DE3347491A1

DE3347491A1 - Glasformmaschine sowie einrichtung zur erfassung der position eines mechanismus

Info

Publication number: DE3347491A1
Application number: DE19833347491
Authority: DE
Inventors: Donivan Max Toledo Ohio Shetterley
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1984-07-05
Also published as: ES528532A0; GB2132771A; FR2538895A1; IT8349484A0; AU543515B2; AU2140783A; DE3347491C2; FR2538895B1; GB8333318D0; GB2132771B; MX155098A; CA1213019A; US4445923A; IT1169380B; JPS59125002A; ZA838513B; ES8501935A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Glasformmaschine sowie eine Einrichtung zur Erfassung der Position eines Mechanismus, insbesondere in einer Glasformmaschine.

Die bekannte IS-Glasformmaschine enthält mehrere Sektoren, von denen jeder Mechanismen zur Formung von Glasgegenständen in einer zeitlichen Folge bestimmter Schritte aufweist. Die Formmechanismen in jedem Sektor werden typischerweise durch pneumatische Motoren oder Betätigungsglieder betätigt. Die pneumatischen Motoren werden durch einen Ventilblock gesteuert, der seinerseits von einem elektronischen Steuersystem geregelt wird. Dieses weist für jeden einzelnen Sektor einen Computer auf. Ein derartiges System ist beispielsweise in der US-Patentschrift 41 52 143 beschrieben. Die einzelnen Sektoren können mehrere Positionssensoren enthalten, die an die Formmechanismen gekoppelt sind und deren Position überwachen, wie in der US-Patentschrift 41 38 116 beschrieben ist. Die Ausgangssignale der Sensoren werden dem entsprechenden Computer des individuellen Sektors zugeführt, der diese Ausgangssignale verarbeitet.

Bei den Positxonssensoren kann es sich um induktive Annäherungssensoren handeln. In diesem Falle besteht die' Kopplung zwischen dem Formmechanismus und dem Positionssensor aus einem elektrischen Leiter, der an dem Mechanismus montiert ist. Der elektrische Leiter dient als Target für das magnetische Feld, welches vom Sensor erzeugt wird. Eine erhebliche Schwierigkeit, die bei der Verwendung von induktiven Annäherungssensoren zur Erfassung der Position des Mechanismus auftritt, besteht darin, daß das Target mehr oder weniger genau vor dem Sensor angebracht werden muß. Die erforderliche Genauig-

keit wird durch den Schaltbereich der Sensor/Targetkonfiguration bestimmt, d.h., die minimale Transferentfernung, um welche sich das Target oder der Sensor bewegen muß, damit das Ausgangssignal des Sensors seinen Zustand verändert. Ein großer Schaltbereich ist wünschenswert, damit die Position des Targets vor dem Sensor nicht so kritisch ist. Bei Verwendung der herkömmlichen, quadratischen Targets ist der Schaltbereich des Sensors, d.h., das physikalische "Fenster", IQ in dem das Target angebracht werden kann, zu klein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Glasformmaschine bzw. eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Target weniger genau positioniert werden muß.

Diese Aufgabe wird, was die Glasformmaschine angeht, durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Was die Einrichtung selbst angeht, so wird die geschilderte Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Ansprüchen 3 bis 10 angegeben.

Mit der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß der Schaltbereich des Sensors bzw. das physikalische Fenster, in welchem das Target angebracht werden kann, unter Ver-Wendung eines geformten Targets in einen Bereich gebracht werden kann, der kommerziell praktikabel ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die schematische Teilansicht eines Sensors und eines Targets an einem Herausnahmemechanismus;

Fig. 2 die schematische Teilansicht eines Sensors und eines Targets an einem Umkehrmechanismus;

IQ Fig. 3 die schematische Teilansicht des Sensors und des Targets der Fign. 1 und 2 sowie eine dem Sensor zugeordnete elektrische Schaltungsanordnung ;

^g Fig. 4 den Graph der Ausgangsspannung des Sensors gegen die Entfernung, um welches sich ein quadratisches Target über den Sensor bei unterschiedlichen Abständen bewegt;

Fig. 5 den Graph der Ausgangsspannung des Sensors gegen die Entfernung, um welche sich ein geformtes Target den Sensor bei unterschiedlichen Abständen gen bewegt;

Fig. 6 den Graph des Schaltbereiches eines Sensors gegen den Abstand zwischen Sensor und Target bei einem quadratischen Target und bei einem erfindungsgemäß geformten Target;

Fig. 7 den Graph der Ausgangsspannung des Sensors gegen die Entfernung, um welches sich ein erfindungsgemäß geformtes Target über den Sensor bei verschiedenen Versorgungsspannungen bewegt.

