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Verfahren und Maschine zum Herstellen von Ampullen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Ampullen und eine selbsttätig arbeitende
Maschine, welche aus Glasrohren, und zwar an dem einen freien Ende der Rohre, fortlaufend
Ampullen oder andere Glashohlkörper herstellt, wobei die Glasrohre durch Haltevorrichtungen
nacheinander den einzelnen Arbeitsstellen zugeführt und in diesen den aufeinanderfolgenden
Arbeitsvorgängen unterworfen werden. Derartige Verfahren und Maschinen sind bekannt.
Das Verfahren und die Maschine nach der Erfindung unterscheiden sich von dem Bekannten
insbesondere dadurch, da'ß die Ampullenspieße maschinell mit Einengungen versehen
werden.
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Gemäß der Erfindung sind bei der Maschine neben den erforderlichen
Brennern, Klemmbacken und Formwerkzeugen noch besondere Mittel vorgesehen, um die
Einengungen an den Schultern der Ampullen herzustellen. Für die Einengungen können
Werkzeuge bekannter Art zur Anwendung gelangen oder auch gemäß der weiteren Ausbildung
der Erfindung besondere tangierende Flammen, welche entsprechend der zu erzielenden.
Einengtiefe einstellbar angeordnet sind.
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Die Maschine ist zweckmäßig derart gebaut, daß sie mehrere Glasrohre
in Klemmbackenpaaren aufnimmt, welche mit den erforderlichen Brennerflammen versehen
sind. Die Klemm.-backenpaare sind umlaufend. und die Einrichtungen zur Betätigung
der Klemmbackenpaare und zur Regelung der Brennerflammen feststehend angeordnet,
derart, daß beim Umlaufen der verschiedenen Klemmbackenpaare die Glasrohre nacheinander
an den gleichen Stellen der Maschine vörbeibewegt und gleichen Arbeitsgängen- unterworfen
werden.
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Zweckmäßig kann die Maschine um eine aufrecht stehende Achse im Kreise
umlaufend. ausgebildet sein, in der die Klemmbackenpaare lotrecht gegenüberstehend
im Kreis- herum verteilt vorgesehen sind. Die Klemmbackenpaare tragen die Erhitzungsflamme
zum Erzeugen der Spieße; die Flammen zum Bilden der Einengstelle, zum Abschmelzen
des Spießendes und Anschmelzen des Bodens. Statt dieser letztgren kann man eine
Abschmelzflamme in Verbindung mit weiteren Einengflammen anwenden, wenn Ampullen
mit zwei Spießenden hergestellt werden sollen.
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Es sei bemerkt, daß die Maschine auch anders angeordnet sein kann,
indem die Klemmbackenpaare nicht umlaufen, sondern feststehen und dafür die Mittel,
welche die Backenpaare und die die zugehörenden Flammen bewegenden Teile betätigen,
angetrieben werden.. Ebenso könnte die Maschine statt mit lotrecht gestellten Achsen
der Klemmfutterpaare auch mit waagerecht gelagerten Achsen ausgebildet sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Maschine
veranschaulicht, bei welcher acht Klemmbackenpaare in lotrechter Übereinanderstellung
auf einem Drehgestell (Stern) verteilt um eine Achse kreisen und zugleich Drehbewegungen
um ihre eigene Achse ausführen. Es können somit gleichzeitig acht Glasrohre bearbeitet
werden, so daß bei jeder
Umdrehung des die Klemmfutterpaare tragenden
Sternes acht Ampullen ' Mrfiggestellt werden können.
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Fig. i zeigt die wichtigsten Teile der Maschine in einem lotrechten
Achsenschnitt, wobei der Deutlichkeit halber nur ein einziges Klemmbackenpaar zur
Darstellung gelangt ist. Fig. 2 ist eine Vorderansicht zweier zusammenarbeitender
Klemmbackenpaare. Fig.3 zeigt den durch die Maschine ausgeführten Arbeitsvorgang
in den aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen der Reihe nach hintereinander aufgerollt
und Fig. q. eine Draufsicht auf die Maschine. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die
Schwenkeinrichtung für die Einengbrenner. Fig. 6 veranschaulicht eine fertiggestellte
Ampulle mit flachem Boden, Spieß und Einengung am Spieß und Fig. 6a eine solche
mit an beiden Enden ausgezogenen Spießen und Einengungen und die Fig. 6b bis 6d
den Arbeitsvorgang beim Erzeugen einer solchen Ampulle. Fig. 7 und 7a zeigen in
Seitenansicht und Endansicht den Einengbrenner. Die Fig.8, g und io zeigen Einzelheiten
der Gassteuerung in Draufsicht. Diese bestehen aus einzelnen z. T. ineinanderliegenden
Ventilplatten, so daß sie gegeneinander verstellt werden können und der Zeitpunkt
des Gasdurchlasses und damit Beginn und Ende der Erhitzung verlegt werden kann.
