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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formen
hohler Glasgegenstände wie Glasflaschen unter Verwendung automatischer
Maschinen.
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Beim herkömmlichen Verfahren zum Formen von Glasgegenständen schließt sich
ein Paar sogenannter "Vorformen" über einem Flaschenring oder Flaschenringen,
ein Klumpen von geschmolzenem Glas wird üblicherweise durch einen Trichter,
der anschließend entfernt wird, in den oder jeden Formenhohlraum getaucht,
eine Abdichtplatte wird auf den Formenhohlraum gelegt, um sein oberes Ende
zu verschließen und Luft wird in den unteren Teil des Formenhohlraumes geblasen,
um den Klumpen in einen Vorformling zu blasen. Im "Preß-Blaseverfahren"
verwendet man einen Plungerkolben, um den Klumpen in einen Vorformling zu
pressen. Beim "Blas-Blaseverfahren" wird "Setzluft" in den oberen Teil der
Form geblasen, um den Klumpen im Formenhohlraum abzusetzen, bevor er in einen
Vorformling geblasen wird.
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Nach Formung des Vorformlings öffnen sich die Vorformen und der/die
Vorformling(e) wird/werden mittels des Flaschenrings oder der Flaschenringe
zu den "Blas- oder Fertigformen" befördert, wo er/sie dann in das
Fertigerzeugnis ausgeblasen werden.
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Üblicherweise wird der Formvorgang durch die sogenannte IS (Individual
Section)-Maschine durchgeführt. Diese Maschine besitzt mehrere Teilabschnitte,
von denen jeder mit einem Paar Vorformen ausgestattet ist, die einen, zwei
oder mehr Formenhohlräume definieren können. Jeder Teilabschnitt besitzt auch
eine Gruppe von Blasformen, die eine entsprechende Zahl an Formenhohlräumen
aufweisen. Der sogenannte "Umkehr- oder Rückarm" hält den/die Flaschenring(e),
in denen die Hälse der Glasgegenstände geformt werden; dieser Arm befördert
die Ringe und die Vorformlinge von den Vor- zu den Blasformen.
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Normalerweise werden die Blas- und Vorformen einem Strom kühlender Luft
ausgesetzt. Wenn ein Teil der Maschine neuerlich in Gang gesetzt wird, nachdem
er einige Zeit ausgeschaltet war, läßt sich bekannterweise dieser Luftstrom
zumindest grob regulieren, sodaß die Formtemperaturen angepaßt werden können
und sich die Formen beispielsweise auf eine Arbeitstemperatur erhitzen können.
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In jüngster Zeit entwickelte man ein verbessertes System, in dem die Formen
durch sie verlaufende Luftstromgänge aufweisen und zusammenwirkende Teile so
an der Maschine angeordnet sind, daß ein Luftstrom durch diese Gänge geführt
wird. Wassergekühlte Formen und Formträger sind auch bekannt.
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Man versuchte, die Formtemperaturen, etwa durch Unterbringen eines
Thermoelements in den Formen, zu kontrollieren. Zur Überprüfung der
Formtemperatur bedient man sich auch eines in der Hand gehaltenen tragbaren
Meßfühlers.
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US-A-3332765 (Champlin) beschreibt eine Wärmeregulierung für glasformende
Blasformen, die eine infrarotempfindliche Photoröhre zur Temperaturmessung
eines gerade geformten Vorformlings verwendet. Eine elektrische
Bedienungskonsole empfängt das Signal der Photoröhre zu einem festgesetzten
Zeitpunkt des Formvorganges, der durch die Zeitsteuerungstrommel einer
herkömmlichen IS-Maschine ermittelt wird. Die gemessene Temperatur bestimmt
die Menge des Kühlmittels, das dem Vorformling zugeführt wird.
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EP-A-151339 beschreibt eine IS-Mascnine zum Formen von Glasgegenständen,
bei der ein Infrarotdetektor-Gerät zur Temperaturermittlung der Formen der
Vorrichtung verwendet wird.