Die bekannte IS-Glasformmaschine enthält mehrere Sektionen, von denen jeder einen Mechanismus zur Formung von Glasgegenständen in einer Folge bestimmter Schritte aufweist. In Fig. 1 ist beispielsweise ein Herausnahmemechanismus insgesamt mit 11 bezeichnet. Der Herausnahmemechanismus 11 umfaßt einen doppelt wirkenden pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt), welcher eine die Kolbenstange bildende Zahnstange 12 betätigt. Diese verdreht ein Herausnahmezahnrad 13 um eine feststehende Welle 14. Eine Zangen-„ arm-Wellenanordnung 15 verbindet das Zahnrad 14 mit einer Zangenarmanordnung 16. Das Zahnrad 13 verdreht die Wellenanordnung 15, welche ihrerseits die Zangenarmanordnung unter Beibehaltung deren vertikaler Ausrichtung nach oben und bewegt. Die Zangenarmanordnung 16 trägt zwei Herausnahmezangen 17, welche bei Betätigung eine Flasche fest-Io

halten bzw. freigeben. Der Herausnahmemechanismus 11 betätigt die Zangenarmanordnung 16 und die Herausnahmezangen 17 zum Aufnehmen von Flaschen und deren Übertragung von einer Position zur anderen. In Fig. 2 ist als 2Q weiteres Beispiel ein Umkehrmechanismus dargestellt, der insgesamt mit 21 bezeichnet ist. Auch der Umkehrmechanismus 21 umfaßt einen doppelt wirkenden pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt), welcher eine als Kolbenstange dienende Zahnstange 22 betätigt. Diese verdreht ein Umkehrzahnte rad sowie einen hieran befestigten Umkehrarm 2 5 um eine Welle 24. Eine nach oben gerichtete Bewegung der Zahnstange 22 führt dazu, daß sich der Umkehrarm 25 aus der dargestellten Position in eine Position verdreht, die durch die gestrichelte Linie 26 angedeutet ist. Dies er-OQ folgt entlang eines Weges, der durch den Pfeil 2 7 bezeichnet ist. Sowohl der Herausnahmemechanismus 11 als auch der Umkehrmechanismus 21 sind dem Fachmann bekannt.

Die pneumatischen Zylinder werden letztendlich von einem (nicht gezeigten) Ventilblock gesteuert, der seinerseits von einem elektronischen Steuersystem überwacht wird. Da-

bei handelt es sich beispielsweise um ein solches, wie es in der US-Patentschrift 4 152 143 beschrieben ist. Die einzelnen Sektionen können mehrere Positionssensoren enthalten, die jeweils einem Formmechanismus zugeordnet sind und dessai Position überwachen. Dies ist in der US-Patentschrift 4 338 116 beschrieben, auf die Bezug genommen wird. Die Ausgangssignale der Sensoren werden einem Computer für den individuellen Sektor im elektronischen Steuersystem zugeleitet, der die Ausgangssignale verarbeitet. Bei den Positionsfühlern kann es sich um induktive Annäherungsschalter handeln, beispielsweise das Modell BI5-GI8-YO, welches von der Firma Turck Inc., Minneapolis, Minnesota, vertrieben wird. Die Kupplung zwischen dem einzelnen Formmechanismus und dem Annäherungsschalter erfolgt über einen elektrischen Leiter, beispielsweise ein Stück aus Stahl, welches am Mechanismus montiert ist. In Fig. 1 ist beispielsweise der Annäherungsschalter mit 31 bezeichnet; er besitzt eine strahlende Fläche 32, welche so positioniert ist, daß sie der Zahnstange 12 gegenüberliegt. Die Kupplung bzw. das elektrisch leitende Target 33 ist an der Zahnstange 12 montiert und besitzt eine quadratische Fläche 34. Das Target ist derart an der Zahnstange positioniert, daß sie sich an einem bestimmten Uberwachungspunkt vor dem Sensor 31 präsentiert und so angezeigt, daß sich die Zahnstange 12 in ihre oberste Position bewegt hat und daß sich der Herausnahmearm 15 in der Position "Heraus" befindet. In dieser dargestellten Position befindet sich der Arm 15 über der (nicht gezeigten) Ofenplatte. Ein weiteres Target 36, welches ebenfalls eine quadratische Fläche 37 besitzt, ist derart an der Zahn-, stange 12 positioniert, daß es vor dem Sensor 31 an einem Überwachungspunkt liegt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 12 in ihre unterste Position bewegt hat. In dieser befindet sich der Herausnahmearm 15 in der Position "Ein", ungefähr um 180 im Uhrzeigersinn von der dargestellten Position entfernt. In dieser Position befindet sich der Arm 15 über der (nicht gezeigten) Form. Wenn

