DE2532555C3

DE2532555C3 - Vorrichtung zur Kühlung der Glasform einer Glasformmaschine

Info

Publication number: DE2532555C3
Application number: DE2532555A
Authority: DE
Inventors: Stanley Peter Doncaster Yorkshire Jones; William Ferguson Shrewsbury Shropshire Watson
Original assignee: Emhart Glass Ltd
Current assignee: Emhart Glass Ltd
Priority date: 1974-07-22
Filing date: 1975-07-21
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2279679A1; JPS51115514A; DE2532555A1; IT1039966B; FR2279679B1; JPS5536918B2; IN143113B; GB1466751A; JPS543761B2; DE2532555B2; JPS5537402A; DE2559885C2; AU8325475A; US4009017A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Glasform einer Glasformmaschine mittels einer von Kühlmittel durchströmten Kühlkammer.

In einer Glasformmaschine des IS-Typs werden die Glasgegenstände durch Luftzufuhr zu den Außenflächen der Formen gekühlt Dieses Kühlverfahren ist schwierig regulierbar und sehr geräuschvoll und es kann keine einheitliche Temperaturverteilung erzielt werden.

verwenden, um die hohe Geräuschentwicklung zu vermeiden. Die Wasserkühlung arbeitet zwar fast geräuschlos, die Kühl wirkung ist jedoch zu stark und in der Praxis ist die Wasserkühlung auf bestimmte Bauteile, wie z. B. den Preßstempel, beschränkt geblieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Kühlung der Glasform einer Glasformmaschine mittels einer von Kühlmittel durchströmten Kühlkammer so

ίο auszubilden, daß sie im wesentlichen geräuschlos arbeitet und eine gleichmäßige Temperaturverteilung schafft

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem zwischen der Außenfläche der Glasform und der Außenfläche der Kühlkammer vorgesehenen Hohlraum ein Wirbelbett zur Wärmeübertragung angeordnet ist

Die Wärmeübertragung mittels eines Wirbelbettes ist bei Wärmetauschern an sich bekannt (vgl. US-PS 28 95 719, US-PS 30 75 580 und FR-PS 21 74 047). Bei diesen strömt ein erstes Fluid durch erste Kanäle und ein zweites Fluid durch an die ersten Kanäle angrenzende zweite Kanäle, um Wärme von dem einen Fluid auf das andere zu übertragen. Dabei ist ein Wirbelbett wenigstens in einem dieser Kanäle vorgesehen und es dient lediglich dem Zweck, die Wärmeübertragung von dem einen Fluid auf das andere zu verbessern.

Die Erfindung macht hingegen von einem ganz anderen Prinzip Gebrauch, denn es wird zwischen der Glasform, von der Wärme abzuführen ist, und der Kühlkammer der Hohlraum vorgesehen, in welchem sich das wärmeübertragende Wirbelbett befindet. Damit ermöglicht die Erfindung, auch Glasformen mittels Wasser zu kühlen, was auf dem Gebiet der Kühlung von Glasformmaschinen sehr vorteilhafte Auswirkungen hat, denn die Kühlung der Formflächen erfolgt sehr gleichmäßig, da das Wirbelbett überall etwa die gleiche Temperatur aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Mit der Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7 läßt sich das Wirbelbett abwechselnd auf- und abbauen bzw. seine Durchwirbelung ändern. Damit besteht nicht nur die Möglichkeit, Glasformen über das zwischengeschaltete Wirbelbett mittels Wasser zu kühlen, sondern auch die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit von der Glasform auf die Kühlkammer nach dem Prinzip einer Ein/Aus-Regelung bzw. einer stufenlosen Regelung zu beeinflussen. In keinem Fall dient dabei das Wirbelbett an sich zum Kühlen der Glasform. Das Gas, mittels welchem das Bett durchgewirbelt wird, trägt nämlich zur Kühlung praktisch nichts bei. Der größte Teil der von den Formflächen abgeleiteten Wärme wird auf das durch die Kühlkammer strömende Wasser übertragen und nur ein kleiner Teil der Wärme wird von dem Gas aufgenommen, das zum Aufbauen des Wirbelbettes verwendet wird. Auf diese Weise ergeben sich wesentlich bessere Arbeitsbedingungen an der Glasformmaschine, da die von dem Kühlwasser abgeleitete Wärme ins Freie geleitet wird.

