DE2437753A1

DE2437753A1 - Hubverstellbarer, doppeltwirkender kolbenmotor

Info

Publication number: DE2437753A1
Application number: DE2437753A
Authority: DE
Inventors: Eustace Harold Mumford; Albert William Rieck
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1974-08-06
Publication date: 1975-04-10
Also published as: AU7360074A; CA1028926A; FR2245850B1; FR2245850A1; JPS5533489B2; IT1018804B; US3921504A; JPS5060676A; DE2437753C3; SE7412117L; DE2437753B2; SE405845B; GB1482447A

Description

PATENTΑΛ WAJufE

on. ing. H. NEGENDANK (-1973) · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ DIPPING. E. GRAALFS · dipping. SW. WEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELI/UNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUES WALL «

TEL. 3β 74 28 UND 30 41 19

TEtEGR. NEGEDAPJlTENT HAMBTJHG

OvVENS-ILLINOIo, INC. München 15 · mozartstr. 23

TEL. 0 88 03 86

Toledo, OJO 4-3666/[JoA ^mm »«!»ιρατεντ München

HAMBURG. July 29, 1974.

Hubverstellbarer, doppeltwirkender Kolbenmotor

Die Erfindung betrifft insbesondere einen hin- und ^ergebenden Halsringantrieb für eine Glasformmaschine des 13-Typs. Es war bisher üblich, den Hub des für die Bin- und Auswärtsbewegungen beim Antrieb.der Halsringe benutzten Kolbenmotors durch Einfügen von Beilegescheiben oder komplizierte Schraubenanordnungen zu verstellen. Besonders kritisch ist die endgültige Stellung der Halsringe über der Blasform in der Blasstation. Wenn die Halsringe mit einer zu großen Kraft auf die Blasform gesetzt werden, tritt eine übermäßige Abnutzung auf. Wenn die Halsringe nicht in sehr enge.Beziehung zu den Blasformen gebracht werden, kann das sich in der Blasform ausdehnende Glas größere Nähte oder Linien in der

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Zone zwischen der Halsform und der Blasform hinterlassen. Beim normalen Betrieb einer Glasformmaschine des IS-Typs konnten geringe Verstellungen vorgenommen werden, was jedoch einschloß, daß einer der Zylinderköpfe bewegt werden mußte. Hierbei war die Genauigkeit zur oicherstellung der bleibenden Parallelität zwischen der Zylinderkopfstirnfläche und der Kolbenstirnfläche unzureichend. Der Zylinderkopf weist normalerweise einen ringförmigen, zylindrischen Durchgang auf, in den eine vom Kolben getragene konische Buchse am Ende des Kolbenhibes bewegbar ist, wobei das Zusammenwirken zwischen der konischen Buchse und dem zylindrischen Durchgang als Dämpfungsvorrichtung für die Kolbenbewegung relativ zum Zylinder diente, //enn die Ausrichtung des Kolbens und des Zylinderkopfes nicht genau aufrechterhalten wird, würde dies eine übermäßige Abnutzung zur Folge haben, die Dämpfung würde unregelmäßig sein und die Anlage würde nicht mit der erforderlichen stoßfreien übergäbe des Kübels arbeiten. Unregelmäßige Einwärtsbewegungen können die Herstellung schadhafter Glasgegenstände bewirken.

Der Erfindungsgegenstand wird in Verbindung mit einer Glasformmaschine benutzt, die in der US-PS 1 911 119 beschrieben ist, wobei besonders in Fig. 16 der doppelwirkende Kolbenmotor gezeigt ist. Ferner sind in Fig. 5 dieser Patentschrift gewisse Einzelheiten der Beziehung zwischen den Halsringen, dem doppelwirkenden Motorantrieb und der Zahnstangenausrüstung des Kolbens gezeigt. Wie in dieser Patentschrift beschrieben _t wird eine Hubverstellung des Motors dadurch erreicht, daß an

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ORIGINAL INSPECTED

jedem Ende des Kolbenweges Beilegescheiben eingefügt werden. Die Erfindung sieht eine wesentlich einfachere und leichter zu bedienende Anordnung zur 3tellungsverstellung eines oberen, verstellbaren Zylinderkopfes des doppelwirkenden Kolbenmotors vor.

