NO134944B - - Google Patents

Abstract

Verktøy i en glassforarbeidende maskin.

Description

Denne oppfinnelse vedrører et verktøy i en glassforarbeidende maskin, f.eks. pressestempel eller form, med en innretning til kokekjøling av verktøyet under utnyttelse av fordamp-nings varme fra en kjølevæske som lokalt doseres på verktøyet uten bruk av driv- eller bæregass og som i finfordelt tilstand gjennom sprøytedyser påsprøytes verktøyet, hvor væsken fordamper, og omfattende et matningssystem for tilføring av kjølevæske til sprøy-tedysene.

I en artikkel "Methoden der Formenkuhlung an Glasverarbeitungsmaschinen" av Rudolf Wille i Sammelheft 7 "Konstruktion und Betrieb von Glasverarbeitungsmaschinen", utgitt av Deutsche Glastechnische Gesellschaft e.V, forlag die Deutsche Glastechnische Gesellschaft, Frankfurt am Main, 1961, side 35-43, er det beskrevet en anordning med en kjølenippel som er innskrudd i den ytre vegg av en glassform og som tjener for tilførsel av kjølevann som dryppes inn. Denne løsning er beheftet med forskjellige svakhe-ter. Varmeavløpet i form av den innskrudde nippel er lokalt fast-lagt på formens overflate. Den geometriske utstrekning av hver av de kjente varmeavløp er naturligvis forholdsvis liten, da det snart settes grenser for størrelsen av diameteren av nippelgjen-gene. De kjente former blir kostbare som følge av anbringelsen av de lokale varmeavløp. De kjente former må ha forholdsvis stor veggtykkelse for å muliggjøre innskruing av niplene og dessuten for at det skal oppnås en tilfredsstillende temperaturfordeling over hele formveggen fra de lokalt sterkt begrensede varmeavløp. Det er riktignok mulig å anordne forholdsvis mange nipler pr. flateenhet, men derved økes omkostningene. De kjente former har som følge av sin store veggtykkelse og de innskrudde nipler med tilhø-rende kjølevannsledninger forholdsvis store utvendige dimensjoner, noe som spesielt er uheldig når det bare står meget sterkt begren-set overflate til disposisjon for innbygning av formene, spesielt for små glasshullegemer. Dette gjelder i øket grad for maskiner med dobbeltformer. De lokalt, sterkt begrensede varmeavløp har til følge at det vil samles opp vann ved bunnen av niplene. Fordampningen foregår under et væskespeil og derved under vanskelige betingelser. Det skaper videre vanskeligheter å anbringe varme-avløpene på de gunstigste steder, da varmeavløpene ikke kan beveges vilkårlig over formens overflate. En kjøling av formbunnen for en delt forform kommer ikke i betraktning. Man har ikke noen mulighet for å påvirke varmeovergangen gjennom de nevnte varmeav-løp.

I østerriksk patent 24 92 7 er det beskrevet en fremgangsmåte som går ut på at en regulerbar mengde vann sprøytes inn i en glassforms hule vegg. Den på denne måte dannede vanndamp gjennomstrømmer formhulrommet og utnyttes til kjøling. Ulempen ved denne utførelse er at vannet fordamper på et forholdsvis lite område av formens overflate, slik at dette område blir underkjølt og da vannmengden pr. flateenhet i området er forholdsvis stor, opptrer det såkalte Leidenfrost-fenomen, dvs. filmfordampning som reduserer varmeovergangstallet i betydelig og uønsket grad. På grunn av det vann som er til stede, blir temperaturen av området holdt på en konstant verdi på omtrent 110°C. Det opptrer fra den øvrige del av formveggen i retning til dette område et temperatur-fall som medfører varmetransport som følge av varmeledning. Noen forbedring av kjølingen av den øvrige del av formveggen som følge av vanndampkonveksjon kan man ikke gjøre regning med som følge av den lille dampmengde som står til disposisjon. Dessuten er det ikke tatt sikte på noen regulert føring av vanndampen. Det er ikke mulig å oppnå selv en tilnærmet jevn temperatur av den mot glasset vendende formflate ved hjelp av denne kjente kjøleprosess. Heller ikke kan det på formflaten realiseres ønskede temperatur-profiler. Formveggen må være hul og forholdsvis tykk og krever derfor verdifullt rom, som spesielt i moderne kompakte helautoma-ter ikke står til disposisjon. Formen er forholdsvis tung og kostbar.

