DE1956603B2

DE1956603B2 - Anordnung zur Temperaturregelung von Formen

Info

Publication number: DE1956603B2
Application number: DE1956603A
Authority: DE
Inventors: Daniel Robert Shelburne Vt. Ayers; Joseph Randall Mouly Jones; Jules Corning Raymond
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1968-11-22
Filing date: 1969-11-11
Publication date: 1974-01-31
Also published as: GB1273579A; NL6917572A; DE1956603A1; FR2023951A1; JPS5026709B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturregelung der Formen zur Herstellung von Formkörpern aus erhitztem oder geschmolzenem Material, die taktweise auf mehrere Arbeitsstationen bzw. Bearbeitungsstellen fortgeschaltet werden, z. B. in der Folge: Beschickungsstation - Formstation - Entnahmestation - Temperaturmeßstelle mit einem Regler, einer an einer auf die Entnahmestation folgenden Stelle angeordneten Stellvorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu der jeweils diese Stelle durchlaufenden Form und mit einem Pyrometer, das die Temperatur der Form an dieser Stelle mißt und über den Regler die Stellvorrichtung entsprechend der Regelabweichung steuert.

Die Herstellung von Formkörpern aus erhitztem oder geschmolzenem Material, z. B. von Glaskörpern u. dgl., kann durch Fortschalten einer Mehrzahl von Formen auf eine Reihe aufeinander folgender Bearbeitungsstationen, z. B. der Folge Beschickungsstation - Formstation - Entnahmestation - Temperaturmeßstelle weitgehend automatisiert werden. Voraussetzung für diese weitgehend automatische Herstellung von Formkörpern einwandfreier Qualität ist eine zuverlässige Temperaturregelung der Formen. Zu diesem Zwecke ist eine Regelanordnung der eingangs genannten Art bekannt, die an einer auf die Entnahmestation folgenden Stelle mit einem Pyrometer die Temperatur einer Form mißt. Über einen Reg-

ler wird eine Stellvorrichtung gesteuert, weiche die Kühlmittelzufuhr für alle diese Stelle durchlaufenden Formen entsprechend der für die eine Form festgestellten Regelabweichung verstellt, siehe USA.-Patentschrift 3 071967.

ίο Es hat sich aber herausgestellt, daß jede einzelne Form durch eigene, die Temperatur bestimmende Eigenschaften gekennzeichnet ist. Bei der bekannten Anordnung wird somit die Temperatur der einzelnen Formen nicht entsprechend der individuellen Regelabweichung geregelt, so daß die Herstellung gleichmäßiger Formkörper genauer Dimensionierung und gleicher Abmessung oft nicht möglich ist.

Eine individuelle Temperaturregelung bei jeder Form ist wünschenswert, weil dadurch gleichmäßigere

ao Formkörper hergestellt werden können. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine geeignete, vollautomatisch arbeitende Anordnung zur individuellen Regelung der Temperatur jeder Form zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Anordnung dadurch gelöst, daß die Formen mit Kodezeichen zu ihrer Identifikation versehen sind, und ein Detektor für die Kodezeichen und ein von dem Detektor gesteuerter Rechner, in dessen Speicher die Temperatursollwerte zu den einzelnen Former, gespeichert sind und der aus dem jeweiligen Istwert und dem für die betreffende Form gespeicherten Sollwert die Regelabweichung bildet, vorgesehen ist.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zugrunde liegenden Aufgabe. Zu weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung

an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch Aufbau und Schaltung der erfindungsgemäßen Regelanordnung,

Fig. 2 und 3 jeweils Kodezeichen für die Identifizierung der Formen,

F i g. 4 und 5 Aufbau und Schaltung je einer weiteren, vorteilhaften Anordnung nach der Erfindung.

In F i g. 1 sind auf einem Preßtisch 11 mehrere Formen 10 dargestellt, die taktweise auf mehrere Bearbeitungsstellen bzw. Arbeitsstationen weiterbefördert werden, z. B. von einer Beschickungsstation zu einer Formstation, Entnahmestation, bis zu einer oder mehreren Kühlstationen. Der Preßtisch 11 kann z. B. als Drehtisch auf dem Drehkopf einer Glasbearbeitungsmaschine entsprechend der USA.-Patentschrift 3 071967 ausgebildet sein.

In einer an eine geeignete Kühlmittelquelle (z. B.

