DE2623425A1

DE2623425A1 - Verfahren und vorrichtung zur kuehlung der kuebelform einer glasformmaschine

Info

Publication number: DE2623425A1
Application number: DE19762623425
Authority: DE
Inventors: Stanley Peter Jones
Original assignee: Emhart Glass Ltd
Current assignee: Emhart Glass Ltd
Priority date: 1975-05-28
Filing date: 1976-05-25
Publication date: 1976-12-02
Also published as: FR2312462A1; FR2312462B1; CA1086060A; IN145199B; DE2623425B2; AU1408876A; BE842257A; JPS51146512A; US4067711A; JPS5515419B2; GB1537837A; IT1061485B; DE2623425C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung der Külbelform einer Glasformmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glasformmaschine und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung einer zur Herstellung eines Külbels in einer -Glasformmaschine verwendeten Külbelform.

Bei einer Glasformmaschine wird ein Tropfen geschmolzenen Glases einer Külbelform zugeführt, in der ein Külbel gebildet wird, der eine erste Stufe bei der Herstellung eines Glasgegenstandes wie einer Flasche oder eines Gefäßes ist. Da die Külbelform kontinuierlich Tropfen geschmolzenen Glases aufnimmt, erhitzt sie sich auf eine hohe Temperatur und es muß daher Wärme von der Külbelform abgeleitet werden, um für den Abzug einer notwendigen Menge Wärme aus dem Glastropfen während der Herstellung des Külbels zu sorgen.

Üblicherweise wird die Kühlung der Külbelform durch Verwendung eines Kühlgases, üblicherweise Luft, bewerkstelligt. Es besteht jedoch um die äußere Formfläche eine Grenzschicht aus Luft, die auf eine Temperatur nahe der

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der äußeren Pormflache erhitzt wird und die sich wegen ihrer dichten Lage an der äußeren Formflache einer Bewegung widersetzt. Folglich bildet diese Luftgrenzschicht eine Isolierschicht, die einen guten Wärmeübergang zwischen der äußeren Formfläche und dem Kühlgas verhindert. Diese Luftgrenzschicht wird von dem Kühlgas durchdrungen, wo das Kühlgas auf die äußere Formfläche z.B. durch Düsen gerichtet wird. Es wurden Vorkehrungen getroffen, um das Kühlgas zwischen den Strahlen abzuleiten, und es hat sich erwiesen, daß eine angemessene Kühlung der Külbelform durch übliche Einrichtungen die Anwendung entweder sehr hoher Luftdrücke oder sehr großer Volumina der Kühlluft erfordern, von denen beide Nachteile haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine wirksamere Kühlung einer Külbelform ermöglichen, so daß eine zufriedenstellende Kühlung der Külbelform bei relativ niedrigen Luftdrücken und ohne die Anwendung großer Kühlluftvolumina erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Kühlen einer Külbelform, die zur Herstellung eines Külbels in einer Glasformmaschine verwendet wird, bei dem Kühlgasstrahlen auf die äußere Formfläche durch öffnungen gerichtet werden, die in mehreren im wesentlichen vertikalen Reihen angeordnet sind, und bei dem das Kühlgas durch mehrere, im wesentlichen vertikale Kanäle abgeleitet wird, die zwischen den Rippen angeordnet sind, gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kühlgasstrom nahe der äußeren Formfläche auf Bereiche begrenzt wird, die die öffnungen umgeben, durch die das Gas auf die äußere Formfläche gerichtet wird, so daß das Kühlgas die Luft, die die äußere Formfläche berührt, über Bereiche verteilt, die wesentlich größer als die von den Strahlen berührten Bereiche sind, und wodurch danach das Kühlgas durch die vertikalen Kanäle abgeleitet wird, die einen Querschnittsbereich wesentlich

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größer als der Querschnittsbereich des Zwischenraumes haben, innerhalb dem der Kühlgasstrom auf die öffnungen umgebende Bereiche begrenzt wird.

