DE3717799C2 - Einrichtung zum Pressen von Frontplatten von Kathodenstrahlröhren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Pressen von Frontplatten von Kathodenstrahlröhren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, Frontplatten von Kathodenstrahlröhren auf einem Schalttisch zu pressen, der eine ringförmige Anordnung von Matrizen aufweist, die Schritt für Schritt durch eine Reihe von Arbeitsstationen gefahren werden können. Eine Speiseeinrichtung für geschmolzenes Glas legt einen Tropfen geschmolzenen Glases in eine Hohlform an einer Speisestation, wobei die Hohlform mit dem Tropfen durch eine drehende Fortschaltung des Tisches an eine Preßstation befördert wird, in der ein Stempel in die Form eingefahren wird, um die Frontplatte auszuformen. Weitere Fortschaltungen des Tisches führen das Glas und die Form durch erste Kühlstationen, eine Übertragungsstation für die Hohlform und durch weitere Kühlstationen zu einer Ausgabestation. Der Schalttisch kann mehrere verschiedene Formensätze für weite Größenbereiche von Frontplatten aufnehmen und weist normalerweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 3,66 m auf. Er ist normalerweise von schwerer Bauart, um die beim Formvorgang auftretenden Kräfte aufnehmen zu können. Die großen Maschinenbaumassen und die Präzision mit der die Teile positioniert werden müssen, wirken sich auf die Geschwindigkeit der Anlage und insbesondere auf die Geschwindigkeit des Schaltzyklus des Tisches aus.

Frontplatten für Fernsehröhren erfordern sowohl eine hohe optische Qualität als auch präzise Größenabmessungen. Der an der Speisestation abgegebene Glastropfen muß in der ihn aufnehmenden Form in einer Stellung gehalten werden, in der er in der Form richtig verteilt werden kann, wenn er in der Preßstation gepreßt wird. Das weiche Glas, das von der Preßstation zu den Kühlstationen gelangt, darf sich während der Förderung nicht verziehen oder werfen. Somit ist es wünschenswert, den Tisch, welcher die Formen und das Glas trägt, in einer Bewegung fortzuschalten, welche nicht zu einer unerwünschten Versetzung des ungeformten oder geformten und flüssigen Glases führt. Schwingungen und Stöße sollte diese Bewegung vermeiden und jede Form in ihrer Station mit einer hohen Genauigkeit positionieren, so daß beispielsweise ein plungergesteuerter Stempel in die Form eindringen kann, der so zentriert ist, daß die Innenfläche der Frontplatte mit der entsprechenden Bildfläche, Randkonturen und Dicken ausgeformt wird. Als Ergebnis dieser Bewegungs- und Positionseinschränkungen ist der Betrieb der herkömmlichen Schalttische von Frontplattenpressen langsam und weist Bewegungsmuster auf, die vom Optimum weit entfernt sind, da sie Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Stoßwerte an bestimmten Abschnitten der Zyklen aufweisen, welche das geschmolzene Glas Kräften aussetzt, die nahe der Toleranzgrenzen liegen.

Solche bekannten Schalttische für die Frontplatten von Kathodenstrahlröhren wurden durch hydraulische oder pneumatische Kolben angetrieben, die durch stoßschluckende Einrichtungen oder Stoßdämpfer verstärkt wurden, die abrupte Veränderungen der Fortschaltbewegung auslösten und als Begrenzungsfaktoren in der Arbeitsgeschwindigkeit der Pressenanlage wirkten. Außerdem konnten solche Antriebe nicht leicht am Ende eines jeden Hubes stellungsgesteuert werden und verwandten Indexstifte, die in entsprechende Öffnungen eingeführt wurden, um den Tisch genau in Deckungsrichtung mit den zugeordneten Arbeitsstationen, wie des preßkolbengetriebenen Stempels, zu bringen und diese Richtung beizubehalten. Da das Einführen der Indexstifte vor dem Beginn der Preßvorgänge erfolgen muß, um die relative Richtung der Einzelteile festzulegen, entstand dadurch eine weitere Verzögerung in jedem Preßschaltzyklus.

Aus der DE-OS 26 04 691 ist eine Einrichtung zum Pressen von Frontplatten von Kathodenstrahlröhren bekannt, die einen Drehtisch aufweist, der mit mehreren Formstationen versehen ist. Die in dieser Veröffentlichung beschriebene Einrichtung fällt unter den vorstehend erläuterten allgemeinen Stand der Technik.

Auf Seite 40 von "Glasmaschinen", herausgegeben von W. Giegerich und W. Trier, Springer-Verlag, Berlin 1964 ist anhand der Abbildung B6 ein räumliches Kurvengetriebe für Karussellantriebe mit schrittweiser Hauptbewegung beschrieben und dargestellt, das bei Glühlampenautomaten verwendet wird. Das Getriebe besitzt eine Trommelkurve, die mit Kurvenrollen in Eingriff steht, wobei die Trommelkurve über ⁵/₆ ihres Umfangs einen Verweilabschnitt aufweist. Dieser Verweilabschnitt hat die Aufgabe, entsprechende Stillstandszeiten für den zugehörigen Drehtisch vorzusehen.