Druckluft) angeschlossenen Sammelleitung 3 liegt ein Kühlmittelventil 2, dessen Ausgang über eine Leitung 4, an der Kühlstation unter den Preßtisch 11 führt und dort mit jeweils einer Form verbunden wird. Über den z. B. drehbaren Ventilschaft 6 wird die der jeweiügen Form zugeführte Kühlmittelmenge gesteuert, über ein entsprechendes Getriebe ist der Schaft 6 mit einem Hilfsmotor einer Servoschaltung 5 verbunden. Die Servoschaltung 5 ist an einen Digitalrechner 19 angeschlossen.

An der Kühlstation ist eine Temperaturmeßvorrichtung 21 angeordnet, z. B. ein bekannter Strahlungspyrometer, das die Temperatur der auf der Kühlstation bzw. Temperaturmeßstelle befindlichen

Form mißt und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, das sodann in der, Rechner 19 eingegeben wird.

Der Preßtisch 11 kann eine größere Zahl von Formen aufnehmen; lediglich zur Vereinfachung wird aber in der folgenden Erläuterung von einer Gesamtzahl von vier Formen 10 und den oben erwähnten vier Schaltstationen ausgegangen. Zur Identifizierung jeder einzelnen Form wird ein geeigneter Binärcode verwendet. Bei vier Formen genügt ein Binärcode mit zwei Informationsbits.

An dem im oberen Teil der Fig. 1 angedeuteten Preßtischteil 11 sind auf der Ober- bzw. Unterfläche des Tisches zwei nach außen zeigende und in U-förmige Detektoren PEl und PEl eingreifende Zungen 26 und 27 befestigt. Die übereinander angeordneten Detektoren sind z. B. bekannter pneumatischer Bauart, die an eine Druckluftquelle angeschlossen und mit ihren Ausgängen mit den Einlaßöffnungen der Druckschalter PSl bzw. PS2 verbunden siid. In bekannter Weise betätigt der Schalter PSl einen hei freiem Luftspalt des Detektors PEl am Kontaktpunkt 32 anliegenden, beim Erscheinen einer Zunge, z. B. 26, jedoch gegen den festen Kontaktpunkt 33 anliegenden beweglichen Kontakt 31. Entsprechend wirken der Schalter PS2 und die zwischen den Kontaktpunkten 36,40 und 37, 41 beweglichen Kontakte 35, 39 mit dem pneumatischen Detektor und der in dessen Luftspalt tretenden Zunge 27 zusammen.

Jeder der vier Formen 10 ist zur Identifizierung ein eigenes, binärverschlüsseltes Codesignal zugeteilt, z.B. 00,01, lOund 11. Die inderFig. 1 an der KuH-station befindliche Form ist durch Binärcode 11 gekennzeichnet. Da die Zungen 26 und 27 die Luftspalten der pneumatischen Detektoren PEl und PE2 durchsetzen, wird ein elektrischer Stromkreis für den Form-Identifizierungsanschluß 19d (Binärcode 11) des Digitalrechners vorbereitet und nach Ankunft der Form an der Kühlstation durch Betätigung des beweglichen Kontaktes 43 des Regelkontaktes TDC gegen den Kontaktpunkt 44 geschlossen. Der Regelkontakt TDC ist z. B. Teil einer bekannten Zeitprogrammgebertrommel.

Zur Identifizierung der weiteren, durch der. Binärcode 10 bzw. 01 gekennzeichneten Formen sind an entsprechenden Stellen des Formtisches 11 die Zungen 48 und 47 befestigt (s. Fi g. 2 und 3). Die Identifizierung der vierten Form erfolgt ohne Zungen bei freien Luftspalten der pneumatischen Detektoren PEl, PE2 durch Schließen eines Stromkreises mit dem Anschluß 19a des Rechners 19, sobald di^se vierte Form die Kühlstation erreicht hat.

Während der Bewegung der Formen zwischen den einzelnen Stationen liegen die beweglichen Kontakte 31, 35 an den Kontaktpunkten 32 und 36 an, die Schalter PSl und PS2 sind also geschlossen; da der Regelkontakt TDC aber geöffnet ist, bleibt der Anschluß 19a des Rechners 19 stromfrei.

Für die Stromversorgung des Rechners ist eine geeignete, nicht gezeigte, aber durch die Anschlüsse B und N angedeutete Stromquelle vorgesehen.