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Die Erfinder sind zur Auffassung gelangt, daß die Temperaturregulierung durch
Überwachung der Temperatur des gerade durch die Formen geformten Glases und
nicht durch Überwachung der Temperatur der Formen selbst erfolgen könnte. In
einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung
oder Regulierung der Temperatur an einer IS-Maschine zum Formen hohler
Glasgegenstände in einem Formvorgang, der das Formen von geschmolzenem Glas
in einen Hohlvorformling in einer Form einer ersten Gruppe von Formen, das
Loslösen des Vorformlings aus der Form, seine Beförderung zu einer Form einer
zweiten Gruppe, sein Ausblasen in ein Formstück und die Loslösung der
geblasenen Glasgegenstände aus der zweiten Form umfaßt, welches Verfahren einen
Schritt zur Überwachung der Temperatur des aus einer genannten Form losgelösten
Glases beinhaltet,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor das Glas entlang einer
Sichtbahn beobachtet, die mittels der Bewegung der Form von der Maschine für
einen Zeitraum während der Öffnungsbewegung der Form geöffnet wird. Vorzugsweise
wird ein weiterer Schritt zur Regulierung einer Kühlmittelzufuhr zu der
genannten Form als Reaktion auf die beobachtete Glastemperatur vorgesehen.
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Die Kühlmittelregulierung erfolgt im allgemeinen durch die Regulierung des
Luftstroms über oder durch die Formen. Es wäre vorstellbar, daß die Regulierung
durch eine Steuerung des Wasserstroms durch wassergekühlte Formen oder
wassergekühlte Formträger erfolgt, falls diese verwendet werden.
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Die Beobachtung der Temperatur könnte in der Beobachtung der Temperatur der
geformten Vorformlinge nach der Loslösung aus den Vorformen und vor dem Eintriit
in die Blasformen bestehen. Es könnte eine Beobachtung der Temperatur der
Vorformlinge genau zu dem Zeitpunkt erfolgen, an dem diese aus den Vorformen
losgelöst werden, doch bevor sie sich mittels des Ümkehrarmes zu den Blasformen
zu bewegen beginnen.
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Zur Überprüfung oder Regulierung der Temperatur der Blasformen könnte zusätzlich
bzw. als Alternative zum bisher Beschriebenen die Temperatur der aus diesen
Formen losgelösten geformten Glasgegenstände möglicherweise vor der Loslösung
der Glasgegenstände durch die Flaschenringe oder möglicherweise kurz nach der
Loslösung und während des Zeitraums, in dem sich die Glasgegenstände in der
Nähe der Blasformen befinden, beobachtet werden.
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Die Überwachung der Temperatur des geformten Glases erfolgt vorzugsweise durch
Beobachtung der von ihm ausgehenden Strahlung, wodurch die Glastemperatur
ermittelt werden kann.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Temperaturermittlung von geformtem Glas durch Beobachtung der vom Glas
ausgehenden Strahlung vorgesehen, das aus den Formen einer Maschine zum Formen
von Glasgegenstanden losgelöst wurde.
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Die Temperaturermittlung durch emittierte Strahlung kann unter Verwendung eines
Infrarotsensors zur Ermittlung des Strahlenniveaus erfolgen. Die Temperatur
könnte ebenfalls durch Beobachtung der Farbtemperatur des Glases ermittelt
werden.
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Ein Vorteil der Temperaturmessung durch Strahlung liegt darin, daß der zu diesem
Zweck eingesetzte Sensor keine beweglichen Teile haben muß und daher besser
der lebensfeindlichen Umgebung einer IS-Maschine standhalten kann, in der nur
wenig Raum zur Verfügung steht, heftige Vibrationen zu verzeichnen sind und
schwere Einzelteile vorhanden sind, die routinemäßg entfernt und ersetzt werden,
wodurch ein ständiges Risiko zufälliger Beschädigung eines empfindlichen
Einzelteiles in der Nähe besteht.
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Die vorliegende Erfindung sieht auch eine IS-Maschine zur Durchführung des
oben erwähnten Formvorganges vor, welche Maschine eine Fühleinrichtung zur
Beobachtung der Temperatur des aus einer genannten Form losgelösten Glases
besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Maschine so angeordnet sind,
daß eine Sichtbahn vom Glas zu einem Sensor für einen bestimmten Zeitraum
während der Öffnungsbewegung der Form geöffnet wird, wobei die Fühleinrichtung
während dieses Zeitraums die Glastemperatur beobachten kann.
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Vorzugsweise ist die Maschine auch mit einem Mittel zur Regulierung der
Kühlmittelzufuhr zur Form als Reaktion auf die beobachtete Glastemperatur
ausgestattet.