Aus der US-PS 35 89 882 ist eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Die bekannte Einrichtung weist eine Trommelkurve auf, die mit den Kurvenrollen in Eingriff steht und den Tisch in Drehbewegung versetzt, wobei die Kurve eine Rippe besitzt, mit deren Seitenwänden benachbarte Rollen auf den sich gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten in Eingriff stehen, so daß ein präziser und fester Kontakt zwischen der Trommelkurve und den Kurvenrollen sichergestellt wird. Auch bei dieser Einrichtung treten jedoch relativ große Bewegungsstöße auf, die die Präzision des Preßvorganges nachteilig beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Pressen von Frontplatten von Kathodenstrahlröhren der angegebenen Art zu schaffen, bei der der Tisch mit einer besonders hohen Präzision bewegbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Trommelkurve weist eine Rippe auf, die in einen Verweilabschnitt und einen Antriebsabschnitt unterteilt ist, wobei sich der Verweilabschnitt über ¹/₅ bis ¹/₆ des Umfangs der Trommelkurve 24 erstreckt. Die derart ausgebildete Rippe ermöglicht eine Verweil- oder Ruhezeit in einem Abschnitt der Kurvendrehung, so daß das Beschleunigen und Abbremsen der Kurve in ihrem intermittierenden Fortschaltantrieb erreicht wird, ehe die Tischlast aufgenommen wird.

Die Antriebseinrichtung wird somit derart gesteuert, daß die Drehung der Trommelkurve gestoppt und von einem Halt an beschleunigt wird, wenn sich die Kurvenrollen 19 auf dem Verweilabschnitt befinden, und sich die Trommelkurve mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit dreht, wenn sich die Kurvenrollen 19 auf dem Antriebsabschnitt befinden.

Die Kurve kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß sie einen Verweilabschnitt von 60° und einen Antriebsabschnitt von 300° aufweist, um einen Schaltzyklus von einer einzigen Umdrehung zu schaffen. Der Tisch ist somit mit einer besonders hohen Präzision bewegbar.

Weiterbildungen dieser Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erörtert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild, das die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Schaltvorgang einer Preßeinrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 2 ein Schaubild der Beschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit für die Einrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaubild der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Schaltvorgang eine Preßeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 ein Schaubild der Beschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit für das Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 ein Schaubild der Versetzung des Tisches in Abhängigkeit von der Kurvenversetzung bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 einen Grundriß der Preßeinrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Teil der Hilfseinrichtung fortgelassen ist;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Preßeinrichtung nach Fig. 6 in einer vereinfachten schematischen Form;

Fig. 8 einen Grundriß des Pressentischsockels der Fig. 6, wobei der Oberbau der Presse entfernt ist;

Fig. 9 einen Ausbruch aus dem Grundriß eines Abschnittes des Pressentisches nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Darstellung des Antriebes des Pressentisches mit Kurvenrollennabe, Kurvenrollen, Trommelkurve mit ihrem Antrieb, wobei Abschnitte ausgespart sind;

Fig. 10 einen Endseitenriß des teilweise im Schnitt gezeigten Pressentisches zur Darstellung der Kurve mit Rolle und von Abschnitten des Kurvenantriebes sowie der Grundplatte des Pressentisches, wobei Abschnitte entfallen;

Fig. 11 ein vergrößerter Aufriß des Antriebsmotors für den Tisch und der zugeordneten Bauelemente, die mit dem Kurvenantrieb gekuppelt sind; und

Fig. 12 ein Schaubild des Drehmoments in Abhängigkeit von der Zeit für den Schrittantrieb der Einrichtung der Fig. 6.

Die Frontplatten von Kathodenstrahlröhren, insbesondere solche, die für Fernsehröhren verwendet werden, brauchen große Glasflächen ohne sichtbare Mängel. Diese Frontplatten müssen von einer erheblichen Dicke, in der Größenordnung von ca. 12,7 mm sein, um dem atmosphärischen Druck zu widerstehen, der auf den Vakuumröhren lastet, in denen sie eingebaut sind. Abmessungsstabilität ist ebenso äußerst wichtig, damit der Abstand zwischen der Innenfläche der Frontplatte und der Lochmaske während der Montage, des Luftleermachens und des Gebrauches nicht verändert wird.

Diese Qualitätsforderungen müssen gleichmäßig für viele Frontplatten erreicht werden, die in Arbeitsgängen hoher Geschwindigkeit hergestellt werden, wobei Tropfen geschmolzenen Glases in eine Form gegeben und dann auf genaue Abmessungen in der Form durch einen Stempel gepreßt werden, der durch einen Kolben in den Formhohlraum getrieben wird. Zu den wichtigen Überlegungen für das Ausformen der Frontplatten gehören die Verteilung des Glastropfens, wenn er in die Form eingebracht wird und vor dem Pressen durch den kolbengetriebenen Stempel, die relativen Stellungen von Form und Stempel während des Preßvorgangs, die Belastungen des geschmolzenen Glases vor, während und nach dem Pressen sowie die Wärmeableitung von den Frontplatten, die während des Ausformens erfolgt.

