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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Verschiebevorrichtung zum Verschieben von Artikeln, die in
einer linearen Anordnung auf einer Fördereinrichtung angeordnet
sind, und zwar quer zu der Fördereinrichtung
in eine Artikelverarbeitungseinheit hinein. Insbesondere bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf eine Verschiebevorrichtung der
vorstehenden Gattung zum Verschieben von frisch geformten Glasbehältern auf
die obere horizontale Oberfläche
einer sich bewegenden Fördereinrichtung
eines Vergütungskühlofens,
nämlich
eine Art von Verschiebevorrichtung, die oft als Kühlofenbeschickungsvorrichtung
oder -stapelvorrichtung bezeichnet wird.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine Verschiebevorrichtung der vorstehend bezeichneten
Art ist aus US-Patent 5,044,488 (Bolin) bekannt, welches eine Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
oder -stapeleinrichtung mit einer vertikalen Reihe angetriebener
Schlitten offenbart, von denen der unterste durch eine Stützstruktur
auf einer Höhe oberhalb
des Bodens der Werkhalle, in welcher die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung installiert
ist, gehalten wird. Der unterste Schlitten ist in Richtung auf einen
benachbarten Vergütungskühlofen hin
verschiebbar, um eine lineare Reihe von Glasbehältern auf einer Fördereinrichtung
vorzuschieben, die in dem Referenzdokument als ein Querförderband
beschrieben ist, welches zwischen der Stapeleinrichtung und dem
Kühlofen
angeordnet ist, und zwar quer zu dem Querförderband in den Kühlofen hinein. Ein
mittlerer Schlitten ist auf dem untersten Schlitten montiert. Der
mittlere Schlitten ist an dem untersten Schlitten zu dem Kühlofen hin
und von diesem weg verschiebbar, und ist unabhängig in Bezug auf den untersten
Schlitten in einer Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung des
Querförderbandes
verschiebbar, um zu verhindern, dass sich neue Behälter auf
dem Querförderband
an einer Schubstange, die von einem dritten Schlitten gehalten wird,
während
der Bewegung des untersten Schlittens auf den Kühlofen zu stauen. Der dritte
Schlitten, welches der oberste Schlitten in der Reihe ist, ist oberhalb
des mittleren Schlittens montiert und ist mit dem untersten Schlitten
und dem mittleren Schlitten verschiebbar, und ist in einer vertikalen
Richtung unabhängig von
dem mittleren Schlitten und dem untersten Schlitten verschiebbar,
um die Schubstange während
des Rücklaufs
der Schubstange in die Anfangsstellung über die Oberseiten der auf
dem Querförderband
einlaufenden Behälter
hinaus anzuheben. Die Bewegung der jeweiligen Schlitten der Stapeleinrichtung des
vorstehend benannten US-Patents 5,044,488 wird durch einen axial
fixierten, drehbaren Spindeltrieb bewirkt, der von dem darunter
liegenden Schlitten oder, im Falle des Antriebs für den untersten Schlitten,
von der Stützstruktur
gehalten wird, und die drehbare Spindel ist in einer Mutter drehbar,
die an dem angetriebenen Schlitten befestigt ist.
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Die Schlittenantriebe mit rotierenden
Spindeln einer Stapeleinrichtung entsprechend dem vorgenannten US-Patent
5,044,488 weisen viele Funktionsvorteile gegenüber anderen Antriebstechniken
für Kühlofenbeschickungsschlitten
wie etwa hydraulischen oder pneumatischen Zylindern oder Motoren auf,
und zwar in der Hinsicht, dass die rotierenden Spindeltriebe höhere Anfangsdrehmomente
aufweisen und weniger rucken und in ihren Bewegungen besser steuerbar
sind. Leider ist die Umgebung einer Produktionsanlage für Glasbehälter ziemlich
aggressiv für
rotierende Spindeltriebe der in dem vorgenannten US-Patent 5,044,488
beschriebenen Art, und zwar auf Grund von Staub oder anderen Partikeln,
welche die Mutterkontaktflächen
der rotierenden Spindeln verunreinigen können, oder auf Grund der Tendenz
bei den drehbaren Spindeln, Schmiermittel nach außen zu schleudern,
wenn sie mit Rotationsgeschwindigkeiten drehen, die für den ordentlichen
Betrieb einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
notwendig sind, und/oder auf Grund der hohen Temperaturen, die inhärent beim
Betrieb einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
vorhanden sind. Auf Grund solcher Probleme hat der Erfinder des
vorgenannten US-Patents 4,044,488 danach eine Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
patentiert, bei welcher die drehbaren Spindeltriebe des vorgenannten US-Patents
4,044,488 durch Endlosbandtriebe ersetzt wurden, wie in US-Patent
5,472,077 (Bolin) gezeigt ist, wenngleich elektromechanische lineare Stellglieder,
die eine Leitspindel von der Art eines Kugeltriebs umfassen, bereits
bekannt waren (siehe US-A 4,500,805).
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Die Verwendung von Endlostrieben
zum Antrieb der Schlitten einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
bringt jedoch andere Probleme in den Betrieb einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
ein, beispielsweise die inhärent
niedrigen Anfangsdrehmomente solcher Antriebe sowie Probleme, die
bei der exakten Steuerung der Positionen der bewegbaren Schlitten
auf Grund der Streckung der Bänder
in einem bandgetriebenen System oder auf Grund des Spiels zwischen
Ketten und Antriebskettenrädern
in einem kettengetriebenen System auftreten.
