-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine IS-Hohlglasformmaschine, die
in einer Rohlingstation ein Külbel
formt, es in einer Blasstation zu einem Behälter wie bspw. einer Flasche
bläst und
ihn dann abkühlt.
Insbesondere betrifft sie die Konstruktion zum Blasen des Külbels, zum
Kühlen
des geblasenen Vorformlings zu einer Flasche und zum Kühlen der Flasche
auf eine Temperatur unter dem Glühpunkt, so
dass sie sich dann rasch auf Raumtemperatur abkühlen lässt.
-
Das
Blasen erfolgt durch einen Blaskopf. Herkömmlicherweise wird der Blaskopf
in seine Solllage auf einer Blasform in der Blasstation geführt und liefert
Luft unter Druck durch ein abwärts
verlaufenden Blasrohr in das Innere des Vorformlings, um diesen
auf die Innenflächen
der Blasform zu blasen. Der Vorformling lässt sich auch mit Unterdruck
oder einem Stützvakuum
herstellen. Der geblasene Vorformling muss dann zu einer Flasche
geformt, d.h. bis zu einem Punkt gekühlt werden, an dem sie starr
genug ist, um von einer Ausnehm- bzw. Entnahmemechanik ergriffen
und aus der Blasstation entfernt zu werden. Die Außenfläche des
geblasenen Vorformlings wird durch Kühlen der Blasform gekühlt und
die Innenfläche
des geblasenen Vorformlings durch die letzte Blasluft gekühlt, die
weiter in den geblasenen Vorformling einströmt. Die US-PS 4 726 833 offenbart
einen bekannten Blaskopf. Herkömmlicherweise entweicht
die Kühlluft
aus dem Flascheninneren durch einen permanent offenen Abluftkanal,
dessen Größe sich
aus dem Gleichgewicht zwischen dem Zu- und dem Ablauf definiert.
-
Bevor
eine herkömmliche
Entnahmemechanik sich von einem entfernten Ort an einen Übernahmeort
am oberen Ende der fertigen Flasche führen lässt, muss der Blaskopf – einschl.
des Blasrohrs – von
der Blasform abgenommen werden. Dieses Abnehmen muss mindestens
an einen Ort erfolgen, wo der Blaskopf die einwärts fahrende Entnahmemechanik
nicht stört.
Zum Beschleunigen des Vorgangs schlägt die US-PS 5 807 419 die
Kombination eines Blaskopfes mit einer Entnahmemechanik vor. Diese Mechanik
ermöglicht
es, die Entnahmebacken zu betätigen,
sobald der Blaskopf, der während
des Blasschlusses auf dem Oberteil des Blasform aufsitzt, geringfügig angehoben
wird, wobei nach der Ausbildung der Flasche das Blasrohr voll ausgefahren
und betriebsfähig
verbleibt. Das Blasrohr liefert auch Kühlluft in die Flasche, wenn
diese aus der Blasform genommen und einer Totplatte zugeführt wird,
um dort abgesetzt zu werden. Die Kühlung der Außenfläche der
fertig geformten Flasche bricht mit dem Öffnen der Blasform ab.
-
Die
US-PS 4 508 557 offenbart eine Totplattenanordnung zum Umblasen
der Flasche mit Luft, um sie auf der Totplatte außen zusätzlich zu
kühlen. Die
US-PS 4 892183 offenbart
eine Doppel-Entnahmemechanik, die betrieblich der Blasstation Flaschen
entnimmt und abwechselnd die erste Hälfte auf einem ersten und die
andere Hälfte
auf einem zweiten Austragförderer
absetzt. In allen diesen Systemen werden die Flaschen nach dem Abnehmen von
der Totplatte in einen Lehr-Ofen geführt, in dem eine Reihe von
Brennern sie sofort auf eine gleichmäßige höhere Tempratur erwärmt, um
sie dann langsam abkühlen
zu lassen, bevor sie aus dem Lehr-Ofen ausgetragen werden.
-
Die
US-P5 4 351663 offenbart eine IS-Maschine mit einer Doppel-Entnahmemechanik
zum Weitergeben des Glasformguts oder Auswerfen von Ausschuss, die
- – eine
Entnahmemechanik mit einem in einer Richtung sich bewegenden Entnahmearm,
- – eine
feste Totplatte und
- – eine
Austragmechanik aufweist.
-
Man
hat auch fertig geformte Flaschen in separaten Anlagenteilen durch
Nacherwärmen
getempert und dann die Glas-Innen-und-Außenflächen gleichzeitig gekühlt (vergl.
bspw. die US-PS 2 309 290).
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine IS-Maschine und/oder sind
Mechaniken, Anordnungen usw. für
den Einsatz mit einer IS-Maschine, die in der Lage sind, vom geblasenen
Vorformling bzw der fertig geformten Flasche oder einem anderen
Behälter
Wärme wirkungsvoll
abzuführen.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung stellt diese eine IS-Maschine nach Anspruch
1 bereit.
-
Es
sei nun auf die beigefügten
Zeichnungen verwiesen, die eine derzeit bevorzugte, nach ihren Prinzipien
aufgebaute Ausführungsform
darstellen.