Bisher wurden Frontplatten in einer Mehrstationeneinrichtung gepreßt, die als kreisförmiger Schalttisch ausgelegt war, der mehrere Formen trug und Verarbeitungsstationen aufwies, welche verschiedene Werkstückformen der Elemente mit den Stempeln an verschiedenen Schaltstellungen des Tisches in Eingriff brachte. Eine solche Einrichtung ist groß und von großer Masse, welche ein hohes Drehmoment braucht, um den Tisch und seine Ausrüstung sowie die bearbeiteten Elemente, die er trägt, fortzuschalten. Beispielsweise braucht ein Tisch, der die Frontplatten für eine Fernsehröhre von ca. 68,6 mm in einem Herstellungsverfahren in elf Stationen ausformen kann, wobei der Tisch zwei Umdrehungen vollzieht, ein Drehmoment von über 113 125 Nm bei annehmbaren Ausformgeschwindigkeiten. Eine Lösung für Schalttische von dieser Form besteht darin, eine Welle mit einem Dreharm zu verwenden, der in einen Anschlag mit Zähnen auf der Welle eingreift und durch einen hin- und hergehenden Hydraulikzylinder angetrieben wird. Um annehmbare Schaltzykluszeiten zu erreichen, wird ein Hydraulikverstärker am Antriebszylinder verwendet, um die Beschleunigung beim Start des Zyklus zu erhöhen. Ein Stoßdämpfer dient im Antriebsgestänge zur Verringerung von Stößen in der Anlage. Die Geschwindigkeits- und Beschleunigungskurven für eine Anlage nach der vorstehenden Beschreibung sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß der Schalttisch abrupten Geschwindigkeitsveränderungen unterworfen ist. Außerdem ist die erforderliche Zeit des Schaltzyklus größer als erwünscht. Beide Effekte haben unerwünschte Nachwirkungen auf die Ausformung. Geschwindigkeitsänderungen beeinflussen die Verteilung des geschmolzenen Glases insbesondere bei der Übertragung des Glastropfens auf die Preßstation und bei der Übertragung der gepreßten Frontplatte auf die Kühlstation. Die übermäßige Schaltzykluszeit, die durch Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten entsteht, bewirkt, daß das Glas länger abkühlt als es optimal für das wirksamste Pressen der Frontplatte wäre. Bei einer Preßeinrichtung mit elf Stationen brauchen die elf Schaltschritte zum Pressen normalerweise 22 s eines gesamten Zyklus von 77 s.

Die Fig. 3, 4 und 5 besitzen eine mit den Fig. 1 und 2 vergleichbaren Zeitskala, um die verbesserte Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie die weiche Versetzung aufzuzeigen, die mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erzielt werden kann. Normalerweise sind die Werkzeugfunktionen an den verschiedenen Stationen um den Tisch herum in ca. 5 s abgeschlossen. Die Übertragung der Werkstücke zur nächsten Station beinhaltet einen Vorschub von 62,5° um die Drehachse des Tisches herum. Bei der Erfindung wird ein Preßzyklus in elf Stationen auf ca. 66 s verkürzt, von denen 11 s für die kumulative Fortschaltzeit verbraucht werden. In Fig. 3 ist die Tischgeschwindigkeit als Ordinate in Graden der Tischdrehung je Grad der Drehung der Antriebskurve dargestellt, und die Abszisse bedeutet die Eingangsversetzung in Graden der Drehung der Antriebskurve. Die Kurve der Fig. 3 stellt auch die Grade der Tischdrehung pro Zeiteinheit dar, wo, wie im gegenwärtigen Beispiel, die Antriebskurve sich mit einer konstanten Geschwindigkeit während des Antriebsabschnittes ihres Drehzyklus dreht. Wie nachstehend näher erläutert wird, wird ein Schaltschritt des Tisches über 65,45° in einer Umdrehung der Antriebstrommelkurve vollzogen, und die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Versetzung werden nach den Fig. 3, 4 und 5 durch die Form der Antriebsflächen der Kurve gegeben. Es findet eine Trommelkurve mit beidseitigem Kontakt durch Kurvenrollen angesichts der Größe des Antriebsmomentes Verwendung. Hierzu weist die Trommelkurve eine Rippe auf, so daß die Kurvenrollen mit beiden Seiten der Rippe im Kontakt stehen, um eine Lose zu vermeiden und eine genaue Positionssteuerung des Tisches zu ermöglichen. Die Rippe ermöglicht eine Verweil- oder Ruhezeit in einem Abschnitt der Kurvenumdrehung, so daß das Beschleunigen und Abbremsen der Kurve in ihrem intermittierenden Fortschaltantrieb erreicht wird, ehe die Tischlast aufgenommen wird. Normalerweise beträgt die Verweilzeit 60° der Kurvenumdrehung, und in den Kurven der Fig. 3, 4 und 5 sind die Antriebsabschnitte der Trommelkurve in einem Abschnitt von 300° der Kurvendrehung dargestellt. Während die Kurven für Drehungen von 0 bis 300° gezeigt sind, wird in der nachfolgenden Beschreibung für die Drehstellung der Trommelkurve angenommen, daß sie am Beginn der Verweilzeit oder des Verweilsektors ist. Normalerweise wird die Kurvenbewegung am Mittelpunkt des Verweilsektors angehalten und von dort aus gestattet oder an der 30°-Stellung der Kurve, wobei 30° der Verweilstrecke für das Abbremsen bis zu einem Halt und 30° der Verweilstrecke für die Beschleunigung bis zur Antriebsgeschwindigkeit bei einem Start zugeteilt sind.

Fig. 4 zeigt die Beschleunigung des Tisches. Die Beschleunigungskurve nähert sich einer Sinuswelle für einen einzelnen Zyklus über dem Antriebsintervall der Kurve, wobei die Spitzen gegenüber den Viertelintervallstellen von 75° und 225° in einem Antriebszyklus von 300° zu einer Achtelzyklusstelle von 37,5° und 262,5° oder an den Anfangs- und Endabschnitten des Zyklus schräg liegen. Beim dargestellten Kurvenbild kann eine Kurvendrehung von 65 U/min von geschmolzenem Glas hingenommen werden, um beständig eine Ware hoher Qualität zu erzeugen.

Fig. 5 zeigt die Drehversetzung des Tisches in Abhängigkeit von der Kurvenversetzung bei einem Schaltzyklus, bei dem der Tisch um 65,45° bei einer Kurvendrehung von 300° versetzt wird, die in 0,769 s vollzogen ist.