Bei einem >>ubverstellbare^ doppelwirkenden Kolbenmotor wird ein Kolben in einem Zylinder durch Einführung eines unter Druck stehenden otrömungsmittels in den Raum zwischen die den Zylinder verschließenden Zylinderköpfe und den Kolben ^in- und herbewegt. Ein Ende des Zylinders mist einen axial verstellbaren, inneren zylinderkopf auf, der durch eine ReIativdre^ung zweier schräger, kreisförmiger Nockenscheiben zueinander verstellt wird, von denen der verstellbare Zylinderkopf die eine Nockenscheibe trägt, während die andere zwischen dem verstellbaren Zylinderkopf und dem fest mit dem Zylinder verbundenen Zylinderkopf an diesem Ende angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung soll nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kolbenmotors, dessen τ-.in- und herbewegliche Kolbenstange am oberen Ende als Zahnstange ausgebildet ist;

Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Motors;

Fig. 3 einen ,Schnitt des oberen Teils des Motors nac^v Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 einen ocVinitt nac^. Linie 4-4 der Fig. 2;

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Fig. 5 «Ine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der beiden in den Figuren 3 und 4 gezeigten komplementären Nockenscheiben;

Fig. 6 eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Motors von unten gesehen;

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6; und Fig. 8 eilten Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 6.

Während die folgende Beschreibung speziell auf die Wirkungsweise und den Aufbau eines doppeltwirkenden Kolbenmotors für eine Glaeformmasehine gerichtet ist, wird darauf hingewiesen, daß die im einzelnen zu beschreibende Vorrichtung ganz allgemein bei Kolbenantriebsmotoren verwendet werden kann.

Wie zuvor bemerkt, findet der Brfindungsgegenetand seine grüßte Verwendung als eine mechanische Anordnung zur Verstellung des lubes des hin- und hergehenden Antriebsmotors für.eine Glasformmaschine derjenigen Art, die in der US-I¹S 1 911 119 beschrieben ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 soll die allgemeine Konstruktion des doppelwirkenden Kolbenmotors im einzelnen beschrieben werden. Grundsätzlich besteht der Motor aus einem Zylinder 10, dessen axiale Stellung vertikal ist. Im Zylinder 10 ist ein Kolben 11 angeordnet, der eine an der oberen Stirnfläche befestigte Kolbenstange 12 aufweist, die sich vertikal durch eine Öffnung In einem oberen, fest angeordneten Zylinderkopf 15 erstreckt. Der obere Teil der

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Kolbenstange 12 ist als Zahnstange 14 ausgebildet, die normalerweise mit einem Ritzel (nicht dargestellt) im Eingriff steht, welches das den Halsringen zugeordnete Teil ist, das die Bewegung der Halsringe von der Eilbelformstation zur Blasformstation einer IS-Typ.iMaeshine steuert. Zur weiteren Erklärung der Wirkungsweise des Bitseis und der Äalsringeinführvorrichtung einer Glasformmaschine wird auf die zuvor erwähnte üö-i6 1 911 119 verwiesen. Der Zahnstangenabschnitt 14 ist im wesentlichen in einer Stütze 15 aufgenommen und geführt, die einteilig mit dem Zylinderkopf 13 ausgebildet sein kann. Unter dem Zylinderkopf 13 ist innerhalb des Zylinders 10 ein verstellbarer Zylinderkopf 16 angeordnet, dessen Einzelheiten am besten unter BeEUgsnahme auf die Figuren 2-5 verständlich werden·

Wie aus Flg. 3 und 4 ersichtlich, ist die Kolbenstange 12 mittels einer Lagerbuchse 17 in der Stütze 15 geführt. Der verstellbare Zylinderkopf 16 hat im wesentlichen die Form eines ringförmigen Teiles 18, das gleitend im Zylinder 10 angeordnet ist und einen O-Dichtungsring 19 trägt, um ein Durchlecken von Luft um die Außenseite des Teiles 18 zu verhindern. Koaxial im ringförmigen Teil 18 ist eine Buchse20 angeordnet, die gegenüber dem ringförmigen Teil 18, da dem sie angeordnet ist, mit radialem Spiel gehalten ist. Di· Buchse 20 weist eine Schulter 21 auf, die am einer in der Ausnehmung des ringförmigen Teiles 18 vorgesehenen' Schulter angreift. Auch hier ist am oberen, ringförmigen Sod·..der Buchse 20 eine 0-Blngdichtung vorgesehen, die in Dichtungseingriff mit einer ersten, kreisförmigen Hockenscheibe 22

