DE3040762C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Masse von Posten thermoplastischen Materials - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Masse von Posten thermoplastischen MaterialsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 80 718, Fig. 8 und 9) sind eine Primärwicklung und
zwei Sekundärwicklungen des Differentialtransformators jeweils in einer äußeren Umfangsnut eines
stationären, aus elektrisch isolierendem Stoff hergestellten Einlaßrohres für den Preßstempel kühlende
Druckluft eingebettet. Der Preßstempel ist an einer rohrförmigen Kolbenstange aus Metall befestigt, deren
freies Ende das Einlaßrohr als Betätigungselement umgibt. Durch Bewegung der Kolbenstange relativ zu
den Wicklungen liefert der Differentialtransformator ein variables Ausgangssignal, das proportional der
Bewegung des Preßstempels ist und ein Maß sowohl für die Bewegung als auch für die Eindringtiefe des
Preßstempels darstellt. Das Ausgangssignal v.'ird vorzugsweise angezeigt und/oder aufgezeichnet, soll aber
alternativ auch zur Kontrolle der die Postengröße kontrollierenden Variablen verwendet werden können.
Einzelheiten einer solchen Kontrolle sind allerdings nicht offenbart.
In der älteren DE-Offenlegungsschrift 29 23 705 wird
für l.S.-Glasformmaschinen vorgeschlagen, den Endbereich
des Weges des Betätigungskolbens des Preßstempels oder der Kolbenstange des Betätigungskolbens zu
messen. Der zurückgelegte Weg soll mittels eines Meßwertgebers erfaßt und sichtbar gemacht werden.
Dies soll z. B. durch mehrere im Bewegungsbereich angeordnete elektrische Kontakte geschehen, die
nacheinander abgetastet v»erden. Es ist auch die Möglichkeit angedeutet, die vom Meßwertgeber erfaßten
Werte zur Regelung der Größe der den Vorformen zugeführten Glasposten zu verwenden, z. B. durch
Verstellen der die Glasposten vom Strang abtrennenden Schere. Einzelheiten einer solchen Regelung sind
nicht offenbart
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell reagierende Regelung der Masse aufeinanderfolgender
Posten des thermoplastischen Materials in Abhängigkeit von der je Arbeitsspiel maximalen
Eindringtiefe des Preßstempels zu realisieren.
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Preßstempel befindet sich in jedem Arbeitsspiel nur kurzzeitig in seiner Stellung mit der jeweils größten Eintfringtiefe, die gemessen und in dem Maximalwert-Speicher gespeichert wird. Dieser Speicherwert liegt naturgemäß nur während des letzten Teils jedes Arbeitsspiels vor und wird daher in der naL-hgeschalteten Sample-and-Hold-Schaltung gespeichert, wo er vom Beginn dieser Umspeicherung an bis zur nächsten Übernahme eines Signals aus dem Maximalwertspei-
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Preßstempel befindet sich in jedem Arbeitsspiel nur kurzzeitig in seiner Stellung mit der jeweils größten Eintfringtiefe, die gemessen und in dem Maximalwert-Speicher gespeichert wird. Dieser Speicherwert liegt naturgemäß nur während des letzten Teils jedes Arbeitsspiels vor und wird daher in der naL-hgeschalteten Sample-and-Hold-Schaltung gespeichert, wo er vom Beginn dieser Umspeicherung an bis zur nächsten Übernahme eines Signals aus dem Maximalwertspei-
2ϊ eher als stetiges Signal zur Verfügung steht. Sobald
diese Umspeicherung abgeschlossen ist, kann der Speicherwert in dem Maximalwertspeicher zur Aufnahme
des nächstfolgenden Speicherwerts gelöscht werden. Auf diese Weise wird in jedem Arbeitsspiel ein die
maximale Eindringtiefe des Preßstempels verkörperndes Signal gewonnen, das sogleich nach dem Preßvorgang
bei Bedarf zu einer Korrektur der Stellung des Dosierelements führi. So werden eventuelle Massenabweichungen
aufeinanderfolgender Posten von einer vorgegebenen optimalen Masse in dem Herstellungsprozeß so früh und so genau wie möglich festgestellt
und mit geringstem Aufwand beseitigt oder minimiert. Zweckmäßigerweise wird als Dosierelement ein an sich
bekanntes Rohr, entweder ein Drehrohr oder ein nicht drehendes Rohr, verwendet, das in dem Speiserkopf
eines Speisers teilweise in das darin befindliche thermoplastische Material, insbesondere das schmelzflüssige
Glas, eintaucht. Zwischen einer Unterkante dieses Rohres und einem einen oder mehrere Durchlässe
für Stränge des thermoplastischen Materials aufweisenden Boden des Speiserkopfes besteht normalerweise
ein Ringspalt, der die Zuflußgeschwindigkeit des Materials zu dem wenigstens einen Durchlaß
bestimmt. Üblicherweise ist ferner im Inneren des
so Rohres ein sogenannter Plunger in axialer Richtung bei jedem Arbeitsspiel auf und ab bewegbar. Der Plunger
taucht ebenfalls in das Material ein und beeinflußt durch seine oszillierende Bewegung die Ausflußcharakteristik
des wenigstens einen Stranges aus dem zugehörigen Durchlaß des Speiserkopfes.
Die Merkmale des Anspruchs 2 sind dann von Vorteil, wenn im Laufe des Einsatzes der Formmaschine
Preßstempel unterschiedlichen maximalen Durchmessers verwendet werden. Die Bewertungsschaltung
ermöglicht es dann, den optimierten Abgleich des verwendeten PI- oder PID-Reglers beizubehalten.
Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 bieten dem Maschinenführer jeweils optische Informationen über
den derzeitigen Betriebszustand bzw. die zeitliche Entwicklung wichtiger Kenngrößen aus dem Maschinenuetrieb.
Die Merkmale des Anspruchs 5 bringen eine erhebliche Erleichterung der Bedienung der Formmaschine
insolent, als bei Erreichen eines Endes des Stellbereiches
des Rückführgebers der Regelkreis nicht mehr von Hand unterbrochen und der Rückführgeber nicht mehr
von Hand in eine Mittenlagc zurückgestellt werden muß. Solche Neujustierungen des Stellbereichs des
Rückführgebers sind in der Praxis in Abständen aufgrund verschiedener Störgrößen und Abbrandes im
Bereich des Dosierelements unerläßlich.
Anspruch 6 bietet eine einfache Möglichkeit, von der selbsttätigen Regelung auf Handverstellung des Dosierelements
überzugehen. Dabei ist die Elektromagnetkupplung insbesondere dann von Vorteil, wenn in die
Antriebsverbindung zwischen dem Stellmotor und dem Dosicrelement ein Untersetzungsgetriebe mit verhältnismäßig
hohem Untersetzungsverhältnis eingeschaltet ist.
fviii den Merkmalen des Anspruchs 7 ist es möglich,
Beiriebszustände schnell zu erfassen und zu berücksichtigen, bei denen die Masse des Postens entweder viei zu
klein und im Grenzfall Null oder aber viel zu groß ist. Eine unterschiedslose Verarbeitung der daraus gewonnenen
Signale würde zu in der Praxis ungerechtfertigt großen Stellbewegungen an dem Dosierelement führen.
Die Grenzwertüberwachungsschaltung erkennt solche Zustände und veranlaßt im Zusammenwirken mit der
Steuerlogikschaltung einen sofortigen Übergang von dem automatischen Regelbetrieb auf den Handbetrieb.
Sobald die zugrundeliegende Störung beseitigt ist, kann schnellstens wieder auf den Automatikbetrieb übergegangen
werden.
Die Merkmale des Anspruchs 8 sorgen für einen selbsttätigen sofortigen Übergang von dem automatischen
Regelbetrieb auf den Handbetrieb, solange dem Formwerkzeug überhaupt keine Posten zugeführt
werden. Sobald wieder Posten geliefert werden, bleiben die Signale gemäß Anspruch 8 aus und wird die Anlage
selbsttätig auf automatischen Regelbetrieb zurückgestellt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 bietet einen einfachen und dennoch sehr funktionssicheren Weggeber.
der vor Beschädigung oder Beeinträchtigung von außen geschützt ist. Er besitzt nur den für eine sichere
Datenerfassung mindestens erforderlichen Betriebsweg. Auch der Differentialtransformator und das Betätigungselement
sind geschützt und raumsparend untergebracht.
Anspruch 10 kennzeichnet einen anderen Weggeber, mit dem eine sichere Übertragung der Weginformation
auch über größere Entfernungen möglich ist.
Die Merkmale des Anspruchs 11 sorgen für eine so
definierte Ausgangslage des Weggebers.
Gemäß Anspruch 12 lassen sich wichtige Elemente des Wcggcbers in der. nötiger; Grenzer, relativ zu der
Welle einstellen und dadurch an neue oder sich ändernde Betriebsbedingungen anpassen.
Die Merkmale des Anspruchs 13 sorgen für eine definierte Ausgangsstellung der Stange des Weggebers.
Die Merkmale des Anspruchs 14 gestatten es, nur den letzten Teil der Hinbewegung des Preßstempels für die
Betätigung des Weggebers auszunutzen. Der den Zylinder tragende Träger kann z. B. durch einen
Kurbeltrieb sehr exakt antreibbar sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Preßstempelmechanismus mit einem Weggeber,
F ί g. 2 die Ansicht gemäß linie 2-2 in F i g. 1, teilweise
im Schnitt,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen zusätzlichen Teil des Weggebers gemäß Fig. 1 mit zugehörigem
Differentialtransformator,
F i g. 4 die Schnittansicht gemäß Linie 4-4 in F i g. 3,
F i g. 5 einen schematischen Längsschnitt durch einen anderen Preßstempelmechanismus mit Weggeber und
Differentialtransformator,
Fig. 6 ein Detail der F i g. 5 in vergrößerter Darstellung,
F i g. 7 ein der F i g. 6 entsprechendes Detail,
Fig.8 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung für
die Einstellung eines Dosierelements,
Fig.9 Einzelheiten einer den Stempeldurchmesser
berücksichtigenden Bewertungsschaltung gemäß F i g. 8 und
Fig. !0 ein irripulsdiagrarnm zu dem Blockschaltbild
gemäß Fig.8.
Bei dem in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Preßstempelhalter 1 in einer nicht
gezeigten Führung in senkrechter Richtung bewegbar gelagert und durch einen nicht gezeichneten Kurbeltrieb
zwischen einer in den Fig. 1 und 2 dargestellten Höchststellung und einer in den Fig.3 und 4
strichpunktiert angedeuteten Tiefstellung antreibbar.
An der Unterseite des Preßstempelhalters I ist ein Kühlfluidkasten 2 angeschweißt, in dessen Innenraum
Kühlfluid, z. B. Kühlluft, durch eine Einlaßöffnung 3 eines Anschlußstücks 4 gelangt.