-
1 zeigt
als Perspektive eine erfindungsgemäß aufgebaute Blaskopfmechanik;
-
2 zeigt
schaubildlich einen Schnitt durch den Blaskopf der in 1 gezeigten
Blaskopfmechanik;
-
3 zeigt
einen Graphen des Drucks als Funktion der Zeit für das Arbeiten des Blaskopfes;
-
4 zeigt
an einem Flussdiagramm die Arbeitsweise der Blaskopfmechanik der 1;
-
5 ist
ein vergrößerter teilgeschnittener Aufriss
des Blaskopfes in der Abblasposition;
-
6 zeigt
einen teilgeschnittenen Aufriss der erfindungsgemäßen Blaskopfmechanik;
-
7 zeigt
das Kühlrohr
der 6 in deren Ebene 7-7 geschnitten;
-
8 zeigt
als Vertikalschnitt das untere Ende des Kühlrohrs;
-
9 zeigt
einen Schnitt in der Ebene 9-9c der 8;
-
10 zeigt
ein erstes Verschiebungsprofil und stellt die vertikale Verschiebung
des Kühlrohrs beim
Blasen und Kühlen
des Külbels
zur Formung einer Flasche dar;
-
11 zeigt
ein zweites Verschiebungsprofil und stellt die vertikale Verschiebung
des Kühlrohrs beim
Blasen und Kühlen
des Külbels
zur Formung einer Flasche dar; und
-
12 zeigt
als Flussdiagramm die Anwendung des Verschiebungsprofils der 10 und 11;
-
13 zeigt
als Perspektive eine erfindungsgemäße Entnahmemechanik;
-
14 zeigt
die Entnahmemechanik der 13 als
vertikalen Teilschnitt;
-
15 zeigt
einen Schnitt in der Ebene 15-15 der 14;
-
16–21 zeigen
eine der beiden erfindungsgemäßen synchronisierten
Entnahme-/Totplatten-Mechaniken beim Durchlaufen eines einzigen Zyklus;
-
22 ist
ein Schnitt in der Ebene 22-22 der 21;
-
23–28 zeigen
die Synchronizität
eines Paares von Entnahmeanordnungen mit den zugehörigen Totplattenmechaniken;
-
29 ist
eine Schrägansicht
der Totplattenmechanik der 16–21;
-
30 ist
eine Schrägansicht
der Mechanik zum Öffnen
und Schließen
der Dosentüren;
-
31 ist
ein Flussdiagramm und zeigt die Arbeitsweise des Temperaturfühlers; und
-
32 zeigt
als Graph die Temperatur der geformten Flasche als Funk tion ihres
Orts.
-
Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Blaskopfmechanik 1 der
Blasstation einer IS-Hohlglasformmaschine. Es ist eine 3-Postenmaschine
mit drei Formen – d.h.
Blasformen 12 – nebeneinander dargestellt.
Ein Blaskopfarm 16 trägt
drei Blasköpfe 18.
Der Blaskopfarm 16 ist auf einem vertikalen Pfosten 20 gelagert,
der mit einem elektronischen (Servo-)Motor 22 gekoppelt
ist, der dem Blaskopfarm eine Auf- und Abwärtsbewegung erteilt. Der Pfosten dreht
auch über
eine in einem Gehäuse 24 ausgebildeten
Spiral-Steuerkurve (nicht gezeigt). In Folge dieser Auf-, Ab- und
Drehbewegung des Pfostens 20 werden die Blasköpfe 18 zwischen
einer abgezogenen "Aus"- und einer zugestellten "Ein"-Lage bewegt (vergl. 1),
in der die Blasköpfe 18 oben
auf den Blasformen aufsitzen oder sonstwie effektiv mit ihnen zusammenwirken.
Der Servomotor wird von einer Steuerung C (26) angesteuert.
Druckluft wird aus einer geeigneten Quelle S (27) einem
Druckregler P (29) zugeführt, der den Solldruck für das Endblasen einstellt,
wie von der Steuerung C/26 vorgegeben.
-
Die 2 zeigt
einen Blaskopf 18 schaubildlich im Schnitt. Der Blaskopf 18 hat
einen Luftzulauf 34 zu einem Blas- bzw. Kühlrohr 36,
das abwärts
in das Külbel 38 verläuft. Der
Blaskopf umfasst die obere Endausformung 40 des Külbels (aus
der der Hals bzw. die Mündung
der Flasche gebildet werden). Die Endblasluft bläst das Külbel auf und kühlt dann
die Innenfläche
des fertiggeblasenen Külbels.
Luft tritt aufwärts
zwischen dem Blasrohr 36 und dem Külbel in eine Kammer 41 ein
und durch einen justierbare Abluftöffnung 42 aus. Ein
Druckfühler 44 überwacht
den Luftdruck in der Kammer 41 (der in engem Zusammenhang
mit dem im Külbel
steht).
-
3 zeigt Änderungen,
die sich im Druck P in der Kammer 41 als Funktion der Zeit
T herausgestellt haben. Etwa bei T1 (bspw. 0,05 s nach der Zeit T0,
wenn der Blasdruck durch den Luftzulauf 34 aufgebracht
wird) beginnt der Kammerinnendruck zu steigen. Er steigt auf ein
anfängliches
Maximum P1 und fällt
dann auf P2 ab (vermutlich weil das Külbel sich schnell ausdehnt).