Fig. ü zeigt 'eine Ampulle mit zwei - Spießen. Fig. 12 und 13 zeigen in Seitenansicht
und Draufsicht einen Anschlag bei der Herstellung der Ampullen.
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In dem Gestell i (Fig. z) sitzt lotrecht befestigt die von oben nach
unten durchgehende feststehende Achse 2. Um, diese Achse dreht sich der obere und
untere Stern 3 bzw. 5 sowie das mittlere Rad q.. Die Sternplatten 3 bzw. 5 sowie
das Rad q. sind miteinander durch an jedem Schenkel angeordnete Stehbolzen 6 starr
verbunden. Zwischen dem oberen und unteren .Stern 3 und 5 sind für jedes Klenxrnbacl"enpaar
je zwei aufrecht stehende Stangen .7, 7 fest angeordnet (Fig. i und 2). Die oberen
Klemmbacken 8, welche zur Aufnahme der Glasrohre g dienen, sind an dem Drehgestell
fest angeordnet. Unter den Klemmbacken 8 befinden sich die Klemmbacken zo, die mit
einer Hülse ii auf den Stangen 7 in der Höhenrichtung verschiebbar -sind. Beide
Klemmbackenpaare, welche eine beliebige bekannte Ausführung aufweisen können, sind
selbstschließend ausgebildet und erhalten zu diesem Zweck, je eine Schließfeder
12, Der Antrieb der Maschine kann in folgender Weise ausgebildet sein: Von einer
Welle 13 wird mittels Kette zq. eine Schnecke 15 angetrieben, welche
in ein Schneckenrad i6 eingreift. Das Schneckenrad 16 ist mittels Büchse
17 mit der Nabe des Sternes 5 verbunden. Wenn nun die Schnecke 15 sich dreht,
so wird durch diese auch das aus den Sternen ,3 und 5, dem Rade q. und den Bolzen
6 bestehende Drehgestell der Klemmbackenpaare in Umdrehung versetzt.
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Die Klemmbacken erhalten außerdem eine gleichartige Drehbewegung um
ihre Achse. Zu diesem Zweck wird von der Welle 13 aus mittels Kegelräder
18, ig eine aufrecht stehende Welle 2o in Umdrehung versetzt, welche mit einem Zahnrad
2i in einen frei drehbaren Zahnkranz 22 eingreift. Der Zahnkranz 22 läuft auf Kugeln
23 um eine außen zylindrische, feststehende Scheibe 2q., deren Bedeutung noch weiterhin
unten erklärt ist. In jedem oberen und unteren Schenkel der Sterne 3 und 5 sitzen
drehbar gelagert aufrecht stehende Wellen 25, deren unteres Zahnrad 26 mit dem Zahnfad
22 kämmt. Auf jeder Welle 25 sitzen weiterhin zwei Zahnräder 27 und 28; das erstere
wirkt unter Vermittlung eines Zwischenrades 29 auf das Zahnrad 3o der Haltevorrichtung
8 ein und dreht diese, das zweite Zahnrad 28 wirkt mittels eines Zahnrades 31 auf
das Zahnrad 32 der Haltevorrichtung io ein. Beide Haltevorrichtungen werden infolge
gleichartiger Verzahnung somit synchron in derselben Drehrichtung angetrieben. Das
untere Zahnrad 28 ist mittels eines Halsringes 33 mit der Lagerbüchse 3q. des unteren
Klemmbackenpaares io gekuppelt und durch Nut und Feder in geeigneter Weise mit der
Welle 25 verbunden, so .daß bei Verschiebung des Futters so in Achsrichtung auch
der Zahnradantrieb 28, 31, 32 diese Verschiebung mitmacht.