Mit der Unterseite des Kühlfluidkastens 2 sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Zylinder 5 und 6
verschweißt, in denen jeweils ein Kolben 7 verschiebbar geführt ist. An dem Kolben 7 des Zylinders 5 ist mittels
einer Mutter 8 eine Preßstempelaufnahme 9 befestigt, an der ein Preßstempel 10 festgelegt ist.
In gleicher Weise ist mittelbar an dem Kolben 7 des Zylinders 6 ein Preßstempel 11 befestigt.
Da die Konstruktion der Zylinder 5, 6 und aller Verbindungselemente bis zu den Preßstempeln 10, 11
gleich ist, genügt es, eine dieser Vorrichtungen zu beschreiben.
Die Preßstempelaufnahme 9 ist rückwärtig als Kolbenstange 12 ausgebildet, die einerseits in einer
Trennwand 13 zwischen dem Kühlfluidkasten 2 und dem Zylinder 5 und andererseits in einer in eine Deckwand
14 des Kühlfluidkastens 2 eingesetzten Buchse 15 verschiebbar gelagert ist Die Kolbenstange 12 ist durch
ein Zwischenstück 16 von nicht kreisförmiger Querschnittsfläche und ein entsprechendes Gegenlager in
der Buchse 15 vor Drehung um die eigene Längsachse gesichert. Ein Endstück 17 der Kolbenstange 12 weist
kreisförmige Querschnittsfläche auf und ragt mit einer Endfläche 18 oben aus der Buchse 15 heraus.
Einem Innenraum 19 des Zylinders 5 wird durch eine nicht dargestellte Zuführleitung ein Druckfluid zugeleitet, das zu einer Preßkraftbegrenzung an dem
Preßstempel 10 führt.
Die Preßstempel 10, 11 wirken in an sich bekannter
Weise mit einer im einzelnen nicht gezeichneten Doppelform einer Glasformmaschine zusammen, die
nach dem Preß-Blas-Verfahren arbeitet Den Preß- oder
Vorformen der Glasformmaschine wird dabei in an sich bekannter Weise aus einem Tropfenspeiser in jedem
Arbeitsspiel ein Posten schmelzflüssigen Glases zugeführt Sobald sich der Posten in der Vorform befindet
dringt der Preßstempel 10, 11 in die Vorform ein und verdrängt die Glasmasse in gewünschter Weise. Die
Eindringtiefe des Preßstempels 10, 11 in die Vorform
richtet sich angesichts der Inkompressibilität der Glasmasse nach dem Volumen des jeweils eingebrachten
Glastropfens. Liegt dieses Volumen unterhalb eines optimalen Volumenwerts, fährt der Preßstempel 10, 11
bis in seine in F i g. 1 gezeichnete tiefste Anschlagstellung, in der der Kolben 7 an einer Anschlagfläche 20 des
Zylinders 5 anliegt. In diesem Fall dringt der Preßstempel zu tief vor und schwächt damit den Boden
des in der Vorform gepreßten Külbels. Außerdem wird dabei die Mündung des Külbels nicht voll ausgepreßt.
Die Folge wäre ein fehlerhafter Hohlglasgegenstand, also Ausschuß.
Befindet sich andererseits ein Glasposten in der Vorform, dessen Volumen größer als das optimale
Glasvolumen ist, wird zwar durch den eindringenden Preßstempel der Innenraum der Vorform voll mit
Glasmasse ausgefüllt, jedoch kann der PreBstempei dann nicht bis in seine optimale Tiefstellung vordringen.
Auch ein zu großes Glasvolumen der Glasposten führt zu Ausschußware. Es kommt also darauf an, das
Glasvolumen des Postens im Augenblick des Pressens zu optimieren.
Die Volumentoleranz beträgt z. B. ±1 —2% vom Optimalvolumen.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen Mittel, um die jeweilige maximale Eindringtiefe des Preßstempels 10, 11 in die
zugehörige Vorform mechanisch abzugreifen. Dazu ist ein Weggeber 21 vorgesehen, der eine an dem
Preßstempelhalter 1 schwenkbar gelagerte Welle 22 aufweist Die Welle 22 trag}, durch eine Schraube 23 in
der Winkelstellung bezüglich der Welle 22 einstellbar befestigt, ein Taststück 24. Das Taststück 24 liegt mit
einem Tastarm 25 in ständiger Berührung mit der Endfläche 13 der Kolbenstange 12. Dies wird ermöglicht
durch einen Vorspannarm 26, der mittels einer Schraube 27 in seiner Winkelstellung einstellbar an der Welle 21
befestigt ist. An einem freien Ende des Vorspannarms 26 ist eine Zugfeder 28 angelenkt, deren anderes Ende an
einem Federbolzen 29 des Preßstempelhalters 1 angelenkt ist.
Weiter außen ist an der Welle 22 mittels einer Schraube 30 ein Betätigungsarm 31 in der Winkelstellung
bezüglich der Welle 22 einstellbar befestigt.