Durch Begrenzung des Kühlgasstromes nahe der äußeren Formfläche unmittelbar nach Abgabe aus den Auslassen der Öffnungen wird das Kühlgas veranlaßt, eine Berieselung durchzuführen, die die Luftgrenzschicht von der äußeren Formfläche über Bereiche verteilt, die wesentlich größer als die Bereiche der Strahlen selbst sind. Diese wirksame Berieselung aufgrund der Begrenzung des Kühlgases nahe der äußeren Formfläche führt zu einer hohen Wärmeübertragung von der äußeren Formfläche zu dem Kühlgas über eine Reihe von im wesentlichen vertikalen Bereichen bzw. Streifen der äußeren Formfläche. Die besonders wirksame Kühlung dieser im wesentlichen vertikalen Bereiche der äußeren Formfläche führt zu einer guten Kühlung der Form insgesamt, da die Form relativ dick ist, so daß die Wärme von den äußeren Teilen der Form leicht zu den vertikalen Bereichen geleitet wird, die durch das Verfahren der Erfindung wirksam gekühlt werden.

Die gute Wärmeübertragung von der äußeren Formfläche auf das Kühlgas, die sich aufgrund der Beschränkung des Kühlgases nahe der äußeren Formfläche unmittelbar nach dem Austritt ergibt, ermöglicht eine zufriedenstellende Kühlung von Glasflaschenformen, während die Anwendung von hohen Kühlgasvolumina vermieden wird.

Die im wesentlichen vertikalen Kanäle haben eine Querschnittsfläche, die bezüglich der Querschnittsfläche des Raumes groß ist, auf den das Gas nahe der Außenfläche begrenzt wird, um die Berieselung zu bewirken. Die Kanäle bilden so einen Auslaßweg für das Kühlgas, das dem Gasstrom einen geringen Widerstand entgegensetzt. Daher tritt nur ein geringer Gegendruck auf, wenn das Gas in die vertikalen Kanäle gelangt und daher ist das Vorhandensein der vertikalen Kanäle zwischen den vertikalen Reihen

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von Öffnungen und den umgebenden Bereichen, auf die das Gas begrenzt ist, wichtig bei der Schaffung eines Kühlsystems für eine Glasformmaschine, die nur einen niedrigen Druck des Kühlgases für eine hohe Leistung erfordert.

Es ist ersichtlich, daß die Durchführung-des Verfahrens gemäß der Erfindung die Verwendung einer Kühleinrichtung in Verbindung mit der Glasformmaschine erfordert, so daß die Oberflächen der Kühleinrichtung und der Form zusammen vertikale Bereiche bilden, an denen die Oberfläche der Kühleinrichtung von der äußeren Formfläche einen geringen Abstand hat. Diese vertikalen Bereiche wechseln mit anderen vertikalen Bereichen ab, an denen ein relativ breiter Abstand zwischen der Formfläche und der Oberfläche der Kühleinrichtung besteht. Obwohl diese relative Anordnung der beiden Oberflächen durch bestimmte Formgebung an der äußeren Formfläche erreicht werden kann, sind vorzugsweise vertikale Rippen an der Kühleinrichtung vorgesehen.

Der Abstand der Oberflächen der vertikalen Rippen von der äußeren Formfläche muß in der gleichen Größenordnung wie die Größe der Durchmesser der öffnungen gehalten werden, um die Vorteile der Erfindung beizubehalten. Wenn die Oberflächen der vertikalen Rippen zu weit von der äußeren Formfläche bezüglich des Durchmessers der öffnungen entfernt sind, wird das Kühlgas nahe der äußeren Formfläche nicht ausreichend begrenzt, umdie Luft, die die äußere Formfläche berührt, durch die zuvor beschriebene Berieselungswirkung zu verteilen. Wenn dagegen die Oberflächen der vertikalen Rippen zu nahe an der äußeren Formfläche bezüglich der Durchmesser der Öffnungen liegen, sind hohe Drücke notwendig, um ein ausreichendes Kühlgasvolumen zwischen die gegenüberliegenden Flächen zu drücken und eine ausreichende Kühlung zu erreichen.

Vorteilhafterweise sind die Oberflächen der vertikalen Rippen von der äußeren Formfläche um eine Strecke entfernt, die etwa 0,5 bis 2,5 mal so groß wie die Durchmesser der

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öffnungen sind und vorzugsweise haben alle öffnungen die gleichen Durchmesser.

