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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine I.S.-Ausformungsmaschine
für hohles
Glas, ausgestattet mit einem System zur Zufuhr und zum Transport
von Kühlluft
zu Extrudatgießformen
und Ausblasgießformen.
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Maschinen,
wie jene, auf die oben Bezug genommen wird, umfassen eine Struktur,
welche einen Sockel einschließt,
auf welchem verschiedene Herstellabschnitte installiert sind, welche
unabhängig voneinander
mit Klumpen von geschmolzenem Glas versorgt werden und unabhängig voneinander
obwohl synchron arbeiten, um das fertig gestellte Produkt zu erhalten;
diese Abschnitte, gewöhnlich
zwei bis zwölf,
umfassen ein kastenförmiges
Modul, das eine jeweilige obere Platte aufweist, die eine oder mehrere
Extrudatgießformen
aufweisen und eine oder mehrere Blasgießformen, unter weiteren Herstellungsvorrichtungen
und Mechanismen.
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Es
ist allgemeine Praxis, die Extrudat- und Blasgießformen mit ventilierter Luft
von Drücken
von 650 mm H2O bis 1.800 mm H2O
zu kühlen
abhängig vom
Gießformkühlsystem,
das verwendet wird (radiale Kühlung,
axiale Kühlung,
VertiflowTM), vom Herstellungsprozess, vom
Gewicht des herzustellenden Gegenstandes, von der Herstellungsgeschwindigkeit der
Maschine.
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Eine
erste bekannte Lösung
fasst ins Auge jeden Abschnitt mit ventilierter Luft mittels eines
entsprechenden direkten Kanals zu versorgen, welcher durch den Sockel
geht. Mittels dieses Kanals gelangt ventilierte Luft direkt in das
Abschnittsmodul, das als Tank oder Speicherkammer arbeitet; mittels
abwartenter Ventile, die auf der oberen Platte dieses Moduls montiert
sind, wird dann Luft vom Abschnittsmodul zugeführt und transportiert zu den
verschiedenen Extrudat- und
Blasgießformen.
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Eine
zweite bekannte Lösung
unterscheidet sich von der ersten darin, dass Luft zur Kühlung von Blasgießformen
von dem Abschnittsmodul geht, das als Tank oder Füllkammer
arbeitet, in einen beweglichen Glasbodenplattenmechanismus, so dass
sie zugeführt
wird und transportiert durch den letzteren zu den Blasgießformen
(siehe Druckschrift EP-A-0 102 820). In dieser Lösung hat die Gießform eine Öffnung auf
einer ihrer lateralen Wände,
um Luft in den voranstehenden Bodenplattenmechanismus zu lassen,
der außerhalb
des Abschnittsmoduls arbeitet.
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Die
zwei oben beschriebenen Kühlsysteme werden
am häufigsten
in I.S.-Maschinen
verwendet, sowohl zur Herstellung spezieller Gegenstände als auch
zur Standardherstellung von Hochproduktivitätsflaschen; im Gegensatz dazu
gibt es viele Technologien zur Kühlung
der Gießformen
abhängig
von der Luftzeigebungsvorrichtung (Plattenventile, Drosselventile,
eierförmige
Ventile usw.), der Art des Lufteinlasskanals (radial, axial, unidirektional,
axial-biodirektional etc.). Die Technologie, welche sich auf Gießformkühlsysteme
in I.S.-Maschinen bezieht, wird z.B. über EP-A-0 102 820 wie oben
erwähnt
hinaus ebenso in US-A-4 909 823, DE-A-41 18 862, US-A-4 701 203,
US-A-4 388 099, DE-A-30 40 356 offenbart.