Im Zeitpunkt T2 (bspw. 0,15 s) wird das Külbel auf die Innenflächen der
Blasform geblasen und steigt der Druck erneut auf einen stetigen
Wert P3 an, der bestehen bleibt, bis der Blaskopf zur Zeit T3 (mehr
als 1 s nach dem Aufbringen des Endblasdrucks) abgenommen wird.
Der Druckfühler 44 liefert
Daten an die Steuerung C/26.
-
Während die
Kurve oben bezüglich
des Aufblasens des Külbels
mit Druck diskutiert ist, würden die
gleichen Bedingungen bei einem Stützvakuum oder beim Blasen des
Külbels
mit Unterdruck vorliegen. Die in der vorliegenden Beschreibung und
den Ansprüchen
durchwegs benutzten Ausdrücke "Blasen" u. dergl. sind daher
als diese Alternativen einschließend auszulegen.
-
Wie
die 4 zeigt, bringt die Steuerung zunächst den
Blaskopf in die "Ein"-Lage und setzt den Blaskopf-Luftdruck
auf den Endblasdruck 50. Der "Endblasdruck" lässt
sich wahlweise einstellen und ist ein Druck, mit dem das Külbel einwandfrei
geblasen wird. Herkömmlicherweise
beträgt
der "Endblasdruck" 20–30 psi
(137,90 × 103 bis 206,85 × 103 Pa). Ein
höherer
Druck ergibt eine fehlerhafte Flasche. Der Druck wird für die Dauer
T2 aufgebracht, d.h. die Zeit, die erforderlich ist, um das Külbel zu
blasen (bis die Frage 52 "Dauer T2 abgelaufen?" bejaht wird). Der Maschinenführer kann
T2 empirisch bestimmen und eingeben (vergl. 54). Alternativ
kann die Steuerung T2 bestimmen (vergl. 56), indem sie
den Ort des (örtlichen)
Minimums bei P2 ermittelt (dieses Minimum kann geringfügig verzögert sein
gegenüber dem
Augenblick, wenn die Flasche fertig geblasen ist, und kann dann
korrigiert werden). In der Praxis könnte T2 periodisch bestimmt
werden, wobei dann die Steuerung einen aktualisierten Wert T2 erhält. Der
Maschinenführer
kann T2 auch verringern, falls er meint, dass das Blasen des Külbels damit
nicht beeinträchtigt
wird. Nach dem Fertigblasen des Külbels hebt die Steuerung den
Blaskopf um die Strecke "X" und setzt den Blaskopf-Luftdruck
auf den internen Kühlwert
(vergl. 58). Die Strecke "X" und
der interne Kühldruck
lassen sich wahlweise einstellen. Diese zweite "Ein"-Lage
ist die Entweich- bzw. Ausströmlage.
Die Kühlluftströmung ist
nicht mehr von der Größe der Abluftöffnung im
Blaskopf begrenzt. Das Kühlluftvolumen
für die
eine oder mehrere Sekunden, die verbleiben, bevor der Blaskopf "aus"-geschaltet wird, nimmt
erheblich zu. Die "interne
Kühlluft" kann mit einem Druck
zugeführt
werden, der erheblich höher
ist als der Endblasdruck – bspw.
mit 45 psi (310,26 × 103 Pa), einem häufig verfügbaren Versorgungsdruck. Die
interne Kühlluft
wird mit einem Druck zugeführt, der
ausreicht, um in der Flasche mindestens einen minimalen Solldruck
aufrecht zu erhalten. Diese Kühlluftströmung könnte sich
bis zum Zeitpunkt T3 fortsetzen (bis die Frage "Zeit T3 abgelaufen?" – vergl. 60)
bejaht wird, woraufhin dann die Steuerung den Blaskopf in die "Aus"-Stellung führt (vergl. 62).
-
Wird
der Blaskopf um die vertikale Strecke "X" in
die Ausströmlage
gehoben (5), wird die Ausströmluft von
der wahlweise konkav konturierten, ringförmig umlaufenden Vertiefung 63 in
der Innenöffnung
des Blaskopf-Unterteils
so gerichtet, dass sie als Kühlluft
auf die vertikale Außenfläche des
Halses gelangt.
-
Jeder
Blaskopf (6) enthält ein mutiges axiales Loch 70,
das so gestaltet ist, dass es das Blasrohr 36 komplementär aufnimmt.
Das Blasrohr ist vertikal verschiebbar, wird aber am Drehen durch ein
Paar Führungselemente 72 gehindert,
die sich an gegenüberliegende
Abflachungen (7) auf der Außenfläche des
Blasrohrs anlegen. Der obere Endabschnitt 76 des Blasrohrs
ist zylindrisch und trägt ein
Außengewinde
mit einem Durchmesser, der größer ist
als der Abstand zwischen gegenüberliegenden
Abflachungen, so dass die Führungselemente als
Abwärtsanschlag
für das
Blasrohr wirken. Eine Blasrohr-Halte- und Antriebsanordnung 78 ist
mit mehreren Schrauben 80 auf der Oberseite 79 des Blaskopfarms
befestigt. Die Anordnung weist einen Luftverteiler 82 mit
einem Verbindungsglied 84 auf, der mit einem Endblasluftkanal 85 im
Arm in Verbindung steht, einen oben liegenden Verteiler 86 sowie drei
Luftverteilerzweige 88, die vom oben liegenden Verteiler
vertikal abverlaufen.