F i g. 3 zeigt im Gegensatz zu F i g. 1 den Preßstempelhalter 1 mit allen davon getragenen Elementen in
seiner Tief stellung im unteren Totpunkt des vorerwähnten, nicht gezeichneten Kurbeltriebs. Dabei liegt der
Betätigungsarm 31 mit einem freien Ende 32 auf einer Endfläche 33 einer axial bewegbaren Stange 34 des
Weggebers 21 an. Die Stange 34 ist in einem Gehäuse 35 geführt, das mit Schrauben 36 an einer maschinenfesten
Konsole 37 befestigt ist Die Stange 34 ist durch eine an dem Gehäuse 35 abgestüizie Druckfeder 38 in eine
obere Ausgangsstellung vorgespannt, in der die vorerwähnte Berührung zwischen dem freien Ende 32
des Betätigungsanns 31 und der Endfläche 33 besteht Diese Ausgangsstellung ist in F i g. 3 gezeichnet
In ein unteres Ende der Stange 34 ist ein nicht magnetisierbarer träger Kern 39' für einen magnetisierbaren
Kem 39 eines Differentialtransformators 40 «o eingeschraubt
Der Kern 39 erstreckt sich in einen Spulenkörper 41 des Differentialtransformators 40. Der Spulenkörper 41
ist mit einem Gehäuse axial einstellbar an der Konsole 37 gehalten.
Weitere Einzelheiten der Anordnung der beiden Weggeber 21 und der beiden zugehörigen Differentialtransformatoren
40 zeigt F i g. 4.
In den F i g. 3 und 4 ist jeweils an dem Differentialtransformator
40 ein elektrisches Verbindungskabel 42 eingezeichnet.
Die F i g. 5 und 6 betreffen eine andere Ausführungsform für einen Preßstempelmechanismus 43 einer
sogenannten I.S.-Glasformmaschine. Gleiche Teile wie
in dem zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel sind in den F i g. 5 und 6 mit gleichen Bezugszahlen versehen.
An den Zylinder 5 schließt sich gemäß Fig.5 in
axialer Richtung ein Führungszylinder 44 für den Preßstempel 10 an. Die Stange 34 ist in einer
achsparallelen Bohrung 45 in einer Wand 46 des Führungszylinders 44 geführt. Das Taststück 24 ist in
diesem Fall fest mit der Stange 34 verbunden und ragt in den Innenraum 19 des Zylinders 5 hinein. In einem
Endbereich eines Eindringweges des Kolbens 7 tritt dieser mit einer Betätigungsfiäche 47 in Berührung rnii
dem freien Ende des Taststückes 24 und schiebt dieses zusammen mit der Stange 34, dem Kernträger 39' und
dem Kern 39 relativ zu dem Spulenkörper 41 in Fi g. 5 · nach oben. Diese Relativbewegung zwischen dem Kern
39 und dem Spulenkörper 41 setzt sich fort, bis der Preßstempel 10 innerhalb des nicht gezeichneten
Formwerkzeugs der Glasformmaschine seine Tiefstellung erreicht hat.
Wie auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 4 umschließt das Formwerkzeug in an sich
bekannter Weise eine Formausnehmung mit einer öffnung im Bereich einer nicht gezeichneten Mündungsform.
Der Durchmesser dieser öffnung entspricht in der üblichen Weise einem größten Durchmesser 48
des Preßstempels 10, den der Preßstempel 10 normalerweise in einem zylindrischen Anfangsbereich 49
aufweist. Befindet sich also die optimale Glasmasse oder mehr als diese optimale Glasmasse in dem Formhohlraum
des Formwerkzeugs, ist dieser Formhohlraum voll ausgefüllt, also ein Füllgrad von 100% erreicht. Befindet
sich die optimale Glasmasse in dem Formhohlraum, erreicht der Preßstempel beim Eindringen seine
optimale Tiefstellung. Liegt in dem Formhohlraum dagegen mehr als die optimale Glasmasse vor, kann der
Preßstempel nicht bis zu seiner optimalen Tiefstellung vordringen, da der Glasüberschuß aus dem geschlossenen
Formhohlraum nicht entweichen kann. Unter beiden Fällen wird eine sogenannte »formschlüssige«
Verformung des Glases verstanden. Diese kann nur dann nicht eintreten, wenn sich in dem Formhohlraum
so wenig Glasmasse befindet, daß selbst bei der durch einen Anschlag definierten größtmöglichen Eindringtiefe
des Preßstempels in die Form ein Füllgrad von weniger als 100% in dem Formhohlraum erreicht wird.
Gemäß F i g. 6 ist die Bohrung 45 durch eine in einer
Auf nahrnebohning 50 der Wand 46 festgelegte Buchse
51 definert An einer unteren Stirnfläche der Buchse 51 stützt sich eine andererseits an dem Taststück 24
anliegende Druckfeder 52 ab, die das Taststück 24 in eine in F i g. 6 gezeichnete, durch einen Anschlag 53 des
Zylinders 5 definierte Ausgangsstellung vorspannt
Der Kernträger 39' ist aus Messing gefertigt und in die Stange 34 eingeschraubt Der Kernträger 39' trägt
gemäß Fi g. 6 an seinem oberen Ende den magnetisierbaren
Kern 39, der in eine Axialausnehmung 54 des Spulenkörpers 41 eingetaucht ist Der Spulenkörper 41
ist in einer mit der Bohrung 45 fluchtenden Bohrung 55 in der Wand 46 festgelegt Das elektrische Verbindungskabel 42*ist durch eine Querbohrung 56 in der Wand 46
herausgeführt
F i g. 7 zeigt eine Abwandhing gegenüber F i g. 5 und 6
insofern, als dort die Bohrungen 45,55 und 56 sowie die
darin enthaltenen Elemente nicht in der Wand 46 des Führungszylinders 44, sondern in einer Wand 57 des
Zylinders 5 angeordnet sind.