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Dem
Ansatz der zwei oben erwähnten
bekannten Lösungen
folgend wird ventilierte Luft allen Abschnitten zugeführt, und
folglich allen Gießformen, über lediglich
einen Lüfter
für jede
Maschine, mit Drucksteuerungssystemen, die der Bauart sein können mit
einem Drosselventil, an der Saugöffnung
des Lüfters
oder mit Geschwindigkeitskontrolle am Lüftermotor durch Inverter. Die
Steuerung dieser Vorrichtungen kann wiederum manuell oder automatisch erfolgen,
mittels eines Temperaturfeuchtigkeitsdrucksensors, der auf dem Einlass
des Lüfters
mit geschlossener Regelschleife auf einem PLC-Steuersystem montiert
ist.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Luftströmungssteuerung
in Begriffen von Druck und Flussrate auf den einzigen Extrudat- und
Blasgießformen
und zwischen den verschiedenen Abschnitten der gleichen I.S.-Maschine kaum wirkungsvoll
ist. Als Tatsache haben verschiedene Tests gezeigt, dass der Luftstrom,
der an verschiedenen Blasformen gemessen wird, breit variiert und große Variationen
des Luftstroms auf der Extrusions- und Blasseite des gleichen Abschnittes
und von verschiedenen Abschnitten detektiert wurden.
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, den voranstehenden
Nachteil zu lösen.
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Diese
und andere Ziele werden gemäß der Erfindung
durch Ausstattung der I.S.-Maschine
mit einem Zuführsystem
erreicht, das unabhängig
den Luftstrom zur Kühlung
von Extrudat- und Blasgießformen
verwalten kann, mit unabhängigen
Zuführ-
und Transportvorrichtungen. In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfassen diese Vorrichtungen zwei separate Lüfter zur
Vesorgung der verschiedenen Abschnitte der Maschine (und speziell
einen zur Erzeugung eines Luftstroms zur Kühlung von Extrudatgießformen
und den anderen zur Erzeugung eines Luftstroms zur Kühlung von
Blasgießformen),
mit unabhängigen
Druck- und Flussratensteuerungsvorrichtungen
für jeden
Abschnitt und jede Gießform, und
mit unabhängigen
Zuführkanälen und
Kammern.
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Die
speziellen Merkmale der I.S.-Maschine gemäß der Erfindung sind in den
beigefügten
Ansprüchen
aufgelistet, welche als integraler Teil der vorliegenden Beschreibung
zu verstehen sind.
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Die
Erfindung wird nun im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, welche ein nicht beschränkendes Beispiel offenbaren,
in welchen:
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1 schematisch
die typische Struktur einer I.S.-Maschine mit acht Abschnittsmodulen
zeigt, wobei zwei bekannte Systeme zur Zufuhr von Gießformkühlluft dargestellt
sind;
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2 einen
Teil einer I.S.-Maschine zeigt, die ausgeführt ist gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 einen
Teil einer I.S.-Maschine zeigt, die ausgeführt ist gemäß einer möglichen Variante der Erfindung.
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In 1 bezeichnet
die Ziffer 1 allgemein eine I.S.-Maschine, die eine stationäre Struktur
aufweist, und einen Sockel 2 und Senkrechte 3 aufweist; im
gezeigten Fall im Beispiel stützt
der Sockel 2 acht Betriebsabschnitte 4, von denen
jeder ein kastenförmiges
Modul 4' aufweist,
auf dessen oberer Platte 4'' bekannte Herstellungsmechanismen
und Vorrichtungen, nicht gezeigt, gestützt werden, und in welchen Öffnungen 5 und 6 vorgegeben
sind jeweils für
Extrudatgießformen
und Blasgießformen,
die ebenfalls nicht gezeigt sind.
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1 zeigt
schematisch zwei Systeme zur Zufuhr von Gießformkühlluft, die gegenwärtig für I.S.-Maschinen
bekannt sind.
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Auf
der rechten Seite von 1 bezeichnet der Pfeil IN1 einen
Zufuhrluftstrom für
die Abschnitte 4, der durch einen nicht gezeigten Lüfter erzeugt wird.
Der Strom IN1 wird in Teilströme
mittels entsprechender nicht gezeigter Kanäle aufgeteilt, welche durch
den Sockel 2 gehen; von jedem Kanal geht der Teilstrom
in eine entsprechende Gießform 4' von jedem Abschnitt 4,
welcher als Tank oder Füllkammer arbeitet
und geht aus der oberen Platte dieses Moduls durch die Öffnungen 5 und 6 heraus.