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Die Schubstangenhalterung einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
der beschriebenen Art ist recht lang und ist einer heißen Umgebung
ausgesetzt, und zwar auf Grund ihrer Nähe zu frisch geformten Glasbehältern, die
immer noch einen hohen Grad der Wärme halten, die für das Formen
aus Glasposten aus geschmolzenem Glas erforderlich ist, sowie auf
Grund ihrer Nähe
zu dem Einlassende eines Vergütungskühlofens,
der bei einer erhöhten Temperatur
betrieben werden muss, um die Behälter richtig zu vergüten. Die
typische Schubstangenhalterung einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung arbeitet beispielsweise
in einer Umgebung, in der die Temperatur zumindest 190°C (400°F) und in
einigen Fällen
bis zu etwa 523°C
(1.000°F)
erreicht. Wenn die Schubstangenhalterung während ihres Betriebs nicht fortlaufend
gekühlt
wird, erleidet sie eine Verbiegung oder andere Formen thermischer
Verwindung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Vorrichtung zum Verschieben von Artikeln in einer heißen Umgebung,
die außerdem Staub
oder andere Partikel enthalten kann, bereitzustellen.
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Dieses Problem wird durch eine Verschiebevorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Hin- und Herbewegung eines jeweiligen von drei übereinander
angeordneten beweglichen Schlitten durch eine axial feststehende,
drehbare Spindel bewirkt, die sich in einer Mutter dreht, welche
zwei im Abstand voneinander angeordnete parallele Antriebsstangen
antreibt. Die drehbare Spindel und die Mutter sind von einem Gehäuse umschlossen,
und die Antriebsstangen erstrecken sich von dem Gehäuse durch
geeignete Abdichtungen hindurch, um das Schmiermittel innerhalb
des Gehäuses
zu halten und zu verhindern, dass Schmutz oder andere Abfälle in das
Gehäuse
eintreten. Das Gehäuse
für die
jeweilige Anordnung aus drehbarer Spindel und Antriebsmutter ist
an dem darunter liegenden Schlitten, oder im Falle der Antriebsanordnung
für den
untersten bewegbaren Schlitten an der Stützstruktur, befestigt, und
die freien Enden der Antriebsstangen sind an den darüber liegenden
bewegbaren Schlitten befestigt.
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Die Verwendung von umschlossenen
Anordnungen mit drehbarer Spindel und Antriebsmutter bei der Bewegung
der bewegbaren Schlitten einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung macht es möglich, die
Vorteile einer leichten Handhabung und Steuerbarkeit des Arbeitsablaufes
zu erzielen, die für
die Anordnungen mit offenem Kugelgewinde- und Muttertrieb entsprechend
dem vorgenannten US-Patent 5,044,488 ins Auge gefasst wurden, während gleichzeitig
die Probleme mit Schmiermitteln und der Verunreinigung der Oberflächen des
Kugelgewindes und andere Instandhaltungsprobleme, die beim Betrieb
von Vorrichtungen entsprechend dem vorgenannten US-Patent 5,044,488
auftraten, wie indem zuvor erwähnten US-Patent
5,472,077 erkannt wurde, das nachfolgend auf den Namen des gleichen
Erfinders erteilt wurde, vermieden werden.
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Für
ein weiteres Verständnis
der vorliegenden Erfindung und deren Aufgaben wird die Aufmerksamkeit
auf die Zeichnungen und die folgende kurze Beschreibung derselben,
auf die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sowie auf die anhängenden
Ansprüche
gelenkt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine fragmentarische, perspektivische Ansicht einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Auf riss der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus 1 von vorn;
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3 ist
ein Aufriss der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus den 1 und 2 von der. Seite;
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4 ist
eine an der Linie 4-4 aus 2 genommene
Schnittansicht;
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5 ist
ein fragmentarischer Aufriss eines Teils der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
der 1–4 in vergrößertem Maßstab;
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6 ist
ein Aufriss eines Teils der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus den 1–5 in vergrößertem Maßstab von
vorn;
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7 ist
ein Aufriss eines Teils der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
der 1–5 in vergrößertem Maßstab von
der Seite;
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8 ist
eine an der Linie 8-8 aus 6 genommene
Schnittansicht in vergrößertem Maßstab;
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9 ist
eine an der Linie 9-9 aus 7 genommene
Schnittansicht;
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10 ist
eine Aufsicht einer bei der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus den 1–5 verwendeten Stellvorrichtung
in vergrößertem Maßstab und
teilweise im Querschnitt; die
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11 und 12 sind Aufrisse einer anderen bei
der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus den 1–5 verwendeten Stellvorrichtung
in vergrößertem Maßstab und
in rechten Winkeln zueinander sowie teilweise im Querschnitt;
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13 ist
ein Aufriss einer alternativen Ausführungsform einer Stellvorrichtung
zur Verwendung in der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
aus den 1–5, teilweise im Querschnitt;
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14 ist
eine an der Linie 14-14 aus 13 genommene
Schnittansicht;
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15 ist
eine an der Linie 15-15 aus 2 genommene
Schnittansicht; und
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16 ist
eine vertikale, teilweise schematische Schnittansicht einer Schubstangenstütze.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Eine Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen allgemein
mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 weist
einen Rahmen 22 auf, der aus sich vertikal erstreckenden
Beinen 24, 26, 28, 30 besteht,
und die Beine 24, 26, 28, 30 sind
in einer rechteckigen Anordnung angeordnet. Die Beine 24, 26 sind
miteinander durch sich quer erstreckende Elemente 32, 34 verbunden,
die Beine 28, 30 sind miteinander durch sich quer
erstreckende Elemente 36, 38 verbunden, die Beine 24, 28 sind
miteinander durch sich längs
erstreckende Elemente 40, 42 verbunden und die
Beine 26, 30 sind miteinander durch nicht gezeigte,
sich längs
erstreckende Elemente verbunden.