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An den Stangen 7 an geeigneter Stelle sitzen die Brenner 35, welche
zur Spießbildung dienen, so daß sie mit den Klemmbackenpaaren umlaufen können, und
die durch je eine Rohrleitung.36 mit einer mit dem Traggestell für die Klenunbackenpaare
umlaufenden Scheibe 37 verbunden sind. Entsprechend den acht Arbeitsstellen sind
acht derartige Gaszuführungsrohre 36 und dementsprechend .acht Durchlaßöffnungen
38 in der einen Rundschieber bildenden Platte 37 vorgesehen. Diese Platte liegt
dicht auf der vorerwähnten feststehenden Platte 2q., welche mit einem nutförmigen
Kanal 39 versehen ist, der sich nur über einen Teil des Umfanges erstreckt
und zu dem eine Gasleitung q0 führt. Das Gas tritt somit durch die Leitung 40' in
den Nutenkanal 39 und gelangt durch die Öffnung 38 des Schiebers 37 und die
Leitung 36 zu den Brennern 35. Die Gaszufuhr erfolgt nur so lange, als die zugehörige
Öffnung 38 des Rundschiebers ,37 sich frei über dem Nutenkanal 39 befindet.
Die Entzündung der Brenner erfolgt durch eine -an geeigneter Stelle am Umfang der
Umlaufbahn der Haltevorrichtungen angeordnete feststehende Zündflamme. Das Erlöschen
der Flamme erfolgt, sobald die Öffnung 38 an das Ende des Nutenkanals
39 gelangt.
Für die Einengung ist eine besondere Einengflamme
41' mit Zuleitung 41 an jeder Arbeitsstelle vorgesehen (Fig. 7, 7a). Die Einengflamme
führt über die Gasleitung oder den Schlauch 41 zu einer Öffnung 42 des Drehschiebers
43, welcher mit dem oberen Stern 3 des Drehgestells gekuppelt ist und somit synchron
mit diesem umläuft (Fig. z, 4, 8 bis xo). Den Öffnungen 42 des Schiebers gegenüber
sitzt in der feststehenden Schieberplatte 44 eine Nut 45, welcher das Gas durch
eine Gasleitung46 zugeführt wird. Es wird also in gleicher Weise wie für .die Brenner
35 durch den Kanal 39 auch hier die Gaszufuhr, ihre Entzündung durch eine Zündflamme
sowie das Erlöschen durch die Länge und Stellung des Kanals 45 bestimmt.
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Da die Einengflammen an die zu schmelzenden Glasrohre, also nahe an
die Achse jedes Klemmbackenpaares, herangebracht und dann wieder allmählich entfernt
werden müssen, so ist für die Schwenkbewegung eine geeignete Einrichtung getroffen
(Fig. 5). Die Brenner 41' sitzen schwenkbar um den Zapfen 47 an dem mittleren Rad
4. Der mit dem Brennerrohr 4= verbundene Hebelarm 48 gleitet mit einer Rolle 49
auf einer feststehenden Gleitführung 5o. Die von »der Mitte :entferntere, also höhere
Stufe dieser Führung schwenkt die Brenner 41' von dem Glasrohr ab, während die niedrigere
Stufe 5z die Brennerflämrne 4z' in die Nähe des Glasrohres vorschwenkt. Die tiefere
Stufe 5= ist derart bemessen, daß bei entsprechender Einstellung der Flamme die
Einengung an der Ampulle in richtiger Weise bewirkt wird. Wie die Fig. 7 und 8 erkennen
lassen, besitzt der Einengbrenner 4z' zwei parallel ausströmende Flammen, deren
Entfernung und Stellung derart bemessen ist, daß sie das Glasrohr zwischen sich
fassen, und zwar entsprechend der gewünschten Einengtiefe. Die Einengbrenner werden
in Höhenrichtung durch Verschiebendes Rades 4 verstellt und durch die bei 47 (Fig.
5) angebrachte Stellschraube 41" mit Anschlag in Seitenrichtung verstellt.
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Die zum Abschmelzen des Bodens dienende Flamme ist als Doppelflamme
52 von beiden Seiten wirkend ausgebildet und steht in der Höhenrichtung einstellbar
zu beiden Seiten der mittleren Achse jedes Klemmbackenpaares (vgl. Fig. x und 2).
Von jedem Brennerpaar 52 geht eine Leitung 53 zu der Öffnung 54 des Drehschiebers
43. In dem oben aufliegenden, feststehenden Schieberring 55 ist eine Nut 56 vorgesehen,
in welche eine Gaszuführungsleitung 57 einmündet. Auch diese Nut ist in ihrer Länge
zweckmäßig bemessen und derart angeordnet, daß der Zulaß bzw. die Absperrung des
Gases zu den Brennern 52 an der geeigneten Stelle des Umlaufes erfolgt, um das Abschmelzen
des Spießes und die Bodenschmelzung zu erzielen.