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In einer bevorzugten Anordnung ist ein Infrarotsensor im Gehäuse angebracht,
das sich in einer solchen Stellung befindet, daß der Sensor und die
geschlossenen Stellungen der Formhohlräume an diametral entgegengesetzten Seiten
der Gelenkbolzen der Formhälften liegen, wobei der Infrarotsensor dann das
geformte Glas durch Bohrungen beobachtet, die quer durch die Gelenkbolzen der
Formhälften verlaufen. In dieser Anordnung ist der Infrarotsensor in einer
gut geschützten Stellung untergebracht. Die Bohrungen, durch die das geformte
Glas betrachtet wird, können so angeordnet werden, daß sie in einer geraden
Linie ausgerichtet sind und zu einem im vorhinein festgesetzten Zeitpunkt im
Formvorgang eine Sichtbahn ergeben.
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Es soll nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die
begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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Fig.1 eine Teil-Schnittansicht des Vorformbereichs eines Teilabschnittes einer
IS-Maschine bei offenen Formen ist; und
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Fig.2 ein Detail der Gelenkteile bei geschlossenen Formen ist.
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Die Maschine besitzt ein Paar Formhälften 10, die Formhohlräume 12 definieren,
von denen jede für das Strömen von Kühlluft mit mehreren Gängen 14 umgeben
ist. Die Formhälften 10 sind in Trägern 16, 18 montiert, die um einen Bogen
zwischen einer Position mit geschlossenen Formhälften 10 und der in Fig. 1
ersichtlichen offenen Stellung schwingen.
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Die Stellungen der geschlossenen Formhohlräume sind durch die Kreise 20
gekennzeichnet. Der Formträger 16 ist an einer mit dem Gelenkbolzen 22
konzentrischen Gelenksbüchse 24 angebracht. Der andere Formträger 18 ist auf
einer zweiten nicht dargestellten Büchse angebracht, die konzentrisch mit dem
Gelenkbolzen 22, doch axial in einem Abstand von der Büchse 24 angeordnet ist.
Wie üblich schließen im Betrieb die Formhohlräume zusammen, die Klumpen
geschmolzenen Glases fallen in die Formhohlräume und werden in Vorformlinge
gepreßt oder geblasen. Die Formträger 16, 18 bringen anschließend die
Formhälften 10 zur offenen Position, und die Vorformlinge, die durch
Flaschenringe gestützt werden, die an einem nicht dargestellten Arm unterhalb
der Formhälften getragen werden, werden zu den Blasformen befördert, wo die
Vorformlinge in ihre gewünschte Endform geblasen werden.
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Eine mögliche Position eines Infrarotsensors ist bei 30. Bei dieser Stellung
30 kann der Infrarotsensor entlang der strichpunktierten Linie 32 den näheren
Vorformling sehen, wenn sich die Formhälften öffnen, bis der Vorformling
wegbefördert wird. Ein solcher Sensor würde mit einer elektrischen oder
elektronischen Steuerung verbunden sein, die die Zufuhrmenge an Kühlluft zur
Kühlung der Formen reguliert. Diese Steuerung würde so angeordnet sein, daß
die Kühlluftzufuhr erhöht wird, wenn man beobachtet, daß die Temperatur des
geformten Vorformlings steigt, wodurch die Temperatur der Formhälften gesenkt
würde, sodaß die Temperatur der anschließend geformten Vorformlinge auch gesenkt
wird. Die Kühlluftzufuhr würde hingegen abnehmen, wenn die Temperatur des
geformten Vorformlings abnimmt. Auf diese Weise würde ein System negativer
Rückkopplung entstehen, das zu einer stabilen Temperatur der Formhälften und
auch zu einer stabilen Temperatur der in den Formen geformten Vorformlinge
führt.
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Zur Verwendung des Sensors 30 könnte eine elektronische Steuerung so angeordnet
sein, daß sie zum geeigneten Zeitpunkt im Arbeitszyklus der Maschine eine
Ablesung des Sensors vornimmt und die elektronische Steuerung könnte von der
elektronischen Steuerung der IS-Maschine ausgelöst werden, um dies zu tun oder
- im Falle einer mechanisch zeitgesteuerten Maschine - durch ein Zeitsignal,
das direkt oder indirekt aus der Zeitsteuerungstrommel der Maschine abgeleitet
wird.