-
In
jedem Verteilerzweig ist der Oberteil 90 eines Antriebselements 92 mit
einem Innengewinde 94 angeordnet, das abwärts durch
den Oberteil, durch eine Antriebszahnung 96 und dann durch
einen Unterteil 98 verläuft,
der abwärts
durch die Blaskopf-Halterungsanordnung 100 verläuft. Das
Antriebselement 92 ist außen mit drei Lagern 102 drehbar gelagert.
In das Innengewinde des Antriebselements ist das Gewinde am oberen
Endteil 76 des Blasrohrs eingeschraubt; jede Drehung der
angetriebenen Zahnung 96 bewirkt eine vertikale Verschiebung
des Blasrohrs. Die Drehung wird von einem elektronischen Motor 104 erzeugt,
der mit einem Antriebszahnrad 106 gekoppelt ist. Das Antriebszahnrad kämmt mit
angrenzenden der linken beiden angetriebenen Zahnungen, um die beiden
linken Antriebselemente 92 anzutrei ben; ein Leerlaufzahnrad 108 zwischen
dem rechten Paar angetriebener Zahnungen 96 treibt das
rechte Antriebselement an.
-
Im
unteren Ende des Blasrohrs 36 (8) befindet
sich in der Innenfläche
eine umlaufende Ausnehmung 110. Ein umlaufender oberer
Kragen 111 (der von einem Einsatzkreuz 112 abgestützt wird – vergl. 9)
einer Luftablenkanordnung 114 ist in die umlaufende Ausnehmung
eingepresst. Einteilig mit dem Rahmen 112 und von ihm herabhängend ausgebildet
ist ein Ablenkelement 116 mit einer umlaufenden konkaven
Fläche 118,
die einen Teil des abwärts
gerichteten Luftstroms radial auswärts zur Außenwand des fertiggeblasenen
Külbels
ablenkt, wobei die restliche Luft abwärts strömt.
-
Die 6 zeigt
das fertige Külbel,
das nach dem Abkühlen
zur Flasche 10 wird, sowie die Blasform 12 mit
einer Bodenplatte 11 und einem Paar Formsegmenten bzw.
-hälften 12a, 12b.
-
Die 10 zeigt
eine erläuternde
Darstellung eines Verschiebungs- bzw. Bewegungsprofils für das Blasrohr,
das das Külbel
aufbläst
und kühlt. Der
Blaskopf wird in die "Ein"-Lage gehoben, wobei sich
das Blasrohr in der "Oben"-Lage (T1) befindet. Dann
wird das Blasrohr rasch auf eine Höchstgeschwindigkeit (V1) beschleunigt
und bis zum Zeitpunkt T2 auf dieser gehalten, im Zeitpunkt T3 auf eine
niedrigere Geschwindigkeit V2 verlangsamt, dort bis zum Zeitpunkt
T4 gehalten und schließlich bis
zum Stillstand in seiner "Unten"-Lage verlangsamt,
wo es bis zum Zeitpunkt T6 verbleibt. Dann folgt das Blasrohr zwecks
Rückkehr
zum Stillstand in der "Oben"-Lage dem gleichen
Profil. Der Blaskopf kann dann abgeschwenkt und die Form geöffnet werden.
Das Verschiebungsprofil wird so gewählt, dass man die gewünschte Kühlung der
Innenfläche
des fertiggeblasenen Külbels
erhält;
das Bewegungsprofil wird also mit den Kühlanforderungen der Flasche bzw.
des anderen Behälters
koordiniert. Dabei kann es sich um ein Korrdinieren auf Grund der
Wärme mal
der Flaschenmasse handeln. Wie in 6 gezeigt,
hat die Flasche eine lange Halspartie; würde man die Flasche in einem
Blas-Blas-Prozess formen, wäre
der Fla schenrumpf heißer
als die Halspartie. Folglich wird die Geschwindigkeit des Blasrohrs
beim Lauf entlang der Halspartie mit der Wärmeverteilung der Flasche (der
entlang der Flasche abzuführenden Wärmeenergie)
koordiniert; dabei wird die lang Halspartie weitaus schneller durchlaufen
als der Rumpf. Entsprechend wird dem Rumpf mehr Kühlluft zugeführt, wo
sie nötig
ist. Wo der Unterteil des fertig geformten Külbels dicker ist, ist noch
mehr Kühlung
erforderlich; die Verweildauer (T6-T5) am Boden bewirkt, dass eine
große
Menge Kühlluft
auf den Boden gerichtet wird. Aus dem Blasrohr am Boden strömt die Kühlluft weiter
entlang des Rumpfes und des Halses aufwärts, um (wie in jeder vertikalen
Lage) zusätzlich
zu kühlen.