eines der Targets 33 bzw. 36 den entsprechenden Überwachungspunkt erreicht, läßt der Sensor 31, der über ein Kabel 39 ein Ausgangssignal an den IS-Computer abgibt, dieses Ausgangssignal sich verändern. Die strahlende Fläehe 32 liegt derart der Zahnstange 12 gegenüber, daß ein von ihr erzeugtes magnetisches Feld im wesentlichen senkrecht zur strahlenden Fläche 32 in einer Richtung auf eine feststehende Targetposition in der Nähe des Weges, durch den sich die Zahnstange 12 bewegt, gestrahlt wird. Die ,Q Zahnstange 12 bewegt die Targets 32 und 36 entlang eines im wesentlichen linearen Weges, der praktisch parallel zu der strahlenden Fläche 32 des Sensors 31 liegt. Der lineare Weg ist im wesentlichen senkrecht zur Richtung der auf die Targetposition geleiteten Strahlung.

In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel ein Annäherungsschalter mit 41 bezeichnet. Er weist eine strahlende Fläche 42 auf, welche dem Rand der Nabe 43, die konzentrisch auf dem Umkehrzahnrad 23 montiert ist, gegenüber liegt. Ein

2Q Target 44 mit einer quadratischen Fläche 45 befindet sich am Rand der Nabe 43, derart, daß es vor den Sensor 41 an einem Überwachungspunkt gelangt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 42 in die unterste Position bewegt hat. In dieser ist der ümkehrarm 25, wie dargestellt, positio-

2g niert. Ein weiteres Target 47, das ebenfalls eine quadratische Fläche 48 besitzt, ist an dem Rand der Nabe 43 so positioniert, daß es vor den Sensor 41 an einem Überwachungspunkt gelangt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 22 in ihre oberste Position bewegt hat. In dieser befindet sich der Umkehrarm 25 bei 26. Wenn eines der Targets 44 bzw. 47 den entsprechenden Überwachungspunkt erreicht, verändert der Sensor 41, der ein Ausgangssignal über das Kabel 50 an den IS-Computer abgibt, dieses Ausgangssignal. Die Strahlung der Fläche 42 des Sensors 41 liegt der quadratischen Fläche 45 des Targets 44 gegenüber, wenn sie richtig positioniert ist. Das durch sie erzeugte magne-

tische Feld strahlt so in Richtung auf eine feste Targetposition in Nähe zu einem Weg, der vom Rand der Nabe durchquert wird. Die Zahnstange 22 bewegt die Targets und 47 entlang eines kurvilinearen Weges, deren Tangentiallinie an der Targetposition im wesentlichen parallel zur strahlenden Fläche 42 des Sensors 41 ist. Die Tangentiallinie verläuft im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Strahlung auf die Targetposition zu.

Nachfolgend wird genauer auf die Bauweise der Annäherungsschalter 31 und 41 sowie die zugeordneten Targets 33, 36, 44 und 47 eingegangen. Ein ähnlicher Annäherungsschalter mit Target ist mit bzw. 52 bezeichnet. Der Annäherungsschalter 51 weist eine kreisförmige strahlende Fläche auf und umfaßt einen Miniaturoszillator 54 sowie einen Elektromagnet 55, der elektrisch mit dem Ausgang des Oszillators 54 verbunden ist. Der Elektromagnet 55 erzeugt ein mit hoher Frequenz oszillierendes Magnetfeld durch die strahlende Fläche 53, welches auf eine feste Targetposition in Nähe an einem Weg gerichtet ist, der, wie durch den Pfeil 56 angedeutet, vom Mechanismus durchlaufen wird. Ein Eingang des Oszillators 54 ist in Reihe mit einem Ende des Lastwiderstandes R geschaltet. Der andere Eingang des Oszillators 54 und das andere Ende des Lastwiderstandes R sind mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, welche eine Versorgungsspannung V abgibt. Die