Wie nachstehend näher erläutert wird, wird der Tisch mit Hilfe eines Motors angetrieben, der dauernd läuft, um ein Schwungrad anzutreiben, das wahlweise mit einer Trommelkurve für den Schaltantrieb des Tisches gekuppelt werden kann. Die wahlweise Kupplung erfolgt durch eine Kupplung, welche die Kurvendrehung startet und die Kurve bis auf ihre Drehgeschwindigkeit bringt, ehe die Tischlast, die anzutreiben ist, aufgenommen wird. So kann die Zeit in den Fig. 3, 4 und 5 der Kurvendrehung in einem Antriebsabschnitt der Kurvendrehung, 300° in diesem Beispiel, gleichgesetzt werden, wobei das Bremsen bis zum Anhalten und das Einrasten der Kupplung, um die Kurve auf Drehzahl zu bringen, durch ein Kurvenverweilintervall erreicht werden, das jeweils 60° beträgt, so daß 30° für die Stoppfunktionen und 30° für die Startfunktionen zur Verfügung stehen.

Bei der beschriebenen Einrichtung wird der Schalttisch der Fig. 6 durch eine Trommelkurve angetrieben, welche die Tischstellung im gesamten Schaltzyklus aktiv steuert. Daraus ergibt sich, daß die Beschleunigungskräfte auf das Glas sehr weich wirken, d. h. daß Stöße und Rucke minimal sind und, daß die Schaltzykluszeit herabgesetzt werden kann, ohne das flüssige Glas übermäßigen Spannungen auszusetzen.

Stöße/Rucke, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Versetzung sind bei dem offenbarten Trommelkurvenantrieb direkt auf die Kurvenumdrehung bezogen, da die Rippe der Trommelkurve ununterbrochen mit dem Tisch durch paarweise Kurvenrollen gekuppelt ist. Fig. 12 zeigt die Kurve des Drehmomentes eines Schaltzyklus in Abhängigkeit von der Zeit als Mittel zum Aufbau und Aufrechterhalten einer im wesentlichen gleichmäßigen Kurvendrehzahl während der Antriebsintervalls des Zyklus. Die Kurve ist so ausgebildet, daß sie eine Verweilstrecke von 60° und eine Antriebsstrecke von 300° aufweist, um einen Schaltzyklus von einer einzigen Umdrehung zu schaffen.

Ein Schaltzyklus nach Fig. 12 wird bei stationärer Trommelkurve angefangen, wobei der Tisch, den die Kurve antreibt, so positioniert ist, daß jede seiner Arbeitsstationen genau mit den Verarbeitungsstationen in Deckung ist, die um seinen Umfang herum angeordnet sind. Der Schaltzyklus beginnt, nachdem die Werkzeugbestückung an den Verarbeitungsstationen vom Tisch zurückgefahren wurde. Der dauernd laufende Motor treibt das Schwungrad an, das über eine hydraulisch betätigte Kupplung an die Trommelkurve angekoppelt werden kann. Somit entsteht von einem Startsignal am Anfang des Zyklus, während die Kurve mit den Antriebskurvenrollen des Tisches im Verweilbereich in Kontakt kommt, eine Verzögerung der Ansprechzeit C-D des Ventils auf die Eingriffszeit D der Kupplung. Ein volles dynamisches Drehmoment wird über die Kupplung aufgebracht, bis die Kurve zum Zeitpunkt E auf ihre Arbeitsdrehzahl beschleunigt wurde und zum Zeitpunkt F in ihren angetriebenen Abschnitt eingreift, d. h., 65 U/min bei einer Schaltzykluszeit von ca. 0,8 s. Die Kurvenbeschleunigung erfolgt in der Verweilstrecke, nach etwa 30° der Kurvendrehung. Das Drehmoment folgt im wesentlichen einem einzigen sinusförmigen Zyklus während ca. 300° der Kurvendrehung im Intervall F-G, d. h. im Schaltantriebsabschnitt der Drehung, wobei während des Verweilabschnittes eine hydraulisch betätigte Bremsfunktion im Intervall J-K wirkt, um die Kurve bei den Tischstationen anzuhalten, die sich mit den nächsten Verarbeitungsstationen decken. Eine Verzögerung ergibt sich in der Ansprechzeit des Ventils vom Haltesignal bis zum Lösen der Antriebskupplung und Einrücken der Bremse. Diese Verzögerung kann zwischen dem Ende der Wirkung des Antriebsmomentes und der Wirkung der Bremse im Intervall G-J auftreten. Es ergab sich jedoch, daß die Verzögerung des Ansprechens auf die Auslösung des Anhaltesignals in den Endabschnitt des Kurvenantriebs verlegt werden kann, beispielsweise in die letzten 15° der Drehung und in ein Intervall H-J, das einstellbar ist, um die Stellung längs der Verweilstrecke einzustellen, in welcher die Kurve angehalten wird. Während der Anwendung der Bremse wirkt ein volles dynamisches Drehmoment, bis die Trommelkurve in ihrer Drehung bis zum Anhalten abgebremst wird.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen die allgemeine Anlage der Frontplattenpresse, wobei der geschaltete Werkzeugtisch 11 einen großen Durchmesser, z. B. 3,05 m und gleichmäßig über den Umfang verteilte Taschen 12 zum Montieren der nicht-gezeigten Formen aufweist. Die Maschine ist auf einem fabrikmäßig hergestellten Unterbau 15 montiert, von dessen Oberseite aus sich eine stationäre Säule 14 erstreckt. Eine zur Säule 14 konzentrische Nabe 16 trägt den Tisch 11 und weist Rollenlager 17 an ihrer Ober- und Unterseite auf, um die Nabe und den Tisch auf dem Unterbau 15 drehbar zu lagern. Eine Zahnradnabe für Kurvenrollen 18 ist auf der Tischnabe 16 innerhalb des Unterbaus 15 montiert. Von Nabenumfang aus erstrecken sich radial montierte, gleichmäßig über den Umfang verteilte Kurvenrollen 19 vom Umfang der Nabe aus und stehen mit den Kurvenmantelflächen 21 und 22 in Eingriff, welche die Seiten von abgeschrägten Rippen 23 an der Trommelkurve 24 bilden, die auf einer Welle 25 läuft, welche im Unterbau 15 so gelagert ist, daß ihre Längsachse in einer Ebene liegt, welche lotrecht zur Tischnabe und lotrecht zu einem Radius verläuft, der sich von der Drehachse dieser Nabe aus erstreckt. Mindestens zwei Kurvenrollen 19 stehen mit der Rippe 23 der Trommelkurve immer in Eingriff, wobei an der Trommelkurve ein veränderlicher Schraubenwinkel ausgefräst ist, der über einen Weg von 60 Drehgraden gerade und mit einem Doppelgewinde über einen Weg von 300 Graden verläuft, so daß eine Kurvenrolle so gesteuert wird, daß eine zweite Kurvenrolle mit der Kurvenrippe in Eingriff kommt und in einen Gewindegang einläuft, ehe die erste Rolle zum Verlassen der Kurve gesteuert wird und sich von dieser löst, wobei die Rollen zusammenwirken und die Rippe umschließen.

