DE3151521C2

DE3151521C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Position eines Preßstempels einer Glaswarenformmaschine

Info

Publication number: DE3151521C2
Application number: DE19813151521
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr.-Ing. 4230 Wesel Kirschning
Original assignee: Veba-Glas Ag, 4300 Essen
Current assignee: Emhart Glass SA
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE3151521A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlglasartikeln, bei welchen in einer Stufe des Herstellungsverfahrens ein Preßstempel in einen in einer Form einer Maschine zur Hohlglaserzeugung befindlichen Glastropfen eindringt. Um den Ablauf des Preßvorganges exakt darzustellen, um auf diese Weise eine Optimierung des Ablaufes des Preßverfahrens zu erreichen, wird verfahrensgemäß vorgeschlagen, daß die Eindringgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Preßstempels (5) während seines beim Preßvorgang zurückgelegten Weges erfaßt und zur Regelung der Glastemperatur in der Schmelzwanne (1) und/oder im Speiser (2) und/oder der Antriebskraft des Preßstempels (5) verwendet wird. Vorrichtungsgemäß ist ein induktiver Meßwertgeber (8) zur kontinuierlichen Erfassung des vom Preßstempel (5) während des Preßvorganges zurückgelegten Weges vorgesehen, dem ein Rechner (9) nachgeordnet ist, welcher auf einen Regler geschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Position eines Preßstempels einer Glaswarenformmaschine und Regelung eines Parameters des Herstellungsverfalirens durch die Meßgröße.

Die Herstellung von Hohlglasartikeln erfolgt in der Weise, daß in einer Stufe des Verfahrens ein Preßstempel in einen flüssigen Glastropfen eine Vertiefung eindrückt, die in einem dann folgenden Schritt erweitert wird, z. B. durch Aufblasen oder weiteres Pressen.

Das Eindringen des Preßstempels stellt im Hinblick auf die hierdurch ausgelösten Fließvorgänge im Glas, insbesondere wenn diese schnell ablaufen, d. h. unter Hochleistungsbedingungen, eine kritische Größe dar. Bei einem zu schnellen Fließen des Glases kann ein Zerreißen seines Molekülverbandes eintreten mit der Folge bleibender Materialtrennungen. Zu langsame Fließvorgänge hingegen bewirken das Auftreten /on Temperaturgradienten zwischen Glasoberfläche und Glasinnerem, weil die Glasoberfläche die relativ kältere Formenwandung berührt und dadurch Wärmeabflüsse eintreten. Wesentliche Faktoren dieses Preßvorganges sind zum einen der Druck, mit dem der Preßstempel vorwärts gedrückt wird i'nd zum anderen die Viskosität des Glases, welche eine die Bewegung des Preßstempels verzögernde Größe darstellt. Letztere ist abhängig im wesentlichen von der Glastemperatur und der Glaszusammensetzung. Die Zusammensetzung ist eine Grundgröße, die sich einer Verstellbarkeit in dem Rahmen der Regelzeit eines Regelkreises entzieht. Anders verhält sich dagegen die Glastemperatur, welche exponentiell die Viskosität in extrem hohem Maße beeinflußt. Im Vorherd des Soeisers erfährt diese Temperatur eine Niveaueinstellung und Vergleichmäßigung. Im Laufe der nachfolgenden Behandlung des Glases wird jedoch diese Temperatur beispielsweise durch Wärmestrahlung von der Glasoberfläche oder durch thermischen Kontakt zu Wandflächen absinken. Durch vom Preßstempel in der Verformungsmaschine beim Eindringen in das Glas geleistete Verformungsarbeit wird sich im Energieumsatz die Glastemperatur wiederum erhöhen, und zwar unterschiedlich während des Preßweges selbst

ίο Beispielsweise kann unter der Annahme einer Konstanz aller übrigen Parameter das Glas beim Beginn des Preßvorganges eine bestimmte von der Temperatur abhängige Viskosität und damit einen Widerstand gegen das Eindringen des Preßstempels haben. Die beim Verformen frei werdende Energie verändert diese Viskosität aber längs des Weges, den der Preßstempel zurücklegt Der Preßstempel selbst erhöht damit seine Eindringgeschwindigkeit Der Verformungsprozeß entzieht sich damit zunehmend einer Beherrschbarkeit

Durch die US-PS 31 92 027 ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher über einen beweglichen Sensor die Eindringtiefe des Preßstempels einer Glaswarenformmaschine ermittelt wird. Die Meßgröße wird benutzt, um die Beheizung des Glases am Speiserkopf zu regeln.