Durch das abwechselnde Auf- und Abbauen wirkt das Wirbelbett wie ein thermischer Schalter, durch den die Kühlung eines Glasgegenstandes ein- und ausgeschaltet werden kann. Wenn das Wirbelbett aufgebaut ist, ist die Wärmeübergangsgeschwindigkeit durch das Bett hindurch sehr hoch. Wenn aber das Wirbelbett abgebaut,

Es ist versucht worden, eine Wasserkühlung ZU nicut uurCugcWirucit ist, "A'irivt es Etwa

Das Abbauen des Wirbelbettes bewirkt deshalb eine sofortige Unterbrechung des Wärmeübergangs von der Glasform auf die Kühlkammer.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 im Schnitt eine Sektion einer Blasform einer Glasformmaschine sowie einen Zeitgeber mit zugeordnetem Ventil,

Fig.2 eine Vorderansicht einer Sektion einer Vorform einer Glasformmaschine, wobei die Ansicht die Sektion der Vorform von F i g. 3 von links betrachtet darstellt,

Fig.3 eine Schnittdarstellung der Sektion der Vorform von F i g. 2 auf der Linie fl-Bvon F i g. 4, und

F i g. 4 eine Schnittdarstellung der Sektion der Vorform von F i g. 2 und 3 auf der Linie C-Cvon F i g. 3, wobei das Wirbelbett weggelassen ist

Eine Sektion 1 einer Blasform hat einen Metallblock 2 mit zwei bearbeiteten Glasformflächen 3. Zwei Sektionen dieser Blasform sind in jeder Fertigformstation einer Glasformmaschine des IS-Typs vorgesehen. Die beiden Formflächen 3 dienen gemeinsam zur Formgebung der äußeren Oberfläche des herzustellenden Glasgegenstandes.

Ein wassergekühltes Bauteil 4 ist an dem Metallblock 2 auf der den Formflächen 3 gegenüberliegenden Seite befestigt und enthält eine Kühlkammer 5, in welche Kühlwasser durch Einlaßleitungen 6 eintreten kann. Das Wasser verläßt die Kühlkammer 5 über Auslaßleitungen 7.

Ein Hohlraum 8 ist zwischen einer Außenfläche 9 des Meta'lblocks 2 und einer Außenfläche 10 der Kühlkammer 5 vorgesehen. Der Hohlraum 8 ist fast vollständig mit einem Wirbelbett 11 gefüllt. Das durchwirbelbare Material des Wirbelbettes 11 hat eine hohe Dichte und eine hohe Wärmekapazität und ist bei der Betriebstemperatur stabil. Geeignete Materialien sind Messingoder Eisenschrot. Vorzugsweise wird Eisenschrot mit einem Durchmesser von etwa 0.20 mm verwendet

Das Wirbelgas, vorzugsweise Druckluft, wird in den Hohlraum 8 über eine Gaszufuhrleitung 12 und durch ein poröses Diffusionselement 13 eingeleitet. Das Diffusionselement 13 kann aus einem porösen keramischen Werkstoff, aus einem porösen Metall oder aus einem zwischen Platten eingeklemmten Drahtgewebe bestehen. Das Oiffusionselement 13 soll der Luftströmung einen Gesamtwiderstand entgegensetzen, der mehrfach höher ist als der Strömungswiderstand in dem Wirbelbett 11, um eine gleichförmige Verteilung der Luft in dem Wirbelbett und dementsprechend eine gleichförmige Durchwirbelung zu gewährleisten. Vorzugsweise liegt das Verhältnis aus dem Strömungswiderstand des Diffusionselements 13 und dem Strömungswiderstand des Wirbelbettes 11 im durchwirbelten Zustand zwischen 2 :1 und 6 :1. Die Luft strömt durch das Diffusionselement 13 mit einer Geschwindigkeit hindurch, welche etwa zwischen dem zwei- und fünffachen der minimal erforderlichen Geschwindigkeit zur Durchwirbelung des Wirbelbettes 11 liegt. Die minimale Luftströmungsgeschwindigkeit zur Durchwirbelung von Teilchen in der Größenordnung von 0,20 mm Durchmesser ist geringer als 0,30 m/s. Die durch das Wirbelbett 11 strömende Luft verläßt den Hohlraum 8 durch ein Geflecht 14, welches lösbar in einer öffnung 15 in der oberen Seite des Bauteils 4 befestigt ist.