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An dem Rahmen 22 sind zwei
sich längs
erstreckende, im Abstand zueinander angeordnete Schienen 44, 46 vorgesehen,
und ein allgemein rechteckiger Schlitten 48 ist verschiebbar
auf den Schlitten 44, 46 gelagert. Der Schlitten 48 wird
durch ein lineares Stellglied 50 mit umkehrbarer Drehrichtung,
das von einem Wechselstrom-Servomotor 52 mit umkehrbarer
Antriebsrichtung, der in Ausrichtung zu dem Stellglied 50 montiert
ist, angetrieben wird, in eine Hin- und Herbewegung auf dem Rahmen 22 zu einem
Vergütungskühlofen L
oder einer anderen Verarbeitungseinheit hin und von diesem weg versetzt.
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10 stellt
ein lineares Stellglied 50 zur Verwendung bei der Ausführung der
vorliegenden Erfindung dar, und zwar mit dem in axialer Ausrichtung zu
diesem an diesem befestigten Servomotor 52, und in diesem
Fall stellt das lineare Stellglied 50 einen Kugelgewindetrieb
mit einer drehbaren Spindel 54 mit umkehrbarer Drehrichtung
dar. Die drehbare Spindel 54 ist in einem im Inneren geschmierten
Gehäuse 56 eingeschlossen,
das an dem Rahmen 22 befestigt ist, und die drehbare Spindel 54 dreht
in einer Mutter 58. Vorzugsweise besteht die Mutter 58 aus
einem gegenüberliegenden
Paar von Muttern 58a, 58b, um das Spiel zwischen
der Mutter 58 und der drehbaren Spindel zu minimieren.
In jedem Fall bewirkt die Drehung der Spindel 54, dass
die Mutter 58 in Bezug auf die Position des Servomotors 52 in Abhängigkeit
von der Drehrichtung der Spindel 54 vorgeschoben oder zurückgezogen
wird.
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An der Mutter 58 ist eine
Platte 60 befestigt, und die inneren Enden von zwei im
Abstand zueinander angeordneten langen, schlanken Stangen 62, 64 sind
an der Platte 60 befestigt. Die äußeren Enden der Stangen 62, 64 erstrecken
sich in allen Stellungen der Mutter 58 in dem Gehäuse 56 über das
Gehäuse 56 des
linearen Stellglieds 50 hinaus, wobei in dem Gehäuse 56 Abdichtungen 66, 68 vorgesehen sind,
um jeweils abdichtend die Verschiebungsbewegung 62, 64 der
Stangen in Bezug auf das Gehäuse 56 zu
ermöglichen.
Die äußeren Enden
der Stangen 62, 64 sind an einer Platte 70 befestigt,
und die Platte 70 ist ihrerseits an dem Schlitten 48 befestigt,
wie in 4 gezeigt ist.
Somit bewirkt die Hin- und Herbewegung der Mutter 58, wie
sie zuvor beschrieben wurde, dass der Schlitten 48 in einer
horizontalen Ebene zu dem Kühlofen
L hin und von diesem weg hin- und herläuft. Durch die Verwendung der
Stangen 62, 64, um die Mutter 58 in Längsrichtung
in einem der Länge
der Stangen 62, 64 entsprechenden Abstand von
dem Schlitten 48 zu halten, ist wünschenswerterweise auf Grund
der inhärenten
Flexibilität
der Stangen 62, 64 ein gewisser Grad von Fehlausrichtung
zwischen der Mutter 58 und dem Schlitten 48 gestattet.
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Das lineare Stellglied 50 von
der Art einer umschlossenen Kugelumlaufspindel, wie es vorstehend
beschrieben worden ist, ist bei E Drive Design Inc., Glastonbury,
Connecticut zu beziehen und weist viele Vorteile gegenüber einem
linearen Stellglied mit offener Kugelumlaufspindel zur Verwendung
bei der Hin- und Herbewegung eines Schlittens einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung,
beispielsweise dem linearen Stellglied mit offener Kugelumlaufspindel
der in dem vorgenannten US-Patent 5,044,488 offenbarten Art, auf.
Insbesondere ermöglicht
ein umschlossener Kugelgewindetrieb eine kontinuierliche Schmierung
der Passflächen
der drehbaren Spindel 54 und der Mutter 58, trotz
der Tendenz der sich drehenden Spindel 54, auf Grund der
Zentrifugalkraft das Schmiermittel nach außen zu schleudern, wenn sie
sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, wobei das Gehäuse 56,
welches die Spindel 54 und die Mutter 58 umgibt,
deren Passflächen
vor Verunreinigung durch Staub und Abfälle schützt, die in einer industriellen
Umgebung wie einer Produktionshalle für Glasbehälter vorhanden sein können, und
wobei durch das Gehäuse 56,
zusammen mit dem Umlauf von Schmiermittel in diesem, die Spindel 54 und
die Mutter 58 vor Überhitzung
in einer Umgebung geschützt werden,
in der diese ansonsten der Hitze durch die Nähe zu den erhitzten Behältern und
dem Einlass zu dem Kühlofen
L ausgesetzt wären.
