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"Verfahren zur Steuerung des Bewegungsablaufes von
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Glasposten und/oder Glaskörpern bei ihrer Herstellung" Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Bewegungsablaufes von Glasposten und/oder
Glaskörpern in ihrem plastisch noch verformbaren Zustand bei der Herstellung von
Hohiglasbehältern mittels nach dem Reihenprinzip arbeitenden Herstellungsmaschinen,
welche hydraulisch beaufschlagte Antriebe für ihre bewegten Maschinenteile aufweisen,
welche über Mikroprozessoren gesteuert sind.
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Maschinen zur Herstellung von Hohlglasartikeln, die als Reihenmaschinen
arbeiten, sog. IS-Maschinen, sind seit langem bekannt.
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Das wesentliche Merkmal dieser bekannten Maschinen besteht darin,
daß in jeder Fertigungsstation gleichzeitig, aber zeitlich versetzt, der gleiche
Produktionsprozeß abläuft. Der Ablauf des Herstellungsprozesses für Hohlglasartikel
erfolgt in der Weise, daß flüssige Glastropfen jeweils in eine metallische Vorform
der einzelnen Fertigungsstationen zu einem Rohling, dem sog. Külbel, verpreßt oder
ausgeblasen werden. Nach Übergabe der jeweiligen Rohlinge in die den einzelnen Vorformen
zugeordneten Fertigformen
werden die Rohlinge in diesen Fertigformen
durch weiteres Ausblasen oder Evakuieren zu den fertigen Artikeln umgeformt. Dabei
sind im Vorformkomplex üblicherweise ein, zwei oder drei Vorformen aneinandergebündelt
als sog. Ein-, Zwei- oder Dreifachformen. Eine gleiche Bündelung befindet sich dann
im Fertigformkomplex, jeweils bei jeder Fertigungsstation einer IS-Maschine. Alle
Stationen einer derartigen Maschine sind analog aufgebaut.
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In jüngerer Zeit ist eine Weiterentwicklung dieser IS-Maschinen bekannt
geworden, und zwar als sog. RIS-Maschinen. Das charakteristische Merkmal dieser
Weiterentwicklung besteht darin, daß auf der Fertigformseite zwei oder mehrere Fertigformen
vorhanden sind, die jeweils einer Vorform derselben Station zugeordnet sind. Durch
Schwenken dieser Fertigformen wird die Durchsatzleistung derartiger Maschinen erhöht.
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Bei den Bewegungen des Glaspostens aus den verschiedenen Bearbeitungspositionen
zu anderen, die sowohl translatorisch als auch rotatorisch sein können, treten Kräfte
auf, die - vereinfacht angenommen - auf den Massen schwerpunkt des Glaskörpers einwirken.
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Wegen der Plastizität des heißen Glases folgt dieses der resultierenden
Kraft, die sich aus den einzelnen auftretenden Kräften zusammensetzt. Überwiegt
die resultierende Kraft gegenüber bestimmten optimalen, sich aus dem Bahnverlauf
des bewegten Glaskörpers ergebenden Kräften, so tritt eine unerwünschte Deformation
des Glaskörpers ein. Da diese in den meisten Fällen irreversibel ist, entsteht ein
fehlerhafter Glasbehälter und damit ein vergleichsweise hoher Produktionsverlust.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, um die auf den Glaskörper auf
seiner Bahn einwirkenden Kräfte zu beeinflussen. Beispielsweise beschreiben die
DE-OS 31 13 267 und DE-OS 30 12 351 Hydraulikantriebe, welche unter Mitwirkung und
in laufender Verbindung zu elektronischen Steuergeräten die Möglichkeit geben, gegenüber
dem bis dahin allgemein bekannten hydraulischen Antrieb eine prinzipielle Beeinflussung
der bewegten Maschinenteile vorzunehmen. Die Kompressibilität des pneumatischen
Mittels führt dazu, daß u.a. unkontrollierbare Schwingungen des bewegten Glaskörpers
und der ihn tragenden Maschinenteile auftreten. Diese Nachteile werden durch die
vorgeschlagene hydraulische Beaufschlagung ausgeschlossen, da die hydraulischen
Antriebe
praktisch verzögerungsfrei reagieren, wobei in Verbindung
mit einer sehr schnell arbeitenden Elektronik die Wirkungen weiterhin verbessert
werden.