AusgangsSpannung V an der Gleichspannungsquelle und dem Lastwiderstand R wird einem Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) durch ein geeignetes Interface (nicht gezeigt) 'zugeführt. Der Konverter legt ein digitales Signal an den IS-Computer, der die Ausgangssignale verarbeitet. Das Target 52 weist außerdem eine quadratische Fläche auf. Es besteht aus schweißbarem Stahl mit einer Dicke (t) von mindestens 1,0 mm. Die Länge (1) der Seite des Targets 52 ist ungefähr gleich dem Durchmesser des Kreises,

der am aktiven Abschnitt der strahlenden Fläche 52 des Sensors 51 eingeschrieben ist, nämlich ungefähr 18 mm. Damit der Sensor 51 richtig arbeitet, muß der Abstand zwischen der Fläche 57 des Targets 52 und der strahlenden Fläche 53 des Sensors 51, d.h., der Target-Sensor-Abstand

SP, innerhalb, eines bestimmten Bereiches liegen, maximale Abstand SP, bei welcher der Sensor 51 mit dem Target 52 arbeitet, liegt bei ungefähr 10,0 mm. Das Target kann auch aus einem anderen Metall, beispielsweise aus Edelstahl, Quecksilber, Messing, Aluminium oder Kupfer

hergestellt sein. In diesem Falle wird dar maximale Abstand SP von 10,0 mm für schweißbaren Stahl einfach durch einen Korrekturfaktor multipliziert, woraus sich der maximale «-.Abetand gp fü_r £_as jeweilige Targetmaterial ergibt. Die Korrekturfaktoren für die oben genannten Materialien sind wie folgt:

Edelstahl (je nach Legierung) 0,52 bis 0,9

Quecksilber 0,85

Messing 0,55

Aluminium 0,45

Kupfer · 0,40

Bevor das Target 52 in das Feld des Elektromagneten 55 eintritt, befindet sich der Sensor 51 in ungedämpften Zustand, in welchem die innere Impedanz des Oszillators 54 niedrig ist, d.h., bei ungefähr 8,2 VDC ungefähr 1,0 kohm beträgt. Der Eingangsstrom ist hoch, d.h., ungefähr 2,2 mA. Wenn das Target in das Feld des Elektromagneten 55 eintritt, befindet sich der Sensor 51 in gedämpften Zustand, indem die innere Impedanz des Oszillators 54 hoch ist, d.h., bei ungefähr 0,2 VDC ungefähr 8,0 kohm beträgt. Der Eingangsstrom ist gering, d.h., ungefähr 1,0 mA. Im elektrisch leitenden Target 52 werden Wirbelströme induziert, welche die Induktivität des Elektromagneten 55 verändern. Die induk-

BAD ORIGINAL

tive Veränderung verstimmt den Oszillator 54, der weniger Strom aus der Vergleichsspannungsquelle zieht. In der Folge wird auch der Spannungsabfall am Lastwiderstand R.verringert.

Unter bestimmten Umständen ist es notwendig, die Versorgungsspannung V zu erhöhen, beispielsweise, wenn parallel zum Oszillator 54 eine nennenswerte Kapazität liegt. Im wesentlichen erhöht die vergrößerte Versorgungsspannung IQ V den Strom durch den Oszillator 54 und durch die Last R, wodurch diese stabiler wird. Die Vergrößerung der Versorgungsspannung V kann jedoch erforderlich machen, daß das

Interface einen Spannungsteiler enthält, der die Ausgangsspannung V auf einen Wert reduziert, der mit dem Analog-5 Digital-Wandler kompatibel ist. Außerdem kann das Interface in den Fällen, in denen die Oszillatorfrequenz oder andere Wechselstromkomponenten vorliegen, ein geeignetes Tiefpaßfilter zusammen mit dem Spannungsteiler erforderlich machen.

Da Annäherungsschalter normalerweise in einer Konfiguration arbeiten,in der das Target sich entlang eines Weges bewegt, der im wesentlichen senkrecht zu der strahlenden Fläche 53 des Sensors 51·ist, ist der Betriebsparameter normalerweise der Abstand SP. Wie oben beschrieben, wird jedoch das Target 52 in die Targetposition entlang eines im wesentlichen linearen Weges 56 bewegt, der parktisch parallel zur strahlenden Fläche 53 veiiäuft, oder entlang eines kurvilinearen Weges mit einer Tangentiallinie 56 an der Targetposition, die praktisch parallel zur strahlenden Fläche 53 ist. Demzufolge ist der interessierende Parameter diejenige Distanz, um welche das Target 52 die strahlende Fläche 53 des Sensors 51 überlappt bzw. überquert, d.h., die überquerte Entfernung DT. Da es schwierig ist, das Target 52 genau vor der strahlenden Fläche 52 des Sensors zu positionieren, während es sich dem Ende der