I tysk patent 901 230 er det beskrevet en fremgangsmåte til støpning av metallblokker i en bestemt støpeanordning, hvor de fremstilte blokker avkjøles gradvis ved at de først under det flytende metallspeil besprøytes med et kjølemiddel og deretter nedsenkes i et kjølebad. Sprøyteanordningen kan bestå av en eller flere rekker med regulerbare dyser som hensiktsmessig er innstilt slik at kjølevirkningen skjer ovenfra nedover. Denne kjente fremgangsmåte tjener til kjøling av selve produktet og kan vanskelig tillempes kjøling av verktøy i glassfremstillingsmaskiner.

I U.S. patent 3 203 777 er det beskrevet en kjølemåte som går ut på at en blanding av en kjølevæske og trykkluft sprøy-tes ut mot den gjenstand som skal. nedkjøles. Det er imidlertid vanskelig å oppnå en homogen kjøling når trykkluft benyttes som bæremedium for kjølemediet. Kjøleanordningen blir også mer kom-plisert ettersom det må arbeides med to medier istedenfor ett.

Tåkekjøling uten bæregass er imidlertid kjent fra

U.S. patent 3 350 190. Den i patentet omtalte anordning omfatter bl.a. en forstøyningsinnretning for lokal dosering av kjølevæske. Ved utførelsen ifølge patentet er kjøledysene anordnet i et bestemt mønster og kjølemønsterets fordeling kan ikke forandres uten at hele dysesettet skiftes ut med et annet. Temperaturav-hengig kjøling av former, f.eks. støpeformer for metall og av metall,som skal benyttes igjen etter kjøling, er kjent fra U.S. patent 3 339 624. Kjøleanordningen omfatter flere dysegrupper med forbindelsesledninger for kjøling av flere former samtidig og alle former kjøles samtidig på samme måte og i like stor grad.

En differensiert, kjøling som den må være ved kjøling av glassfor-mer, kan neppe oppnås med den kjente anordning.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et verk-tøy i en glassforarbeidende maskin og av den innledningsvis nevnte type som gjør det mulig å oppnå en ønsket temperaturfordeling på den overflate av verktøyet som kommer i berøring med glasset og mer spesielt dannelse og opprettholdelse av ønskelige tempera-turprofiler i de flatepartier av verktøyet som glasset kommer i kontakt med. Denne hensikt har man ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at sprøytedysene i det ovenfor nevnte verktøy enkeltvis og/ eller i grupper gjennom en tilførselsledning er forbundet med en kjølevæskekilde, at det i hver tilførselsledning er innkoblet en fjernstyrt ventil som gjennom en styreledning er forbundet med en regulator og er styrt av med verktøyet samvirkende temperaturfø-ler og/eller endebryter som gjennom hver sin ledning er forbundet med regulatorens inngang. Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er det i det minste i en av tilførselsledningen innkoblet en trykkbegrensningsventil og det er anordnet en innretning for i og for seg kjent automatisk regulering av kjølevæskens sprøyte-trykk i avhengighet av verktøyets temperatur. Verktøyets overflate som skal besprøytes kan være profilert for oppnåelse av kapillarvirkning.

Ved hjelp av verktøyet ifølge oppfinnelsen sikres en sterk forøkelse av kjølevæskens overflate før denne treffer verk-tøyet og fordampningen av kjølevæsken kan skje ganske raskt og forholdsvis uforstyrret, slik at verktøyet kjøles hurtig og ef-fektivt. Væskestrålen kan dekke over et større eller mindre areal av verktøyet og sørge for jevn kjøling. Filmfordampning unngås i vidtgående grad. På den mot glasset vendende flate av verktøyet kan det tilveiebringes og opprettholdes et ønsket temperaturpro-fil eller temperaturmønster, dvs. temperaturer av varierende størrelse som funksjon av de geometriske koordinater. Disse temperaturer kan innstilles på verdier mellom et minimum på omkring 100°C og et maksimum på omkring 400°C. Videre kan varmebortførin-gen ved varmeledning gjennom veggen begrenses til et minimum. Verktøyet selv kan fremstilles enklere med mindre veggtykkelse, mindre vekt, mindre dimensjoner og med mindre omkostninger. Som kjølevæske benyttes hensiktsmessig vann som er befridd for kalk, salter og forurensninger og er tilsatt et fuktemiddel, f.eks. vaskemiddel, metanol eller etanol.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av ek-sempler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et avbrutt lengdesnitt gjennom et pressestempel med tre sprøytedyselegemer, fig. 2 et tverrsnitt etter linjen II-II på fig. 1, fig. 3 et tverrsnitt etter linjen III-III på fig. 1, fig. 4 et lengdesnitt gjennom en blokkform med utven-dig anordnet sprøytedyse. Fig. 5 viser et grunnriss av blokkformen langs linjen V-V på fig. 4, fig. 6 en universelt innstillbar sprøytedyse, fig. 7 et lengdesnitt etter linjen VII-VII på fig.8 gjennom en ferdig form med formbærer og sprøytedyser, fig. 8 et grunnriss av den ferdige form etter linjen VIII-VIII på fig. 7. Fig. 9 viser et oppriss delvis i snitt etter linjen IX-IX på fig. 10 av en innstillbar sprøytedyse med kapillært profilert ytre formvegg, fig. 10 er i det vesentligste et grunnriss etter linjen X-X på fig. 9, og fig. 11 er et koblingsskjerna for tilførsel av kjølevæske til sprøytedysene for en ferdig form sva-rende til fig. 7 og 8. Fig. 1 viser et pressestempel 30 som tjener til forfor-ming av en glassporsjon i en preform. Pressestemplet 30 er forsynt med en koblingsring 31 for sammenkobling med en f.eks. opp