Die Trommelkurve 24 ist so ausgebildet, daß sie dem Tisch 11 Geschwindigkeit, Beschleunigung und Versetzen in ihrem Schaltwinkel von 65,45° während einer Umdrehung von 300° der Kurve um ihre Welle 25 mitteilt (Fig. 3, 4 und 5), und zwar bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit, damit die Winkeldrehung mit der Zeit gleichgesetzt werden kann. Wenn die Trommelkurve 24 beim Beginn eines Schaltzyklus gedreht wird, bleiben die Nabe 16 und der Tisch 11 stationär, während die Kurvenrollen 19 auf dem geraden Abschnitt der Rippe 23 fahren. Wenn die Kurve gedreht wird, um den Abschnitt der Rippe, der zur Achse der Kurve hin geneigt ist, mit den Rollen 19 in Eingriff zu bringen, dreht sich der Tisch nach der Versetzungskurve der Fig. 5. Nach einer vollständigen Umdrehung der Kurve haben zwei Rollen die Kurve durchlaufen, und der Tisch hat sich um zwei Elftel einer Umdrehung oder um 65,45° weiterbewegt. Zwei Rollen stehen stets mit der abgeschrägten Kurvenrippe in Eingriff, um eine Stellungssteuerung des Tisches aufrechtzuerhalten.

Fünfeinhalb Schaltschritte sind erforderlich, um den Tisch um eine Umdrehung zu drehen, d. h., daß der Tisch in einem Preßzyklus für eine Frontplatte um elf Schaltzyklen weiterbewegt wird, wobei er zwei vollständige Umdrehungen vollzieht. Eine Preßformstation wird über zwei Umdrehungen geführt, bis sie zu ihrer Anfangsformstation zurückkehrt.

Die Kurve 24 ist an der Welle 25 befestigt, die in Kegelrollenlagern 26 und 27 des Tischunterbaus 15 läuft. Ihre Drehachse liegt in der Ebene der Kurvenrollen 19, die auf der Zahnradnabe 18 montiert sind, die an der Nabe 16 für den Schalttisch befestigt ist. Elf Kurvenrollen 19 erstrecken sich radial von der Nabe 18 aus, wobei jede in der Radialebene von der Drehachse des Tisches 11 liegt, welche die Mittellinie der Preßformtaschen 12 im Tisch 11 enthält. Kopfschrauben 31 sind durch einen Flansch 32 auf der Welle 25 geführt und ragen in Kegelbohrungen im Körper der Kurve hinein. Die Welle 25 wird durch eine Schnecke und einen Schneckenradsatz mit einem Schneckenrad 33 angetrieben, der mit einem Flansch 34 verschraubt ist, welcher an die Welle angeschweißt ist und mit einer Schnecke 35 auf einer Antriebswelle 36 in Eingriff steht, deren Drehachse parallel zur Drehachse des Tisches 11 liegt. Jedes Ende der Antriebswelle 36 erstreckt sich über ein Schneckengehäuse 37 hinaus, das am Kurvengehäuse 38 des Unterbaus 15 befestigt ist. Das obere Ende ist über eine Hydraulikkupplung 39 an einen Hilfsantrieb 41 geführt, der einen Umkehrmotor zum Positionieren des Tisches während des Einrichtens darstellt. Das untere Ende ist an eine Stromversorgungseinheit 42 gekuppelt (Fig. 8 und 11), welche den Tisch 11 über eine spielfreie biegsame Doppelscheibenkupplung 43 antreibt.

Die Stromversorgungseinheit 42 besteht aus einem Elektromotor 44, der auf dem Pressenunterbau 15 montiert ist und über einen Zahnriemen 45 mit der Eingangswelle 46 einer Kupplung/Bremse 47 gekuppelt ist, deren Abtriebswelle 48 über die Kupplung 43 mit der Schneckenwelle 36 verbunden ist. Die Antriebswelle 46 der Kupplung/Bremse trägt ein Schwungrad 49, welches die Energie speichert, die zum Beschleunigen der Schnecke, des Schneckenrades, der Trommelkurve des Tisches und der vom Tisch getragenen Elemente auf die volle Geschwindigkeit dient, wenn die Kupplung eingerastet ist.

Die Kupplungs-/Bremseneinheit ist ein Vielscheibengerät, das in Öl läuft und durch hydraulischen Druck betätigt wird. Das Öl läuft in einem nicht-gezeigten wassergekühlten Wärmeaustauscher um, um die Wärme, die von den Kupplungs- und Bremsvorgängen erzeugt wird, abzuleiten.