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Zur Bildung der Ampullen ist neben der Betätigung der verschiedenen
Flämmen noch das Öffnen und Schließen der einzelnen Klemmfutter sowie die axiale
Verschiebung der unteren Klemmfutter erforderlich: Die hierfür erforderliche Einrichtung
' ist nicht Gegenstand der Erfindung und daher nicht in ihren Einzelheiten beschrieben.
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Der Nachschub der Glasrohre 9 nach jedesmaligern Abschmelzen einer
fertiggestellten Ampulle .erfolgt durch selbsttätiges Nachrutschen bis zu einem
feststehenden Anschlag 62 nach Öffnen der oberen Klemmbackenpaare in der hierfür
vorgesehenen Arbeitsstellung.
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Die erforderliche Axialbewegung der unteren Klemmbackenpaare wird
in folgender Weise herbeigeführt. An dem äußeren Ende der Schenkel des unteren Sternes
5 sitzt in Höhenrichtung verschiebbar eine Stange 69, welche mit einer Gleitrolle
7o auf der noch näher zu beschreibenden, ringsum verlaufenden Gleitführung 71 (Fig.
z) läuft. Auf .dieser Stange ruht mittels eines verstellbaren Anschlages die Lagerbüchse
34 des unteren 1o auf, so daß das Klemmbackenpaar bei ansteigender Bahn der Gleitführung
71 angehoben, bei abfallender Bahn durch das Eigengewicht nach unten geführt wird.
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Die Gleitführung 71 ist in der Höhenrichtung einstellbar, um die Maschine
der Bearbeitung verschieden langer Ampullen anpassen zu können.
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An Hand von Fig. 3 soll die Arbeitsweise der Maschine und der Vorgang
des Verfahrens -zur Herstellung einermit Boden versehenenAmpulle nach Fig. 6 näher
erläutert werden. In Fig. 3 ist der in der Maschine in Kreisform stattfindende Vorgang
in der Fläche abgewickelt. Der Vorgang beginnt rechts in Stellung Nr..z und verläuft
in der Richtung des Pfeiles nach links, wobei die acht Hauptstellungen durch Unterteilungen
angedeutet sind.
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Ganz rechts in Stellung Nr. r sind die beiden Klemmbackenpaare mit
den diese tragenden Säulen dargestellt. Nr. z ist diejenige Stellung, in welcher
der Boden 77 der herzustellenden Ampulle an dem Glasrohr 9 bereits angeschmolzen
ist und das Glasrohr durch kurzes Öffnen des Klenunbackenpaares 8 nach unten durchrutscht,
bis der Boden auf -die Platte 62 auffällt, in welcher Stellung es durch -die Platte
62 so lange gehalten wird, bis bei Beginn der Bewegung aus der Stellung x nach der
Stellung 2 hin das Schließen der Klemmbacken erfolgt.
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Bei weiterem Fortgang aus der Stellung r in die Stellung 2 wird durch
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zündflamme, die an einem feststehenden
Teile des Umfanges vorgesehen ist, der zum Erwärmen des Glases für das Ausziehen
der 'Spieße erforderliche Brenner 35 entzündet. In den fortlaufenden Stellungen
2 bis 8 und wieder angefangen von z sind -in der
Fig. 3 lediglich
die beiden Klemmbackenpaare angedeutet--in Verbindung, mit den jeweils arbeitenden
Brennern und den auf den Öffnungs-und Schließhebel des unteren Klemmbackenpaares
wirkenden Anschlägen. Unten ist die mit der Rolle 7o und der Stange 69 zusammenarbeitende
Gleitführung 71 in dem Verlauf ihrer oberen Begrenzungslinie dargestellt, die das
untere Klemmbackenpaar =o in die verschiedenen Höhenlagen gegenüber dem oberen Klemmbackenpaar
8 einstellt. Beim Übergang aus Stellung i in Stellung 2 hat die Rolle 7o bereits
den ansteigenden Teil der Gleitführung 71 erreicht, so daß das untere Klemmfutter
=o allmählich gehoben wird. Beim weiteren Durchlaufen des Klemmbackenpaares aus
Stellung 2 in Stellung 3 bleibt der Brenner 35 in Tätigkeit und erhitzt das Glas
für das Ausziehen des Spießes. In Stellung 3 ist vorwärts gleitend auf dem ansteigenden
Teile der Gleitführung 71 das Klemmfutter =o in die höchste Stellung gelangt, worauf
die Backen des Klemmfutters geschlossen werden, um das untere Ende des Ampullenkörpers
für das Ausziehen des Spießes und Halten der Ampulle bei der Arbeit zu erfassen.