F i g. 8 stellt ein Blockschaltbild für eine Regelschaltung 58 dar, die über das elektrische Verbindungskabel
42 mit dem Differentialtransformator 40 verbunden ist. Die Regelschaltung 58 regelt einen Stellmotor 59, der in
noch zu beschreibender Weise ein rohrförmiges Dosierelement 60 relativ zu einem Speiser 61 in der
Höhe verstellt.
In der Regelschaltung 58 führt das Verbindungskabel 42 zu einem Meßumformer 62, der mit einem
Maximalwertspeicher 63 verbunden ist. Letzterer ist mit einer Sample-and-Hold-Schaltung 64 verbunden und
diese über einen Summierungspunkt 65 mit einer Bewertungsschaltung 66 für den Durchmesser des
jeweils verwendeten Preßstempels !0, 11. Die Bewertungsschaltung
66 ist mit einem PID-Regler 67 mit einem integrierten Verstärker verbunden, dessen
Ausgang zu dem Stellmotor 59 führt
Eine Antriebsverbindung 68 zwischen dem Stellmotor 59 und einem als Spindel ausgebildeten Stellglied 69 für
das Dosierelement 60 ist über ein Winkelgetriebe 70 mit einem Rückführgeber 71 gekuppelt, der mit einem
Drehwinkel-Spannungs-Wandler 72 verbunden ist, dessen Ausgang einerseits mit dem PID-Regler 67 und
andererseits mit einem Linienschreiber 73 verbunden ist. Auch die Bewertungsschaltung 66 ist mit dem
Linienschreiber 73 verbunden.
Der Ausgang des Maximalwertspeichers 63 ist ferner mit einer Grenzwertüberwachungsschaltung 74 verbunden,
die ihrerseits in beiden Richtungen mit einer Steuerlogikschaltung 75 verbunden ist Eine Ausgangsleitung
der Steuerlogikschaltung 75 führt zu dem Maximalwertspeicher 63, eine andere Ausgangsleitung
76 führt zu der Sample-and-Hold-Schaltung 64, und weitere Ausgangsleitungen 77 und 78 der Steuerlogik-'
schaltung 75 führen einerseits zu dem PID-Regler 67 und andererseits zu Elektromagnetkupplungen 79 und
80, die mit Abtriebswellen 81 und 82 des Winkelgetriebes
70 verbunden sind.
Ein Bedien- und Anzeigefeld 83 ist in beiden Richtungen mit der Steuerlogikschaltung 75 und
außerdem mit der Bewertungsschaltung 66 und einem Sollwertpotentiometer 84 verbunden, welch letzteres
einerseits mit dem Summierungspunkt 65 und andererseits mit einem Leuchtbalkenanzeigegerät 85 verbunden
ist
Ein Näherungsinitiator 86 liefert möglichst frühzeitig, nachdem der Preßstempel 10,11 seine Stellung mit der
maximalen Eindringtiefe wieder verlassen hat, einen Arbeitstakt verkörpernde Spannungssignale uni in die
SteueriogikschaJtiing 75. Ferner erhält die Steuerlogikschaltung
75 über eine Leitung 87 Signale, die anzeigen,
ob das Formwerkzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Posten 105 versorgt wird oder nicht Findet eine
solche Versorgung aus irgendeinem Grunde nicht statt, wird durch die Steuerlogikschaltung 75 fiber die
Ausgangsleitung 77 der PID-Regler 67 inaktiv geschaltet
und damit der automatische Regelbetrieb unterbrochen und auf Handbetrieb umgeschaltet Der Stellmotor
59 steht dann stilL Gleichzeitig werden über die
Ausgangsleitung 78 die Elektromagnetkupphingen 79, 80 ausgerückt Sobald wieder Posten 105 zur Verfügung
stehen, wird der automatische Regelbetrieb selbsttätig wieder aufgenommen.
Eine die Elektromagnetkupplung 79 mit dem Rückführgeber 71 verbindende Welle 88 ist an eine Rückstellfeder 89 angeschlossen, die beim Ausrücken der Elektromagnetkupplung 79 den Rückführgeber 71 stets in eine Mittenlage rückstellt. Der Rückführgeber 71 hat z. B. einen Stellwinkelbereich von 100°, so daß die Rückstellung durch die Rückstellfeder 89 etwa auf 50° Stellwinkel des Rückführgebers 71 erfolgt. Durch die Welle 88 des Rückführgebers 71 ist außerdem ein mit der Steuerlogikschaltung 75 verbundenes Schaltelement 90 für dem Stellwinkelbereich des Rückführgebers 71 entsprechende Endlagenkontakte 91 und 92 antreibbar.
Eine die Elektromagnetkupplung 79 mit dem Rückführgeber 71 verbindende Welle 88 ist an eine Rückstellfeder 89 angeschlossen, die beim Ausrücken der Elektromagnetkupplung 79 den Rückführgeber 71 stets in eine Mittenlage rückstellt. Der Rückführgeber 71 hat z. B. einen Stellwinkelbereich von 100°, so daß die Rückstellung durch die Rückstellfeder 89 etwa auf 50° Stellwinkel des Rückführgebers 71 erfolgt. Durch die Welle 88 des Rückführgebers 71 ist außerdem ein mit der Steuerlogikschaltung 75 verbundenes Schaltelement 90 für dem Stellwinkelbereich des Rückführgebers 71 entsprechende Endlagenkontakte 91 und 92 antreibbar.
