HU224472B1

HU224472B1 - Gyártósablon üvegáruhoz, valamint eljárás ilyen gyártósablon hűtésére

Info

Publication number: HU224472B1
Application number: HU0003379A
Authority: HU
Inventors: David L. Lewis; David L. Hambley
Original assignee: Owens-Brockway Glass Container Inc.
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2005-09-28
Also published as: AU2004201564B2; ZA200004365B; EE200300034A; ES2359843T3; CO5280146A1; DK1666425T3; EP1084994A2; JP3929688B2; ATE369319T1; CZ20003410A3; HU0003379D0; PL199761B1; ES2288822T3; ATE497936T1; CN1288868A; SI1666425T1; CA2543222C; DE60045627D1; BR0004325A; MXPA00008593A

Abstract

A találmány gyártósablon üvegáruk alakítására, amelynek középsőformázófelülettel (32) rendelkező formázóteste (30) és kerületrészevan, ez hűtőjáratokkal (34a–34o) van ellátva. Legalább egy olyannyílása (36) van, amely a formázótestbe (30) nyúlik és a hűtőjárattalpárhuzamos. Lényege, hogy minden hűtőjáratnak (34a–34o) a formázótest(30; 91) hosszirányú végénél (30a vagy 30b) a hűtőközeg számára közösbeömlőnyílása (50) és közös kiömlőnyílása (52) van. Továbbá a nyílások(36a–36q) a formázótestnek (30; 91) legalább az egyik végéből (30avagy 30b) kiinduló, valamint sugárirányban a hűtőjáratok (34a–34o)legalább egyike és a formázófelület (32) közötti, a hűtőjáratokban(34a–34o) lévő hűtőfolyadék és a formázófelület (32) közötti hőátadástkésleltető elrendezésűek. A találmány szerinti eljárás üvegáru-alakítógép gyártósablonjának hűtésére való. Lényege, hogy hővezetőformázótestet (30) készítenek, amelyet formázófelülettel (32) látnakel. Ebben hűtőjáratokat (34a–34o) készítenek, és bennük hűtőfolyadékotkeringtetnek, valamint legalább egy olyan nyílással (36) látják el,amely legalább részben benyúlik a formázótestbe (30) és sugáriránybana hűtőjáratok (34a–34o) és a formázófelület (32) között helyezkedikel.

Description

A jelen találmány tárgya gyártósablon üvegáruhoz, valamint eljárás ilyen gyártósablon hűtésére. A találmány főleg egyedi süllyesztékes, vagy fúvásos üvegtermékgyártó berendezéseknél alkalmazható.

Az üvegpalackok gyártására jelenleg az úgynevezett egyedi formázó gyártógépek szolgálnak. Ezekben a gépekben több különálló egyedi sablonegység található, melyeknek mindegyike több mechanizmussal rendelkezik egy vagy több adag olvasztott üvegnek üvegpalackká való alakítására, valamint a félkész palackrészeknek a gép egymást követő állomásaira történő átszállítására. Minden állomás egy vagy több formát, azaz gyártósablont tartalmaz, amelyben az üvegcseppet kezdetben fúvással vagy préseléssel alakítják. Továbbá minden állomás egy vagy több fordítókarral van ellátva a nyers üvegdaraboknak a fúvószerszámokhoz történő átszállítására, amelyben a palackokat végső formájukra fújják. Olyan fogókkal is fel vannak szerelve az állomások, amelyek a kialakított palackok tálcára történő átrakására valók. Továbbá az állomásoknak átadómechanizmusuk is van a gyártott palackoknak az állótálcáról szállítószalagra történő átrakására.

Az US—4 362 544 számú szabadalmi leírás ismerteti mind a fúvásos, mind a préseléses-fúvásos üvegáru-formázás folyamatát, és olyan elektropneumatikus egyedi gyártógépet mutat be, amely mindkét technológiára alkalmas.

Korábban az üvegáru-formázó gép formáinak és fúvószerszámainak hűtése általában levegővel történt oly módon, hogy a formázó alkatrészekre légáramot irányítottak. Az ilyen technológiák azonban növelik a környezet hőmérsékletét és zajszintjét. Továbbá a termelés hatékonysága korlátozódik azáltal, hogy a hűtő levegőáram csupán adott mennyiségű hőt képes elvonni az öntőforma alkatrészeitől, valamint a folyamat stabilitását és a palackok minőségét befolyásolja, hogy nehéz a levegő hőmérsékletét és áramlási sebességét szabályozni.

Az US-3 887 350 számú és az US-4 142 884 számú szabadalmi leírások például folyadékot, főleg vizet javasolnak a hőelvonás javítására, mégpedig az öntőformák szakaszainak járataiban való áramoltatással. A folyadékhűtéses hőelvonás azonban néha túl gyors és szabályozatlan, legalábbis az öntőforma egyes részeiben. Számos módszert javasoltak a folyadékhűtéses hőelvonás szabályozására, ám egyik sem bizonyult kielégítőnek.

A minőségi üvegáru gyártására alkalmas öntőformák anyagának a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie: kis kopás, hőingadozásoknak való ellenállás, jó mechanikai tulajdonságok, könnyű üvegeltávolíthatóság, könnyű megmunkálhatóság, javíthatóság és gazdaságos előállítás. Az üvegáruk gyártására szolgáló öntőformák anyagaként többnyire öntöttvasat javasolnak, amely mikrostruktúrás gömbgrafitot tartalmaz, ebben ugyanis (például a szürke öntöttvashoz képest) alacsonyabb hővezetés kívánatos, például kisméretű palackok, így kozmetikai szereket vagy gyógyszereket tartalmazó üvegcsék gyártása esetén, amelyeknél az öntőberendezésből kis mennyiségű hő elvonására van szükség. Az öntöttvasat azonban kedvezőtlen hővezetési, törési és hőingadozásokkal szembeni ellenállási tulajdonságai miatt nem alkalmazzák nagyobb méretű üvegáru gyártásakor.