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Im
Gegensatz bezeichnet auf der linken Seite von 1 IN2
einen Zufuhrluftstrom für
die Abschnitte 4 der unter dem Sockel 2 mittels
eines nicht gezeigten Lüfters
erzeugt wird; hier wiederum wird der Strom IN2 in partiale Ströme durch
unabhängige Kanäle 7 für jeden
Kanal aufgeteilt, überprüft durch Ventile 8,
die durch entsprechende elektrische oder pneumatische Aktoren 9 gesteuert
werden. Jeder Kanal 7 gelangt vertikal durch den Sockel 2 und
endet im Modul 4' eines
entsprechenden Abschnittes 4, welcher als Tank oder Füllkammer
für Kühlluft arbeitet;
der letztere gelangt dann von der oberen Platte 4'' des Moduls 4' durch die Öffnungen 5 und 6 nach draußen. Falls
die Blaskühlung "Verti-FlowTM-Kühlung ist,
gelangt Luft durch den Bodenplattenmechanismus nach draußen, der
mit VF bezeichnet ist, nachdem sie durch die Füllkammer gegangen ist, die im
Modul 4' vorliegt.
Die Steuerung der Ventile 8 zur Justage der Strömungsrate
und des Druckes der Kühlluft
kann manuell über
Fernsteuerung an der Maschine sein, oder mittels eines PLC 10.
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Wie
gefolgert werden kann, wird in beiden bekannten gezeigten Systemen
jedes Modul 4' mit lediglich
einem Druck von ventilierter Luft versorgt, die verwendet wird,
sowohl die Extrudat- als auch Blasgießformen zu kühlen.
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Tatsächlich würden die
Kühlerfordernisse
für eine
Extrudatgießform
und für
eine Blasgießform
verschieden sein. Tatsächlich
ist es für
eine Extrudatgießform
wichtig, dass die Kühlung
gleichförmig
am gesamten Umfang des Extrudats erfolgt, und dass die Kühlbedingungen
so gleichmäßig wie
möglich sind
für zwei
oder mehrere Aushöhlungen,
so dass eine bessere Verteilung von Glas erreicht wird (konstante
Dicke der Wände
des gefertigten Gegenstandes). Für
eine Blasgießform,
weil der Gegenstand durch Blasen des Glases gegossen wurde und die Glasverteilung
bereits bestimmt wurde in der Extrudatgießform, bedeutet das Kühlen lediglich
die Entfernung von Hitze aus dem Glas so schnell wie möglich, so
dass der Gegenstand aus der Gießform
herausgenommen werden kann, ohne Deformationen (Spannungen, die
im Glas durch Kühlung
induziert werden, und durch mechanische Deformationen werden dann
durch thermische Spannungsentfernung in geeigneten Hochöfen eliminiert,
die bekannt sind, als Temperhochöfen,
in denen der Gegenstand erhitzt wird und dann langsam abgekühlt.
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Im
Stand der Technik jedoch wird der Luftstrom IN1, IN2 sowieso mit
höherem
Druck erzeugt, ebenso für
Gießformen,
die bei niederen Brücken
arbeiten würden
(d.h. Blasgießformen),
und die Abkühlzeit
wird durch Abwartevorrichtungen reduziert, die auf der Platte 4'' der Module 4' der Maschine 1 vorliegen.
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Dieser
Umstand bewirkt über
Probleme, die die nichtgleichförmige
Luftzufuhr betreffend, wie erwähnt
in der Beschreibungseinleitung der vorliegenden Erfindung hinaus,
hohe Energieaufnahme und laute Geräusche, weil der Lüfter der
den Strom IN1, IN2 erzeugt einen höheren Luftdruck erzeugen sollte als
den tatsächlichen
vom Herstellzyklus benötigten.
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2 zeigt
einen Teil einer I.S.-Maschine, die mit einem System zur Zufuhr
von Kühlluft
gemäß der Erfindung
ausgestattet ist. Die Gesamtstruktur der Maschine gemäß der Erfindung
ist ähnlich
zu jeder der Maschine in 1, und folglich weist sie ein Bett
auf, das eine Vielzahl von Arbeitsabschnitten stützt.