Ein der Sollwert-Temperatur jeder einzelnen Form entsprechendes Signal wird manuell in den Rechner 19 eingegeben ur.d dort gespeichert. Der Rechner ist so programmiert, daß er die zur Änderung der Kühlmittelzufuhr für die an der Kühlstation befindliche Form erforderlichen Stellsignale ausgibt. Er erzeugt diese Stellsignale also durch programmgemäße Verarbeitung der gespeicherten Soll- und eingegebenen Istwerte der betreffenden Form. Die Stellsignale werden der Servoschaltung 5 zugeführt, die durch Betätigung des Ventils 2 den Kühlmittelzufluß steuert.

Wird einer der Anschlüsse 19a, 196, 19c, 19d des Rechners erregt, so setzt der Rechner den Meßwert des Pyrometers 21 der betreffenden Form mti dem für diese kennzeichnenden gespeicherten Sollwert in Beziehung, verarbeitet diese Daten, und liefert das

ίο zur Verstellung des Ventils 2 nötige Ausgangssignal, so daß je nach der Regelabweichung die Kühlmittelzufuhr für die betreffende Form erhöht oder verringert wird.

Es können natürlich mehr als vier Formen vorgesehen werden. Die Kühlvorrichtung und das Regelsystem können dann an einer beliebigen Stelle hinter der Entnahmestation, aber vor der Beschickungsstation angeordnet werden. Gegebenenfalls können auch mehrere Kühl- und Regelvorrichtungen an einer

ao Reihe von Stellen hinter dr.. Entnahmestation vorgesehen werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem für jede einzelne Form vorgesehenen Ventil für die Kühlmittelzufuhr 16, einem besonueren Verstellmechanismus für das Ventil und einer geeigneten Schaltung ist in der F i μ. 4 gezeigt und wird im folgenden der Kürze halber gleich zusammen mit der Arbeitsweise beschrieben.

Es sei angenommen, daß sich die Form 10 mit dem Binärcode 11 auf der in der Fig. 4 gezeigten Temperaturmeßstelle unterhalb dem Pyrometer 21 befindet und das dieser Form zugeordnete Ventil 16 ganz geöffnet ist, zuvor also der Form die größtmögliche Kühlmittelmenge zugeführt wurde. Zu diesem Zeitpunkt nehmen das Verstellgerät 76 mit einem Schubritzel 84, einer Kupplung 86, dem Zylinder 77 mit dem Kolben 77b und der Kolbenstange 77c und dem Zylinder 76a mit dem Kolben 76b und der Kolbenstange 76c die in der F i g. 4 dargestellte Ausgangslage ein. Sobald die Form an die Meßstelle gelangt, wird über die Kontakte 31 bis 33 und 39 bis 41 der Schalter PSl und PS2, und über den einstellbaren Widerstand 64, den Leiter 67 und den Regler 57 ein Stromkreis vorbereitet. Nach Betätigung des Kontaktglieds 53 des Relais Rl gegen den Kontaktpunkt 54 wird ein vorgegebenes Signal vom Widerstand 64 auf den Regler 57 gegeben. Durch das Pyrometer 21 wird die Temperatur der Form 10 an der Meßstelle gemessen und ein entsprechendes Signal über den Verstärker 9 auf das Registriergerät 56 gegeben, das seinerseits ein Signal über den Leiter 67 auf das Relais Rl gibt, dessen bewegliches Kontaktglied an den Kontaktpunkt 51 legt, und damit den Regler 57 mit einem zweiten Eingabewert beaufschlagt. Zuvor wird noch das Relais

Rl geschlossen, die Solenoidwindung 71a des Ventils 71 erregt und über dieses Ventil und die Leitung 78 das untere Ende des Zylinders 77 mit Druckmittel beaufschlagt, während die Leitung 79 mit Atmosphäre oder einer Drucksenke 72 verbunden ist. Hierdurch wird der Kolben 77b mit der Kolbenstange 77c und damit auch das Schubritzel 84 nach oben gedruckt und die Kupplung 86 mit dem an dem unteren Ende des Ventils 16 befestigten Kupplungsglied in Eingriff gebracht.