Bewegung in eine bestimmte Überwachungsposition nähert, ist der Schaltbereich SR der Konfiguration funktional gesprochen empfindlich klein. Der. Schaltbereich SR ist die kleinste Uberquerungsdistanz bzw. das Fenster, um die bzw. das sich das Target 52 bzw. der Sensor 51 bewegen müssen, damit sich die Ausgangsspannung V verändert. In Fig. 4 ist beispielsweise die Ausgangsspannung V_ gegen die durchquerte Entfernung DT für verschiedene Abstände SP aufgetragen. Beispielsweise beträgt der Schaltbereich SR bei

IQ einem Abstand SP von ungefähr 100 mils ungefähr 200 mils. Die Endpunkte des Schaltbereiches SR sind dabei in der Nähe der Sättigungs-Ausgangsspannung V^ und der minimalen Ausgangsspannung V_ definiert. Das 200-mils-Fenster beginnt, wenn die Fläche 57 des Targets die strahlende Fläche 53 des Sensors 51 um 50 mils überlappt, und hört auf, wenn die Fläche 57 des Targets 52 die strahlende Fläche des Sensors 51 um 250 mils überlappt. Innerhalb dieses 200-mils-Fensters erfolgt eine Veränderung des Zustandes.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das 200-mils-Fenster zu kfein und daher kritisch ist. Das sehr rasche Ansprechen, welches durch die entsprechende Empfindlichkeit von 4 V/100 mils gemessen wird, macht die Positionierung des Targets 52 sehr schwierig, da eine Zustandsveränderung zwischen der Sättigungs-Ausgangsspannung V_ und der minimalen Ausgangsspannung V_Q benötigt wird. Demzufolge ist ein größerer Schaltbereich SR notwendig, wenn die Positionierung des Targets 52 vor dem Sensor 51 nicht kritisch sein soll. Ein Weg zur Ausdehnung des Schaltbereiches SR besteht darin, den Abstand SP zu vergrößern.Beispielsweise ist der Schaltbereich SR bei einem Abstand SP von 250 mils ein 500-mils-Fenster. 500 mils sind zwar schon nahe an einem zufriedenstellenden Schaltbereich SR;dies ist jedoch schon in etwa der maximale Schaltbereich SR für ein quadratisches Target. Im tatsächlichen Einsatz sollte das Target 52 einfach dadurch ausgerichtet weren können, daß

es in einer Position angebracht wird, in der es die strahlende Fläche 53 des Sensors 51 vollständig überlappt. Da die Länge 1 des Targets 52 ungefähr 700 mils beträgt, ist auch die durchquerte Entfernung DT für die Ausrichtung ungefähr gleich 700 mils. Bei dieser Ausrichtungsposition muß die Steigung der charakteristischen Kurve ausreichend groß ffiin, damit sich eine ausreichende Auflösung bzw. Empfindlichkeit ergibt. Dies wird weiter unten noch ausführlicher erläutert. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist

IQ die Steigung der charakteristischen Kurve für 250 mils bei einer durchquerten Entfernung DT von 700 mils im wesentlichen Null. Für praktische Anwendungsfälle ist daher das bevorzugte Verfahren zur Vergrößerung des Schaltbereiches SR, das Target 52 zu formen. Das Ergebnis der Formung des Targets 52 ist in Fig. 5 dargestellt, die zeigt, daß die Steigung der charakteristischen Kurve von 150 mils bei einer durchquerten Entfernung DT von 700 mils sehr viel größer als Null ist.

Das Target 52 ist so geformt, daß sich eine Fläche 58 von der vorlaufenden Kante zur nachlaufenden Kante in einer Richtung auf die strahlende Fläche 53 neigt, wenn der Mechanismus das Target 52 durch die Targetposition bewegt. Unter erneuter Bezugnahme auf den Herausnahmemechanismus 11 von Fig. 1 ist zu erkennen, daß das Target 36, wie durch die gestrichelte Linie 38 angedeutet, geformt ist. Die geformte Fläche 38 verjüngt sich somit in einer Richtung auf die strahlende Fläche 32 zu, wenn die Zahnstange 12 das Target 36 durch die Targetposition in ihrer untersten Stellung bewegt. In entsprechender Weise ist das Target 33, wie durch die gestrichelte Linie 35 angedeutet, so geformt, daß die geformte Fläche 35 sich von der voreilenden Kannte zur nachlaufenden Kante in Richtung auf die strahlende Fläche 32 zu verjüngt, wenn die Zahnstange 12 das Target 33 durch die Targetposition in die oberste Stellung bewegt. Bei dem Invertermechanismus 21 von Fig. 2