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steht. Die kreisförmige Nockenscheibe 22 hat, wie am besten aus Pig. 5 ersichtlich ist, eine plane, untere Stirnfläche und eine in Umfausrichtung schräg verlaufende obere Nockenstirnflache 23. Die Nockenscheibe 22 ist auf der oberen Stirnfläche des ringförmigen Teiles 18 mittels zweier Schrauben (nicht dargestellt) befestigt, die sich durch Löcher 24 der Nockenscheibe 22 erstrecken.

Eine zweite, komplementäre Nockenscheibe 15 mit der in Fig. gezeigten Form liegt mit ihrer Nockenfläche 26 an der Nockenfläche 23 der Nockenscheibe 22 an. Die obere Stirnfläche der Nockenscheibe 25 ist plan und liegt an der unteren Stirnfläche des fest angeordneten Zylinderkopfes 13 an. Die beiden Nockenscheiben 22 und 25 werden durch zwei Stifte 27, von denen einer im einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist, in gegenseitiger Anlage gehalten. Das untere Snde des Stiftes 27 weist einen im Durchmesser vergrößerten, flachen Kopf 28 auf, der als unteres Widerlager für eine Druckfeder 29 dient. Der Kopf 28 ist in einer Ausnehmung oder Sackbohrung 30 des ringförmigen Teiles 18 aufgenommen. Wie ersichtlich, erstrecken sich die Stifte 27 durch zwei Löcher 31 der Nockenscheibe 22 und durch zwei Umfangsechlitze 32 der nockenscheibe 25. Es dürfte ohne weiteres einleuchten, daß die Nockenscheibe 25 Schlitze erforderlich macht, da die Nockenscheibe 25 diejenige ist, die durch Drehung relativ zur Nockenscheibe 22 verstellt wird, um eine Verstellung des Zylinderkopfes 16 relativ zum Zylinderkopf 13 zu bewirken. Das obere Snde der Stifte 27 ist mit Gewinde versehen, auf das Kontermuttern 33 geschraubt sind, um die Stifte in dem feststehenden Zylinderkopf 13 ±n

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Stellung zu halten. Bs ist somit bei der soeben beschriebenen Anordnung ersichtlich, daß das ringförmige Teil 18 und die Nockenscheibe 22, die miteinander verbunden sind, nach oben gegen die Nockenscheibe 25 gedrückt werden, die ihrerseits an dem festen Zylinderkopf 13 anliegt. Das ringförmige Teil 18 weist ferner ein Bückschlagventil 34 auf, das beim Aufwärtshub des Kolbens 11 einen Strömungsmit.teldurchgang blockiert. Wie ersichtlich wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 11 ein im Durchmesser vergrößerter, konischer Abschnitt 35 mitgenommen, der in Zusammenwirkung mit der Buchse 20 dazu dient, die Aufwärtsbewegung des Kolbens während des Bndes der Bewegung gegenüber dem verstellbaren Zylinderkopf 16 zu ' dämpfen. Wie zuvor besehrieben, hat die Buchse 20 ein. begrenztes, radiales Spiel, so,daß sie sich immer bei der Bewegung des im Durchmesser größeren, konischen Abschnitte 35 der Kolbenstange 12 ausrichten kann. Während der Kolben 11 sieh im Zylinder 10 zu der in Fig. 4 gezeigten Stellung aufwärts bewegt, wird ii® Luft, die noraalerwais· um die Kolbenstange 12 herum ausströmt, durch den konischen Abschnitt 35 blockiert, wobei die Luft dann nur durch eine Seitenöffnung 36 in Zyll&der 10 zu einer Dänpfungs- oder Drosselimordnung (nicht dargestellt) austreten kann. Die Öffnung 36 steht immer mit dem Kanal 37 im Teil 18 in Verbindung. Das Teil 18 wird an einer Helativdrehung gegenüber dem SSylinder 10 durch die Stifte 27 und ferner durch einen Stift 38 verhindert, der sieh durch dia Zylinderwand 10 in eine vertikale Hut 39 des Teiles 18 erstreckt. Die Verstellung des Teiles f8 gegenüber dem Zylinder ist durch das Spiel zwischen dem Stift und der vertikalen Hut 39 fcegrenit, woT&ei jedeeh iiese klein erscheinende

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Verstellung außerordentlich kritisch mit Hinsicht auf die ordnungsgemäße Instellungbringung der Ifalsringe ist, die von dem Einführarm getragen werden, der durch den hier beschriebenen Motor angetrieben wird.