Továbbá hő- és korrózióálló öntöttvasat is használnak üvegáruk gyártásához. A hő- és korrózióálló öntöttvas magas nikkeltartalma miatt javulnak annak üvegeltávolítási tulajdonságai ugyan, de a gyakorlati tapasztalatok szerint nem rendelkezik a megkívánt hővezetéssel és hőingadozásokkal szembeni ellenállással.

Következésképpen, a jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített megoldás létrehozása, amellyel az üvegáru gyártására szolgáló öntőforma, azaz a gyártósablon, valamint az öntőforma hűtési eljárása során az öntőforma formázófelületének hőmérséklet-szabályozási stabilitása növelhető. A jelen találmánnyal további célunk, hogy az öntőforma felületi hőmérséklete beállítható és dinamikusan szabályozható legyen az üvegáruk alakítási műveletei során. Célunk az is, hogy a hűtési eljárással egyenletesebb hőmérséklet és hőmérséklet-szabályozás legyen elérhető az öntőforma formázófelületein, így a hatékony üvegalakításhoz igazíthatok legyenek a gyártósablon hűtési rendszerének hőátadási tulajdonságai.

A jelen találmánnyal ismét további célunk, hogy a korróziót a járatokban csökkentsük, és ezzel növeljük a gyártósablon, illetve a hűtőrendszer üzemi élettartamát. Célunk olyan anyag kifejlesztése üvegáru gyártására szolgáló gyártósablonok készítéséhez, amely rendelkezik a fentebb felsorolt tulajdonságokkal.

A kitűzött feladatot olyan gyártósablonnal oldottuk meg a találmány szerint, amely üvegáru alakítására való. A gyártósablonnak legalább egy, hővezető szerkezetű formázóteste van, ennek hosszközépvonala, a megolvasztott üveget alakító formázófelülettel ellátott középrésze, valamint olyan kerületrésze van, amely a középrészéhez képest sugárirányban kifelé helyezkedik el. Továbbá hűtőfolyadékot befogadó és ezáltal a formázófelületről, illetve a formázótestből hőt elvonó hűtőjáratai vannak, ezek a formázótest hosszközépvonalával és egymással párhuzamosan, valamint a kerületrészben a kerület mentén egymástól távközzel vannak kialakítva. A formázótestben nyílások vannak kialakítva, amelyek egymással, a hosszközépvonallal és a hűtőjáratokkal párhuzamos helyzetűek. A találmány szerinti megoldás lényege, hogy minden hűtőjáratnak a formázótest hosszirányú végénél a hűtőközeg számára beömlő- és kiömlőnyílásai vannak. Továbbá a nyílások a formázótestnek legalább az egyik végéből kiinduló, valamint sugárirányban a hűtőjáratok legalább egyike és a formázófelület közötti, a hűtőjáratokban lévő hűtőfolyadék és a formázófelület közötti hőátadást késleltető elrendezésűek.

Előnyös az olyan kivitel, amelynél a hőátadás-késleltető nyílás a formázótestnek az egyik hosszirányú vége felől bemélyülő zsákfuratként van kialakítva.

Olyan kivitel is lehetséges, amelynél a formázófelületnek tartálytestformázó első szakasza és nyakformá2

HU 224 472 Β1 zó második szakasza van, továbbá a zsákfuratként kiképzett hőátadás-késleltető nyílás sugárirányban lényegében a formázófelületnek a tartálytestformázó első szakasza és a hűtőjárat között helyezkedik el.

Előnyösen a hőátadás-késleltető nyílások axiális irányban végigmenően vannak kialakítva a formázótestben, és annak hosszirányú végeibe torkollnak. Ezzel különösen könnyű gyárthatóságot érünk el.

Olyan kivitel is lehetséges, amelynél a legalább egy hőátadás-késleltető nyílást legalább részben kitöltő, e nyílásban a hőátadást sugárirányban megváltoztató egysége, előnyösen anyagtöltete és/vagy dugója van. Előnyösen az anyagtöltet és/vagy a dugója a hőátadás-késleltető nyílás középső szakaszát tölti ki, de a nyílás végrészei a formázótest végeinél nyitottak maradnak.

A hőátadás-késleltető nyílás belül lehet menetes kialakítású, továbbá a hőátadást megváltoztató egység külső menetes dugóként lehet kialakítva, amely a nyílással menetesen kapcsolódik. Ezzel a menetes dugó viszonylagos axiális helyzete egyszerűen állítható.

A járatok előnyösen a formázótestnek a végeibe torkollnak, továbbá a végeken egy-egy, a hűtőjáratokkal közlekedő, hűtőfolyadék-vezető járatokkal ellátott zárófedelei vannak. Előnyösen a zárófedelek a hűtőfolyadék számára beömlő- és kiömlőnyílással vannak ellátva. Adott esetben a zárófedelek egyike a járat keresztmetszetét szabályozó tűszeleppel van ellátva.

Célszerűen a gyártósablon osztott formaként van kialakítva, amely két formázótestből áll, ezekben a hűtőjáratok és a hőátadás-késleltető nyílások azonos kialakításúak és elrendezésűek.

Előnyösen a gyártósablon fúvatásos gyártósablonként van kialakítva. Adott esetben a gyártósablon süllyesztékes gyártósablonként alakítható ki.