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In
der Figur bezeichnet die Ziffer 2' einen Teil des voranstehenden
Sockels der Maschine gemäß der Erfindung,
auf welchem ein jeweiliges Modul 4' befestigt ist, welches ein Teil
eines Betriebsabschnittes 4 ist; Stützklammern, welche Extrudat
und Blasgießformen
tragen, sind auf der oberen Platte 4'' des Moduls 4' installiert
und werden mit jeweils 11 und 12 bezeichnet, zusammen
mit den Vorrichtungen zur Zufuhr von Luft zu den zwei Arten von
Gießformen, welche
jeweils mit 13 und 14 bezeichnet werden, z.B. mit
manueller Justage oder Justage durch Abwarteventile die durch die
Maschinensteuerungseinheit gesteuert werden; die Zeichnung zeigt
nicht die anderen Abschnittsmechanismen, die an sich bekannt sind,
aus Gründen
der weiteren Klarheit.
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Die
Maschine wie in 2 ist mit einem System zur Zufuhr
von Kühlluft
mit unabhängigen
Strömen
für jeden
Abschnitt 4 ausgestattet, und speziell einem nicht kanalisierten
Luftstrom zur Kühlung
von Extrudatgießformen
und einen Luftstrom, der innerhalb des Moduls 4' zur Kühlung von
Blasgießformen kanalisiert
wird.
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In
dieser Lösung
erzeugt ein erster Lüfter
V1 einen entsprechenden Luftstrom F1 bei einem ersten Druck, der
als optimal betrachtet wird zur Zuführkühlsysteme für Extrudatgießformen.
Der Strom F1 wird in Teilströme 15 mittels
jeweiliger Kanäle
aufgeteilt, von denen einer mit 16 bezeichnet wird.
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Jeder
Strom 15 wird dem Sockel 2' durch ein Ventil 17 zugeführt. Die
Steuerung der Strömungsrate
und des Luftdrucks wird mittels eines Aktor 18 ausgeführt, der
manuell oder über
eine PLC gesteuert wird.
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Der
Strom 15, welcher aus dem Ventil 17 kommt, versorgt
mittels einer Passage 19 in der unteren Wand des Sockels 2' eine erste
Füllkammer 20, die
innerhalb des Sockels erhalten wird. Eine oder mehrere Öffnungen 21,
welche entsprechenden Öffnungen 22 gegenüber liegen,
die in der unteren Wand des Moduls 4' vorliegen, sind in der oberen Wand
der Kammer 20 angeordnet, so dass Luft in das Modul gelangen
kann, welches als Füllkammer arbeitet.
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Die
so gesammelte Luft innerhalb des Moduls 4' kann dann das System zur Kühlung der
Extrudatgießformen
erreichen, das an sich bekannt ist und nicht gezeigt wird, durch
die Zufuhr- oder Wartevorrichtungen 13, die auf der oberen
Platte 4'' montiert sind,
auf den entsprechenden Passagen des letzteren (identisch zu jenen,
die mit 5 in 1 bezeichnet sind).
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Es
sollte bemerkt werden, dass das Ventil 17 ebenso vollständig die
Flussrate des Luftstroms 15 im Fall von Wartungsarbeiten
fängt,
an den Mechanismen, die im Modul 4' installiert sind, oder im Fall des
Gießformersatzes.
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Ein
zweiter Lüfter
V2 erzeugt einen entsprechenden Luftstrom F2 bei einem zweiten Druck,
der niedriger ist als der Druck des Stroms F1, der als optimal betrachtet wird
zur Versorgung von Kühlsystemen
für Blasgießformen.
Der Strom F2 wird ebenso in Teilströme 25 mittels jeweiliger
Kanäle
aufgeteilt, von denen einer mit 26 bezeichnet ist.
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Der
Strom 25 wird dann dem Sockel 2 durch ein Ventil 27 zugeführt, und
die Steuerung seiner Flussrate und seines Druckes wird mittels eines
Aktors 28 gesteuert manuell oder über einen PLC.
