verbunden ist, der mit einer Zufuhr für druckbeaufschlagte Kühlungsluft verbunden ist. Die Zylinder V1, V2 sind an einem Tisch der Maschine (nicht gezeigt) gesichert. Es ist zu sehen, daß die Zylinder V1, V2 der Kammer 28 an beiden Seiten der Maschine Kühlungsluft zuführen.
Eine Bodenplatte 52 ist am Tisch der Maschine gesichert und umfaßt ein Muster von aufwärts zeigenden Auslässen 54, die dem Muster am unteren Ende der Kühlungsdurchgänge 10, 14, 17 und 18 der Formelemente entsprechen, wenn sich die Formelemente in ihrer geschlossenen Position befinden. Den Auslässen 54 wird bei gleichförmigem Druck von einer Bodenplatten-Luftkammer 55 (7), die unterhalb der Platte 52 befestigt ist, Luft zugeführt.
Wie in 7 gezeigt, kann eine Quelle von druckbeaufschlagter Kühlungsluft 60 einerseits über ein drittes Steuerventil V3/ 66 die Bodenplatten 54 versorgen und andererseits über das erste Steuerventil V1/62 die linke Luftzufuhrkammer/28 und über ein zweites Steuerventil V2/64 die rechte Luftzufuhrkammer/28. Die Sektions-Taktsteuerung 68 kann jedes dieser Ventile während jedes Sektionszyklus' ein- und ausschalten.
Ist die Maschine nach der Erfindung in Gebrauch, beginnt ein Zyklus, wenn die Formelemente, wie in 2 gezeigt, geöffnet sind. In diesem Stadium liefern die Steuerzylinder V1, V2 vorzugsweise Kühlungsluft an die Kammern 28 und damit an die Vertiefungen 16 der vier Formelemente. Tritt Kühlungsluft in die Vertiefung 16 eines Formelementes ein, kann sie entweder nach oben durch die oberen Abschnitte der Kühlungsdurchgänge 14 oder nach unten durch die unteren Abschnitte der Kühlungsdurchgänge 14 strömen. Werden die Formelemente 2 um ein Glaskülbel herum geschlossen, kann die Luftzufuhr an die Kammern 28 gestoppt werden, und das dritte Steuerventil V3 kann betrieben werden, um Kühlungsluft an die Öffnungen 54 in der Platte 52 zu führen, so daß sie durch die Kühlungsdurchgänge 10, 14 und 17 der Formelemente strömt. Werden die Formelemente geöffnet, wird diese Luftzufuhr an alle Kühlungsdurchgänge wieder gestoppt und es kann wieder Luft an die Kammern 28 und somit an die Vertiefungen 16 und die Kühlungsdurchgänge 14 geführt werden.
Es ist herausgefunden worden, daß das Vorhandensein der Vertiefung 16, die die Kühlungsdurchgänge 14 unterbricht, die normalen Berechnungen des Kühlungseffekts in einem axial gekühlten System nicht verhindert Vorzugsweise ist eine zusätzliche Kühlung durch die Kammern 28 bei ungefähr 300° im Zyklus vorgesehen. Der Effekt dieser Zusatzkühlung auf das vertikale Temperaturprofil in den Formelementen kann wie gewünscht durch die präzise höhenmäßige Anordnung der Vertiefung 16 im Formelement beeinflußt werden.
Diese dargestellte Anordnung ermöglicht in der Tat eine sehr flexible Steuerung der Kühlung der Blasformelemente 2. Während die axiale Kühlung durch die Auslässe 54 stattfindet, wenn die Form geschlossen ist, kann den Vertiefungen 16 der Formelemente 2 kontinuierlich durch den gesamten Maschinenzyklus hindurch Luft zugeführt werden, falls das gewünscht ist.
Falls gewünscht, kann die Kühlung der Form modifiziert werden, indem gewisse Luftdurchgänge verstopft werden. Zeigt das vertikale Profil der Formtemperatur zum Beispiel an, daß der Boden der Form heißer ist als die Oberseite, kann eine stärkere Kühlung dadurch erreicht werden, indem einige der Durchgänge 14 verstopft werden, die sich von der Vertiefung 16 nach oben erstrecken, während der Abschnitt dieser Durchgänge, die sich abwärts von der Vertiefung 16 erstrecken, frei bleibt. Somit wird mehr Kühlungsluft von der Vertiefung 16 abwärts gerichtet als aufwärts.