og ned bevegelig drivanordning for pressestemplet. Gjennom koblingsringen 31 er det sentralt ført tre rør 33,34 og 35 for kjøle-væsken og disse rør er festet til koblingsringen 31. Røret 33 fø-rer gjennom det innvendige rom 37 i pressestemplet 30 til et sentralt sprøytedyselegeme 39 med tre sprøytedyser, av hvilke en sprøytedyse 4 0 er skjematisk antydet på fig. 1.

Røret 34 fører til et øvre sprøytedyselegeme 41 med likeledes tre sprøytedyser, av hvilke, sprøytedysene 4 3 og 44 er antydet på fig. 1.

Røret 35 fører til et nedre sprøytedyselegeme 47, som

i det viste tilfelle er forsynt med en nedad rettet sprøytedyse 4 9 og til siden rettede sprøytedyser, av hvilke bare sprøytedysen

50 er vist.

Sprøytedyselegemene 40,41 og 47 tilføres kjølevæske enkeltvis eller i kombinasjon og trykket av kjølevæsken i rørene 33 til 35 kan reguleres individuelt for påvirkning av kjølingen. Sprøytedyselegemet 47 tilføres kjølevæske gjennom røret 35.

Kjølevæsken fordamper på innersiden av pressestemplets 30 vegg. Den dannede damp unnviker i retning oppad gjennom åpnin-ger i koblingsringen 31.

Fig. 2 og 3 viser at sprøytedyselegemene 39 og 41 har triangulært tverrsnitt hvorunder der ved hvert hjørne er anordnet en innbuktning, f.eks. 55 og 56, for opptagning av rørene 33 til 35.

Kjølevæsken trer gjennom sprøytedysene ut i form av sprøytekjegler, f.eks. 59,60 og 61, og treffer innersiden av pressestemplets 30 vegg 63, hvis yttervegg 64 helt eller delvis kommer i berøring med glasset. Selv om sprøytekjeglene, f.eks. 59 til 61, er antydet med heltrukne linjer, betyr dette ikke at kjø-levæsken skal sprøytes ut gjennom sprøytedysene i form av sammen-hengende stråler. Tvertimot blir kjølevæsken før den trer ut av sprøytedysene, forstøvet slik at kjølevæsken treffer innerveggen 63 i form av fine dråper.

Venstre del av fig. 4 viser en udelt preform 70,mens høyre del viser en delt preform 73 med preformen 7 4 og preformbun-nen 75 samt den mellomliggende fuge 77. Det indre rom 79 i preformen opptar den fra et mateapparat kommende glassdråpe. Deretter føres i det indre rom 79 pressestemplet 30 ifølge fig. 1-3 ned og danner en kolbe av glassdråpen. Herunder blir preformen periodisk tilført varme av glassdråpen, mens varme føres bort sær-lig gjennom preformens vegg og videre til preformens ytterflate 80.

Som det fremgår av fig. 4 resp. fig. 5, er det omkring preformen 70,73 anordnet tre sprøytedyser, f.eks. 83 og 84, fra hvilke kjølevæsken sprøytes i form av sprøytekjegler 87,88 og 89 mot preformens ytterflate 80. Hver av sprøytedysene, f.eks. 83 og 84, er innstillbare som antydet med dobbeltpilene 90,91 og 92, såvel i vertikal som horisontal retning og likeledes konsentrisk omkring preformen. Herved kan raskt og enkelt den til enhver tid optimale stilling av sprøytedysen i forhold til preformen innstilles. Hver sprøytedyse er festet til en holder, f.eks. 95 og 96, ved hjelp av en skrue, f.eks. 98 og 99, som er ført gjennom et langstrakt hull, f.eks. 100 og 101, i holderne 95 og 96.