Célszerű az olyan kivitel, amelynél a formázótest gömbgrafitos öntöttvasból van kialakítva. Előnyösen a gömbgrafitos öntöttvas ausztenites és nikkeltartalmú, továbbá a szilíciumtartalma nagyobb 3,0%-nál, és a molibdéntartalma nagyobb 0,5%-nál. Az öntöttvas szilíciumtartalma lehet célszerűen 4,2%±0,20%, a molibdéntartalma pedig 0,7%±0,10%.

A gyártósablon felszerelhető változtatható hőmérsékletű és/vagy áramlási sebességű és/vagy összetételű hűtőfolyadékot keringtető egységgel.

A találmány szerinti gyártósablon másik kivitelének legalább egy formázóteste van, amelynek olvadt üveget alakító formázófelülettel rendelkező középrésze, valamint olyan kerületrésze van, amely a középrészhez képest sugárirányban kifelé helyezkedik el. Lényege, hogy a formázótest nikkeltartalmú ausztenites öntöttvasból van kialakítva, amelynek szilíciumtartalma meghaladja a 3,0%-ot, a molibdéntartalma pedig meghaladja a 0,5%-ot. Előnyösen az öntöttvas szilíciumtartalma 4,20±0,20%, a molibdéntartalma pedig 0,70±0,10%.

Az ilyen gyártósablon is kialakítható fúvatásos gyártósablonként, vagy süllyesztékes gyártósablonként.

A találmány szerinti eljárás üvegáru-formázó gép gyártósablonjának hűtésére való, amelynél hővezető szerkezetű, formázófelülettel ellátott formázótestet készítünk, ezt ellátjuk legalább egy, a formázótesten végigmenő hűtőjárattal, valamint legalább egy olyan nyílással, amelyet legalább részben végigvezetünk a formázótesten, majd a járatban hűtőfolyadékot keringtetünk. Lényege, hogy a nyílást sugárirányban a hűtőjárat és a formázófelület között alakítjuk ki.

Előnyösen a formázófelületről a hűtőközegre történő hőátadást a nyílás átmérőjének és/vagy hosszának megválasztásával szabályozzuk.

Adott esetben a hőátadás-késleltető nyílások közül legalább egyet legalább részben megtöltünk, és a radiális irányú hőátadást a töltet axiális helyzetének megválasztásával szabályozzuk. Eljárhatunk úgy is, hogy a hőátadás-késleltető nyílást belső menettel látjuk el, és abba töltetként külső menetes dugót csavarozunk.

Célszerűen a hűtőfolyadék összetételét és/vagy hőmérsékletét és/vagy áramlási sebességét szabályozzuk. A hűtőfolyadék áramlását a hűtőjáratok keresztmetszetének állításával szabályozhatjuk.

A találmány szerinti gyártósablon vagy annak egyes részei tehát készíthetők hő- és korrózióálló ausztenites öntöttvasból. Az ilyen öntöttvas lehet hőés korrózióálló ausztenites (például „D” típusú az ASTM-A439-84 számú amerikai egyesült államokbeli szabvány szerint), azonban megnövelt szilícium- és molibdéntartalommal. Az öntöttvas szilíciumtartalmát kedvezőbb magasabbra választani, mint 3,0%, főleg 4,20%±0,20%-ra. A molibdéntartalma előnyösen magasabb, mint 0,5%, főleg 0,7%±0,10%. (Minden összetételre vonatkozó százalékos érték tömegszázalékban értendő.)

A fenti öntöttvas magasabb szilíciumtartalma miatt csökken az öntőforma anyagának hővezető képessége, a magasabb molibdéntartalom miatt pedig javul a hőingadozásokkal szembeni ellenállása. A hő- és korrózióálló anyagokra jellemző magas nikkeltartalom miatt javul az üvegterméknek a sablonból való eltávolíthatósága.

A találmány szerinti, hő- és korrózióálló ausztenites öntöttvasból készült öntőforma javított kopási és mechanikai tulajdonságokkal is rendelkezik, könnyen megmunkálható és javítható, továbbá kellően gazdaságosan előállítható. A hő- és korrózióálló ausztenites öntöttvas 760 °C (kb. 1400 °F) alatti hőmérsékleteken stabilabb mikrostruktúrával rendelkezik, mint például a szürkevas.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás néhány példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti folyadékhűtéses osztott gyártósablon első példaként! kiviteli alakjának vázlatos perspektivikus képe;

a 2. ábra az 1. ábra részletének perspektivikus szétbontott képe;

a 3. ábra az 1. ábrán látható osztott gyártósablon részletének metszete;

a 4. ábra az 1-3. ábrán látható gyártósablon felső zárófedelének felülnézete;

az 5. ábra a 4. ábrán látható felső zárófedél alulnézete;

HU 224 472 Β1 a 6. ábra az 1-3. ábrán látható gyártósablon alsó zárófedelének felülnézeti rajza;

a 7. ábra a 6. ábrán látható alsó zárófedél alulnézete;

a 8-12. ábrákon a 3. ábrához hasonlóan a találmány szerinti gyártósablon módosított kiviteli alakját vázlatosan szemléltettük;

a 13-15. ábrák a 3. ábrához hasonló ábrákat mutatnak a találmány további kiviteli alakjairól;

a 16. ábra a 3. ábrához hasonló vázlatos képben mutatja a találmány szerinti gyártósablon ismét további kiviteli változatát;

a 17. ábra a 2. ás 3. ábrán látható kiviteli alak szerinti formázótest felülnézete;

a 18-20. ábrák a módosított kiviteli alakokat szemléltetik, a 17. ábrához hasonló felülnézeti képekben;

a21.ábraa találmány előnyös kiviteli alakjának megfelelő, folyadékhűtéses szabályozórendszer elvi kapcsolási vázlata.