-
Die 11 zeigt
eine Variante des Verschiebungsprofils, bei der das Blasrohr während des
Blasens und Kühlens
des Külbels
drei Zyklen durchläuft. Auch
hier könnte
die Koordination entsprechend der Flaschengestalt erfolgen. Bspw.
kann die Flasche eine Ausbauchung aufweisen, die mit einem Aufwärts-Kühlluftstrom
aus einer Düse
unter der Ausbauchung nicht wirksam kühlbar wäre. In dieser Situation kann
wie bei dem oben erörterten
Kühlen
eines dickeren Flaschenbodens die Bewegung der Kühlluftdüse an der Ausbauchung gestoppt
werden, damit mehr Kühlluft
in diese gelangt, oder mit dem gleichen Effekt bei der Aufwärtsbewegung
durch die Ausbauchung verlangsamt werden. Auch der Formgebungsprozess
ist für
diese Koordination relevant. Die Glasdicke kann mit der Höhe variieren.
Im Blas-Blas-Prozess neigt der Oberteil einer Flasche bzw. eines
anderen Behälters
dazu, kälter
zu sein als der Boden, und umgekehrt für eine Flasche, die in einem
Press-Blas-Prozess ausgebildet wird.
-
Die 12 zeigt
mit einem Flussdiagramm die Steuerung der Verschiebung mit unterschiedlichen
Zyklen während
des Blasens und Abkühlens des
Külbels.
Hier gibt der Maschinenführer
die Zyklen-Sollanzahl "N" ein. Die Steuerung
bestimmt die "Aus"-Zeit- "Ein"-Zeit des Blaskopfes
(vergl. 120), dividiert durch N, um die Zyklusdauer zu
definieren (vergl. 122), und skaliert dann das Blasrohr-Verschiebungsprofil
auf diese Zyklusdauer (vergl. 124).
-
Während das
geblasene Külbel/die
ausgebildete Flasche sich in der Blasform befindet, erfolgt eine
externe Kühlung
durch Aufblasen von Kühlluft durch
eine Reihe in Umfangsrichtung angeordneter Kühlluftlöcher 19 (6)
in der Blasform, die aus einem Luftverteiler 21 gespeist
werden, an dem die Bodenplatte 11 der Form befestigt ist.
-
Die 13 zeigt
schaubildlich eine Entnahmemechanik. Drei Flaschen 10,
die in den Blasformen der Blasstation ausgebildet wurden, sind auf
der Platte 11 eines zugehörigen Paares Blasformhälften 12a, 12b (in
deren Offenstellung) dargestellt. Die dargestellte Maschine ist
eine 3-Posten-Ausführung; folglich
werden drei Flaschen 10 hergestellt. Sobald die Formen
geöffnet
sind, werden die Flaschen von einer Entnahmeanordnung 140 einer
Entnahmemechanik ergriffen. Die Entnahmemechanik umfasst auch für die Entnahmeanordnung
eine 3-achsige Lagerung 160, die von einem Träger 170 abgehängt ist, der
die Maschine – d.h.
deren 6, 8, 10, 12, 16 usw. Einzelsektionen – überspannt.
Die 3-achsige Lagerung
mit einem X-Antrieb 180, einem Y-Antrieb 190 und
einem Z-Antrieb 200,
kann eine große
Vielfalt von Formen annehmen – vergl.
bspw. die US-PS 4 892183.
-
Die
Entnahmeanordnung weist an jeder Flaschenposition ein Blasrohr 36 (14)
auf. Die Blasrohrhalterungs- und Antriebsanordnung ist die gleiche
wie für
die Blaskopfmechanik, wobei jedoch die Antriebselemente 92 an
der angetriebenen Zahnung enden und die Führungselemente 132 von
der Oberseite 133 des Greifergehäuses 134 an den Blasrohrlöchern 135 abwärts verlaufen.
Weiterhin hat die Entnahmeanordnung ein Verteilergehäuse 141 mit
einem oben liegenden Verteiler 142 und drei Luftverteilerelementen 143,
die von dem oben liegenden Verteiler abwärts verlaufen. Die Endblasluft
FB/144 (einschl. der Luft für den abschließenden Blasluftstoß und/oder
die interne Kühlung,
abhängig
von der Art der Külbelbildung)
wird dem Verteiler über
ein wahlweise angesteuertes Ventil 145 zugeführt.
-
Der
Unterteil 164 des Verteilergehäuses 141 ist auf die
obere Abschlussfläche 33 des
Greifergehäuses 134 mit
mehreren Schrauben 165 aufgeschraubt, wobei die angetriebenen
Zahnungen 96, das Antriebszahnrad 106 und das
Leerlaufrad 108 in einer Kammer zwischen dem Unterteil
des Verteilergehäuses
und der oberen Abschlussfläche
des Greifergehäuses
sitzen. Das Verteilergehäuse
hat ein Paar Führungsrohre 166,
die von der Oberseite des Verteilergehäuses vertikal aufragen und
vertikale Führungsstangen 168 aufnehmen,
die Teil des Z-Antriebs 200 sind.
-
Wie
aus der 14 ersichtlich, kann das Greifergehäuse als
massiver Block anfangen. An jeder Flaschenposition ist ein Durchgangsschlitz 171 mit
gegenüberliegenden
horizontalen Federnuten 172 ausgebildet, der von der Vorder- zur Rückseite des
Greifergehäuses
verläuft.