Kjølevæsken tilføres sprøytedysene gjennom en ledning, f.eks. 103.

Holderne, f.eks. 95 og 96, kan være anordnet stasjonære eller festet til maskinrammen eller være anordnet på preformen 70 resp. 73.

Kjølingen av den nedre del av preformen 70 eller pre-formbunnen 75 overtas av en sprøytedyse 105 med sprøytekjegle 106. Sprøytedysen 105 kan sammen med sin holder 111 innstilles i vertikal og horisontal retning, som antydet med dobbeltpilene 108 og 109, samt eventuelt ytterligere i retning vinkelrett på tegningens plan.

Ifølge fig. 6 rager en gjengetapp 113 gjennom et langstrakt hull 100 i holderen 95. Tappen 113 bærer ved sin annen en-de en sfærisk lagerskål 115 med festeskrue 116. I lagerskålen er lagret en kule 118 som bærer en sprøytedyse 119, hvis vinkelstilling kan innstilles i forhold til holderen 95.

Fig. 7 og 8 viser en ferdigform 13 0 med munningsverk-tøyhalvdelene 131 og 132, ferdigformhalvdelene 135 og 136 og en ferdigformbunn 139. I det indre av ferdigformen 130 befinner det seg en fremstilt hulglassgjenstand, i dette tilfelle en flaske 140.

Munningsverktøyhalvdelen 131 kjøles ved hjelp av en sprøytedyse 143 med sprøytekjegle 144. En lignende, ikke vist sprøytedyse kjøler den annen munningsverktøyhalvdel 132. Sprøyte-dysen 143 kan innstilles i vertikal og horisontal retning samt konsentrisk i forhold til ferdigformen 130, slik som antydet med dobbeltpilene 147,148 og 149. Sprøytedysen 143 kan være anordnet stasjonær eller festet til maskinen.

Ferdigformhalvdelen 13 5 og 13 6 er opphengt i ferdigformholderdelene henholdsvis 155 og 156, som over koblingsstykker 157 til 160 kan sammenkobles med en ikke vist ferdigformtanghalv-del for bevegelse i forhold til hverandre.

På venstre side av fig. 7 og 8 er montert fire sprøyte-dyser, f.eks. 163 til 165, på ferdigformholderdelen 155 og sprøyter mot ytterflaten 170 på ferdigformhalvdelen 135.

Ferdigformholderdelen 156 er utført med to vinduer

175 og 176 som er adskilt fra hverandre ved hjelp av et midtre steg 178.Gjennom vinduene 175 og 176 sprøyter fire sprøytedyser, f.eks. 180 til 182, mot ytterflaten 185 på ferdigformdelen 136. Sprøytedysene 180 til 182 er anordnet stasjonære eller festet på maskinen, men slik at de kan innstilles universelt utenfor beve-gelsesbanen for ferdigformholderdelene 155 og 156.

Ferdigformbunnen 13 9 kjøles ved hjelp av en i retning av dobbeltpilen 187 innstillbar sprøytedyse 189, som enten kan væ-re anordnet stasjonær eller festet til maskinen eller kan beveges sammen med ferdigformbunnen 139.

Fig. 9 viser en formdel 190, som på sin ytterflate er profilert for å oppnå en kapillarstruktur 191 med omkretsriller 193 som har triangelformet, halvsirkelformet og kvadratisk tverrsnitt. Kjølevæsken kommer i form av en hulkjegle 195 fra en sprøytedyse 196 og treffer kapillarstrukturen 191, hvor den på grunn av kapillarkreftene fordeles over hele området som dekkes av hulkjeglen 195.

Sprøytedysen 196 er ved hjelp av en mutter 197 festet til en holder 198 som er utført med et langstrakt hull 199 for opptagning av en festeskrue 200 for dysen. Derved oppnås at sprøyte-dysen 196 blir innstillbar i retning av dobbeltpilen 201 i vertikal retning. Kjølevæsken tilføres sprøytedysen 196 gjennom en tilførselsledning 203.

Holderen 198 har en fot 205 med et langstrakt hull 206, som kan forskyves i en føring 207 i retning av dobbeltpilen 208

og kan festes ved hjelp av en skrue 209 som er ført-gjennom det lansgtrakte hull 206.