Eine Ausgangswelle 93 der Elektromagnetkupplung
80 ist über ein Winkelgetriebe 94 mit dem Stellglied 69
verbunden. Die Drehstellung des Stellglieds 69 kann über eine Handverstellvorrichtung 95 und das Winkelgetriebe
94 dann geändert werden, wenn die Elektromagnetkupplung 80 ausgerückt ist. Auf das als Spindel
ausgebildete Stellglied 69 ist eine Spindelmutter 96 aufgeschraubt, die jede Hubbewegung durch das
Stellglied 69 über einen Arm 97 dem Dosierelement 60 mitteilt
Im Inneren des Dosierelements 60 ist ein Plunger 98 in Richtung des Doppelpfeiles in jedem Arbeitsspiel
einmal abwärts und wieder nach oben bewegbar. In dem Dosierelement steht das schmelzflüssige Glas bis zu
einer Spiegellinie 99, die normalerweise etwas niedriger liegt als eine Spiegellinie 100 der das Dosierelement 60
umgebenden Glasschmelze. Zwischen einer Unterkante des Dosierelements 60 und einer Gegenfläche des
Speisers 61 besteht ein Ringspalt mit einer Höhe 101, die durch Drehung des Stellgliedes 69 in der einen oder der
anderen Richtung vergrößert oder verkleinert werden kann. Die Höhe 101 kann auch zu Null gemacht werden,
wenn ein Austritt eines Stranges 102 des schmelzflüssigen Glases aus einem Durchlaß 103 des Speisers 61
verhindert werden soll. Normalerweise aber tritt der Strang 102 aus dem Durchlaß 103 aus und wird durch
eine nur schematisch durch Pfeile angedeutete Schere 104 in aufeinanderfolgende Posten 105 zertrennt
In die Antriebsverbindung 68 ist auch ein Untersetzungsgetriebe 106 mit einem Untersetzungsverhältnis
von z. B. 100:1 eingeschaltet, das zur Betätigung der
Handverstellvorrichtung 95 das Ausrücken der Elektromagnetkupplung 80 erforderlich macht
Als Regler 67 kommt z. B. ein Protronic-Regler vom Typ TK der Firma Hartmann & Braun AG Meß- und
Regeltechnik in Betracht, wie er in deren Gebrauchsanweisung 42/62-38-2 XB mit der Druckcodierung 5.79/
Hbg73ü/639 beschrieben ist Dieser Regler ist sowohl
als PI-Regler als auch als PID-Regler lieferbar.
Fig.9 zeigt Einzelheiten des Aufbaus der Bewertungsschaltung
66. Die Bewertungsschaltung 66 weist einen Verstärker 107 auf, mit dessen invertierendem
Eingang eine als Stufenschalter 108 ausgebildete Rückführung verbunden ist Eingangskontakte des
Stufenschalters 108 sind jeweils mit einem Widerstand 109 verbunden, der unterschiedlichen Widerstandswert
aufweist Die einzelnen Widerstandswerte der Widerstände 109 entsprechen jeweils dem größten Durchmesser
48 des zylindrischen Anfangsbereichs 49 eines zugehörigen Preßstempels 10,11. Das am Ausgang des
Verstärkers 107 anstehende Signal gelangt über eine Anpassungsschaltung HO an einen zu dem PID-Regler
67 führenden Ausgang 111 und einen zu dem
es linienschreiber 73 führenden Ausgang 112.
In dem Impulsdiagramm gemäß Fig. 10 sind charakteristische Spannungen über der Zeit aufgetragen.
Die Spannung usi verkörpert den aus dem Herstel-
Die Spannung usi verkörpert den aus dem Herstel-
lungsprozeß gewonnenen Arbeitstakt. Der Näherungsinitiator 86 kann dazu z. B. durch das öffnen einer nicht
gezeichneten, Teile des Formwerkzeugs tragenden Formzange betätigt werden, wenn der Preßstempel 10,
11 gerade seine Stellung mit der maximalen Eindringtiefe
wieder verlassen hat und sich auf dem Rückweg befindet. Die Spannung Uni kann alternativ auch
unmittelbar aus entsprechenden Steuersignalen einer elektronischen Steuerung der Formmaschine geliefert
werden. Die Spannung u\ aus dem Meßumformer 62 ist proportional der Stellung des Kerns 39 des Differentialtransformators
40. Die Spannung U2 am Ausgang des
Maximalspeichers 63 ist gleich u\max und behält ihren
Wert bis zum Eintreffen eines Steuersignals usi* aus der
Steuerlogikschaltung 75 und dem Maximalwertspeicher is 63. Von da ab findet ein Löschen von u2 statt. Die
Spannung U3 steht am Ausgang der Sample-and-Hold-Schaltung
64 an. Der Wert von U2 wird beim Eintreffen
eines über die Ausgangsleitung 76 (F i g. 8) kommenden Steuersignals usn übernommen und bleibt erhalten, bis
beim nächsten Arbeitsspiel ein neuer Wert U2 übernommen
wird.
Am Summierungspunkt 65 steht die Spannung u* an.
Sie ist die Differenz U3 — usoii- Sie stellt vorzeichenrichtig
die Differenz der tatsächlichen Eindringtiefe des Preßstempels 10,11 zur Solleindringtiefe dar.