4 und 5 zeigen ein alternatives Formelement 102, das im Formmechanismus nach 2 anstelle der Formelemente 2 verwendet werden kann. Es ist klar, daß gewisse Teile des Formelementes 102 mit denselben Bezugszeichen versehen wurden wie das Formelement 102 aus 1, wenn solche Teile identisch sind. Das Formelement 102 unterscheidet sich vom Formelement 2 dadurch, daß das Formelement 102 anstelle der Vertiefung 16 nun eine Reihe von im allgemeinen radialen Durchgängen 104 umfaßt, die sich von einer äußeren Oberfläche 103 des Formelementes zu sich longitudinal erstreckenden Kühlungsdurchgängen 114 erstrecken, die den Durchgängen 14 aus 1 entsprechen. Diese Durchgänge 104 dienen als zusätzliches Mittel zur Zufuhr von Luft an ausgewählte Kühlungsdurchgänge 114 in der äußeren Anordnung von Kühlungsdurchgängen zwischen den Enden dieser Kühlungsdurchgänge. 5 stellt einen Querschnitt des Formelementes 102 dar und zeigt, daß die Durchgänge 104 in einer Ebene liegen und sich alle in rechten Winkeln zu den Führungsdurchgängen 114 erstrecken.
In 6 ist eine weitere Modifikation eines alternativen Formelementes der 4 und 5 gezeigt. Wie zu sehen, erstrecken sich in dieser Modifikation Kühlungsdurchgänge 204 von der äußeren Oberfläche 103 des Formelementes 103 zu den sich longitudinal erstreckenden Kühlungsdurchgängen 114, die Durchgänge 104 sind jedoch zu den Achsen der Kühlungsdurchgänge geneigt und liegen nicht in einer Ebene wie die Durchgänge 104.
Die Konstruktion der Formelemente 102 erlaubt eine flexible Steuerung der Kühlung der Blasformelemente. Es wird nicht nur eine Variation der Zeit während des Maschinenzyklus' ermöglicht, zu der zusätzliche Kühlungsluft zugeführt wird, wie oben in Bezug auf 1, 2 und 3 beschrieben, sondern das Anwinkeln und Positionieren der Durchgänge 104 oder 204 erlaubt das Lokalisieren der Kühlung im Formelement und somit zum Beispiel die Verringerung von heißen Punkten im Formelement, wenn es im Gebrauch ist.
Bezugszeichenliste

2: Formelement/Blasformhälften
3: Außenfläche/Oberfläche
4: Oberseite
5: Formvertiefung
6: Flansch
8: Flansch
10: Kühlungsdurchgänge
12: Unterseite
13: flache Formseiten
14: Kühlungsdurchgänge
16: Vertiefung
17: Kühlungsdurchgänge
18: Kühlungsdurchgänge
20: Arm
21: Obere Ausdehnung
22: Arm
23: Untere Ausdehnung
24: Welle
26: Hängeelement
27: Formtragrippen
28: Luftzufuhrkammern
30: Bodenwand
32: Seitenwand
33: Innere Verstärkungswand
34: Obere Wand
36: Gekrümmte Oberflächen
38: Öffnungen
40: Öffnung
42: Rohr
44: Rohr
46: Drehgelenk
48: Drehgelenk
52: Bodenplatte
54: Formboden/Auslässe
55: Bodenplatten-Luftkammer
60: Kühlungsluft
68: Sektionstaktsteuerung
102: alternatives Formelement
103: Außenfläche/Oberfläche
104: Durchgänge/Öffnungseinrichtungen
114: Kühlungsdurchgänge
204: Durchgänge/Öffnungseinrichtungen
V1/62: Steuerzylinder
V2/64: Steuerzylinder
V3/66: Steuerventil

Claims

IS-Glasbehälterformmaschine, umfassend eine Blasstation mit einer Blasform, die ein Paar von gegenüberliegenden Formhälften (2, 102) hat, von denen jede eine Kontaktfläche hat sowie eine Außenfläche (3, 103) und obere (4) und untere (12) Flächen, wobei die Formhälften (2, 102) in einem Maschinenzyklus zwischen einer geschlossenen Position, in der sich die Kontaktflächen berühren, um einen Formhohlraum zu bilden, in dem ein Külbel in eine Flasche geblasen werden kann, und einer offenen Position beweglich sind, eine vertikale Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) in jeder der Formhälften (2, 102), wobei die Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) ein oberes Ende an der oberen Fläche (4) der Form und ein unteres Ende an der unteren Fläche (12) der Form haben, gekennzeichnet durch eine Öffnungseinrichtung (104, 204), die in der Außenfläche (3, 103) jeder der Formhälften (2, 102) definiert ist, wobei die Öffnungseinrichtung (104, 204) mit der vertikalen Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) an einer Zwischenposition zwischen den oberen (4) und unteren (12) Flächen verbunden ist, eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) durch ein ausgewähltes Ende der Anordnung, wenn sich die Formhälften (2, 102) in einer geschlossenen Position befinden, und eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Öffnungseinrichtung (104, 204, wenn sich die Formhälften (2, 102) in irgendeiner Position zwischen der geschlossenen Formposition und der geöffneten Formposition befinden.