ist das Target 47, wie durch die gestrichelte Linie 49 angedeutet, so geformt, daß sich die geformte Fläche 49 von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante auf die strahlende Fläche 42 zu verjüngt, wenn die Nabe 43 das g Target 47 durch die Targetposition in die Position bewegt, in welcher der Inverterarm 25 durch die gestrichelte Linie 26 dargestellt ist. Entsprechend ist das Target 44 wie durch die gestrichelte Linie 46 angedeutet, so geformt, daß sich die geformte Fläche 46 von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante auf die strahlende Fläche 42 zu verjüngt, wenn die Nabe 43 das Target 44 durch die Targetposition in die Position bewegt, bei welcher der Inverterarm 25 nicht gezeigt ist. Es hat sich herausgestellt, daß sich der Schaltbereich SR auf einen nicht kritischen

^ Wert vergrößert, wenn sich die geformte Fläche 58 des Targets 52 ausreichend verjüngt. Genauer wurde gefunden, daß die geformte Fläche des Targets sich um zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 1,0 Zoll pro Zoll, welches vom Target 52 durch die Targetposition hindurch zurückgelegt wird, verjungen sollte. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Verjüngung von ungefähr 0,2 Zoll pro Zoll verwendet.

In Fig. 5 ist die Ausgangsspannung V gegen die durchquerte Entfernung DT bei verschiedenen Abständen SP für ein Tar-

2g get dargestellt, dessen geformte Fläche sich mit ungefähr 0,2 Zoll pro Zoll, welches vom Target durch die Targetposition hindurch zurückgelegt wird, verjüngt. Wie zu erkennen ist, hat sich der Schaltbereich SR bzw. das Fenster dramatisch bei einem ähnlichen Abstand SP von 100 mils vergrößert. Bei einem Abstand SP von 100 mils ist das Fenster des Targets 52 ungefähr 600 mils breit und verläuft von dem Punkt, bei dem die geformte Fläche 58 des Targets 52 die strahlende Fläche 53 des Sensors 51 um 200 mils überlappt, bis zu einem Punkt, an dem die voreilende Kante der geformten Fläche 58 des Sensors 52 die strahlende Fläche

des Sensors 51 um 800 mils überlappt. Aus dem Vergleich der Fign. 5 und 4 ergibt sich/ daß das Fenster für das geformte Target ungefähr dreimal so groß wie dasjenige des quadratischen Targets ist. Demzufolge ist, wie auch aus Fig. 6 hervorgeht, die Größe des Fensters bzw. der Schaltbereich SR für ein geformtes Target viel größer als derjenige eines quadratischen Targets für jeden beliebigen Abstand SP. Die richtige Positionierung des Targets ist demzufolge nicht mehr kritisch.

.

Wie oben erwähnt, ist mit dem vergrößerten Schaltbereich SR ein langsameres Ansprechverhalten bzw. eine verringerte Empfindlichkeit verknüpft. Bei einem Abstand SP von 100 mils ist die Empfindlichkeit auf ungefähr 2 V/100 mils abgefallen.

Eine Aufgabe besteht nun darin, den Schaltbereich SR zu vergrößern, dabei aber eine minimale Empfindlichkeit bzw. Auflösung aufrecht zu erhalten. Die minimale Auflösung, die bei der Überwachung von Bewegungspositionen an einer IS-Maschine eingehalten werden sollte, ist diejenige, die zur Steuerung der Bewegungen auf ein halbes Grad in einem 360-Grad-Zyklus benötigt wird. Für den Hochgeschwindigkeitseinsatz bei 4,6 Sekunden pro Zyklus ist die zeitliche Auflösung (Af), die notwendig ist, gleich 0,006 Sekunden pro Grad, d.h., 4 Sekunden pro Zyklus geteilt durch 720 HaIb-Grade pro Zyklus. Bei dem Herausnahmemechanismus 11 führt eine kleine Bewegung A X des Targets 33 zu einer entsprechenden Veränderung A V_Q in der Ausgangsspannung V_ nach der folgenden Gleichung:

Hierbei ist S die Empfindlichkeit des Sensors 31, ausgedrückt in V/100 mils. Die kleine Bewegung Δ X des Targets 33 ist gleich seiner Geschwindigkeit (V ) mal der Zeitveränderung ( At) bzw. der Geschwindigkeit (v) der Herausnahme

zangen 17 mal der Zeitveränderung (At), korrigiert durch den mechanischen Nachteil (m) der mit diesem Gestänge verbunden ist, d.h., ν .dt/m. Die Veränderung ΔV_ der Ausgangsspannung läßt sich somit durch folgende Gleichung

c ausdrücken:

Δ V_Q = S ν Δ t/m.