Bei der Spannung 1/5 handelt es sich um die bewertete
Massenabweichung, die aus der Preßstempelfehlstellung resultiert. Die Spannung O5 ist also die bewertete
Spannung iu, wobei m mit einer Konstanten K von der
Dimension Mg multipliziert wird. Diese Konstante K wird durch Variation der Verstärkung der Bewertungsschaltung 66 proportional zum Quadrat des jeweiligen
größten Durchmessers 48 des Preßstempels 10, 11 verändert, so daß die Spannung u$ unabhängig vom
größten Durchmesser 48 der Preßstempel 10, 11 normiert in z. B. 1 V/^dem nachgeschalteten PID-Regler
67 als Eingangsgröße eingegeben wird. Das Regel verhalten des PID-Reglers 67 braucht somit nur
einmal für den Regelkreis optimiert zu werden. Die Verwendung unterschiedlicher größter Durchmesser
der Preßstempel erfordert somit keine neue Regelkreisoptimierung. Das gleiche gilt für den Linienschreiber
73, der auf einer Spur an einer geeichten und normierten Skala die Massenabweichung schreibt.
Solange ein Steuersignal usi\ aus der Steuerlogikschaltung
75 vorhanden ist, wird die Spannung U2 in der Grenzwertüberwachungsschaltung 74 auf Über- oder
Unterschreitung vorgegebener Werte untersucht. Werden die voreingestellten Grenzen über- oder unterschritten,
wird das Steuersignal 1/5,2 in der Steuerlogikschaltung
75 unterdrückt, und der neue Wert von u2 wird
nicht in die Sample-and-Hold-Schaltung 64 übernommen.
Gleichzeitig wird durch die Steuerlogikschaltung 75, z. B. optisch oder akustisch, an dem Bedien- und
Anzeigefeld 83 Alarm ausgelöst, über die Ausgangsleitung 77 der PID-Regler 67 in den »Handbetrieb«
geschaltet und über die Ausgangsleitung 78 die Elektromagnetkupplung 79, 80 ausgerückt. Die an der
Grenzwertüberwachungsschaltung 74 voreingestellten Grenzen werden unterschritten, wenn sich viel zu viel
Glas in dem Formwerkzeug befindet. Dies tritt z. B. ein, wenn sich aus dem vorherigen Arbeitsspiel ungewollt
noch ein Glasrest in dem Formwerkzeug befindet, auf den der neue Posten 105 fällt. Andererseits werden die
voreingestellten Grenzen insbesondere dann überschritten, wenn überhaupt kein Posten 105 in das
Formwerkzeug gelangt. Der automatische Regelbetrieb wird durch Betätigung eines Schalters in dem Bedien-
und Anzeigefeld 83 wieder aufgenommen.
Die Folge der Steuersignale oder Impulse ust 1.2.4 wird
durch das Arbeitstakt-Spannungssignal um gestartet
und in der Steuerlogikschaltung 75 durch einen Dezimalzähler erzeugt
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Vorrichtung zur Einstellung der Masse von Posten (105) thermoplastischen Materials, insbesondere schmelzflüssigen Glases, die nacheinander von einem aus einem Speiser (61) austretenden Strang (102) des Materials abgetrennt, in ein Formwerkzeug einer Formmaschine eingebracht und durch einen in den Posten eindringenden Preßstempel (10; 11) formschlüssig verformt werden, wobei die je Arbeitsspiel maximale Eindringtiefe des Preßstempels (10; 11) durch einen Weggeber (21) mechanisch abgreifbar ist, und wobei der Weggeber (21) mit einem metallischen Betätigungselement (39) für einen Differentiaitransformator (40) verbunden ist, an dessen Ausgang der jeweiligen maximalen Eindringtiefe proportionale elektrische Signale in eine Regelschaltung (58) zur Führung eines die Masse der Posten (105) einstellenden Dosierelements (60) eingebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Regelschaltung (58) ein Ausgang des Differentialtransformators (40) mit einem Meßumformer (62) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Maximalwertspeicher (63) verbunden ist, dessen Ausgang mit einer Sampleand-Hold-Schaltung (64) verbunden ist, deren Ausgang über einen Summierungspunkt (65) mit einem P!-Regier oder PID-Regler (67) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem das Dosierelement (60) einstellenden Stellmotor (59) verbunden ist, daß an eine Antriebsverbindung (68) zwischen dem Stellmotor (59) und einem Stellglied (69) für das Dosierelement (60) ein Rückführgeber (71) angeschlossen ist, der mit einem Drehwinkel-Spannungs-Wandler (72) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Pl- oder PID-Regler (67) verbunden ist, daß ein Bedien- und Anzeigefeld (83) vorgesehen ist, das in beiden Richtungen mit einer Steuerlogikschaltung (75) verbunden ist, die über je einen Ausgang mit dem Maximalwertspeicher (63) und mit der Sample-and-Hold-Schaltung (64) verbunden ist, daß einem Eingang der Steuerlogikschaltung (75) in jedem Arbeitsspiel der Formmaschine ein aus dem Arbeitsspiel abgeleitetes Taktsignal (vgl. 86) zuleitbar ist, und daß das Bedien- und Anzeigefeld (83) mit einem einen die optimale Eindringtiefe des Preßstempels (10; U) verkörpernden Spannungssollwert (Usoi) liefernden Sollwertpotentiometer (84) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Summierungspunkt (65) verbunden ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Summierungspunkt (65) und den PI- oder PID-Regler (67) eine den maximalen Durchmesser des jeweiligen Preßstempels (10; 11) berücksichtigende Bewertungsschaltung (66) eingeschaltet ist, und daß das Bedien- und Anzeigefeld (83) mit der Bewertungsschaltung (66) verbunden ist.3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sample-and-Hoid-Schaltung (64) und der Ausgang des Sollwertpotentiometers (84) jeweils mit einem Leuchtbalkenanzeigegerät (85) verbunden ist.4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Bewertungs- es schaltung (66) und der Ausgang des Drehwinkel-Spannungs-Wandlers (72) jeweils mit einer Schreib· spur eines Linienschreibers (73) verbunden sind.