Vorzugsweise weist das Gehäuse 56 eine äußere Strahlungsabschirmung 56a auf,
die um selbiges herum angeordnet ist und von diesem beabstandet
ist, um die Übertragung
von Wärme
in das Innere des linearen Stellglieds 50 zu reduzieren.
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Ein lineares Stellglied von der Art
einer umschlossenen Kugelumlaufspindel ist in US-Patent 4,500,805
(Swanson) offenbart.
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Der Schlitten 48 weist zwei
im Abstand zueinander angeordnete, sich seitlich erstreckende Schienen 72, 74 auf,
und ein Schlitten 76 ist verschiebbar auf den Schienen 72, 74 gelagert.
Der Schlitten 76 bewegt sich in Längsrichtung mit dem Schlitten 48 hin
und her und wird durch ein lineares Stellglied 78 mit umkehrbarer
Drehrichtung, das von einem Wechselstrom-Servomotor mit umkehrbarer Antriebsrichtung
angetrieben wird, in seitlicher Richtung in Bezug auf den Schlitten 48 von
einer Seite des Vergütungskühlofens
L zu der anderen in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Das lineare
Stellglied 78 stellt vorzugsweise einen umschlossenen Kugelgewindetrieb
der zuvor in Bezug auf das lineare Stellglied 50 beschrieben
Art dar und weist ein Gehäuse 82 auf,
das an dem Schlitten 48 befestigt ist, sowie eine Mutter
(nicht gezeigt), die in dem Gehäuse 82 hin-
und herläuft
und mittels zweier langer, schlanker Stangen 84, 86,
deren freie Enden sich über
das Gehäuse 82 hinaus
erstrecken, eine hin- und
hergerichtete Kraft auf eine beabstandete Stelle des Schlittens 76 überträgt.
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Der Schlitten 76 weist einen
sich vertikal erstreckenden Teil 86 auf, der aus einem
Rahmen mit zwei im Abstand zueinander angeordneten, sich vertikal
erstreckenden Elementen 84, 88 besteht, und die
sich vertikal erstreckenden Elemente 84, 88 weisen
sich vertikal erstreckende Schienen 90 bzw. 92 auf.
Ein sich vertikal erstreckender Schlitten 94 ist verschiebbar
auf den Schienen 90, 92 des Schlittens 76 gelagert,
um in einer vertikalen Ebene in Bezug auf den Schlitten 76 verschiebbar
zu sein, während der
Schlitten 76 in einer horizontalen Ebene in Bezug auf den
Schlitten 48 seitlich verschiebbar ist und während der
Schlitten 76 in einer horizontalen Ebene mit dem Schlitten 48 in
Längsrichtung
verschiebbar ist. Der Schlitten 94 wird mittels eines linearen
Stellglieds 96 mit umkehrbarer Drehrichtung, das von einem
Wechselstrom-Servomotor 98 mit umkehrbarer Antriebsrichtung
angetrieben wird, aus Gründen,
die später
vollständiger
diskutiert werden, in einer vertikalen Ebene in Hin- und Herbewegung
versetzt.
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Die 11 und 12 stellen ein lineares Stellglied 96 zur
Verwendung bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung dar, wobei der Servomotor 98 nicht
in Ausrichtung zu dem linearen Stellglied 96 sondern parallel
zu diesem angeordnet ist, um dadurch die Gesamthöhe der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 zu
reduzieren. Das lineare Stellglied 96 ist ein umschlossener
Kugelgewindetrieb mit einer drehbaren Spindel 100 mit umkehrbarer
Drehrichtung. Die Spindel 100 ist in einem im Inneren geschmierten
Gehäuse 102 eingeschlossen,
das an dem sich vertikal erstreckenden Teil 86 des Schlittens 76 befestigt
ist, und die drehbare Spindel 100 dreht sich in einer Mutter 104.
Die Drehung der Spindel 100 bewirkt somit, dass die Mutter 104 in
Bezug auf den Servomotor 98 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des
Servomotors 98 vorgeschoben oder zurückgezogen wird, wobei das Drehmoment
des Servomotors mittels einer gekapselten Antriebsanordnung 106 wie etwa
einer Schaltzahnriemen-Antriebsanordnung
auf die Spindel 100 übertragen
wird. Das Gehäuse 102 weist
vorzugsweise eine äußere Strahlungsabschirmung 102a auf,
die um selbiges herum angeordnet ist und von diesem beabstandet
ist, um die Übertragung
von Wärme
in das Innere des linearen Stellglieds 96 zu reduzieren.