Føringen 207 danner en del av en mellomholder 213 som er utført med en bueformet fot 215, gjennom hvilken det strekker seg .en skrue 216. Skruen 216 er videre ført gjennom en likeledes bueformet sliss 218 i en grunnholder 220 og er ved hjelp av en mutter 221 festet til grunnholderen. På denne måte kan sprøyte-dysen 19 6 føres bueformet omkring formdelen 190 i retning av dobbeltpilen 223 på fig. 10, og innstilles i riktig vinkelstilling.

Ifølge fig. 10 er formstykket 190 utført med en kapillarstruktur 191 i form av langsgående eller aksiale riller med triangelformet tverrsnitt. Kjølevæsken kommer i form av en kom-pakt kjegle 227 fra sprøytedysen 225 og treffer kapillarstrukturen 191.

På den skjematiske tegning som er vist på fig. 11, be-tegner 240 en beholder for kjølevann som ledes gjennom et filter 241 og en pumpe 243 til en ledning 24 5, hvorfra vannet kommer til fire grenledninger 247-250, som hver er forsynt med en trykkbegrensningsventil 253-256. I hver av grenledningene 247-250 er det videre innkoblet en toveisventil 259-262.

Grenledningen 247 forsyner sprøytedysen 189 for ferdigformbunnen 139 i ferdigformen 130. Grenledningen 248 tilfører vann til de nedre fire sprøytedyser for de to ferdigformhalvdeler 135 og 136, av hvilke bare to sprøytedyser 265 og 267 er vist på tegningen. Grenledningen 249 tjener for tilførsel av vann til de øvre fire sprøytedyser, f.eks. 165 og 182, for ferdigformhalvdelene 135 og 136. Grenledningen 250 fører sluttelig til de to sprøytedyser 14 3 og 2 69 for munningsverktøyhalvdelene 131 og 13 2.

En temperaturføler 270 er over en ledning 271 forbundet med en inngang til en regulator 273. En endebryter 275 er over en ledning 176 forbundet med en annen inngang til regulatoren 273. Fire utgangsledninger 2 78-281 fører hver til en elektromagnet for de elektromagnetisk manøvrerbare ventiler 259-262..

Så snart ferdigformhalvdelen 13 5 og 13 6 under driften har nådd en stilling, i hvilken sprøytingen skal begynne, frem-bringes, det i endebryteren 275 et signal som tilføres til regulatoren 273.

Regulatoren 273 styrer over ledningene 278-281 ventilene 259-262 og kobler disse ventiler til den på fig. 11 viste åpne eller gjennomløpsstilling, i hvilke samtlige sprøytedyser sprøy-ter kjølevæske mot ferdigformen 13 0. Sprøytevarigheten for de enkelte sprøytedyser styres av temperaturføleren 270, som bevir-ker en tilbakestilling av ventilene 259-262 til sin lukkede stilling når den målte temperatur underskrider en forutbestemt verdi, dvs. når kjølingen av ferdigformen 13 9 nar nådd et tilstrekkelig nivå. Det kan vaie aiordnet flere temperaturfølere på forskjellige steder av ferdigformen 130, f.eks. ved munningsverktøyet 131,132 og ved ferdigformbunnen 139 for individuell regulering av sprøyte-varigheten av vedkommende sprøytedyser.

Claims (3)

1. Verktøy i en glassforarbeidende maskin, f.eks. pressestempel eller form, med en innretning til kokekjøling av verk-tøyet under utnyttelse av fordampningsvarme fra en kjølevæske som lokalt doseres på verktøyet uten bruk av driv- eller bæregass og som i finfordelt.tilstand gjennom sprøytedyser påsprøytes verk-tøyet, hvor væsken fordamper, og omfattende et matningssystem for tilføring av kjølevæske til sprøytedysene,karakterisert ved at sprøytedysene enkeltvis (105;189) og/eller i grupper (39,41,4 7;83,84;143 ,269;163,165,180,182;164,2 65,181,267) gjennom en tilførselsledning (33,34,35;103;247 til 250) er for bundet med en kjølevæskekilde (240), at det i hver tilførselsled-ning er innkoblet en fjernstyrt ventil (259 til 262) som gjennom en styreledning (278 til 281) er forbundet med en regulator (273), og er styrt av med verktøyet samvirkende temperaturføler (270) og/eller endebryter (275) som gjennom hver sin ledning (271;276) er forbundet med regulatorens (273) inngang.

2. Verktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste i en av tilførselsledningene (247 til 250) er innkoblet en trykkbegrensningsventil (253 til 256) og at det er anordnet en innretning for i og for seg kjent automatisk regulering av kjølevæskens sprøytetrykk i avhengighet av verktøyets temperatur.

3. Verktøy ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at verktøyets (190) overflate som skal besprøytes er profilert for oppnåelse av en kapillarstruktur (191).