Die dem Soll- und Istwert der Formtemperatur entsprechenden und in den Regler 57 eingegebenen Signale werden nun miteinander verglichen, und der Regler erzeugt ein der Regelabweichung entspre-

eilendes Ausgangssignal. Dieses wird in den Energiewandler 58 geleitet, der ein proportionales pneumatisches Ausgangssignal erzeugt, mit dem die zur Temperaturkorrektur erforderliche Verstellung des Ventils 16 erfolgt. Es sei beispielsweise angenommen, daß die Temperatur der Form 10 zu niedrig ist und durch ein entsprechendes pneumatisches Signal das Ventil 16 wenigstens teilweise geschlossen werden muß, um die Kühlmittelzufuhr zu drosseln. Durch das pneumatische Signal wird hierzu die Verstellvorrichtung 76 über die Leitung 81 so betätigt, daß der Kolben 76b die Zahnstange 83 verschiebt und damit das Schubritzel 84 und über die Kupplung das Kupplungsglied 46 des Ventils so lange dreht, bis das Ventil 16 teilweise geschlossen und die Kühlmittelzufuhr für die Form 10 während der nächsten vollen Umdrehung des Formtisches 11 in dem erforderlichen Maße gedrosselt wird.

Kurz vor dem Ende der Verweilzeit der Form 10 an der Temperaturmeßstelle öffnet sich der Kontakt TDC des Zeitgebers und das Relais Rl fällt sofort ab, und etwas danach auch das langsamer arbeitende Verzögerungsrelais Rl, so daß die beweglichen Kontaktglieder 50, 53 an den Kontaktgliedern 52, 55 anliegen. Da das bewegliche Kontaktglied 69 das Relais Rl vom Kontaktpunkt 70 abfällt und die Windung 71a nicht mehr erregt wird, kann die Feder 716 das Ventil 71 in seine Ausgangslage entsprechend der Fig. 4 zurückschieben, so daß die Leitungen 79 und 78 verbunden werden. Der Kolben 77 wird damit nach unten geschoben und die Kupplungsverbindung mit dem Ventil 16 gelöst.

Nunmehr werden die beweglichen Kontakte 50, 53 des Relais Rl gegen die Kontaktpunkte 52, 55 gelegt und die Eingangsklemmen des Reglers wie in der Fig. 4 gezeigt kurzgeschlossen. Das in den Energiewandler 58 gespeiste Signal wird zu einem, den Kolben 76fc in seine mittlere Stellung im Zylinder 76a zurückstellenden pneumatischen Signal gewandelt. Die Vorrichtung befindet sich damit wieder in ihrer Ausgangslage.

Wird beim nächsten Durchlauf der Form 10 an der Meßstelle eine zu hohe Temperatur gemessen, so wird in entsprechender Weise das Ventil 16 mehr oder weniger weit geöffnet und der Kühlmittelstrom verstärkt.

Stimmen Ist- und Sollwert überein, so hat das dem Energiewandler 58 zugeführte elektrische Signal und damit das pneumatische Stellsignal den gleichen Wert wie bei kurzgeschlossenen Eingangsklemmen des Reglers 57 und das Ventil 16 verbleibt in seiner jeweiligen Stellung. Die Form 10 erhält also die gleiche Kühlmittelmenge wie beim vorhergehenden Durchlauf.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der F i g. 5 gezeigt, die dem grundsätzlichen Aufbau der F i g. 4 entspricht, aber zusätzlich Speicher aufweist, um das jeweils vorhergehende Stellsignal zu speichern und damit beim nächsten Durchlauf eine Voreinstellung des Kühlmittelventils vorzunehmen.

Hierzu sind z.B. vier Speicherverstärker .SVl 1, SAl, SA3und S/44fürdie vier Formen mit den Binärkennziffern 00, 01, 10, 11 vorgesehen. Der Aufbau der gesamten Schaltung wird der Kürze halber wiederum gleich zusammen mit der Arbeitsweise erläutert.