Der Analog-Digital-Wandler, an welchen die Ausgangsspannung V- angelegt wird, besitzt ebenfalls eine charakteristische Empfindlichkeit R, ausgedrückt in Zählungen/V, so daß die Veränderung AV der Ausgangsspannung mit der digitalen Ausgangsveränderung AC nach der folgenden Gleichung verknüpft werden kann:

A C = R A V_Q = RSv Δ t/m.

Hierbei ist Δ C als digitale Zählungen ausgedrückt.

Zur Bestimmung der zeitlichen Auflösung des Systemes muß bestimmt werden, welches kleinste Zeitintervall At der Mechanismusbewegung noch aufgelöst werden kann. Wenn somit in einem Zeitintervall ΔT die Zahnstange 12 sich so bewegt, daß eine Veränderung von Δ C herbeigeführt wird, die weniger als ein bestimmter Wert C ist (C ist dabei durch

η η

das Rauschen des Systems bestimmt), kann die Bewegung nicht vom Rauschen unterschieden werden. Wenn demzufolge Λ C gleich C ist, ist Λ T die zeitliche Auflösung des Mechanismus, welche nach der folgenden Gleichung ausgedrückt werden kann:

Δ· T = m C_n/RSv.

Das System entspricht den Anforderungen, wenn die mechanische Auflösung A T kleiner oder gleich der zeitlichen Auflösung ΔΤ von 0,006 Sekunden ist. Beim Herausnahmemechanismus 11 ist der mechanische Nachteil m ungefähr gleich 6. Der Rauschwert C des Analog-Digital-Wandlers ist ungefähr 10 Zählungen. Die Analog-Digital-Empfindlichkeit R ist 409,6 Zählungen pro Volt. Die Geschwindigkeit (v) der Herausnahmezangen 17 in der Nähe des Endes beträgt ungefähr 4 Zoll pro Sekunden. Da die Empfindlichkeit S der Sensor/Target-Konfiguration bei einem Abstand SP von 100 mils ungefähr 20 V pro Zoll ist, ist die mechanische Auflösung Δ Τ gleich 0,0018 Sekunden, was wesentlich besser als die erforderliche zeitliche Auflösung ΔΤ von 0,006 Sekunden ist. Die anderen Mechanismen der IS-Maschine können in ähnlicher Weise ausgewertet werden. Es ist somit zu erkennen, daß der Schaltbereich SR bzw. das Fenster durch Verwendung eines geformten Targets erheblich vergrößert werden kann, ohne daß die Empfindlichkeit des Systemes in nachteiliger Weise verringert wird.

Der Schaltbereich SR wird weiter durch den Lastwiderstand R und die Versorgungsspannung V beeinflußt. In Fig. 7 ist die Ausgangsspannung V_Q gegen die Entfernung aufgetragen, um welche das Target 52 die strahlende Fläche 53 überlappt, und zwar für verschiedene Versorgungsspannungen V bei einem geformten Target. Bei einem vorgegebenen Lastwiderstand R wurde die Versorgungsspannung V so eingestellt, daß die maximale Ausgangsspannung V_^ , d. h.,

umax

die Sattigungsspannung, ungefähr 6 Volt betrug. Wie zu erkennen ist, ergibt die Wahl der Versorgungsspannung V mit

8 Volt ungefähr den maximalen Schaltbereich SR. Größere Lasten R und demzufolge größere Versorgungsspannungen V führen zu einer sehr kleinen Ausdehnung des Schaltbereiches SR.
35

1 Der Annäherungsschalter 51 kann, wie dargestellt, eine einzige strahlende Fläche 58 haben. Dies ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es ist jedoch auch möglich, daß mindestens eine hauptsächliche Strahlungsfläche in der Nähe

5 von strahlenden Nebenflächen liegt, welche für die Funktion des Sensors 51 unwesentlich sind.