Die Drehung der Nockenscheibe 25 wird durch ein Ritzel 40 bewirkt, das mit einer Umfangsverzahnung 41 der Nockenplatte 25 in Eing_riff steht. Das Ritzel 40 ist am unteren Ende einer Welle 42 angebracht, die sich durch den feststehenden Zylinderkopf 13 erstreckt und am oberen Ende einen Vierkantkopf aufweist, an dem ein Verstellwerkzeug angreifen kann. Eine auf einem Gewindeabschnitt der Welle 42 geschraubte Kontermutter 43 stellt die Welle in jeder gewünschten eingestellten Stellung fest. Ein Lösen der Kontermutter 43 gestattet dann eine Drehung der Welle 42, wobei das Ritzel 40 die Bewegung der Nockenscheibe 25 gegenüber der Nockenscheibe 22 bewirkt.

Das untere Ende des Zylinders 10 ist, wie am besten aus den Figuren 6-8 ersichtlich, durch einen Zylinderkopf 44 verschlossen, der eine sich durch denselben erstreckende mittlere Bohrung aufweist, in der ein Dämpfungszylinder 45 angeordnet ist. Zwei O-Ringdichtungen sind zwischen dem Dämpfungs zylinder 45 und der Bohrung des Zylinderkopfes 44 vorgesehen, um ein Durchlecken von Luft zwischen.den beiden Teilen zu verhindern. Der Zylinderkopf 44 ist ferner mit einem Bückschlagventil 46 versehen, das in einem Kanal 47 angeordnet ist, der seinerseits mit dem Drucklufteinlaß für die Einwärtsbewegung verbunden ist. Ein vertikaler Kanal 46 erstreckt sich aufwärts und aündet in das Innere des Zylinders 10 durch die obere

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Stirnfläche des Zylinderkopfes 44. Der Kanal 48 ist außen mit der "Auswärtsdämpfungsvorrichtung" in Form eines Drosselventils (nicVit dargestellt) verbunden. Wenn sich der Kolben 11 bei der "Auswärtsbewegung" abwärts bewegt, tritt ein konischer Zapfen 49, der an der Unterseite des Kolbens 11 vorgesehen ist, in den Dämpf ungszylinder 45 ein und dämpft die Abwärtsbewegung des Kolbens 11. Die unterste Stellung des Kolbens 11 kann durcVi Verstellung der Stellung des Dämpdungszylinders 45 eingestellt werden. Dies kann durch Drehung einer Stange 50 bewirkt werden, deren oberes Ende 51» wl· aus Pig. ersichtlich, mit Gewinde versehen ist, so daß sie relativ zum oberen, festen Zylinderkopf 13 durch Drehung verstellbar ist. Das untere Ende der Stange 50 greift an einem Kippheb·! 52 an, der schwenkbar mittels eines Stiftes 53 am Zylinderkopf 44 gelagert ist. Das gegenüberliegende linde des Kipphebels 52 ist schwenkbar mit dem Boden des DämpfungsZylinders 45 mittels eines Stiftes 54- verbunden, der sich durch Löcher im Dämpfungs zylinder 45 und im Kipphebel 52 erstreckt. Die vertikale Verstellung des Dämpfungszylinders 45 ist auch in diesem Falle nicht groß, aber ausreichend für den notwendigen Verstellbereich, um Abnutzung auszugleichen, die nach einer gewissen Zeit auf tritt und um gering· Herstellungsunreg·!- mäßigkeiten beim Austausch τοη Teilen auszugleichen, was τοη Zeit zu Zeit an der Formmaschine vorgenommen werden muB.

Ea dürfte klar sein, daß Druckluft abwechselnd in den Rau« an den Enden des Kolbens 11 eingeführt wird und zwar durch den Zylinderkopf am unteren Ende d·* Zylinders über den Bück-

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schlagventilkanal und über den Rückschlagventilkanal im verstellbaren Zylinderkopf. Diese Kanäle werden hinter den Rückschlagventilen abwechselnd mit der Atmosphäre verbunden. Die Dämpfung an beiden Enden der Kolbenbewegung erfolgt im wesentlichen durc^ die konischen, vom Kolben getragenen Teile, die den Zugang zu diesen Entlüftungswegen abschließen.