Die Steuerung des Tisches ist mit den übrigen Pressenfunktionen über Näherungsschalter (Fig. 9) koordiniert. Eine Verlängerung der Kurvenwelle 25 trägt die Nocken 51, 52 und 53, welche die Anwendung der Bremse 47 melden und damit auch das Ausrasten der Kupplung, die Stellung der Kurve in ihrem Verweilzustand sowie die Stellung der Kurve in einem Zustand des Überdrehens. Der Bremsnocken 51 kann so eingestellt werden, daß er der Kupplung/Bremse meldet, die Drehung der Kurvenwelle im Mittelpunkt des Verweilzustandes der Kurve anzuhalten. Der Nocken 52 für den Verweilzustand der Kurve ist mit der Kurvenwelle verkeilt und nicht verstellbar, da er anzeigt, da die Antriebskurve in ihrer Verweilstellung ist, d. h. zwischen den Stellungen 0° und 60° der Welle 25 und der Kurve 24. Der Sicherheitssperrnocken 53 für das Überdrehen ist ebenfalls mit der Welle verkeilt und zeigt an, daß sich die Antriebskurve über den Anfangspunkt des Zyklus hinaus gedreht hat, d. h. von der Stellung 50° zur Stellung 110°, bei der dieses Überdrehen auftritt. Wenn Kurve und Tisch überdrehen, können sie schrittweise in ihre Startstellung durch den Hilfsantrieb 41 gebracht werden, der entweder vorwärts oder rückwärts laufen kann.

Der Tisch muß in der Verweilstellung sein, wobei die Preßformen an ihren Stationen vor dem Start eines Schaltvorgangs zentriert sein müssen. Die Hälfte der Verweilstrecke dient zum Anhalten der Kurve, nachdem der Tisch an seinen Stationen zentriert ist, und die andere Hälfte dient zum Starten, ehe die Antriebsbewegung des Tisches beginnt. Ein Schrägbild des Drehmomentes in Abhängigkeit von der Zeit für den Schaltvorgang des Tisches ist in Fig. 12 gezeigt. Die gesamte Einrichtung weist einen Arbeitszyklus von 5 s und eine Schaltzeit von 5,977 s auf, die in einen Zyklusstart, wobei die Preßformen an ihren Stationen zentriert werden, und in die Werkzeugfunktionen an den betreffenden Stationen, aufgeteilt sind. Am Ende der 5 s sind alle Werkzeugfunktionen vollendet, und dies löst den Start eines Schaltvorgangs durch Ansteuerung eines Magnetventils aus, welches die Kupplung derart vorsteuert, daß an ihr hydraulischer Druck anliegt und ihr Einrücken auslöst. Dies verbraucht 0,054 s. Die Kupplung ist eingerückt und gibt ein volles dynamisches Drehmoment an die Schnecke, ihr Schneckenrad, die Antriebskurve und ihre Welle ab, um diese Elemente bis auf die Arbeitsgeschwindigkeit von 65 U/min zu beschleunigen, was im vorliegenden Beispiel zusätzliche 0,077 s oder 30° der Drehung der Antriebskurvenwelle verbraucht, so daß der Tisch nach 0,131 s vom Start des Schaltzyklus seinen Schaltdurchgang beginnt. Der Tischdurchlauf ist nach weiteren 300° der Drehung der Antriebskurvenwelle oder 0,769 s vollendet, und die abgelaufene Zeit der Werkzeugbetätigung und des Tischdurchlaufes ist in 5,900 s vollendet. An diesem Punkt wird der Bremsensteuerschalter betätigt, so daß die Kupplung ausrastet und hydraulischer Druck an der Bremse wirkt, um die Kurve in 30 Drehungsgraden oder 0,77 s nach Betätigung der Bremse bei einer Gesamtzykluszeit von 5,977 s anzuhalten. Bei 6,0 s vom Start des Zyklus an beginnen die Werkzeuge an allen Stationen ihrer Arbeit und starten einen neuen Zyklus. Ein Startzeitpunkt (nicht gezeigt) wird durch ein Signal von einem Näherungsschalter 54 für die Verweilphase ausgelöst, sofern es nicht durch den Näherungsschalter 55 für das Überdrehen abgeschaltet wird, so daß die Kurve während ihres Schaltzyklus angetrieben werden kann.

Wenn sich die Welle über ihre Stoppstellung hinaus dreht, betätigt der Sicherheitssperrnocken gegen Überdrehen einen Schalter, wobei ein Ablaßventil abgeschaltet wird, das hierdurch hydraulischen Druck von der Kupplung/Bremse 47 abbaut und die Presse in einen neutralen Zustand bringt, in der der Strom für den Schaltmotor 44 abgeschaltet ist und die Werkzeugeinrichtung entweder gesperrt ist, um ihr Arbeiten zu verhindern, oder in eine Sicherheitsstellung zurückgefahren wird, wobei eine nicht gezeigte Bremse am Schwungrad wirkt, um die Einrichtung anzuhalten.

Eine Taktsteuerung für die Einrichtung kann durch einen drehenden Begrenzungsschalttaktgeber für die Kurve (nicht gezeigt) erfolgen, der elektrische Signale erzeugt, die zur Betätigung der verschiedenen Funktionen der Pressenwerkzeuge und der Tischfortschaltung erforderlich sind. Eine nicht gezeigte Speise- und Beschickungsvorrichtung gibt Tropfen in eine nicht gezeigte Preßform in Station Nr. 1 von einer Speiseschale 56 aus ab, die durch einen Speisetaktgeber (nicht gezeigt) gesteuert wird, der mit dem sich drehenden Begrenzungsschalttaktgeber für die Kurve gekoppelt ist, der eine nicht gezeigte Vorrichtung für die Phasensteuerung der Maschinen-Speiseeinrichtung aufweist.