Wenn im Betrieb der Glasformmaschine Wasser durch die Kühlkammer 5 strömt und das Bett 11 infolge der Luftzufuhr über die Leitung 12 im Wirbelzustand ist, wird Wärme von den Formflächen 3, welche mit dem zu formenden Glasgegenstand in Berührung sind, von der Außenfläche 9 des Metallblocks 2 auf das Wasser in der Kühlkammer 5 über das Wirbelbett 11 übertragen. Solange sich das Wirbelbett 11 im Durchwirbelungszustand befindet, ist die Wärmeübergangsgeschwindigkeit von den Formflächen 3 auf das Wasser in der Kühlkammer 5 sehr hoch. Wenn jedoch das Wirbelbett 11 nicht im Durchwirbelungszustand ist, sind die Formflächen 3 von dem Wasser in der Kühlkammer 5 im wesentlichen isoliert Es ist damit möglich, die Wärmeabführungsgeschwindigkeit von den Formflächen 3 durch Veränderung der Zeitspanne, während der das Wirbelbett 11 im Durchwirbelungszustand ist, zu regulieren.

Der Blasform ist ein Magnetspulenventil 16 zugeordnet zum Einschalten oder Abschalten der Luftströmung durch die Gaszufuhrleitung 12 entsprechend einem vorbestimmten Programm. Das Magnetspulenventil 16 wird von einem elektronischen Zeitgeber 17 gesteuert.

Statt des Magnetspulenventils in Verbindung mit einem elektronischen Zeitgeber kann auch ein mechanisches Ventil verwendet werden, welches bei einer Glasformmaschine des IS-Typs von der Steuertrommel aus gesteuert wird.

In den F i g. 2 bis 4 ist eine Sektion 21 einer Vorform dargestellt, wobei gleiche Teile wie bei der Sektion 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zwei Sektionen der Vorform sind in jeder Vorformstation einer Glasformmaschine des IS-Typs vorgesehen und die Formflächen 3 dienen zusammen mit gleichen Formflächen einer zweiten Sektion der Vorform zur äußeren Formgebung der in letzterer herzustellenden Külbel.

Die Sektion 21 der Vorform unterscheidet sich von der Sektion 1 der Blasform dadurch, daß poröse Scheiben 23 anstelle des Diffusionselenientes 13 vorgesehen sind. Die porösen Scheiben 23 bestehen aus dem gleichen Werkstoff und haben den gleichen Luftströmungswiderstand wie das Diffusionxelement 13. Anstelle des Geflechts 14 in der öffnung 15 in der Oberseite des Bauteils 4 sind poröse Metallkapseln 24 in Löcher 25 an der Oberseite des Metallblocks 2 eingeschraubt. Die Metallkapseln 24 gestatten das Hindurchströmen der Luft durch das Wirbelbett 11 und das Entweichen der Luft aus dem Hohlraum 8.