Az 1. ábra kettős osztott 20 gyártósablont mutat, amelynek első 22 és 24 öntőformarészei, valamint második 26 és 28 öntőformarészei vannak. Az ábrázolt 22-28 öntőformarészek az önmagában ismert formázógép fúvószerszámaira csatlakoztathatók (külön nem ábrázoltuk). Itt jegyezzük meg, hogy a találmány szerinti 20 gyártósablon hűtésére a 16. ábra kapcsán alább térünk ki. A találmány szerinti 20 gyártósablon hasonlóan alkalmazható más típusú egyedi formázógépekhez vagy rotációs gépekhez, például egyes, hármas vagy négyes formázású gépekhez is.

A 22-28 öntőformarészek formázótestet és egymással szemben fekvő zárófedeleket tartalmaz. A 22 öntőformarész részletes ismertetése a 2-7. és 17. ábra kapcsán történik, de megjegyezzük, hogy a 26 öntőformarész megegyezik a 22 öntőformarésszel, a 24 és a 28 öntőformarész pedig a 22 öntőformarész tükörképe.

A 22 öntőformarész 30 formázótesttel rendelkezik, melynek középrészében 32 formázófelület található, amely a szemben fekvő 24 öntőformarész megfelelő formázófelületével együtt képezi azt a teljes formázási felületet, amelyen az olvasztott üveg alakítása történik préselési vagy fúvási művelet során. Az olvasztott üveg ilyenkor érintkezésbe kerül a 32 formázófelülettel, és hőenergiát ad át a 30 formázótestnek a 32 formázófelületen keresztül, és ezt a hőenergiát el kell vonni.

A 30 formázótest kerületrészekkel is rendelkezik, amelyek a 32 formázófelületet magában foglaló középrésztől radiálisán kifelé helyezkednek el. (Az 1. ábrán a 22 és 24 öntőformarészek összezárt állapotbeli hosszközépvonalát K hivatkozási jellel jelöltük.)

A 30 formázótest kerületrészén, a kerület mentén egymással párhuzamos elrendezésben több hűtőjárat halad át axiális irányban. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál nyolc ilyen 34a-34h hűtőjárat található, amelyek egymástól bizonyos szögtávolságban helyezkednek el. A 34a-34h hűtőjáratok közötti szögtávolság lehet azonos, de lehet eltérő is, ha a 30 formázótest nem szimmetrikus kialakítású.

A 2. és a 17. ábrán látható 34a-34h hűtőjáratok mindegyike a jelen esetben hengeres furatként van kialakítva, átmérőjük egyforma a teljes hosszukban, és a formázótest felső 30a végének felületétől a formázótest alsó 30b végének felületéig teljes mértékben, végig nyitottak.

A 30 formázótest kerületi részében a 34a-34h hűtőjáratokhoz képest radiálisán befelé csatornaszerű hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások vannak kialakítva. Az 1-3. ábrákon látható kiviteli alakban a hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások axiálisan keresztülhaladnak a 30 formázótest teljes hosszán az első 30a vég felületétől a másik 30b vég felületéig, és a 34a-34h hűtőjáratokhoz képest radiálisán befelé helyezkednek el.

A 30 formázótest előnyösen hő- és korrózióálló ausztenites öntöttvasból készül a jelen találmány szerint. A hő- és korrózióálló öntöttvasnak magas, általában 18%-ot meghaladó, főleg 21% a nikkeltartalma. Előnyös összetétel lehet például az amerikai egyesült államokbeli ASTM-A439-84 számú szabvány szerinti D2-C típusú hő- és korrózióálló öntöttvas-összetétel, ám megnövelt szilícium- és molibdéntartalommal.

Az alábbi táblázat mutatja az ilyen anyag példaként! kémiai összetételét (tömeg%-ban):

Táblázat

	(%)	Tűrés
Szén	2,86	±0,20
Szilícium	4,20	±0,20
Mangán	2,10	±0,30
Magnézium	0,050	±0,010
Nikkel	22,50	±1,50
Kén	0,010	±0,006
Króm	0,00	±0,50
Foszfor	0,00	±0,08
Molibdén	0,70	±0,10
Vas	maradék

Ennek az anyagnak kicsi a hővezető képessége, korrózióálló, jól megmunkálható, gazdaságosan előállítható, és könnyen eltávolítható a belőle készült alkatrészből az üvegtermék. A magasabb szilíciumtartalom miatt kissé csökkentett a hővezető képessége ugyan, viszont a magasabb molibdéntartalom miatt javult a hőingadozásokkal szembeni ellenállás.

A hosszirányban szemben fekvő 30a a 30b végek sík felületei egymással párhuzamosak és a 30 formázótesten csatlakozófelületeket képeznek. A felső a 30a véghez 40 tömítésen keresztül felső 38 zárófedél kapcsolódik. A 38 zárófedél 42 csavarokkal és rugós 43 alátétekkel van rögzítve a 30 formázótesthez (2. ábra). Az alsó 30b véghez alsó 44 zárófedél 46 tömítésen keresztül 48 csavarokkal és rugós 49 alátétekkel van rögzítve. (A csavarbefogadó furatok nem láthatók a 2. ábrán, hogy jobban meg lehessen figyelni a

HU 224 472 Β1

34a-34h hűtőjáratok és a hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások viszonylagos helyzetét.)

A felső 38 zárófedél (2-5. ábra) íves kialakítású, és a hűtőfolyadék számára radiális beömlő- 50 nyílással és radiális kiömlő- 52 nyílással rendelkezik. A beömlő50 nyílás a 38 zárófedél alsó oldalán lévő háromszög alakú üregként kialakított 54 járatba torkollik. A 38 zárófedél alsó oldalán (5. ábra) íves 56 és 58 járatokból álló első járatpár található. Továbbá a 38 zárófedél alsó oldalán 60 és 62 járatokból álló második járatpár van kialakítva, amely a kiömlő- 52 nyílással van összeköttetésben. Az 54, 56, 58, 60 és 62 járatok lefedik a 34a-34h hűtőjáratok szögtávolságban elhelyezkedő végeit a 30 formázótesttel összeépített állapotban, amint az a 4. ábrán vázlatosan látható.