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Claims

Patentansprüche 1-10

1^/ Hubverstellbarer, doppelt wirkender Kolbenmotor mit einem Zylinder, dessen gegenüberliegende Enden durch fest mit dem Zylinder verbundene Zylinderköpfe verschlossen sind, einem axial beweglich im Zylinder angeordneten Kolben, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, die sich durch eine im einen Zylinderkopf vorgesehene axiale öffnung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (11) und dem das eine Ende des Zylinders verschließenden Zylinderkopf (13) ein axial verstellbarer innerer Zylinderkopf (18) angeordnet ist, an dessen dem festen Zylinderkopf (13) zugekehrter Stirnfläche eine erste Nockenscheibe (22) anliegt, deren dem festen Zylinderkopf (13) zugekehrte Stirnfläche eine in Ümfangsrichtung schräg verlaufende Nockenfläche (23) aufweist, die mit einer komplementären Nockenfläche (26) einer am festen Zylinderkopf anliegenden zweiten Nockenscheibe (25) zusammenwirkt, und daß eine der Nockenscheiben (25) durch eine Vorrichtung (40-43) relativ zu der anderen

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Nockenscheibe (22) verdrehbar und der axiale Abstand vom festen Zylinderkopf (13) zum verstellbaren Zylinderkopf (18) und damit der Hub des Kolbenmotors veränderlich ist.
2. Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verstellbaren Zylinderkopf (18) und dem Zylinder (10) eine Vorrichtung (38, 39) vorgesehen ist, die eine Relativverdrehung des verstellbaren Zylinderkopfes gegenüber dem Zylinder verhindert.
3. Kolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nockenscheibe (22) eine am verstellbaren Zylinderkopf (18) anliegende plane Stirnfläche hat und fest mit dem verstellbaren Zylinderkopf (18) verbunden ist.
4. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nockenscheibe (25) mittels der Vorrichtung (40-43) gegenüber der ersten Nockenscheibe (22) verdrehbar ist.
5. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Zylinderkopf (18) die beiden Nockenscheiben (22, 25) und der feste.Zylinderkopf (13) mittels einer sie durchsetzenden Vorrichtung (27, 28, 29, 33) federnd in gegenseitige Anlage gedrückt sind.
6. Kolbenmotor nac^ einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Bewegungsbahn des Kolbens (11) eine Dämpfungsvorrichtung (20; 35 bzw. 45, 49) im Zylinder (10) angeordnet ist.

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7. Kolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (45, 49) an dem dem verstellbaren Zylinderkopf (18) gegenüberliegenden Ende aus einem sich durch den festen Zylinderkopf (44) erstreckenden, axial verstellbaren Dämpfungs zylinder (45) und einem am Kolben (11) vorgesehenen konischen Zapfen (49) besteht, der mit verhältnismäßig engem Sitz in den Dämpfungszylinder eingreift.
8. Kolbenmotor nach Anspruch 7, dadurch, gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder-(45) mit einer Vorrichtung (50-54) verbunden ist, mit der der Dämpfungszylinder in vorbestimmten axialen Stellungen einstellbar ist.
9. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (40-43) zur Verdrehung der zweiten Nockenscheibe (25) eine den festen Zylinderkopf (13) durchgreifende Welle (42) aufweist, an derem Ende ein Ritzel vorgesehen ist, das mit einer ümfangsverzahnung (41) der zweiten Nockenscheibe (25) im Eingriff steht.
10. Kolbenmotor nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Zylinderkopf (18) wenigstens zwei diametral angeordnete, sich parallel und in gleichen radialen Abständen zu dessen Achse erstreckende Sackbohrungen (30) aufweist, in die am feststehenden Zylinderkopf (13) befestigte, Umfangsschlitze (32) der zweiten Nockenscheibe (25) durchgreifende Stifte (27) mit radial vorstehenden Köpfen (28) eingreifen, die als Widerlager für das eine Ende von Druckfedern (29) dienen, deren andere Enden an der ersten Nockenscheibe (22) angreifen.

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