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Der
Strom 25, welcher aus dem Ventil 27 gelangt, versorgt
mittels einer Passage 29 eine zweite Kühlkammer 30, die im
Sockelabschnitt 2' vorgegeben
ist; eine oder mehrere Öffnungen,
welche entsprechenden Öffnungen
gegenüber
liegen, die in der unteren Wand des Moduls 4' vorliegen, sind in der oberen
Wand der Kammer 30 angeordnet, auf welche Öffnungen
der ersten Enden von jeweiligen Kanalisationen 31 befestigt
sind; im Gegensatz dazu ist das zweite Ende jeder Kanalisation 31 direkt
mit einer entsprechenden Zufuhr- oder Wartevorrichtung 14 für Kühlluft für Blasgießformen
verbunden, die auf der oberen Platte 4'' des
Moduls 4 montiert sind, auf entsprechenden Durchlässen der
Platte (identisch zu jenen, die mit 6 in 1 bezeichnet
sind).
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Der
Strom 25, welcher aus der Kammer 30 kommt, wird
folglich in zwei teilweise kanalisierte Ströme 25' zur Kühlung der Blasgießformen
aufgeteilt. Hier wiederum fängt
das Ventil 27 zusätzlich vollständig die
Strömungsrate
der Ströme 25 im
Fall von Wartungsarbeiten an den in dem Modul 4' installierten
Mechanismen, oder im Fall des Gießformersatzes.
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3 zeigt
einen Teil einer I.S.-Maschine, welche mit einem System zur Zufuhr
von Kühlluft ausgestattet
ist, das gemäß einer
möglichen
Variante der Erfindung ausgeführt
wird, mit unabhängigen Luftströmen sowohl
für Extrudatgießformen
als auch für
Blasgießformen,
die beide innerhalb des Moduls 4' kanalisiert sind. In der Figur
werden die gleichen Bezugszeichen wie in 2 verwendet,
um E lemente zu bezeichnen, die identisch oder äquivalent zu den bereits gezeigten
sind.
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Ebenso
wird in dieser Variante der Luftstrom 15 zur Kühlung leerer
Gießformen
durch den Sockelabschnitt 2' über das
Ventil 17 zugeführt,
dessen Strömungsrate
und Druck durch den Aktor 18 gesteuert werden.
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Eine
oder mehrere Öffnungen,
die entsprechenden Öffnungen
gegenüber
liegen, die in der unteren Wand des Moduls 4' vorliegen, werden in der oberen
Wand der Kammer 20 vorgegeben, auf welchen Öffnungen
der ersten Enden jeweiliger Kanalisationen 23 befestigt
sind; im Gegensatz ist das zweite Ende jeder Kanalisation 23 direkt
mit einer entsprechenden Zufuhr- oder Abwartevorrichtung 13 für Kühlluft für Extrudatgießformen
verbunden, die auf der oberen Platte 4'' des
Moduls 4 montiert ist, auf den entsprechenden Passagen
der Platte (identisch zu jenen, die mit 5 in 1 bezeichnet
sind). Wie gefolgert werden kann, wird deswegen der Strom 15,
der aus der Kammer 20 gelangt, folglich in zwei teilkanalisierte
Ströme 15' zur Kühlung von
Extrudatgießformen
aufgeteilt.
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Das
System zur Zufuhr und Transport von Kühlluft für Blasgießformen ist identisch zu jenem, das
oben mit Bezug auf 2 beschrieben wurde.
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Praktische
Tests wurden ermöglicht,
um herauszufinden, dass das System zur Zufuhr und Transport von
Luft wie in den Ausführungsformen,
die in 2 und 3 gezeigt sind, es ermöglicht die
Ziele der Erfindung zu erreichen und speziell:
- – Herstellprobleme
zu lösen,
die in Bezug stehen mit einer nicht gleichförmigen Luftverteilung zwischen
Extrudat- und Blasgießformen,
und zwischen den verschiedenen Abschnitten der I.S.-Maschine;
- – mit
verschiedenen Drücken
zu arbeiten zwischen Extrudat- und Blasgießformen Dank des doppelten
Ventilationssystems mit unabhängigen Lüftern;
- – hohe
Energieeinsparungen zu erzielen, weil jeder Lüfter lediglich zuführt, was
tatsächlich
beim Herstellzyklus benötigt
wird;
- – das
Maschinengeräuschniveau
zu reduzieren, Dank der Möglichkeit
mit verschiedenen Drücken zwischen
Extrudat- und Blasgießformen
zu arbeiten, die folglich nicht dazu gezwungen werden jedes Abschnittsmodul
mit dem maximal erforderlichen Druck zu versorgen.