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Antriebsverbindung (68) und den Rückführgeber (71) eine mit der Steuerlogikschaltung (75) elektrisch verbundene Elektromagnetkupplung (79) eingeschaltet ist, bei deren Ausrücken der Rückführgeber (71) durch eine Rückstellfeder (89) in eine Mittenlage rückstellbar ist daß durch den Rückführgeber (71) ein mit der Steuerlogikschaltung (75) verbundenes Schaltelement (90) für Endlagenkontakte (91, 92) betätigbar ist, und daß die Steuerlogikschaltung (75) über eine Ausgangsleitung (77) mit dem PI- oder PID-Regler (67) verbunden ist6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Antriebsverbindung (68) zwischen dem Stellmotor (59) und dem Stellglied (69) eine mit der Steuerlogikschaltung (75) elektrisch verbundene Elektromagnetkupplung (80) eingeschaltet ist, daß eine Handstellvorrichtung (95) für das Stellglied (69) vorgesehen ist, und daß die Steuerlogikschaitung (75) über eine Ausgangsleitung (77) mit dem PI- oder PID-Regler (67) verbunden ist.7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Maximalwertspeichers (63) ferner mit einer Grenzwertüberwachungsschaltung (74) verbunden ist, die in beiden Richtungen mit der Steuerlogikschaitung (75) verbunden ist und daß die Steuerlogikschaitung (75) über eine Ausgangsleitung (77) mit dem PI- oder• PID-Regler (67) verbunden ist.8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerlogikschaitung (75) über eine Leitung (87) Signale zuführbar sind, die anzeigen, ob das Formwerkzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Posten (105) versorgt wird oder nicht, und daß die Steuerlogikschaitung (75) über eine Ausgangsleitung (77) mit dem PI- oder PID-Regler (67) verbunden ist.9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem an einer Kolbenstange (12) eines in einem Zylinder (5) verschiebbaren Kolbens (7) befestigten Preßstempel (10) der Weggeber (21) eine verschiebbar geführte Stange (34) und ein in einer Bewegungsbahn der Kolbenstange (12) oder des Kolbens (7) angeordnetes, mit der Stange (34) verbundenes Taststück (24) aufweist, wobei die Stange (34) in einer achsparallelen Bohrung (45) in einer Wand (57; 46) des Zylinders (5) oder eines mit dem Zylinder (5) verbundenen Bauteils (vgl. 44) geführt ist und das Taststück (24) in einen Innenraum (19) des Zylinders (5) in eine definierte Ausgangsstellung im Endbereich eines Eindringweges der Kolbenstange (12) oder des Kolbens (7) hineinragt, daß ein Spulenkörper (41) des Differentialtransformators (40) in einer mit der achsparallelen Bohrung (45) fluchtenden Bohrung (55) in der Wand (57; 46) des Zylinders (5) oder des Bauteils (vgl. 44) angeordnet ist, und daß als Betätigungselement ein Kern (39) mit der Stange (34) verbunden ist und in den Spulenkörper (41) eintaucht.10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem an einer Kolbenstange (12) eines in einem Zylinder (5; 6) verschiebbaren Kolbens (7) befestigten Preßstempel (10; H) der Weggeber (21) eine verschiebbar geführte Stange (34) und ein in einer Bewegungsbahn der Kolbenstange (12) oder eie·; Kolbens (7)angeordnetes, mit der Stange (34) verbundenes Taststück (24) aufweist, daß das Taststück (24) einen Tastarm (25) aufweist und an einer relativ zu dem Zylinder (5; 6) schwenkbar gelagerten Welle (22) befestigt ist, daß an der Welle (22) ferner ein in Wirkberührung mit der Stange (34) bringbarer Betätigungsarm (31) befestigt ist, und daß als Betätigungselement ein Kern (39) mit der Stange (34) verbunden ist und in einen Spulenkörper (41) des Differentialtransformators (40) eintaucht.U. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (22) außerdem ein Vorspannarm (26) befestigt ist, zwischen dessen freiem Ende und einem zylinderfesten Punkt eine Zugfeder (28) derart eingespannt ist, daß ein freies Ende des Tastarms (25) in ständiger Anlage an der Kolbenstange (12) gehalten ist.12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Tastarms (25) und/oder des Betätigungsarms (31) und/oder des Vorspannarms (26) relativ ^u der Welle (22) einstellbar ist.13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (34) durch eine an ihrer Führung (vgl. 35) abgestützte Feder (38) in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist.14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (5; 6) an einem bezüglich des Formwerkzeugs hin und zurück bewegbaren, antreibbaren Träger (vgl. 1, 2) befestigt ist, und daß die Stange (34) und der Differentialtransformator (40) maschinenfest derart angeordnet sind, daß ein freies Ende (32) des Betätigungsarms (31) am Ende der Hinbewegung in Berührung mit der Stange (34) steht.
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