U.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Glasformmaschine mit einem Mechanismus, der Glasgegenstände aus Posten geschmolzenen Glases in einer zeitlich abgestimmten Folge bestimmter Formschritte auf mehrere Steuersignale hin formt, mit einer Einrichtung, welche die Position eines Mechanismus erfaßt, der. einem der Formgebungsschritte zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
eine elektrische Last;

einen Oszillator (54), dessen Eingang in Serie mit der Last (R) an eine Gleichspannungsquelle (V ) anschließbar ist;

einen Elektromagneten (55), der elektrisch an den Ausgang des Oszillators (54) angeschlossen ist und eine strahlende Hauptfläche (52) aufweist, aus dem sich ein magnetisches Feld in Richtung auf eine feste Targetposition zu erstreckt, die einem vom Mechanismus durchlaufenden Weg benachbart ist; ein elektrisch leitendes Target (52), welches eine voreilende Kante, eine nachlaufende Kante und eine dazwischenliegende Schnittfläche besitzt, welche der strahlenden Hauptfläche (53) des Elektromagneten (55) gegenüberliegt, wobei das Target (52) derart am Mechanismus montiert ist, daß seine voreilende Kante in das magnetische Feld eintritt, wenn der Mechanismus das Target (52) auf die Targetposition zu bewegt, und zwischen den Kanten derart geformt ist, daß sich die Schnittfläche von der voreilenden Kante auf die nachlaufende Kante in Richtung auf

den Elektromagneten (55) zu verjüngt (spitz zuläuft), wobei die Neigung des Targets(52) bestimmt wird, wenn die Schnittfläche des Targets (52) der strahlenden Hauptfläche (53) des Elektromagneten (56) gegen-35

überliegt, wodurch der Oszillator (54) verstimmt wird, wenn die Schnittfläche des Targets (52) in das magnetische Feld eintritt und dabei die meßbare Ausgangsspannung an der Last (R) verringert.

2. Einrichtung zur Erfassung der Position eines Mechanismus,

dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: eine elektrische Last (R);
einen Oszillator (54), dessen Eingang in Reihe ^mit der Last (R) mit einer Gleichspannungsquelle (V_s) verbindbar ist;

einen Elektromagneten (55), der elektrisch mit dem Ausgang des Oszillators (54) verbunden ist und eine strahlende Hauptfläche (53) aufweist, aus dem ein magnetisches Feld in Richtung auf eine feste Targetposition austritt, die sich in der Nähe eines vom Mechanismus durchlaufenen Weges befindet;
ein elektrisch leitendes Target (52), welches eine voreilende Kante, eine nachlaufende Kante und eine dazwischenliegende Schnittfläche aufweist, welche der strahlenden Hauptfläche (53) des Elektromagneten (55) gegenüberliegt, wobei das Target (52) an den Mechanismus derart montiert ist, daß die voreilende Kante in das magnetische Feld eintritt, wenn der Mechanismus das Target (52) auf die Targetposition zu bewegt, und wobei das Target zwischen den Kanten so geformt ist, daß die Schnittfläche sich von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante auf den Elektromagneten (55) zu verjüngt (neigt), wobei die Neigung des Targets (52) bestimmt wird, wenn die Schnittfläche des Targets (52) der strahlenden Hauptfläche (53) des Elektromagneten (55) gegenüberliegt, wodurch der Oszillator (54) verstimmt wird, wenn die Schnittfläche des Targets (52) in das magnetische

Feld eintritt, wodurch die meßbare Ausgangsspannung an der Last (R) verringert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schnittfläche des Targets (52) ausreichend auf die strahlende Hauptfläche (53) des Elektromagneten (55) zu verjüngt, so daß die Größe der Verringerung der meßbaren Ausgangsspannung innerhalb eines Schaltbereiches (SR) vergrößert wird, der größer als ein vorherbestimmter Wert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche des Targets (52) eine Neigung zwischen ungefähr 0,1 und 1,0 Längeneinheiten pro vom Target (52) durch die Target-Position hindurch zurückgelegter Längeneinheit aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Last (R) ein Widerstand ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus das Target (52) durch die Targetposition hindurch entlang eines im wesentlichen linearen Weges bewegt, der im wesentlichen parallel zur strahlenden Fläche (53) des Elektromagneten (52) liegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Weg im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Strahlung auf die Targetposition zu verläuft.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus das Target (52) durch die Targetposition entlang eines curvilinearen Weges bewegt,

dessen Tangentiallinie an der Targetposition im wesentlichen parallel zur strahlenden Fläche (53) des Elektromagneten (55) verläuft.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentiallinie im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Strahlung auf die Targetposition zu verläuft.

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10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (V ), welche von der Gleichspannungsquelle abgegeben wird, auf einen bestimmten Wert eingestellt ist, bei dem die Größe der Verringerung der meßbaren Ausgangsspannung ein Maximum besitzt.