IS-Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 1, wobei die Zwischenposition in der Mitte zwischen der oberen (4) und der unteren (12) Fläche liegt.
IS- Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Öffnungseinrichtung (104, 204) einer Formhälfte (2, 102) einen Formarm (20, 22) umfasst, der eine der Formhälften (2, 102) trägt, wobei der Formarm (20, 22) zwischen geöffneten und geschlossenen Formpositionen beweglich ist, wobei der Formarm (20, 22) eine Luftkammer (28) umfasst, die eine Auslasseinrichtung aufweist, die mit der Öffnungseinrichtung (104, 204) in der getragenen Formhälfte (2, 102) verbunden ist, eine Luftzufuhreinrichtung, die ein steuerbares Ventil (V1/62, V2/64) für die Zufuhr von Luft an die Luftkammer (28) umfasst, und eine Steuereinrichtung zum Betreiben des steuerbaren Ventils (V1/62, V2/64).
IS- Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 3, mit einer Bodenplatte (52), die so ausgelegt ist, dass sie während der geschlossenen Formposition von den Formhälften (2, 102) umschlossen wird, wobei die Einrichtung zum Zuführen von Kühlungsluft an die Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) durch ein ausgewähltes Ende der Anordnung eine Vielzahl von Auslässen im Formboden (54) umfasst, die mit den unteren Enden der Kühlungsdurchgänge (10, 14, 17, 18, 114) in der geschlossenen Formposition verbunden sind, sowie eine Luftzufuhreinrichtung, die ein steuerbares Ventil (V3/66) zum Zuführen von Luft zu der Vielzahl von Auslässen umfasst.
IS- Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung eine Sektionstaktsteuerung (68) umfasst, die mit den Ventilen (V1/62, V2/64) zum Zuführen von Luft zu den Luftkammern (28) und dem Ventil (V3/66) zum Zuführen von Luft zu der Vielzahl von Auslässen verbunden ist, und zum Steuern der An/Aus-Zeitpunktsteuerung jedes Ventils (V1/62, V2/64, V3/66) während jedes Sektionszyklus betreibbar ist.
IS-Glasbehälterformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungseinrichtung (104, 204) eine sich durchgehend horizontal erstreckende Vertiefung in der kreisförmigen Oberfläche (3, 103) der Formhälfte (2, 102) ist und ungefähr die Hälfte des Querschnittes jedes Durchgangs in der Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) umfasst.
IS- Glasbehälterformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Öffnungseinrichtung (104, 204) Löcher umfasst, die mit jedem zugehörigen Durchgang in der Anordnung von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114) verbunden sind.
IS- Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 7, wobei die Löcher Achsen aufweisen, die in einer gemeinsamen radialen Ebene liegen.
IS- Glasbehälterformmaschine nach Anspruch 7, wobei die Löcher Achsen aufweisen, die schräg zur Horizontalen angeordnet sind.
IS- Glasbehälterformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend radial angeordnete innere und äußere Anordnungen von Kühlungsdurchgängen (10, 14, 17, 18, 114), wobei die Öffnungseinrichtung (104, 204) mit den Kühlungsdurchgängen (14, 17, 114) in den radialen äußeren Anordnungen verbunden ist.