Die Werkzeugfunktionen der Presse beinhalten die Ausgabe eines Tropfens geschmolzenen Glases von der Speiseschale 56 an eine Preßform in der Station Nr. 1, das Pressen des abgegebenen Tropfens im vorangehenden Preßzyklus, wenn er mit seiner Preßstation Nr. 2 weitergeschaltet wurde, das Abkühlen der gepreßten Frontplatte durch Herablassen einer Kühlkammer über dem Tropfen und seiner Hohlform an den Stationen Nr. 3 und 4, das Entfernen der Hohlform von der gepreßten und teilweise abgekühlten Frontplatte in der Station Nr. 5 und ihre Übertragung zur Station Nr. 11, das Abkühlen einer Frontplatte, deren Hohlform entfernt wurde, im vorangehenden Zyklus in der Station Nr. 6, das Abkühlen an der offenen Luft der Frontplatten in den Stationen Nr. 7 und 8, das Anordnen einer Frontplatte unter einer stationären Kühlkammer mit Station Nr. 9, das Entfernen einer relativ kalten Frontplatte an der Ausgabestation Nr. 10 und das Anordnen einer von Station Nr. 5 entfernten Hohlform in der Station Nr. 11 zur Vorbereitung der Aufnahme eines geschmolzenen Tropfens, wie er dann in eine Stellung in Station Nr. 1 geschaltet wird. So findet eine Förderung von der Station Nr. 1 von der Speiseschale am Ende des Vorherdes 57 nacheinander mit intermittierenden Schaltschritten durch zehn der elf Stationen in einem Intervall von 60 s statt.

Die vorstehend beschriebenen Funktionen der Preßstationen werden gleichzeitig an verschiedenen Stationen in dem Werkzeugfunktionsintervall von 5 s zwischen jedem Schaltvorgang des Tisches durchgeführt. Um diese Aufgaben zu erfüllen, werden allgemein bekannte Einrichtungen verwendet, die über den Stationen angeordnet sind bzw. von diesen radial versetzt sind, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt wird. An der Tropfenbeladestation Nr. 1 erstreckt sich ein Vorherd 57 von einem nicht gezeigten Glastank zu einer nicht gezeigten Speiseeinrichtung, die von der Schale 56 Tropfen von der entsprechenden Menge und im entsprechenden Wärmezustand zur Ausformung von Frontplatten abgibt. Ein Tropfendeflektor 58 und eine Bruchglasrutsche 59 sind der Station Nr. 1 zur wahlweisen Betätigung zugeordnet, wo die Zugkraft des Glases weiter­ wirkt, während die Presse nicht arbeitet. Ein Pressenständer 61 weist einen Preßkolben 62 auf, der auf einem Kreuzkopf 63 montiert ist, der auf der Mittelsäule 14 gelagert ist, sowie äußere Füße 64. Der Kolben trägt die nicht gezeigte Patrize oder den Stempel, der in der Station Nr. 2 die Frontplatten in der Matrize oder Form drückt. Nicht gezeigte Stützstifte werden hochgefahren, um den Tisch 11 an seiner Unterseite neben dem Formadapter in Station Nr. 2 zu stützen, um ein Verfahren des Tisches und der Form durch die Presse während des Preßvorganges zu vermeiden. Kühlkammern oder Kühlrohre in den Stationen Nr. 3, 4, 6 und 9 richten Kühlluft auf die Oberfläche des Tisches 11, wobei die Rohre 65 in den Stationen Nr. 3 und 4 auf Hebeeinrichtungen montiert sind, die über die Taktsteuerung herabgefahren werden, nachdem der Tisch fortgeschaltet wurde und vor dem nächsten Schaltschritt hochgefahren werden, wodurch ein Zusammenstoß mit den Hohlformen vermieden wird. Die Kühlluftkammern oder -rohre 66 in den Stationen Nr. 6 und 9 können stationär sein. Alle Kühlluftrohre sind mit nicht gezeigten Schiebern versehen, welche den Luftstrom während der Fortschaltung des Tisches sperren und ihn während eines jeden Werkzeugintervalls öffnen.

Die Übertragungs- oder Fördereinrichtung 67 für Hohlformen weist einen Arm 68 auf, der um die Mittelsäule 14 herumschwingt und an seinem Ende eine Hebevorrichtung 69 aufweist, die eine Hebestange 71 bedient, welche einen Hohlformgreifer 72 trägt, der mit der Hohlform in Eingriff kommt und diese ohne die teilweise abgekühlte gepreßte Frontplatte und ihren stützenden Formadapter hochhebt. Die Werkzeugbearbeitungsfunktion in der Station Nr. 5 beinhaltet das Herabsenken eines Hohlformgreifers 72, um mit der Hohlform in Eingriff zu kommen, das Anheben des Greifers und der Hohlform, das Schwingen des Arms in eine Stellung über der Station Nr. 11, wobei die Hohlform und der Greifer angehoben bleiben, um einen Abstand vom Tisch und den Gegenständen auf dem Tisch zu gewinnen. Der Greifer und die Hohlform werden während dieses Zyklus auf die Station Nr. 11 herabgesenkt, um die Hohlform in der Station Nr. 11 abzusetzen, von wo aus sie zwecks Tropfenabgabe zur Station Nr. 1 befördert wird.

Die Warenentnahme 73 an der Station Nr. 10 kann durch einen hin- und hergehenden Schlitten 74 durchgeführt werden, der radial zur Presse von einem Zylinder 75 angetrieben wird und auf Radialschienen 76 fährt, die sich von einer Stelle über einen Förderer 77 bis zur Mittelsäule 14 erstrecken, damit der Schlitten über dem Formadapter in der Station Nr. 10 gleiten kann. Der Entnahmeschlitten 74 trägt eine Hebevorrichtung 78 für eine Saugschale 79, die bis zur Berührung mit der Innenfläche der Frontplatte abgesenkt werden kann und zur Station Nr. 10 fortgeschaltet wird. An der Saugschale 79 wirkt Unterdruck, wobei sie vom Formadapter aus hochgehoben wird, um frei zu stehen und dann in eine Stellung über dem Förderer bewegt wird, wo die Frontplatte durch Herablassen der Saugschale und Abschalten des Unterdrucks abgeladen wird.