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An der Mutter 104 ist eine
Platte 108 befestigt, und die inneren Enden zweier im Abstand
zueinander angeordneter paralleler, langer, schlanker Stangen 110, 112 sind
an der Platte 108 befestigt. Die äußeren Enden der Stangen 110, 112 erstrecken sich
in allen Stellungen der Mutter 104 in dem Gehäuse 102 über das
Gehäuse 102 des
linearen Stellglieds 96 hinaus, wobei Abdichtungen 114, 116 in dem
Gehäuse 102 vorgesehen
sind, um abdichtend die Verschiebungsbewegung der Stangen 110 bzw. 112 in
Bezug auf das Gehäuse 102 zu
ermöglichen.
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Die anderen Enden der Stangen 110,112 sind
an einer Platte 118 befestigt, und die Platte 118 ist
ihrerseits an dem Schlitten 94 befestigt, wie in 3 gezeigt ist. Somit wird
die Hin- und Herbewegung der Mutter 104, wie sie zuvor
beschrieben worden ist, bewirken, dass der Schlitten 94 in
einer vertikalen Ebene hin- und herläuft. Die Verwendung der Stangen 110, 112,
um die Mutter 104 in einem der Länge der Stangen 110, 112 entsprechenden
längsseitigen
Abstand von deren Anbringung an dem Schlitten 94 zu halten,
gestattet auf Grund der den Stangen 110, 112 eigenen
Flexibilität
einen gewissen Grad an Fehlausrichtung zwischen der Mutter 104 und
dem Schlitten 94. Ein lineares Stellglied 96 der Art
eines umschlossenen Kugelgewindetriebs, wie es zuvor beschrieben
worden ist, wie die Stellglieder 50, 78, die zuvor
beschrieben worden sind, ist bei E. Drive Design Inc. Glastonbury,
Connecticut zu beziehen und weist gegenüber einem linearen Stellglied
mit offener Kugelumlaufspindel die funktionellen Vorteile auf, die
zuvor speziell in Bezug auf das lineare Stellglied 50 beschrieben
worden sind.
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An dem Schlitten 94 ist
eine sich seitlich erstreckende Schubstange 120 befestigt,
wobei zwei im Abstand zueinander angeordnete, sich längsseitig erstreckende
Träger 122, 124 mit
Trägern 126, 128, die
sich jeweils von diesen aus nach unten erstrecken, vorgesehen sind,
um die Schubstange 120 in Bezug auf den Kühlofen L
für die
beabsichtigte Funktion der Schubstange 120 richtig zu positionieren.
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Der Betriebszyklus der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 beginnt
damit, dass der Schlitten 48 soweit wie möglich von
dem Kühlofen
L zurückgezogen
wird, der Schlitten 76 in der in 2 dargestellten Konfiguration so weit
links wie möglich positioniert
wird und sich der Schlitten 94 in seiner untersten Stellung
befindet. Frisch geformte Glasbehälter C werden in einer linearen
Anordnung zwischen der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 und dem
Kühlofen
L auf einem Endlos-Querförderband XC
und mit Hilfe desselben angeboten. Eine Reihe von Behältern C
auf dem Querförderband
XC wird dann durch Vorschieben des Schlittens 48 auf den Kühlofen L
zu, wie zuvor beschrieben wurde, von dem Querförderband XC aus vorgeschoben.
Während
des Vorschiebens der Behälter
C zu dem Kühlofen
L hin ist es notwendig, den Schlitten 76 nach rechts zu
verschieben, wie zuvor beschrieben wurde, um zu verhindern, dass
einlaufende Behälter
C auf dem Querförderband
XC mit der Schubstange 120 kollidieren. Nach Beendigung
des Vorschubs einer Reihe von Behältern C in den Kühlofen L
hinein wird die Schubstange 120 über die Oberseiten der auf dem
Querförderband
XC einlaufenden Behälter
C hinaus angehoben, indem der Schlitten 94 wie zuvor beschrieben
angehoben wird, und mit Zyklen, die zumindest teilweise das Anheben
des Schlittens 94 überlappen,
wird der Schlitten 48 von dem Kühlofen L weg in seine Anfangsstellung
zurückgezogen
und der Schlitten 76 wird nach links in seine Anfangsstellung
zurückgezogen,
und nachdem die Schubstange 120 über die Oberseiten der einlaufenden
Behälter
C auf dem Querförderband
XC hinweg zurückgezogen worden
ist, wird der Schlitten 94 in seine Anfangsstellung abgesenkt.
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Die Schubstange 120 ist
mit einer sich seitlich erstreckenden Stützstange 146 (6) verbunden, und die Stützstange 146 ist
mit Erweiterungen 130, 132 der sich nach unten
erstreckenden Träger 126 bzw. 128 durch
gleichartige entfernbare Bolzen 134 bzw. 136 verbunden.
Der Zweck der entfernbaren Verbindung der Schubstange 120 mit
der Stützstange 146 besteht
darin, eine schnelle Auswechslung einer Schubstange 120,
beispielsweise auf Grund einer Änderung
des Durchmessers der durch die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 bearbeiteten
Behälter
C, zu gestatten. Im Hinblick darauf ist an der Schubstange 120 vorzugsweise
eine Behälteranlagefläche mit
einer Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten Behältereingriffsaussparungen vorgesehen,
die vorzugsweise durch eine Mehrzahl von im gleichen Abstand zueinander
angeordneten, dreieckig geformten Vorsätzen gebildet sind; welche an
der Vorderseite der Schubstange 120 befestigt sind, wobei
die Aussparungen in einer Weise bemessen und beabstandet sind, die
für die
Bearbeitung von Behältern
C eines gegebenen Durchmessers vorgesehen ist. Somit ist es bei
einer Änderung
des Durchmessers der durch die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 bearbeiteten
Behälter
C wichtig, die Schubstange 120 schnell durch eine solche austauschen
zu können,
deren Behälteranlagefläche mit
Aussparungen versehen ist, die anders bemessen und beabstandet sind,
und die Verbindung der Schubstange 120 mit der Stützstange 146,
wie sie beschrieben worden ist, ermöglicht einen solchen schnellen
Austausch der Schubstange 120.