Die bekannte Vorrichtung dient dazu, das Tropfengewicht und die Tropfenform zu beeinflussen.

Durch die US-PS 34 71 281 ist es bekan.it, beim Pressen das Aitriebsmedium des Preßzylinders zu steuern, in dem dieses Medium auf beiden Seiten des Zylinderkolbens seiner Funktion entsprechend zu- oder abgeschaltet wird. Die Zielsetzung dieser bekannten Vorrichtung stellt auf die Regelung des Gewichtes des Formenplungers ab bzw. auf eine Maschine, mit welcher das Gewicht des Plungers, nicht aber des Glases ausbalanciert werden kann.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es ermöglichen, den Ablauf des Preßvorganges exakt darzustellen, um auf diese Weise eine Optimierung des Ablaufes des Preßverfahrens zu erreichen.

Verfahrensgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Eindringgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Preßstempels während seines beim Preßvorgang zurückgelegten Weges erfaßt und zur Regelung der Glastemperatur in der Schmelzwanne und/oder im Speiser und/oder der Antriebskraft des Preßstenipels verwendet wird.
Vorteilhaft wird der vom Preßstempel während des Preßvorganges zurückgelegte Weg kontinuierlich gemessen und den einzelnen Meßwerten fortlaufend die zugehörige Zeit zugeordnet.

Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung, bei welcher ein an sich bekannter induktiver Meßwertgeber zur kontinuierlichen Erfassung des vom Preßstempel während des Preßvorganges zurückgelegten Weges vorgesehen ist, dessen Werte mit einer zugehörigen Zeit fortlaufend verglichen und auf einen nachgeordneten Rechner gegeben werden, welche auf einen Regler geschaltet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der gesamte Preßvorgang, beginnend mit dem Eindringen des Pegels in den Glastropfen, während seines gesamten Weges verfolgt und zur Grundlage einer Prozeßoptimierung gemacht. Der Preßstempel meldet auf seiner zurückgelegten Wegstrecke kontinuierlich seinen augenblicklichen Standort. Diese Werte werden mit einer dazugehörigen Zeit fortlaufend verglichen, die in be-

kannter Weise gemessen und festgehalten wird. Somit ist es möglich, mathematisch ein Weg-/Zeitverhalten des Preßsiempels zu beschreiben. In dem angeschlossenen Rechner kann daraus die Momentangeschwindigkeit und durch Feststellung differenzioller Änderungen daraus der jeweilige Gradient der Geschwindigkeit, also die positive oder negative Beschleunigung, bestimmt werden. Mit einer solchen exakten Darstellung des Eindringverhaltens des Pegels ist eine Möglichkeit geschaffen, in den von außen völlig unzugänglichen, weil in einer geschlossenen Eisengußform sich abspielenden Glasverformungsprozeß Einblick in das Verhalten des Glases während des Preßvorganges zu nehmen. Aus den errechneten Verformungsgeschwindigkeiten und Beschleunigungen kann nun unter Einbeziehung aller wichtigen Parameter, wie Glaszusammensetzung, appara'iver Konstanten sowie Wärmeflüsse, die sich größtenteils aus Leerwerten ergeben, auf die momentane Viskosität des Glases geschlossen werden. Über bekannte gesetzmäßige Abhängigkeiten der Viskosität des Glases von seiner Temperatur ist es somit möglich, diese Momentantemperatur zu errechnen. Eine Optimierung des Preßverformungsvorganges erfolgt dann durch Regelung der Glastemperatur in der Schmelzwanne und/oder im Speiser und/oder aber durch Ausregeln der Antriebskraft des Preßstempels selbst.