Diese Schlitze nehmen die vorderen und hinteren Greiferwinkel 174 (15)
auf, die jeweils eine vertikale Vorderfläche 175 und eine horizontale
Bodenfläche 176,
die vollständig über das
Greifergehäuse
verlaufen, sowie vertikale querliegende (von vorn nach hinten verlaufende)
Flächen 178 aufweisen,
die von den Federnuten 172 aufgenommen werden. Die vertikalen
Vorderflächen 175 sind
bei 177 zwischen den vertikalen Querflächen offen, um eine unbehinderte
Luftströmung
aus dem Flascheninneren zur Umluft zu ermöglichen. In jedes Paar Durchgangslöcher 173,
die von der Vorder- zur Rückseite
des Greifergehäuses durch
dieses hindurch verlaufen, ist ein doppelt wirkender Zylinder 181 mit
entgegengesetzten Kolben-Kolbenstangen-Anordnungen 182 eingesetzt. Ein
Paar Schrauben 183 verbinden jede Greiferstange jeweils
seitlich mit der Kolbenstange 184, und zwischen dem Kolben
und dem Zylindergehäuse
eingespannte Druckfedern 186 halten die Greiferstangen normalerweise
im Schließzustand.
Eine Passplatte 187 ist auf der Vorderseite des Greiferwinkels
angeordnet und enthält
ein Stangenaufnahmeloch 188, mit dem die Stangenachse positionierbar
ist. Über
ein Ventil 191 wird jeder Zylinder aus einer Quelle GA/192
mittig mit Greiferluft beaufschlagt, um die Greiferstangen zu öffnen. Die
Greiferstangen können mit
wahlweise bemessenen halbkreisförmigen
Einsätzen
(nicht gezeigt) versehen sein, mit denen die geschlossenen Geiferstangen
die geformten Flaschen am Hals ergreifen.
-
Die 16–22 zeigen
schaubildlich die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte bei der
Behandlung von drei gerade in der Blasstation einer 3-Posten-IS-Maschine
gebildeten und (bei abgezogenen Formhälften) zur Übernahme bereiten Flaschen
durch eine Entnahmemechanik. Die Entnahmemechanik entfernt die Flaschen
aus der Blasstation und setzt sie auf einem Förderer 15 ab, der
sie in einen Kühltunnel 17 führt (der
Tunnel trennt die Heißluft
von einem Maschinenführer,
der u.U. zwischen die Förderern
treten muss, um den Förderer
oder die Maschine zu warten). Die 16 zeigt
die Entnahmeanordnung 140 in der ersten Totplattenposition. Die
Flaschen 10 (schraffiert gezeigt) sind in den Blasformen 12 der
Blasstation 11 ausgebildet worden. Die Formen 12 öffnen sich,
und die Entnahmeanordnung läuft
in Längsrichtung
in die Übernahmeposition
der 17, wo die geformten Flaschen ergriffen werden. Die
geformten Flaschen werden aus der Übernahmeposition in die erste
Totplattenposition (18) zurück geführt. Müssen Flaschen ausgeworfen werden, lassen
die Greiferbacken sich in der ersten Totplattenposition öffnen, um
die auszuwerfenden Flaschen in eine Ausschussrutsche 13 fallen
zu lassen. Die der Blasstation entnommenen und erfassten Flaschen werden,
falls nicht ausgeworfen, an offene Zugangstüren bzw. Öffnungen in zugeordneten Ummantelungen
geführt,
die Kühlkammern
bzw. -kanister aufweisen und als "Dosen 220" bezeichnet sind (dieser Zustand ist
durch offenen Halbkreise schematisiert dargestellt); diese Dosen
sind auf einer Totplattenmechanik 240 abgesetzt, die die 16–18 in
ihrer Parkposition zeigen. Die Totplattenmechanik läuft nun
horizontal quer zu den erfassten Flaschen in die erste Totplattenposition
(bis die Flaschen mittig in ihren Kühldosen stehen) und die Türen der
Dosen werden geschlossen (schematisiert durch die Darstellung der
Kühldosen 220 als
geschlossener Kreis in 19). Die Entnahmeanordnung 140 und
die Totplattenmechanik 240 fahren dann gemeinsam horizontal
quer zu einer Fördererposition
an einem ersten rechtsseitigen Förder 15 (20);
die Türen
der Kühldosen öffnen sich
und die Entnahmeanordnung 140 läuft quer von der Totplattenmechanik 240 weg (21)
und dann aus der oberen vertikal abwärts in die untere Position
(vergl. auch die 22), um die erfassten Flaschen
auf dem Förderer
abzusetzen, wo sie freigegeben werden. Sodann wird die Entnahmeanordnung
in die obere Position und werden die Totplattenmechanik und die
Entnahmeanordnung gemeinsam in ihre Ausgangslage zurück geführt. Auch hier
ist die Entnahmeanordnung mit aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen
X- und Y-Bewegungen führbar.
Sind Formen auszuwechseln, lässt
sich die Totplattenmechanik (oder lassen sich beide Totplattenmechaniken,
wie unten an Hand der 23–28 diskutiert)
zur Förderexposition
fahren, um Raum für
den Maschinenführer
zu schaffen.