Das Schließen der Klemmbacken des Futters =o erfolgt durch Auslösen der Druckfeder
=z durch eine besondere, nicht ,näher beschriebene Vorrichtung. Der nun vorhandene
Zustand bleibt beim weiteren Fortschreiten des Arbeitsvorganges aus Stellung 3 in
Stellung q. erhalten, d. h. die Flamme des- Brenners 35 erhitzt das Glasrohr 9 weiter
uner ständiger Drehung durch die umlaufenden Klemmbackenpaare. Die Erhitzung findet
wei= ter statt bis zum Erreichen der Stellung 5, in welcher der Brenner 35 erlischt.
Das Erlöschen der Brennerflamme tritt ein durch Absperren der Gaszufuhr, welcher
Vorgang durch das Zusammenarbeiten der Schieberplatte 37 mit dem Schieber 2q. in
Verbindung mit dem eingenuteten Gaskanal 39 bewirkt wird, welcher an der
Stelle aufhört, an der die zugehörige Durchlaßöffnung 38 die Stellung 5 (Fig. 3)
erreicht hat-. In dieser Stellung beginnt ein rasches Auseinanderziehen des erweichten
Glasrohres zur Bildung des Spießes, und zwar erfolgt dies beim Übergang aus der
Stellung 5 in die Stellung 6 durch Abgleiten der Rolle 7o auf den nunmehr in dieser
Richtung erfolgenden raschen Abfall der Gleitführung 71. Während der Überführung
der Ampulle mit den beiden-, dauernd sich drehenden Klemmbackenpaaren 8, =o aus
der Stellung 5 in die Stellung 6 wird der Brenner 41 an den Ampüllenkörper herangeschwenkt,
und die beiden spitzen Flammenzungen beginnen nunmehr die Erwärmung des Glasmaterials
an der Einengungsstelle, und zwar dort, wo der Übergang aus dem zylindrischen Teil
des Ampullenkörpers zum Spieß ansetzt. Hierbei findet auf dem Wege von der Stellung
6 in die Stellung 6 a durch einen geringen Abfall der Gleitführung 71 noch ein weiteres
Auseinanderziehen des an dieser Stelle erweichten Glasmaterials statt, worauf beim
Übergang in die Stellung 7 durch schwaches Ansteigen der Gleitführung eine geringe
Stauchung dieser schwachen erhitzten Materialstelle an der Einengung erfolgt, während
gleichzeitig die Brennerflamme 41' infolge Absperrung des Gaszuflusses durch den
zugehörigen Drehschieber 43, 44. erlischt. Gleichzeitig entzünden sich in dieser
Stellung die beiden das Abschmelzen des Ampullenspießes bewirkenden Brennerflammen
52, welche zugleich das Material so weit erhitzen, daß bei dem Abreißen bzw. Ablösen
des Ampullenendes auch die Bodenbildung an dem im oberen Klemmbackenpaar verbleibenden
Glasrohrende vor sich geht. Zu dem Zwecke der Abtrennung und .der Bodenbildung muß
das Klemmbackenpaar =o etwas gesenkt werden, und zwar erfolgt dieses durch einen
weiteren Abfall der Gleitführung 71, auf welcher die Rolle 7o gleitet. Die Ampulle
ist in dieser Stellung fertiggestellt und kann nun zum Ausfallen gelangen, während
das Glasrohr 9 mit dem für die nächste Ampulle hergestellten Boden nach Öffnen der
Klemmbacken um eine zur Herstellung der nächsten Ampulle erforderliche Länge zum
Nachrutschen gebracht wird. Das Auswerfen oder Aüsfallenlassen der fertigen Ampulle
erfolgt auf dem Wege aus der letzten Stellung 8 in die Stellung i, und zwar in Stellung
811.
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Hier ist wiederum der Zustand der Anfangsstellung i erreicht, und
der Verlauf des Arbeitsvorganges der Maschine kann in dem vorbeschriebenen Sinne
wiederholt werden.
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Die ausfallende Ampulle ist am oberen Ende zugeschmolzen, im Innern
sterilisiert, und es herrscht in ihr ein gewisses Vakuum.
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Der Vorgang ist beschrieben worden für die Herstellung einer Ampulle
an einer Haltevorrichtung. Da acht Haltevorrichtungen vorhanden sind, also bei jeder
vollen Umdrehung gleichzeitig acht Glasrohre bewegt werden, so werden bei jeder
Umdrehung auch acht Ampullen fertiggestellt.