Durch die Erfindung ist es möglich, eine optimale Einstellung trotz der vielen sehr unterschiedlichen Glaserzeugnisse mit sich unterscheidenden Formgebungsmaschinen zu verwirklichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese ein Blockschaltbild der hier interessierenden Stufe des Herstellungsverfahrens von Hohlglasartikeln.

Mit 1 ist der Vorherd bezeichnet, aus welchem das im Speiser 2 in bekannter Weise zu Tropfen geformte Glas 3 in die Vorform 4 eintritt und in dieser durch den Preßstempel 5 verpreßt wird. Der Preßstempel 5 wird axial über den Kolben 6 angetrieben, welcher in dem Zylinder 7 geführt ist. Die Beaufschlagung kann pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, den Antrieb elektrisch oder mechanisch durchzuführen. Der gesamte Weg des vom Preßstempel 5 während seines Eindringens in den Glastropfen 3 wird über einen induktiven Meßwertgeber 8 erfaßt, welcher dem Kolben 6 zugeordnet ist
Anstelle dieses induktiven Meßwertgebers können al-Ie äquivalenten Meßelemente verwendet werden, die zur kontinuierlichen Messung eines Weges geeignet sind. Dem induktiven Meßwertgeber 8 nachgeschaltet ist ein elektronischer Rechner 9, in den laufend die vom Meßwertgeber 8 ermittelten Werte eingegeben werden.

Dieser errechnet aus dem zurückgelegten Weg in Verbindung mit der jeweils zugehörigen Zeit die Geschwindigkeit und damit eine positive oder negative Beschleunigung. Unter Berücksichtigung der Viskosität sowie der Glastemperatur gibt der Rechner 9 Stellgrößen zur Nachregelung des Vorherdes 1 bzw. Speisers 2 bzw. der Antriebskraft des Preßstempels 5, weiche ggf. auf einem Terminal 10 sichtbar gemacht werden können.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine Optimierung des Preßverfahrens innerhalb des gesamten Verfahrens zur Herstellung von Hohlglasartikeln, welche sich nicht nur auf die Qualität und Beschaffenheit der Hohlglasartikel positiv auswirken, sondern auch auf die Leistungsfähigkeit der ganzen Anlage.
Aus der Eindringgeschwindigkeit des Preßstempels kann auf die Glasviskosität und aus dieser über bekannte physikalischgesetzmäßige Abhängigkeiten auf die Glastemperatur unmittelbar während des Verformungsprozesses geschlossen werden. Alle erforderlichen Meßwerte sind im Programm des Rechners enthalten, beispielsweise Parameter, wie Giaszusammensetzung, apparative Konstanten und Wärmeflüsse bei Formen, Speiser oder Maschinenmechanismen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen der Position eines Preßstempels einer Glaswarenformmaschine und Regelung eines Parameters des Herstellungsverfahrens durch die Meßgröße, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Preßstempels (5) während seines beim Preßvorgang zurückgelegten Weges erfaßt und zur Regelung der Glastemperatur in der Schmelzwanne und/oder im Speiser (2) und/oder der Antriebskraft des Preßstempels (5) verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Preßstempel (5) während des Preßvorganges zurückgelegte Weg kontinuierlich gemessen und den einzelnen Meßwerten fortlaufend die zugehörige Zeit zugeordnet wird.

3. Vorrichtung zum Messen der Position eines Preßstempels einer Glaswarenformmaschine und Regelung eines Parameters des Herstellungsverfahrens durch die Meßgröße, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter induktiver Meßwertgeber (8) zur kontinuierlichen Erfassung des vom Preßstempel (5) während des Preßvorganges zurückgelegten Weges vorgesehen ist, dessen Werte mit einer zugehörigen Zeit fortlaufend verglichen und auf einen nachgeordneten Rechner (9) gegeben werden, welcher auf einen Regler geschaltet ist.