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Die Erweiterungen 130, 132 sind,
um Achsen 138 bzw. 140 herum schwenkbar, mit den
sich nach unten erstreckenden Trägern 126 bzw. 128 verbunden.
Mit Gewinde versehene Einstellmittel 142 bzw. 144 sind
vorgesehen, um eine Anpassung des Winkels der Schubstange 120 in
Bezug auf die Behälter C,
welche diese in Eingriff nimmt, zu ermöglichen, und zwar vorzugsweise
derart, dass die Schubstange 120 etwas früher an dem
Bodenteil des jeweiligen Behälters
C in Anlage kommt, als sie an einem höheren Teil dieses Behälters C
in Anlage kommt, um dem Behälter
C eine leichte Neigung von seiner Bewegungsrichtung in den Kühlofen L
weg zu verleihen, wie in 7 gezeigt
ist.
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Die sich nach unten erstreckenden
Träger 126, 128 sind,
um Achsen 148 bzw. 150 herum schwenkbar, an den
sich längs
erstreckenden Trägern 122 bzw. 124 befestigt.
Beim normalen Betrieb der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 widerstehen
die Scherbolzen 152 bzw. 154 einem Schwenken der
Träger 126, 128 in
Bezug auf die Träger 122, 124 um
die Achsen 148 bzw. 150 herum, so dass eine solche Schwenkbewegung
nicht auftreten wird. Im Falle einer Blockade der Verschiebung der
Behälter C
in den Kühlofen
L hinein werden die Scherbolzen 152, 154 jedoch
auf Grund der erhöhten
Last auf die Schubstange 120 versagen und die sich nach
unten erstreckenden Träger 126, 128 werden
sich daraufhin in einem begrenzten Bogen in Bezug auf die Träger 122 bzw. 124 drehen,
so dass dadurch die Schubstange 120 aus der Anlage an den
Behältern
C zurückgezogen
wird. Um eine Anpassung des eingeschlossenen Winkels, der normalerweise
zwischen den sich nach unten erstreckenden Trägern 126, 128 in
Bezug auf die sich längs
erstreckenden Träger 122 bzw. 124.
vorhanden ist, zu gestatten, sind einstellbare Anschläge 156, 158 vorgesehen,
die von den Trägern 122 bzw. 124 gehalten
werden; um die richtige Positionierung der Schubstange 120 in
Bezug auf die von dieser in Eingriff zu nehmenden Behälter C zu unterstützen.
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Um eine Anpassung der Stellung der
Stützstange 146 und
der Schubstange 120 in Bezug auf die sich nach unten erstreckenden
Träger 126, 128 und
dadurch in Bezug auf die Behälter
C, die von der Schubstange 120 in Eingriff zu nehmen sind,
zu gestatten, sind die Erweiterungen 130, 132 mit
den Trägern 126, 128 durch
Plattenanordnungen 160 bzw. 162 verbunden. Die
Plattenanordnung 160 für
den sich nach unten erstreckenden Träger 126 ist in 8 dargestellt und umfasst
eine erste Platte 164, die an dem Träger 126 befestigt
ist, sowie eine zweite Platte 166, die schwenkbar an der
ersten Platte 164 befestigt ist. Die Ausrichtung der zweiten
Platte 166 in Bezug auf die erste Platte 164 wird
durch ein Gewindebefestigungsmittel 168 reguliert, das
sich durch einen Vorsprung 170 in der ersten Platte 164 hindurch
erstreckt, um verschraubbar in der zweiten Platte 166 aufgenommen
zu werden. Zwei konische Unterlegscheiben 172, 174 sind
zwischen einem Kopfteil 176 des Befestigungsmittels 168 und
der Oberseite des Vorsprungs 170 angeordnet. Durch Änderung
der umfänglichen
Ausrichtung der Unterlegscheiben 172, 174 in Bezug
aufeinander kann der Winkel des Gewindebefestigungsmittels 168 in
Bezug auf den sich nach unten erstreckenden Träger 126 verändert werden,
um dadurch die Winkelstellung der Stützstange 146 und der
Schubstange 120 in Bezug auf die Behälter C zu verändern. Die
Plattenanordnung 162 ist nicht speziell im Einzelnen in den
Zeichnungen dargestellt, ihre Gestaltung ist jedoch die gleiche
wie jene der Plattenanordnung 160.
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Um das lineare Stellglied 96 von
der Wärmestrahlung
aus dem Kühlofen
L und von den durch die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 bearbeiteten Behältern C
abzuschirmen, ist ein Strahlungsablenkblech 178 an dem
Schlitten 94 befestigt, vorzugsweise an dem sich vertikal
erstreckenden Teil des Schlittens, und zwar vorzugsweise an den
Elementen 86, 88 desselben. Ferner ist, um viele
andere Teile der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 vor
Wärmestrahlung
aus dem Kühlofen
L und von den Behältern C
zu schützen,
ein feststehendes Ablenkblech 180 zwischen dem Querförderband
XC und den Teilen der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 unterhalb und
hinter den sich längs
erstreckenden Trägern 122, 124 des
Schlittens 94 angeordnet.