Alle Werkzeugfunktionen erfordern eine genaue Fortschaltung des Tisches 11 und der Elemente, die er trägt. Besondere Genauigkeit ist für das Pressen erforderlich, um gleichmäßige Beziehungen zwischen dem vom Kolben bewegten Stempel und den Matrizenelementen, dem Formadapter und der Hohlform sicherzustellen, damit die Wände der Frontplatte mit stets gleicher Dicke ausgeformt werden. Das geschmolzene Glas sollte die meiste Zeit unter der Kontrolle der Maschine in den Werkzeugstationen des Ausformzyklus stehen, während die Förder- oder Schaltzeit so kurz wie möglich gehalten werden sollte. Angesichts des flüssigen Zustandes des Glases und der optischen Qualität, die für das Endprodukt gefordert ist, muß jedoch die Übertragung oder das Fortschalten mit hoher Genauigkeit im Rahmen der zulässigen Beanspruchung während der minimalen Übertragungszeit erfolgen. Die zwangsweise Steuerung der Fortschaltbewegung durch einen Trommelkurvenantrieb ergab eine bedeutende Verbesserung bezüglich der Übertragungszeit und der Gleichmäßigkeit des Glases auf Grund der Steuerung und Beschleunigung, Geschwindigkeit und Versetzung des Tisches sowie des vom Tisch getragenen geschmolzenen Glases.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Pressen von Frontplatten von Kathodenstrahlröhren mit einem kreisförmigen Tisch, der drehbar um eine Mittelachse montiert ist, die zum Tisch senkrecht steht, mehreren Formstationen, die kreisförmig um die Achse herum angeordnet und gleichmäßig über den Tisch verteilt sind, einem ersten Formteil an jeder Formstation, das vom Tisch getragen wird, einer dazu passenden Form, welche mit dem ersten Formteil zusammenwirkt, einem Kolben zum Montieren der Form einer Formstation, um Posten von geschmolzenem Glas zwischen dem ersten Formteil und der Form zu pressen, einer am Tisch konzentrisch zur Achse angeordneten Nabe, mehreren Kurvenrollen, die an der Nabe befestigt sind und sich von dieser aus radial erstrecken, einer Trommelkurve, die mit den Kurvenrollen in Eingriff steht und den Tisch in Drehbewegungen versetzt, wobei die Kurve eine Rippe aufweist, mit deren Seitenwänden benachbarte Rollen auf den sich gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten in Eingriff stehen, und einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommelkurve, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (23) in einen Verweilabschnitt und einen Antriebsabschnitt unterteilt ist, daß sich der Verweilabschnitt über ¹/₅ bis ¹/₆ des Umfangs der Trommelkurve (24) erstreckt, um den Tisch (11) und eine Formstation (12) an diesem Tisch während eines Abschnitts der Kurvenumdrehung stationär zu halten, wobei sich benachbarte Kurvenrollen (19) in Eingriff mit den gegenüberliegenden Seitenwänden der Rippe (23) an dem Verweilabschnitt befinden, und daß die Antriebseinrichtung (25, 33, 35, 36, 39, 41, 44, 45, 46, 47, 49, 51) derart gesteuert ist, daß die Drehung der Trommelkurve (24) gestoppt und von einem Halt an beschleunigt wird, wenn sich die Kurvenrollen (19) auf dem Verweilabschnitt befinden, und sich die Trommelkurve (24) mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit dreht, wenn sich die Kurvenrollen (19) auf dem Antriebsabschnitt befinden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine Eingangswelle (46), eine Eingangswelle (46) drehende Vorrichtung (44, 45), eine Kupplung (47), welche die Eingangswelle (46) mit der Trommelkurve (24) verbindet, sowie eine Bremse (47) für die Trommelkurve (24) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuerung (51) für die Bremse (47), um die Trommelkurve (24) anzuhalten, wenn die mit ihr in Eingriff stehenden Kurvenrollen (19) auf dem Verweilabschnitt der Rippe (23) laufen, und zum Betätigen der Kupplung (47) zum Abkuppeln der Eingangswelle (46) von der Trommelkurve (24), wenn die Bremse (47) einrückt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eingangswelle (46) ein Schwungrad (49) angeordnet ist und die Steuerung (51) zum Auskuppeln der Kupplung (47) sowie zum Einrücken der Bremse (47) in einer Drehstellung der Kurve (24) betätigt wird, in welcher die mit ihr in Eingriff stehenden Kurvenrollen (19) auf dem Antriebsabschnitt (21, 22) der Rippe (23) laufen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Schneckenrad (33), das an der Trommelkurve (24) befestigt ist, sowie eine das Schneckenrad (33) antreibende Schnecke (25) aufweist, wobei die Kupplung (47) die Eingangsschnecke (46) mit der Schnecke (35) verbindet.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsabschnitt der Trommelkurve (24) so ausgebildet ist, daß er eine Beschleunigung ergibt, die einer symmetrischen Sinuswelle des Drehvorschubs der angetriebenen Einheit entspricht, wobei die Spitze der Beschleunigungskurve etwa bei einem Achtel des Antriebsabschnittes des Kurvenzyklus und die Spitze der Bremskurve bei etwa sieben Achtel des Antriebsabschnittes des Kurvenzyklus liegt.