Az alsó 44 zárófedél (2-3. és 6-7. ábra) hasonlóképpen íves profilú, felső oldala a 30 formázótestnek az alsó 30b végéhez kapcsolódik a 46 tömítésen keresztül. Négy íves 64, 66, 68 és 69 járat van kialakítva az alsó 44 zárófedél felső oldalán, ezek összeszerelt állapotban a 34a-34h hűtőjáratoknak a szögtávolságban elhelyezkedő alsó végeivel kapcsolódnak, amint az a 7. ábrán látható.

A 4. és 7. ábrákon megfigyelhető, hogy a 38 és 44 zárófedelekben lévő 54, 56, 58, 60 és 62, illetve 64, 66, 68 és 69 járatok szélesebbek, mint a 30 formázótestben lévő 34a-34h hűtőjáratok. Ezzel kiküszöbölhető a mérettűrés-változásból adódó probléma, vagy a különböző hőtágulások miatt bekövetkező kismértékű csatlakoztatási excentricitás.

A használat során a felső 38 zárófedél beömlő50 nyílása nyomás alatti hűtőfolyadék-forráshoz, a kiömlő- 52 nyílás pedig hűtőfolyadék-visszatérítő egységre csatlakozik. így a hűtőfolyadék a beömlő- 50 nyílástól és az 54 járatból lefelé áramlik a 34d és 34e hűtőjáratokon keresztül az alsó 44 zárófedélhez, ezután a 44 zárófedéltől felfelé halad a 34c és 34f hűtőjáratokon keresztül, majd a 38 zárófedéltől újból lefelé halad a 34b és 34g hűtőjáratokon keresztül, ezután az alsó 44 zárófedéltől felfelé áramlik a 34a és 34h hűtőjáratokon, és végül a felső 38 zárófedélnek a 60 és 62 járatán keresztül jut a kiömlő- 52 nyíláshoz. A hűtőfolyadék így összesen négyszer halad keresztül a 30 formázótesten, és ezután tér vissza a gyűjtőtérbe. Az áthaladások száma változtatható a találmány szerint, ha például hagyományos számítógépes modellezési technikával meghatározzuk az öntőforma/hűtőfolyadék között a megkívánt hőmérséklet-gradienst.

A találmány szerinti hőátadás-késleltető 36a-36h nyílásoknak az a rendeltetésük, hogy késleltessék a hűtőfolyadék révén a 32 formázófelületről a 34a-34h hűtőjáratokra történő hőátadást, így szabályozzuk ugyanis az üvegtermék és a hűtőfolyadék közötti hőátadás sebességét.

A találmánynak a 3. és a 11. ábrán látható kiviteli alakjánál a hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások a 30 formázótesten teljesen végighaladnak, az átmérőjük azonos és a szögtávolságuk lényegében azonos. A hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások felső és alsó végét a 40, illetve 46 tömítés zárja el (3. ábra). így a hőátadáskésleltető 36a-36h nyílások zárt „légzsákokat képeznek, melyek alacsonyabb hőátadási jellemzőkkel rendelkeznek, mint az öntőforma fémanyaga, így részben késleltetik a 34a-34h hűtőjáratokra történő hőátadást azzal, hogy megszakítják a hőátadás útját. A hőátadás-késleltető 36a-36h nyílások száma és elhelyezkedése a megkívánt hőátadási jellemzőknek megfelelően választandó meg.

A18. ábra például olyan változatot mutat, amelyen a hőátadás-késleltető 36b és 36g nyílásokat több kisebb nyílás helyettesíti, amelyek a 34b, illetve a 34g hűtőjáratok és a 32 formázófelület között helyezkednek el.

A 19. ábra kiegészítő hőátadás-késleltető 36i-36c nyílások alkalmazását mutatja, amelyek a 34a-34h hűtőjáratok és a 32 formázófelület között helyezkednek el, hogy még inkább akadályozzák a formázófelületről a járatokra történő hőátadást. A 36a-36o nyílásoknak a pontos elhelyezése, mérete és száma a konkrét alkalmazástól függően változtatható a találmány értelmében, a megkívánt hőátadási jellemzők függvényében.

A hőátadás-késleltető 36a-36o nyílások az ábrázolt első kiviteli alaknál a teljes hosszban egyforma átmérőjűek, ez megkönnyíti az előállítást. A találmánynak a 8-12. ábrán bemutatott másik kiviteli alakjánál viszont a 36a-36h nyílások eltérő hőátadási jellemzőkkel rendelkezhetnek a 20 gyártósablonon keresztül haladó axiális hosszuk mentén, ami a hőátadás további szabályozását segíti elő.

Például a 8. ábra a 3. ábrán látható kiviteli alak olyan változatát szemlélteti, amelynél a hőátadás-késleltető 36d nyílás 70 anyagtöltettel van részben ellátva, amelynek hőátadási jellemzői eltérnek a levegőétől. A 70 anyagtöltet tartalmazhat például homokot, ami hatékony töltőanyagot, azaz „dugó”-t képez a 36d nyílásban. A 70 anyagtöltetből álló „dugó” az ábrázolás szerint körülbelül középen helyezkedik el a palackalakító 32 formázófelület 30 formázótestszakaszának hossza mentén, így több hőt vezet a 34d járatba a 32 formázófelület középső részéből, mint annak az alsó és felső részéből. A megfelelő 70 anyagtöltet akár a többi 36a-36c és 36e-36h nyílás mindegyikébe, vagy adott esetben e nyílások közül csak néhányba helyezhető (17. ábra).