Die Breiten der Oberflächen der vertikalen Rippen sind derart, daß die Ränder der Rippen von den Rändern der Öffnungen um eine Strecke entfernt sind, die größer als die Durchmesser der öffnungen sind. Vorzugsweise sind die Breiten der Oberflächen der Rippen etwa viermal so groß wie die Durchmesser der Öffnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt durch den Hauptteil einer Külbelform, deren Außenfläche der Kühleinrichtung gemäß der Erfindung zugeordnet ist, wobei der Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 2 verläuft, und

Figur 2 einen Horizontalschnitt der Vorrichtung der Fig. 1 längs der Linie A-A.

Die Zeichnungen zeigen den Hauptkörper 1 einer Külbelform. Der Hauptkörper 1 ist der Teil der Külbelform der den Tropfen geschmolzenen Glases aufnimmt. Die Külbelform wird durch Ansatzringe auf dem Hauptkörper 1 oder durch die Anordnung von Ansatzringen und einem Zwischenformteil an dem Hauptkörper 1 vervollständigt.

Der Hauptkörper 1 der Külbelform sitzt auf einem Kühleinsatz 2, der wiederum auf einem Formhalter 3 sitzt. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Kühleinsatz 2 mit einer Reihe vertikaler Rippen 5 gegen die äußere Formfläche 4 des Hauptkörpers 1 gerichtet, die durch eine Reihe von im wesentlichen vertikalen Kanälen bzw. Schlitzen 6 voneinander getrennt sind. Der Querschnitt durch den Kühleinsatz 2, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist so gewählt, daß in der

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linken Hälfte der Figur einer der im wesentlichen vertikalen Kanäle 6 und in der rechten Hälfte der Figur eine Rippe 5 gezeigt ist. Die Rippe 5 hat eine Oberfläche, deren Form im wesentlichen der Form des Teils der äußeren Formfläche 4 entspricht, zu der die Rippe 5 gerichtet ist, und die Rippe 5 weist eine im wesentlichen vertikale Reihe von öffnungen 7 auf, um Luftstrahlen auf die Außenfläche 4 zu richten. Die Öffnungen 7 durch die Rippen 5 sind alle kreisförmige Öffnungen in der Größenordnung von 1 mm Durchmesser und die Rippen 5, die sich von oben nach unten verjüngen, haben eine Breite von 4 mm an den schmälsten Teilen ihrer Oberflächen und eine Breite von 5 mm an dem breitesten Teilen.

Die im wesentlichen vertikalen Rippen 5 und Kanäle 6 erstrecken sich so weit längs der Innenfläche des Kühleinsatzes 2 nach unten wie der Teil, an dem sich der Kühleinsatz 2 in den Bodenteil des Einsatzes 2 krümmt, der den Boden des Hauptkörpers 1 der Külbelform umgibt. Dieser Bodenteil des Kühleinsatzes 2 enthält keine Kanäle, hat jedoch weitere öffnungen 8 und 9. Die zentrale öffnung 9 hat einen wesentlich größeren Durchmesser als die öffnungen 7 in den Rippen 5, jedoch haben die umgebenden Öffnungen 8 in dem Bodenteil des Kühleinsatzes 2 vorzugsweise Durchmesser gleicher Größe wie die Durchmesser der öffnungen 7.

Das Volumen zwischen dem Kühleinsatz 2 und dem Formhalter 3, der abgesehen von einem Kanal in der Mitte seines Bodens ein massives Teil ist, bilden eine Luftkammer 11, aus dem Druckkühlluft durch die öffnungen 7 und die öffnungen 8 und 9 gegen die äußere Formfläche 4 gerichtet werden kann.

Im Betrieb ist der Kanal 10 mit einer Quelle von Kühlluft verbunden, die eine Erhöhung des Luftdruckes in der Luftkammer 11 bewirkt. Daher wird Kühlluft durch die öffnungen 7, 8 und 9 gedrückt. Eine vertikale Linie von Kühlluftstrahlen, die von dar vertikalen Reihe der öff-

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nungen 7 in jeder Rippe 5 des Kühleinsatzes 2 ausgehen, trifft daher auf die äußere Formflache 4 gegenüber jeder Rippe 5. Der Raum zwischen der äußeren Formflache 4 und der ähnlich geformten Fläche der Rippe 5 liegt in der Größenordnung von 1 mm, so daß die Kühlluft der Strahlen, die von den Auslassen der Öffnungen 7 ausgehen, dicht auf die äußere Formfläche 4 in dem Bereich unmittelbar um die Auftreffzonen der Luftstrahlen begrenzt wird, die von den öffnungen 7 ausgehen. Die Grenzschicht der Luft, die die äußere Formfläche 4 berührt, wird folglich über Bereiche verteilt, die wesentlich größer als die Bereiche sind, die von den Strahlen getroffen werden.