-
Die
erste Flaschengruppe (Flaschen Nr. 1) ist der Blasstation (18)
entnommen worden; eine Wendemechanik (nicht gezeigt) übergibt
neue Külbel an
die Blasstation, deren Blasformen nun schließen. Die Külbel werden jeweils zu einer
Flasche geblasen und gekühlt
(19) und die Formen öffnen sich, so dass die in
diesem Schritt geformten Flaschen (Flaschen Nr. 2) sich von einer
zweiten Entnahmeanordnung herausnehmen lassen (20).
Dieser Prozess wiederholt sich mit dem Entnehmen der nächsten geformten
Flaschen (Flaschen Nr. 3) mittels der ersten Entnahmeanordnung.
Die 23–28 zeigen
die synchronen Bewegungen der ersten und der zweiten Entnahmeanordnung
mit den jeweils zugehörigen
Totplattenmechaniken.
-
Während die
erste Entnahmeanordnung 140 sich in der ersten Totplattenposition
befindet (23), wird sie in die Übernahmeposition
gefahren (24), um die Flaschen zu ergreifen;
sie fährt
mit den erfassten Flaschen in die erste Totplattenposition zurück (25)
und wartet, dass die erste Totplattenmechanik 240 in die
erste Totplattenposition läuft,
um die Flaschen zu ergreifen und die Türen der Kühldosen zu schließen (26).
Die zweite Entnahmeanordnung 140' und die zweite Totplattenmechanik 240' befinden sich
in der Fördererposition
an einem zweiten linksseitigen Förderer 15' mit im vorigen
Zyklus geformten Flaschen in den Dosen, deren Türen geschlossen sind. Bevor
die erste Entnahmeanordnung und die erste Totplattenmechanik gemeinsam
in die Förde rerposition
am ersten Förderer 15 gefahren werden
(27), öffnen
sich die Türen
der Dosen der zweiten Totplattenmechanik 240' und die zweite Entnahmeanordnung 140' wird quer verfahren,
um die erfassten Flaschen in eine Absetzposition über dem
zweiten Förderer 15' zu bringen,
worauf die zweite Entnahmeanordnung aus der oberen in eine untere
Absetzposition abgesenkt wird, um die erfassten Flaschen an den
zweiten Förderer
heranzubringen. Die erfassten Flaschen werden freigegeben und die
zweite Entnahmeanordnung wird in die obere Absetzposition gehoben.
Beim Fahren der ersten Entnahmeanordnung und der ersten Totplattenmechanik aus
der ersten Totplatten- in die Fördererposition
am ersten Förderer 15 werden
die zweite Entnahmeanordnung und die zweite Totplattenmechanik gemeinsam
in ihre Ausgangsposition geführt
(28), um ihren Zyklus erneut zu beginnen, indem
sie die nächsten
in der Blasstation geformten Flaschen (Flaschen Nr. 2) herausnehmen.
-
Der
Grundzyklus wiederholt sich nun mit umgekehrten Rollen der ersten
und der zweiten Entnahmeanordnung/Totplattenmechanik, wobei die
erste Entnahmeanordnung/Totplattenmechanik in die Ausgangspositionen
zurückkehrt,
um die nächsten,
fertig geformten Flaschen (Flaschen Nr. 3) zu übernehmen. Das Verfahren des
Entnahmearms aus der Förderer-
zur Übernahmeposition
ist mit aufeinanderfolgender X- und Y-Bewegung gezeigt; es solle
jedoch klar sein, dass diese Bewegungen auch gleichzeitig ablaufen
können.
-
Die 29 und 30 zeigen
eine Totplattenmechanik, deren Verteilerkammer 194 Kühlluft CA/195
unter Steuerung durch ein wahlweise betätigtes Ventil V/196 zugeführt wird.
Die Kühlluft
ist während
der gesamten Verweildauer einer Flasche in einer Dose 220 und
länger
verfügbar,
um die Dose zu kühlen,
bevor oder nachdem sich eine Flasche in ihr befindet. Die Kühlluft tritt
in jede Dose 220 durch Löcher 198 in der Oberseite 199 der
Verteilerkammer ein, verteilt sich über den Boden einer von einer
Entnahmeanordnung über
der Oberseite abgefangenen Flasche sowie im Raum zwischen der hängenden Flasche
und der Innenwandfläche 101 der
Dose und verlässt
die Dose durch die Öffnung 103 am
oberen Dosenende. Die Verteilerkammer ist von geeigneten Stangen 105 in
Y- Richtung verschiebbar
gelagert und wird von einem Y-Antrieb 107 bewegt. Die 30 zeigt
schaubildlich die Türmechanik
für die Dosen
der Totplattenmechanik. Die Türen 109 sind jeweils
koaxial auf einem Zahnrad 206 (bspw. einer Schnecke) angeordnet,
das um seine Achse drehbar gelagert ist. Jedes Zahnrad kämmt betrieblich
mit einer weiteren Zahnung 208 (bspw. einer Schnecke), die
mit einem Antrieb 209 verschoben wird, dessen Motor 210 über einen
Rotations-/Linear-Wandler 212 mit der Schnecke gekoppelt
ist (Alternativen wie ein Zahnstangen-Ritzel-Antrieb sind ebenfalls
geeignet).