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Die horizontal wirkenden Servomotoren 52, 80 sind
in der Lage, während
der schnellen Beschleunigung der Schlitten 48 bzw. 76 hohe
Drehmomente zu liefern, und sind in der Lage, während der schnellen Abbremsung
dieser Schlitten ziemlich schnell zu bremsen. Die sich durch eine
solch schnelle Beschleunigung und Abbremsung ergebenden Belastungen
sind recht deutlich und würden
tendenziell dazu führen,
dass die Beine des Rahmens 22 von ihren gewünschten
Positionen in Bezug auf den Kühlofen
L weg schwingen, wenn diese nicht durch die Installation des Rahmens 22 richtig
kompensiert werden. Um eine solche richtige Kompensation zu bewirken,
sind die Beine 24, 26, 28, 30 des
Rahmens 22 auf Gewindeelementen 182, 184, 186 bzw. 188 montiert.
Die Elemente 182, 184, 186, 188 sind
ihrerseits sicher in dem Boden F einer Produktionshalle für Glasbehälter, in
welcher, die Kühlofen-Beschickungsvorrichtung 20 installiert
ist, verankert. Ein solches Installationsverfahren ermöglicht außerdem, exakte
Einstellungen der Höhe
der jeweiligen Beine 24, 26, 28, 30 des
Rahmens 22 in Bezug auf den Boden F vorzunehmen und dient
außerdem
dazu, die jeweiligen Servomotoren der Kühlofen-Beschickungsvorrichtung,
nämlich
die Motoren 52, 80 und 98, von den Auswirkungen
irgendwelcher in dem Boden F auf Grund irgendeiner Quelle auftretenden Schwingungen
zu isolieren. Die Verankerung des Beines 26 in dem Boden
F mit Hilfe seines Gewindeelementes 184 ist speziell in 15 dargestellt, wobei an
dem Bein 26 ein horizontaler Flansch 214 vorgesehen
ist, durch welchen hindurch sich das Gewindeelement 184 erstreckt.
Ein freies Ende des Gewindeelements 184 ist in einem Flansch 216 aufgenommen,
der an dem Boden F angeschraubt ist, wobei ein geteilter Ring 218 vorgesehen
ist, um eine Anpassung der Stellung des Gewindeelements 184 in
Bezug auf den Flansch 216 zu ermöglichen. Die vertikale Stellung
des Beines 26 in Bezug auf den Flansch 216 wird
einstellbar durch eine Mutter 220 reguliert, die schraubbar
das Gewindebefestigungsmittel 184 aufnimmt und an dem Flansch 214 anliegt.
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Auf Wunsch kann das umschlossene
lineare Stellglied 96 für
den Schlitten 94 durch ein umschlossenes lineares Stellglied
eines Typs 190 mit Zahnstange und Ritzel, wie in den 13 und 14 dargestellt ist, ersetzt werden. Das
lineare Stellglied 190 weist ein Gehäuse 192 auf., wobei
in dem Gehäuse 192 eine
Zahnstange 194 angeordnet ist. An einem Ende der Zahnstange 194 ist
das innere Ende einer Verlängerung 196 befestigt,
und das äußere Ende der
Verlängerung 196 erstreckt
sich über
das Gehäuse 192 hinaus
und ist an dem Schlitten 94 befestigt. Die Zähne der
Zahnstange 194 greifen in die Zähne eines gezahnten Ritzels 198 ein,
und das Kitzel 198 wird auf Grund seiner koaxialen Verbindung
mit einem Wechselstrom-Servomotor 200 mit umkehrbarer Antriebsrichtung
in eine umkehrbare Drehung versetzt. An dem Gehäuse 192 ist eine Abdichtung 202 vorgesehen,
um eine abgedichtete Bewegung der Verlängerung 196 in Bezug
auf das Gehäuse 192 zu
ermöglichen.
Der ordentliche Eingriff der Zahnstange 194 und des Ritzels 198 ineinander
wird durch eine Rolle 204 ermöglicht, welche an der Rückseite
der Zahnstange 194 in radialer Ausrichtung zu der Rotationsachse
des Ritzels 198 anliegt, wobei die Rolle 204 drehbar
an einem Ende eines Hebelarms 206 befestigt ist. Die Last
der Rolle 204 auf die Zahnstange 196 kann mit
Hilfe eines Einstellmechanismus 208 angepasst werden, der
an einer von der Lage der Rolle 204 entfernten Stelle auf
den Hebelarm 206 wirkt. An dem Gehäuse 192 des linearen
Stellglieds 190 sind Einlass- bzw. Auslassanschlüsse 210, 212 vorgesehen,
damit das Schmieröl
kontinuierlich durch das Gehäuse 192 zirkulieren
kann, vorzugsweise nachdem dieses Schmieröl gefiltert und gekühlt worden
ist, und zwar dadurch, dass es zumindest durch Leitungen umgewälzt wird,
die von den thermischen Auswirkungen des Vergütungskühlofens entfernt angeordnet
sind.