Daher werden wesentliche Bereiche der äußeren Formfläche 4 gegenüber den Rippen 5 von dem Kühlgas überstrichen, das von der äußeren Formfläche rasch Wärme aufnimmt, bevor das Kühlgas seitlich in die Kanäle 6 an beiden Seiten jeder Rippe 5 entweicht. Die Kanäle 6 sind im wesentlichen vertikal ausgebildet und jeder führt in einen geformten Auslaß 12, so daß die erhitzte Luft aus dem Raum zwischen dem Kühleinsatz 2 und der äußeren Formfläche 4 des Hauptkörpers 1 rasch abgeleitet wird. Jeder Kanal 6 hat einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt und einen Radius in der Größenordnung von 5 mm.

Der Bodenteil des Kühleinsatzes 2, der die öffnungen 8 und 9 enthält, hat eine Innenform gleich der Außenform des Bodens des Hauptkörpers 1. Der Raum zwischen der Außenfläche des Bodenteils des Hauptkörpers 1 und der Innenfläche des Bodenteils des Kühleinsatzes 2 ist jedoch so ausgebildet, daß er in der Größenordnung von 2 mm liegt, wenn der Hauptkörper 1 der Külbelform kalt ist. Die größere Expansion des Hauptkörpers 1 bezüglich des Kühleinsatzes verringert diesen Raum auf etwa 1,5 mm bei der Betriebstemperatur .

In den Zeichnungen sind die Richtungen des Luftstroms an verschiedenen Teilen der Maschine durch Pfeile angegeben,

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von denen der Pfeil 12 in Fig. 1 den Luftstrom durch den Kanal 10 in die Luftkaitimer 11, die Pfeile 13 und 14 in Fig. 2 den Luftstrom von der Luftkairuner 11 in eine der Öffnungen 7 bzw. den Luftstrom, nachdem er aus der öffnung 7 austritt, und die Pfeile 15 und 16 in Fig. 1 die Bewegung der Luft in einen der vertikalen Kanäle 6 und aus dem Auslaß 12 zeigen.

Der Betrieb der beschriebenen Maschine mit Kühlluft, die durch den Kanal 10 in die Luftkammer 11 mit einem Druck von etwa 2,1 kg/cm wurde als eine angemessene Kühlung der Külbelform ergebend gefunden, die für die Herstellung eines Külbels als dem ersten Schritt eines zweistufigen Glasartikelherstellungsverfahrens zur Herstellung eines Marmeladegefäßes verwendet wurde. Die Wirksamkeit der Rippen 5 bei der Begrenzung der Kühlluft auf einen Bereich nahe der im wesentlichen vertikalen äußeren Formfläche 4 und die Erzeugung eines guten Wärmeüberganges zeigt sich durch die Tatsache, daß festgestellt wurde, daß Kühlluftstrahlen, die durch Düsen ähnlich den Öffnungen 7 und in ähnlicher Weise 1 mm von der äußeren Formfläche angeordnet sind, jedoch nicht von den Flächen der Rippen 5 und den Kanälen 6, die mit den Rippen 6 abwechseln, unterstützt werden, keine ausreichende Kühlung der Külbelform ergeben, selbst wenn die Kühlluft durch die Düs
werden.