Die wirksame Oberfläche der Außenfläche 10 der Kühlkammer 5 ist in dem Ausführungsbeispiel von Fig.2 bis 4 dunh zusätzliche Kühlleitungen 18 vergrößert, die von der Kühlkammer 5 aus durch das Wirbelbett 11 hindurchgehen. Ähnliche Kühlrohre können in der Sektion 1 der Blasform vorgesehen sein. Die wirksame Oberfläche der Außenfläche 10 in der Sektion 1 der Blasform oder der Sektion 21 der Vorform kann auch durch massive oder wassergekühlte Rippen vergrößert werden, welche in das Wirbelbett 11 ragen. Auf ähnliche Weise kann die wirksame Oberfläche der Außenfläche 9 des Metallblocks 2 vergrößert werden, d. h. die Wärmeübergangsgeschwindigkeit in das Wirbelbett U kann durch massive Rippen, die von dem Mctallblock 2 aus in das Wirbelbett 11 ragen, vergrößert werden.

Wenn der Wärmefluß in das Wirbelbett 11 von bestimmten Teilen der Formflächen 3 vermindert werden soll, so können Schirmplatten 19 in dem Hohlraum 8 an der Außenfläche 9 und zwischen dem Wirbelbett 11 sowie Teilen der Fofmilächen 3

angeordnet werden. Die Schirmplatten 19 bestehen aus Metall und sind am Metallblock 2 mittels Schrauben 20 befestigt. Die Isolierwirkung dieser Schirmplatten kann durch Einlagen aus Asbestpapier zwischen den Schirmplat ien !9 und der Außenfläche 9 erhöht weiden.

Anstelle des Magnetspulenventils 16 zum Ein- und Ausschalten der Luftzufuhr zu dem Wirbelbett 11 entsprecnend einem vorbestimmten Zeitprogramm kann ein temperaturempfindliches Element an einer bestimmten Stelle des Metaüblocks 2, an einer der Formflächen 3 oder an der Außenfläche 9 des Metallblocks 2 befestigt und ein Ventil zum Ein- und Ausschalten der Luftströmung durch die Rohrleitung 12

in Abhängigkeit von den Signalen dieses lemperaturempfindliehen Elements vorgesehen sein.

Die Wärmeableitungsgeschwindigkeit von den Formflächen 3 kann stattdessen oder zusätzlich durch Ändern des Luftdurchsatzes und damit der Durchwirbelung des Wirbeibettes ti verändert werden. Schließlich kann auch noch die Wärmeübergangsgeschwindigkeit von den Formflächen 3 auf das Wasser in der Kühlkammer 5 durch Verändern der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Wasser durch die Leitungen 6 in die Kühlkammer 5 strömt, verändert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kühlung der Glasform einer Glasformmaschine mittels einer von Kühlmittel durchströmten Kühlkammer, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen der Außenfläche (9) der GlasForm und der Außenfläche (10) der Kühlkammer (5) vorgesehenen Hohlraum (8) ein Wirbelbett (11) zur Wärmeübertragung angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (8) zwischen dem Wirbelbett (11) und einem Teil der Glasform wenigstens eine Schirmplatte (19) zur Verringerung der Wärmeübertragung auf das Wirbeibett vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der Geschwindigkeit der Wärmeübertragung von der Glasform auf die Kühlkammer (5) Steuermittel (16,17) für die Gaszufuhr zu dem Hohlraum (8) zum abwechselnden Auf- und Abbauen des Wirbelbettes (11) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen Zeitgeber (17) und ein durch ihn für vorbestimmte Zeitspannen betätigbares Ventil (16) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ein temperaturempfindliches Element aufweisen, das an der Glasform befestigt ist, sowie eine durch Signale des temperaturempfindlichen Elements betätigbare Steuereinrichtung für die Gaszufuhr zu dem Hohlraum (8).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ein Magnetspulenventil (16) aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Durchwirbelung des Wirbelbettes (11} und dementsprechend der Wärmeableitungsgeschwindigkeit von der Außenfläche (9) der Glasform Steuermittel für die Geschwindigkeit der Gaszufuhr zu dem Hohlraum (8) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Geschwindigkeit der Wärmeübertragung von der Glasform auf die Kühlkammer (5) eine Einrichtung zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels durch die Kühlkammer vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Wärmeableitungsgeschwindigkeit von der Glasform eine Einrichtung zur Veränderung des Durchsatzes des durch die Kühlkammer (5) strömenden Kühlmittels vorgesehen ist