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16 stellt
eine Stützstange 246 dar,
die eine Alternative zu der Stützstange 146 der
Ausführungsform
der 1–15 darstellt. Die Stützstange 246 wird
verwendet, um eine Schubstange 220 zu halten, welche die
der Schubstange 120 aus der Ausführungsform der 1–15 zugewiesenen Funktionen
erfüllt.
Bei einer typischen Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
für einen
Vergütungskühlofen,
der verwendet wird, um frisch geformte Glasbehälter auszukühlen, ist die Stützstange 246,
die in ihrer seitlichen Ausdehnung inhärent recht breit sein muss, auf
Grund ihrer Nähe
zu dem offenen Eingang des relativ heißen Vergütungskühlofens und/oder zu frisch
geformten Behältern,
die immer noch einen wesentlichen Anteil latenter Wärme aus
ihrer Formung aufweisen, erhöhten
Temperaturen ausgesetzt. Beispielsweise weisen die Glasbehälter, die
auf ihrem Weg zu einem Vergütungskühlofen an
einer Kühlofen-Beschickungsvorrichtung
durchlaufen, typischerweise Temperaturen von mindestens 523 °C (1.000°F) auf. In
einer solchen Umgebung kann die Stützstange 246, wenn
sie während
des Betriebs nicht fortlaufend gekühlt wird, leicht eine Temperatur von
etwa 190 °C
(400°F)
und in einigen Fällen
Temperaturen von bis zu etwa 523°C
(1.000°F)
erreichen. Eine ungekühlte
Stützstange
für einen
Vergütungskühlofen für Glasbehälter unterliegt
dann im Betrieb in wesentlichem Grade einer dimensionellen Verwindung,
und zwar teilweise auf Grund des Temperaturniveaus, das sie erreichen
kann, und teilweise auf Grund ihrer beträchtlichen seitlichen Ausdehnung.
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Um im Betrieb eine dimensionelle
Verwindung zu vermeiden, wird die Stützstange 246 fortlaufend
gekühlt, indem
bewirkt wird, dass Druckluft oder ein anderes fluides Kühlmittel
durch diese strömt, und
zwar von einer Einlassleitung 248 aus, die über einen
Elektromagneten 250 eine Zufuhr sauberer, trockener Luft
mit einem Druck, der durch einen Druckmesser 252 reguliert
wird, erhält.
Die Kühlluft von
der Einlassleitung 248 strömt in die Stützstange 246,
welche einen ringförmigen
Querschnitt aufweist, und strömt
aus der Stützstange 246 durch
eine Mehrzahl von Öffnungen 254 in
einer sich allgemein vertikal erstreckenden Frontfläche 246a der
Stutzstange 246 nach außen. Die Kühlwirkung der durch die Stützstange 246 strömenden Kühlluft erhöht sich
adiabatisch mit abfallendem Druck, und zwar auf Grund des Boyle'schen Gesetzes, nach
welchem das Verhältnis
des Produkts aus Einlassdruck und Einlassvolumen zu der Einlasstemperatur
das gleiche wie das Verhältnis
des Produkts aus Auslassdruck und Auslassvolumen zu der Auslasstemperatur
ist.
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Die Kühlung der Stützstange 246 wird
weiter dadurch verstärkt,
dass diese von einer oder mehreren Strahlungsabschirmungen umgeben
ist, die als zwei Strahlungsabschirmungen 256, 258 gezeigt sind.
Die innerste Strahlungsabschirmung 256 ist von der Außenseite
der Stützstange 246 vorzugsweise
in einem Abstand von etwa 1/8 Zoll angeordnet, um eine konduktive
Wärmeüberleitung
zwischen diesen zu verhindern. Gleicherweise ist die äußerte Strahlungsabschirmung 258 von
der innersten Strahlungsabschirmung 256 wiederum vorzugsweise
in einem Abstand von etwa 1/8 Zoll angeordnet, um eine konduktive
Wärmeüberleitung
zwischen diesen zu verhindern.
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Die durch die Öffnungen 254 in der
Stützstange 246 tretende
Kühlluft
tritt in den Zwischenraum zwischen der Stützstange 246 und der
Strahlungsabschirmung 256 ein und durch Öffnungen 256a in
der Strahlungsabschirmung 256 tritt ein Teil dieser Kühlluft in
den Zwischenraum zwischen der Strahlungsabschirmung 256 und
der Strahlungsabschirmung 258 ein. Diese Kühlluftströme strömen dann
parallel um die Stützstange 246 herum
zu Abführöffnungen 260 bzw. 262,
an welchen die verbrauchte Kühlluft,
die vorzugsweise eine Temperatur von nicht mehr als 130°C (250°F) aufweist,
an die Atmosphäre
abgegeben wird. Vorzugsweise sind die Abführöffnungen 260, 262 wie
gezeigt von den einlaufenden frisch geformten Glasbehältern weg
gerichtet, um zu vermeiden, dass diese Behälter einem ungewollten Kühleffekt
ausgesetzt werden.
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Obgleich vorliegend die von den Erfindern zur
Ausführung
der vorliegenden Erfindung zum Einreichungsdatum als beste angesehene
Art aufgezeigt und beschrieben worden ist, wird für Fachleute auf
dem Gebiet offensichtlich sein, dass geeignete Modifikationen, Änderungen
und dergleichen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen, wobei dieser Schutzumfang lediglich durch
die Definitionen der folgenden Ansprüche beschränkt ist.