-
Die
Innenfläche
einer Dose ist so gestaltet, dass durch die Bodenlöcher 198 in
der Oberseite der Verteilerkammer in die Dose einströmende Kühlluft beim
Durchgang zur Austrittsöffnung 103 der
Flaschenoberfläche
folgt. Der Luftzustrom zu einer Dose erfolgt bedarfsgerecht zum
Kühlen
der Flasche, ist aber in der bevorzugten Ausführungsform stetig vom Zeitpunkt
des Einfahrens einer Flasche in eine Dose bis zum Verlassen derselben.
-
Ein
Temperaturfühler 125,
der an einer oder mehreren der Dosen angesetzt ist, liefert Temperaturdaten,
die zeitlich stabil sein sollten (sie werden jeweils am gleichen
Punkt im Zyklus verglichen). Die Steuerung C/26 übernimmt diese Daten und bestimmt,
ob die erfasste Temperatur an der Dose T° +/- X° beträgt (vergl. 31;
T und X lassen sich manuell oder automatisch eingeben); falls nicht,
werden die Flaschen ausgeworfen (vergl. 127). Liegt die
Ausschussrutsche mittig, kann die Totplattenmechanik in ihre Bereitschaftsstellung
zurück
geführt,
die Dosentüren
geöffnet,
die Entnahmeanordnung über
die Ausschussrutsche gefahren und die Flaschen freigegeben werden.
-
Das
Blasrohr wird zwischen der oberen und unteren Lage hin und her geführt, wobei
das Bewegungsprofil vom Augenblick des Absenken der Entnahmeanordnung
in die Flaschengreifposition bis zum Absetzen der erfassten Flasche
auf den Förderer
an deren Kühlbedarf
angepasst ist. Wie beim Blaskopf zeigt die 12 einen
zweckmäßigen Algorithmus
für die
Definition dieser Hin- und Herbewegung, und es laufen zahlreiche
Zyklen ab, während die
Flasche von einer Entnahmeanordnung erfasst wird.
-
Die 32 stellt
die Wärmeenergie
des Gegenstands im Verlauf des Glas-Formgebungsvorgangs dar. Wie ersichtlich,
sinkt die Wärmeenergie stetig
vom Blasen des Külbels
in der Blasform bis zum Austragen aus dem Kühltunnel. Sie wird zunächst durch
die Innenkühlung
des Külbels
in der Blasform und die Kühlung
des geblasenen Külbels durch
die Blasform selbst abgeführt.
Die Kühlung setzt
sich dann vom Ergreifen der Flasche durch die Entnahmeanordnung
bis zum Absetzen auf einem Förderer
sowie während
des Transports auf diesem fort.
-
Wie
die 32 zeigt, ist die Wärmeenergie der Flasche bis
zu dem Punkt gesunken, wo die Flasche vollständig getempert ist und bevor
sie auf dem Förderer
abgesetzt wird, so dass nun eine weitere und viel schnellere Kühlung möglich ist,
ohne Fehler in der Flasche zu verursachen. Wie die 16 zeigt, kann
eine Fördererkühlung in
einem Tunnel vorgesehen sein. Die Kühlung erfolgt über eine
Distanz, die viel kürzer
ist als ein herkömmlicher
Lehr-Ofen – vielleicht
nur 25 Zoll (7,62 m). Falls in einem Tunnel gekühlt wird, kann dieser zu einer
Anzahl von Kühlzonen
unterteilt sein, denen jeweils von einem Gebläse F/300 Hallenumluft über einen
Zulauf 302 zugeführt wird,
der die Luft laufaufwärts
richtet. Ein Ablüfter 304 laufaufwärts des
Zulaufs leitet die Kühlluft
aus dem Tunnel ab. Ohne einen Tunnel blasen die Gebläse einfach
nur Kühlluft
auf die Flaschen. Sobald sie kühl genug
sind, lassen sie sich vom Förderer
zur weiteren Bearbeitung – bspw.
Prüfen,
Verpacken und Füllen – abnehmen.
-
LEGENDE ZUR
FIGURENBESCHRIFTUNG
-
4
-
- Final blow pressure Endblasdruck
- Internal cooling pressure Innenkühldruck
- NO Nein
- YES Ja
- 50 Blaskopf in EIN-Position fahren und Blaskopfdruck
auf Endblasdruck setzen
- 52 Zeitspanne T2 abgelaufen?
- 54 T2 eingeben
- 56 T2 bestimmen
- 58 Blaskopf um Strecke X heben und Blaskopfdruck auf
Innenkühldruck
setzen
- 60 T3 abgelaufen?
- 62 Blaskopf in AUS-Position fahren
-
10
-
- Time Zeit
- Velocity Geschwindigkeit
-
12
-
- 120 Blaskopf-AUS-Zeit vorgeben; Blaskopf EIN
- 122 Durch N teilen, um Zyklusdauer zu bestimmen
- 124 Kühlrohr-Bewegungsprofil
auf Zykluszeit skalieren
-
29
-
-
31
-
- YES Ja
- NO Nein
- 126 Erfasste Temperatur T° +/- X°?
- 127 Flaschen auswerfen
-
32
-
- Annealing point Glühpunkt
- Blow mold Blasform
- Blow parison Külbel
blasen
- Cooling tunnel Kühltunnel
- Takeout assy./dead plate ... Entnahmeanordnung/Totplatterunechanik
- Thermal energy Wärmeenergie