A 9. ábrán olyan kiviteli változat látható, amelynél a 36d nyílásban első 72 anyagtöltet található a 32 formázófelület középső körzetében, valamint második 74 anyagtöltettel van ellátva a 32 formázófelület alsó részének körzetében. így a 9. ábra szerinti elrendezésnél a hőátadás sebessége előre megválaszthatóan más és más a 32 formázófelület alsó, középső és felső részénél.

A 10. és 20. ábra olyan további kivitelt mutat, amelynél a hőátadás-késleltető 36a-36h nyílás a 30 formázótest axiális hosszának mindössze egy részében, vagyis zsákfuratként van kialakítva (a 10. ábrán csak a 36d nyílást szemléltettük hosszmetszetben). Ebben a kivitelben a hőelvonás gyorsabban történik a 20 öntőforma 32 formázófelületének felső nyakformázó részénél, mint a középső vagy alsó részén. A 10. és 20. ábrán látható kivitel úgy is alkalmazható,

HU 224 472 Β1 hogy helyet biztosítunk a zárófedelek felerősítéséhez szükséges nyílásoknak anélkül, hogy lényegesen befolyásolnák a fenti hőátadási viszonyokat. Általában előnyös, ha a hőátadási jellemzők a kerület mentén azonosak.

Amint a fentiekben ismertettük, néhány kivitelnél hengeres és azonos átmérőjű hőátadás-késleltető 36a-36h nyílásokat alkalmaztunk. Adott esetben azonban alkalmazhatunk más keresztmetszet-alakzatokat is. A 11. ábrán például olyan 30 formázótest látható, amelyben hőátadás-késleltető 36p nyílás lépcsős fúrással van kialakítva, amelynek a szélső szakaszai nagyobb átmérőjűek, mint a középső része. A kisebb átmérőjű középső rész hosszabbra is kialakítható, mint az a 11. ábrán látható, és a felső 30a, illetve az alsó 30b végig érhet.

A 11. ábrán látható kiviteli alaknál tehát nagyobb hővezetés érhető el a 30 formázótest középső részében, mint a szélein, vagy például a 8. ábrán látható kiviteli alak esetében, de mindenféle járulékos töltet felhasználása nélkül.

A 12. ábrán olyan további változat látható, amelynél a 30 formázótest hőátadás-késleltető 36q nyílása belső menetes kialakítású, és ebbe külső menetes 75 dugó csavarható. Ebben az esetben is a 75 dugó bármilyen hosszúságú lehet, és az többféle magasságban elhelyezhető a 36q nyíláson belül. A 12. ábrán látható kiviteli alak külön előnye, hogy a hőátadás mértéke állítható a használat során.

A jelen találmány lehetőséget ad arra, hogy igény szerint változtassuk a gyártósablonok hőátadási jellemzőit, és ezáltal mindenfajta üzemi körülményhez vagy alkalmazásmódhoz kellően alkalmazkodhassunk. A hőátadást késleltető nyílások a gyártósablon formázófelülete és a hűtőjáratok között helyezhetők el. E hőátadást szabályozó nyílások hőátadási jellemzői változtathatók axiális irányban és/vagy a kerület mentén, hogy mindenfajta megkívánt hűtési jellemző megvalósítható legyen.

A 13-15. ábrákon a találmány szerinti gyártósablon olyan kiviteli alakja látható, amelynél több helyen áramlik be, illetve ki a hűtőfolyadék. A 13. ábrán a hűtőfolyadék be- és kiáramlása sugárirányban történik a 30 formázótest felső végénél, hasonlóképpen, mint az 1-3. ábrán. A 14. ábrán feltüntetett kivitelnél viszont a hűtőfolyadék be- és kiáramlása sugárirányban történik a 30 formázótest alsó végénél, ellenben a 15. ábra szerinti további elrendezésnél a hűtőfolyadék be- és kiáramlása axiálisan történik a 30 formázótest alsó végénél. Természetesen olyan további kivitel is lehetséges, amelynél a hűtőfolyadék a 30 formázótest felső végénél áramlik be, és a 30 formázótest alsó végénél áramlik ki.

A 15. ábrán további két változat látható, ugyanis itt 92 és 94 dugók zárják le a 30 formázótestben kialakított hőátadás-késleltető 36d nyílás végeit. Ha olyan 30 formázótestet alkalmazunk, amely eléggé porózus anyagú ahhoz, hogy a hűtőfolyadék átjusson a 34d hűtőjáratból a hőátadás-késleltető 36d nyílásba, akkor a 92 és 94 dugók megakadályozzák, hogy a hűtőfolyadék gőze kapcsolatba kerülhessen a 40 és 46 tömítéssel.

Adott esetben a 34d hűtőjárathoz áramlásszabályozó egységként alkalmazhatunk 96 tűszelepet (csupán egyet szemléltettünk), amely menetesen kapcsolódik a 38 zárófedélhez. A 96 tűszelep hegye a 38 zárófedélben kiképzett járati csatornába nyúlik, és ennek axiális állításával szabályozható a szabad áramlási keresztmetszet, illetve a hűtőfolyadék áramlási ellenállása.

A 16. ábrán a találmány szerinti 20 gyártósablon 91 formázótesttel van ellátva. Az alkalmazott alapelvek azonosak a fenti ismertetésben foglaltakkal üvegfúvásos formázási technológia esetében is, habár a 91 formázótestből általában kevesebb hőelvonás történik, mivel itt magasabb formázási hőmérsékletet kell fenntartani, ezért itt kevesebb járatot és hőátadás-késleltető nyílást alkalmazhatunk.