Die Ausgangsstellung sei die gleiche wie im Zusammenhang mit der Fig. 4 erläutert. Sobald nun die Form 10 mit dem Binärcode 11 an die Temperaturmeßstelle gelangt, werden zunächst die Schalter

ίο PSl und PSl betätigt; gleich darauf werden die Kontaktglieder 108 bis 110 des Programmgebers TDCB geöffnet und die Kontakte 108 bis 109 geschlossen. Damit ist der Schaltkreis vom Verstärker 5/14 zum Regler 57 geschlossen. Der gesamte Stromkreis führt vom Verstärker 5/14 über die Kontakte 97 bis 98 des Schalters PSl, die Kontakte 91 bis 90 des Schalters PS2, die Kontakte 108 bis 109, die Kontakte 55 bis 53 des Relais Rl, den zweiten Eingang des Reglers 57, und von dessen erstem Eingang über den Leiter

ao 75 zurück zum Verstärker 5/14. Das ausgelesene, gespeicherte Stellsignal wird dem Energiewandler 58 zugeführt, der ein pneumatisches Stellsignal für die Verstellvorrichtung 76 erzeugt, durch deren Kolben 76b, die Zahnstange 83 und das Schubritzell 84 so vor-

a5 eingestellt werden, wie sie beim vorigen Durchgang der ForT. 10 (Binärcode 11) eingestellt waren. Unmittelbar danach wird der Kontakt TDCB des Programmgebers geschlossen und das Relais Rl über die Kontakte 43 bis 44 erregt; dadurch werden die Kontakte 69 bis 70 geschlossen und über das Ventil 71 mit der Solenoidwindung 71a Druckmittel in den Zylinder 77 geleitet und damit die Kupplung 86 mit dem Kupplungsglied 46 am unteren Ende des Ventil» 16 in Eingriff gebracht.

Zusätzlich werden durch die Ankunft der Form an der Temperaturmeßstelle die im Zusammenhang mit der Fig. 4 erläuterten Schaltbewegungen ausgelöst, durch die der vom Pyrometer 21 gemessene Istwert mit dem vom Widerstand 64 erhaltenen Sollwert im Regler 57 verglichen wird und im Energiewandler 58 ein pneumatisches Stellsignal für die entsprechende Verstellung des Ventils 16 erzeugt wird. Gleichzeitig wird das Meßsignal aber auch über den Verstärker 9, das Registriergerät 56, den Leiter 68 und den Leiter

75 in die Speicherverstärker SAl bis SA4 eingespeist. Ferner wird auch der Sollwert vom Widerstand 64 über den Leiter 67, die Kontakte 50 bis 51 des Relais Rl, den Leiter 74 und die Kontakte 99 bis 101 des Schalters PS2, sowie die Kontakte 105 bis Ϊ06 des Schalters PSl dem Verstärker SAA zugeführt. Die Eingabesignale werden algebraisch summiert und ein Stellsignal im Verstärker SAA gespeichert, dessen Wert dem vom Regler 57 in den Energiewandler eingegebenen Stellsignal entspricht. Dies Speichersigna!

wird dann in der oben erläuterten Weise beim nächsten Durchgang zur Vornahme einer Voreinstellung ausgelesen.

Die Ventilverstellung durch das Verstellgerät 7( erfolgt in der im Zusammenhang mit der F i g. 4 erläu terten Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Anordnung zur Temperaturregelung der Formen zur Herstellung von Formkörpern aus erhitztem oder geschmolzenem Material, die taktweise auf mehrere Arbeitsstationen bzw. Bearbeitungsstellen fortgeschaltet werden, z. B. in der Folge: Beschicku igsstation - Formstation - Entnahmestation - Temperaturmeßstelle mit einem Regler, einer an einer auf die Entnahmestation folgenden Stelle angeordneten Stellvorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu der jeweils diese Stelle durchlaufenden Form und mit einem Pyrometer, das die Temperatur der Form an dieser Stelle mißt und über den Regler die Stellvorrichtung entsprechend der Regelabweichung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen mit Kcdezeichen (26. 27, 47, 48) zu ihrer Identifikation vorgesehen sind, ein Detektor (PEl, PEl) für die Kodezeichen und ein von dem Detektor gesteuerter Rechner (19), in dessen Speicher die Temperatursollwerte zu den einzelnen Formen gespeichert sind und der aus dem jeweiügen Istwert und dem für die betreffende Form gespeicherten Sollwert die Regelabweichung bildet, vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher jeweils das letzte Stellsignal für jede Form gespeichert ist, das zur Voreinstellung der Kühlmittelzufuhr für den jeweils nächsten Durchgang "erwendet wird.

3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Forme.' eine Binärkodierung aufweisen.

4. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Form ein durch eine gemeinsame, pneumatisch betätigte Verstellvorrichtung (76) verstellbares Ventil (16) zugeordnet ist.