die Düsen mit einem Druck von etwa 4,2 kg/cm gerichtet

Bei einer alternativen Anordnung gemäß der Erfindung wurde eine zufriedenstellende Kühlung einer Külbelform unter Verwendung von öffnungen 7 mit einem Durchmesser von 1,2 mm in den Rippen 5 erreicht, die eine Oberfläche minimaler Breite von 5 mm haben. Die Oberflächen der Rippen 5, die Formen entsprechend den Formen der benachbarten Teile der äußeren Formflächen 4 hatten, waren bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung 2 mm von der benachbarten äußeren Formfläche entfernt.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Kühlen einer Külbelform, die zur Herstellung eines Külbels in einer Glasformmaschine verwendet wird, bei dem Kühlgasstrahlen auf die äußere Formfläche durch Öffnungen gerichtet werden, die in mehreren im wesentlichen vertikalen Reihen angeordnet sind, und bei dem das Kühlgas durch mehrere, im wesentlichen vertikale Kanäle abgeleitet wird, die zwischen den Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlgasstrom nahe der äußeren Formfläche auf Bereiche begrenzt wird, die die Öffnungen umgeben, durch die das Gas auf die äußere Formfläche gerichtet wird, so daß das Kühlgas die Luft, die die äußere Formfläche berührt, über Bereiche verteilt, die wesentlich größer als die von den Strahlen berührten Bereiche sind, und wodurch danach das Kühlgas durch die vertikalen Kanäle abgeleitet wird, die einen Querschnittsbereich wesentlich größer als der Querschnittsbereich des Zwischenraumes haben, innerhalb dem der Kühlgasstrom auf die Öffnungen umgebende Bereiche begrenzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom dadurch nahe der äußeren Formfläche begrenzt wird, daß das Gas durch Reihen von Öffnungen gerichtet wird, von denen jede im wesentlichen zentral in einer vertikalen Rippe angeordnet ist, die eine Oberfläche hat, deren Form der Form der benachbarten äußeren Formfläche entspricht, und daß die Oberfläche von der benachbarten äußeren Formfläche um eine Strecke gleich dem Durchmesser der Öffnungen entfernt ist.

3. Glasformmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Külbelform zur Herstellung eines Külbels aus einem Tropfen geschmolzenen Glases, und einer Kühleinrichtung mit mehreren, im wesentlichen

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vertikalen Reihen von öffnungen zur Abgabe von Kühlgas an die Außenfläche der Külbelform und mehreren, im wesentlichen vertikalen Kanälen zwischen den Reihen von Öffnungen zur Ableitung des Gases nach der Berührung mit der äußeren Formfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung mehrere vertikale Rippen (5) aufweist, von denen jede eine Oberfläche hat, deren Form der Oberfläche der benachbarten äußeren Formfläche (4) entspricht, daß eine im wesentlichen vertikale Reihe von Öffnungen (7) im wesentlichen zentral in der Oberfläche jeder Rippe (5) angeordnet sind, daß die Breite der Oberfläche jeder Rippe (5) wesentlich größer als der Durchmesser der Öffnungen (7) ist, daß die Oberfläche jeder Rippe (5) von der benachbarten äußeren Formfläche (4) um eine Strecke in der gleichen Größenordnung wie die Größe der Durchmesser der Öffnungen (7) entfernt ist, und daß die im wesentlichen vertikalen Kanäle (6), die zwischen den vertikalen Rippen (5) liegen, eine Querschnittsfläche haben, die bezüglich der Querschnittsfläche des Raumes zwischen der Rippenoberfläche und der äußeren Formfläche groß ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung einen Einsatz (2) hat, der den Hauptteil der Außenfläche des Hauptkörpers (1) der Külbelform umgibt, daß der Einsatz (2) auf einem Formhalter (3) sitzt und mit diesem eine Luftkammer (11) bildet, der Kühlgas zugeführt werden kann, und daß der Einsatz (2) in einem im wesentlichen vertikalen Teil die vertikalen Rippen (5) trägt.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) in den vertikalen Reihen jeweils einen Durchmesser in der Größenordnung von 1 mm haben, und daß die Oberflächen der vertikalen Rippen (5) jeweils von der äußeren Formfläche (4) um eine Strecke in der Größenordnung von 1 mm entfernt sind.

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6. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) in den vertikalen Reihen jeweils einen Durchmesser in der Größenordnung von 1,2 mm haben, und daß die Oberflächen der vertikalen Rippen von der äußeren Formflache (4) eine Strecke in der Größenordnung von 2 mm entfernt sind.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen vertikalen Kanäle (6) einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einem Radius von 5 mm haben.

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