A 21. ábrán a találmány szerinti gyártósablonhoz való hűtőfolyadék-keringtető 80 egység tömbvázlata látható. A találmány előnyös kiviteli alakjánál a hűtőfolyadék lehet propilénglikol és víz keveréke. Ez a keverék korróziógátló hatású, csökkenti a formázótestből történő hőátadást, keni a hűtőfolyadékot keringtető szivattyút és csökkenti a formázótest járataiban a kétfázisú hűtőfolyadék felforrásának veszélyét. Másfajta hűtőfolyadék vagy hűtőkeverék is alkalmazható a környezetvédelmi és egyéb tényezőknek megfelelően.

A hűtőfolyadék-keringtető 80 egységben a propilénglikol és a víz egymáshoz viszonyított arányát, azaz a hűtőfolyadék összetételét 82 egység szabályozza, amelyet elektronikus 84 szabályozóegység vezérel. Továbbá a hűtőfolyadék hőmérsékletét szabályozó 86 egységgel van ellátva, amely a hűtőfolyadék hőmérsékletét érzékeli, valamint a hűtőfolyadékot szükség szerint fűti, vagy hűti. A hűtőfolyadék áramlási sebességét vezérlő 88 egysége van, amely például változtatható kiömlési mennyiségű szivattyúval van vezérlőkapcsolatban (nem ábrázoltuk), és magában foglalhat a hűtőfolyadék áramlási sebességének (és esetlegesen nyomásának) mérésére való készülékeket.

A hűtőfolyadék adagolása történhet a 88 egységből a párhuzamosan kapcsolt öntőformaszakaszokba, de ez adott esetben egyedileg is vezérelhető, például egyedi szabályozást biztosító 90 egységen keresztül. A 90 egységet is a központi elektronikus 84 szabályozóegység vezérli. A 84 szabályozóegység tehát villamos jelet kap a 82 egységből a hűtőfolyadék összetételére vonatkozóan, a 86 egységből a hűtőfolyadék hőmérsékletére vonatkozóan, valamint a 88 egységből a hűtőfolyadék áramlási sebességére (és nyomására) vonatkozóan, majd megfelelő vezérlőjelet küld az összetétel-, hőmérséklet- és áramlásisebesség-szabályozókhoz. A 84 szabályozóegység továbbá megfelelő jeleket ad az egyedi beállítást végző 90 egységnek is. Ily módon tehát könnyen szabályozható az egyes öntőformákba áramló hűtőfolyadék. Adott esetben a 82, 86, 88 és 90 egységek közül egy vagy több akár el is hagyható.

A fentiekben ismertettünk üvegárugyártó rendszerben alkalmazható gyártósablont és hűtési módot, amelyek a fentebb említett célkitűzéseket a kísérleti tapasztalataink szerint maradéktalanul kielégítik. A hőát6

HU 224 472 Β1 adás-szabályozó nyílások a formázótestben előre meghatározott számban, elhelyezkedésben, mélységben, vagy töltettel állnak rendelkezésre a gyártósablon formázófelülete és a hűtőfolyadék közötti hőátadás szabályozására. Ez a tulajdonság lehetővé teszi, hogy a gyártósablon a lehető legkülönbözőbb hőmérséklet-szabályozási és hőátadási jellemzőkkel pontosan tervezzük meg.

Továbbá a hűtőfolyadék összetételének, hőmérsékletének és/vagy áramlási sebességének szabályozása biztosítja, hogy a gyártósablon felületének hőmérséklete dinamikusan vezérelhető legyen. A találmány szerinti gyártósablon korróziója a kísérleti tapasztalataink szerint jóval kisebb, mint a hagyományos megoldásoknál, ugyanakkor az üzemi élettartama nőtt.