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Eine alternative und bevorzugte Position eines Infrarotsensors ist bei 40 in
einem festen Gehäuse 42 neben dem Gelenkbolzen 20 und der Büchse 24. Dieses
Gehäuse ist stabil gebaut und schützt den Infrarotsensor vor Beschädigungen.
Man wird feststellen, daß sich der Sensor und die Stellungen der geschlossenen
Formhohlräume an diametral entgegengesetzten Seiten des Gelenkbolzens 22
befinden. Um es dem Sensor zu ermöglichen, einen Vorformling zu sehen, sind
durch den Gelenkbolzen 22 und die Büchse 24 Löcher gebohrt. Die Position dieser
Löcher ist derart, daß sie bei geschlossenen Formen, wie aus Fig.2 ersichtlich,
nicht ausgerichtet sind und bei offenen Formen, wie in Fig.1 ersichtlich,
ebenfalls nicht ausgerichtet sind, aber den Zustand der Ausrichtung durchlaufen,
während sich die Formen zwischen ihrer geschlossenen und völlig offenen Position
befinden. Dieser vorübergehend ausgerichtete Zustand (er wird kurz vor der
völlig offenen Stellung erreicht) sorgt auf wirkungsvolle Art für einen
Verschluß, der dem Sensor die Sicht auf einen gerade geformten Vorformling
zu einem festgesetzten Zeitpunkt im Maschinenzyklus, und zwar kurz bevor die
Formen ihre völlig offene Position erreichen, eröffnet.
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Der Infrarotsensor an dieser Stellung 40 würde so angeordnet sein, daß er den
Luftstrom steuert, um die Formen in gleicher Weise wie mit dem Sensor an der
Stellung 30 in einer negativen Rückkopplungsanordnung zu kühlen.
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Es ist aus den folgenden Gründen vorteilhaft, den Infrarotsensor so anzuordnen,
daß er durch das zeitweilige Zusammenfallen der Löcher 44, 46 einen Vorformling
vorübergehend sieht. Das Steuerungssystem der IS-Maschine, ob ein mechanisches
oder ein elektronisches, leitet zu einem bestimmten Zeitpunkt im Arbeitszyklus
der Maschine die Öffnung der Formen ein. Es tritt jedoch vor der eigentlichen
Öffnung der Formen eine Verzögerung ein, da die jeweiligen Steuerungsventile
und der/die pneumatische(n) Zylinder für die Ausführung eine gewisse Zeit
brauchen. Diese Verzögerung hat keine festgesetzte Dauer, sondern kann leicht
variieren. Sobald die Formen beginnen, sich zu öffnen, beginnt der Vorformling
sich abzukühlen. Indem der heiße Vorformling durch das vorübergehende
Zusammenfallen der Löcher 44, 46 dem Sensor ausgesetzt wird, wird die Zeit
der Temperaturmessung relativ zur eigentlichen Bewegung der Formen festgesetzt,
wodurch man jeden Fehler ausschließt, der ansonsten durch die variable
Verzögerung bei der Öffnung der Formen entstehen könnte. Die
Zeitsteuerungstrommel oder elektronische Steuerung der IS-Maschine kann nach
wie vor verwendet werden, um den Sensor zu einer Ablesung zu veranlassen, aber
man würde dafür sorgen, daß die elektronische Steuerung oder
Zeitsteuerungstrommel der Maschine den Sensor zu einer Ablesung der Temperatur
während einer kurzen Zeitspanne im Arbeitszyklus der Maschine veranlaßt, während
der die Löcher 44, 46 vorübergehend zusammenfallen und den genauen Punkt, an
dem die Ablesung erfolgt, festlegen. Elektronische Steuerungskreise können
zur Überwachung der durch den Sensor festgestellten Temperatur und zur
Unterscheidung der niedrigen Temperatur, wenn der Sensor der Büchse 24
ausgesetzt ist, von der viel höheren Temperatur, wenn der Sensor dem heißen
Vorformling durch die Löcher 44, 46 ausgesetzt ist, ohne Schwierigkeiten
angeordnet werden.
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Die elektronische Steuerung könnte, falls dies gewünscht wird, eine Sichtanzeige
der Temperatur zur Kontrolle durch den Maschinenwart bereitstellen. Es ist
vorstellbar, daß durch diese Sichtanzeige die Steuerung nicht automatisch
sondern durch den Maschinenwart erfolgt, doch ist dies nicht vorzuziehen.