Habár a találmány fenti ismertetésében az szerepel, hogy különösen egyedi formázógépek esetében különösen előnyös a javasolt gyártósablon alkalmazása, a találmány szerinti megoldás - hasonló előnyökkel - alkalmazható más típusú üvegáru-alakító gépekhez, például rotációs gépekhez is. A szakma átlagos szakembere a fenti ismertetésünk alapján képes más változatok kialakítására is, a találmány ugyanis sok más változatban és kombinációban is megvalósítható az igényelt oltalmi körön belül.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Gyártósablon üvegáru alakítására, amelynek legalább egy, hővezető formázóteste van, ennek hosszközépvonala, a megolvasztott üveget alakító formázófelülettel ellátott középrésze, valamint a középrészéhez képest sugárirányban kifelé elhelyezkedő kerületrésze van, továbbá hűtőfolyadékot befogadó és ezáltal a formázófelületről, illetve a formázótestből hőt elvonó hűtőjáratai vannak, ezek a formázótest hosszközépvonalával és egymással párhuzamosan, valamint a kerületrészben a kerület mentén egymástól távközzel vannak kialakítva, továbbá a formázótestben nyílások vannak kialakítva, amelyek egymással, a hosszközépvonallal és a hűtőjáratokkal párhuzamos helyzetűek, azzal jellemezve, hogy minden hűtőjáratnak (34a-34o) a formázótest (30; 91) hosszirányú végénél (30a vagy 30b) a hűtőközeg számára közös beömlőnyílása (50) és közös kiömlőnyílása (52) van, továbbá a nyílások (36a-36q) a formázótestnek (30; 91) legalább az egyik végéből (30a vagy 30b) kiinduló, valamint sugárirányban a hűtőjáratok (34a-34o) legalább egyike és a formázófelület (32) közötti, a hűtőjáratokban (34a-34o) lévő hűtőfolyadék és a formázófelület (32) közötti hőátadást késleltető elrendezésűek.
2. Az 1. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a hőátadáskésleltető nyílások (36a-36q) a formázótestnek (30; 91) az egyik hosszirányú vége (30a, 30b) felől bemélyülő zsákfuratként vannak kialakítva.
3. A 2. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a formázófelületnek (32) tartálytestformázó első szakasza és nyakformázó második szakasza van, továbbá a zsákfuratként kiképzett hőátadás-késleltető nyílások (36a-36q) sugárirányban a formázófelületnek (32) a tartálytestformázó első szakasza és a hűtőjárat (34a-34h) között helyezkednek el.
4. Az 1. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a hőátadáskésleltető nyílások (36a-36q) axiális irányban helyezkednek el a formázótestben, (30; 91) és annak hosszirányú végeibe (30a, 30b) torkollnak.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy legalább egy hőátadás-késleltető nyílást (36a-36q) legalább részben kitöltő, e nyílásban (36a-36q) a hőátadást sugárirányban megváltoztató egysége, előnyösen anyagtöltete (70, 72, 74) és/vagy dugója (75) van.
6. Az 5. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a hőátadást sugárirányban megváltoztató egysége, előnyösen anyagtöltete (70, 72, 74) és/vagy dugója (75) a hőátadás-késleltető nyílás (36a-36q) középső szakaszát tölti ki, de a nyílás (36a-36q) végrészei a formázótest (30; 91) végeinél (30a, 30b) nyitottak.
7. A 6. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a hőátadás-késleltető nyílás (36q) belül menetes kialakítású, továbbá a hőátadást megváltoztató egység külső menetes dugóként (75) van kialakítva, amely a nyílással (36q) menetesen kapcsolódik.
8. Az 1. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a hűtőjáratok (34a-34h) a formázótestnek (30; 91) a végeibe (30a, 30b) torkollnak, továbbá a végeken (30a, 30b) egy-egy, a hűtőjáratokkal (34a-34o) közlekedő, hűtőfolyadék-vezető járatokkal (54-68, 69) ellátott zárófedelei (38, 44) vannak.
9. A 8. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a zárófedelek (38, 44) a hűtőfolyadék számára beömlőnyílással (50), valamint kiömlőnyílással (52) vannak ellátva.
10. A 8. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a zárófedelek (38, 44) egyike a járat (54-68, 69) keresztmetszetét szabályozó tűszeleppel (96) van ellátva.
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy osztott formaként van kialakítva, amely két formázótestből (30; 91) áll, ezekben a hűtőjáratok (34a-34o) és a hőátadás-késleltető nyílások (36a-36q) azonos kialakításúak és elrendezésűek.
12. A 11. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy fúvatásos gyártósablonként van kialakítva.
13. A 11. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy süllyesztékes formázótesttel van ellátva.
14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a formázótest (30; 91) gömbgrafitos öntöttvasból van kialakítva.
15. A 14. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a gömbgrafitos öntöttvas ausztenites és nikkeltartalmú, továbbá a szilíciumtartalma nagyobb 3,0%-nál, és a molibdéntartalma nagyobb 0,5%-nál.
16. A 15. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy az öntöttvas szilíciumtartalma 4,2%±0,20%, a molibdéntartalma pedig 0,7%+0,10%.

HU 224 472 Β1
17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy a változtatható hőmérsékletű és/vagy áramlási sebességű és/vagy összetételű hűtőfolyadékot keringtető egysége (80) van.
18. Gyártósablon üvegáru-formázó géphez, amelynek legalább egy formázóteste van, amelynek olvadt üveget alakító formázófelülettel rendelkező középrésze, valamint olyan kerületrésze van, amely a középrészhez képest sugárirányban kifelé helyezkedik el, azzal jellemezve, hogy a formázótest (30; 91) nikkeltartalmú ausztenites öntöttvasból van kialakítva, amelynek szilíciumtartalma meghaladja a 3,0%-ot, a molibdéntartalma pedig meghaladja a 0,5%-ot.
19. A 19. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy az öntöttvas szilíciumtartalma 4,20+0,20%, a molibdéntartalma pedig 0,70±0,10%.
20. A 18. vagy 19. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy fúvatásos gyártósablonként van kialakítva.
21. A 18. vagy 19. igénypont szerinti gyártósablon, azzal jellemezve, hogy süllyesztékes gyártósablonként van kialakítva.
22. Eljárás üvegáru-formázó géphez való gyártósablon hűtésére, amelynél hővezető szerkezetű, formázófelülettel ellátott formázótestet készítünk, ezt ellátjuk legalább egy, a formázótesten végigmenő hűtőjárattal, valamint legalább egy olyan nyílással, amelyet legalább részben végigvezetünk a formázótesten, majd a hűtőjáratban hűtőfolyadékot keringtetünk, azzal jellemezve, hogy a nyílást, amely hőátadás-késleltető nyílás (36a-36q) sugárirányban a hűtőjárat (34a-34o) és a formázófelület (32) között alakítjuk ki.
23. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formázófelületről (23) a hűtőközegre történő hőátadást a nyílás (36a-36q) átmérőjének és/vagy hosszának megválasztásával szabályozzuk.
24. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőátadás-késleltető nyílások (36a-36q) közül legalább egyet legalább részben megtöltünk, és a radiális irányú hőátadást a töltet axiális helyzetének megválasztásával szabályozzuk.
25. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyílást (36q) belső menettel látjuk el, és abba töltetként külső menetes dugót (75) csavarozunk.
26. A 22-25. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hűtőfolyadék összetételét és/vagy hőmérsékletét és/vagy áramlási sebességét szabályozzuk.
27. A 22-26. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hűtőfolyadék áramlását a hűtőjáratok (34a-34h) keresztmetszetének állításával szabályozzuk.