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Diese bekannten Reihenmaschinen mit hydraulisch beaufschlagten Antrieben
ihrer bewegten Maschinenteile weisen zwar eine Leistungssteigerung gegenüber den
pneumatisch beaufschlagten Reihenmaschinen auf, jedoch ist die reine Auf-/Zu-Steuerung
der hydraulisch beaufschlagten Antriebe nachteilig. Diese führt zu während der Bewegung
des Glaskörpers auftretenden, häufig nach Richtung und Größe wechselnden und auf
den Glaskörper einwirkenden Kräften, wie z.B. Schwerkraft in Verbindung mit linearen
und/oder zentrifugalen Kräften, denen mit den vorbekannten Lösungen nicht Rechnung
getragen werden kann.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile ein Verfahren der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, Glasposten bzw. Glaskörper bei ihrer Herstellung
auf sog. Reihenmaschinen,solange diese noch plastisch verformbar sind, in ihrem
Bewegungsablauf so zu beeinflussen, daß ein Minimum an Glasfehlern durch unerwünschte
Deformationen entsteht.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Glasposten
und/oder Glaskörper auf seiner bzw. ihren Bewegungsbahnen positive und/oder negative
Beschleunigungen derart erfahren, daß aus der Schwerkraft und/oder der Bewegung
herrührende resultierende Kräfte auf den bewegten Glasposten bzw. Glaskörper bestimmten
vorgegebenen Werten entsprechen. Die Erfindung folgt dem Leitgedanken, daß der Glasposten
bzw. Glaskörper auf seiner Bewegungsbahn bestimmte Geschwindigkeiten erhält, die
dazu führen, daß z.B.
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positive und/oder negative Beschleunigungen dafür Sorge tragen, daß
sich ändernde Teilkräfte, summiert ausgedrückt durch die resultierende Kraft, die
an dem Massenschwerpunkt des Glaspostens bzw. Glaskörpers angreifen, kompensiert
werden. Die Folge dieser Kompensation ist es, daß der Massenschwerpunkt und damit
der Glasposten bzw. Glaskörper auf eine gewünschte und vorgegebene Bewegungsbahn
zurückgezwungen wird. Durch die Verwendung an sich bekannter technischer Bauteile,
wie hydraulische Axial- bzw. Drehkolbenantriebe und digital elektronische Steuereinrichtungen
in Verbindung mit Ventilen zur stufenlosen Regelung der Strömung der hydraulischen
Flüssigkeit wird durch Kombination der Eigenschaften der genannten Elemente eine
praktisch verzögerungsfrei arbeitende Einbringung von positiven und/ oder negativen
Beschleunigungen über die hydraulisch beaufschlagten
Antriebe auf
den bewegten Glasposten bzw. Glaskörper und damit ein Kompensieren von außen wirkenden
Kräften erreicht, die eine unerwünschte Deformation des Glases zur Folge hätten.
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Vorteilhaft erfolgt über einen Soll-/Ist-Wert-Vergleich eine Regelung
der Geschwindigkeit der Bewegungsbahn bzw. -bahnen des bzw. der Glaskörper, so daß
eine laufende Anpassung an den optimalen Bewegungsablauf erfolgt.
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Wegen der bei der Herstellung von Glasbehältern auftretenden unterschiedlichen
Inhalte dieser Glasbehälter, ihrer Größe und damit Glasmassen wird die Regel-Elektronik
frei programmierbar ausgeführt.
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Vorzugsweise erfahren die Geschwindigkeiten der Bewegungsabläufe des
Glaspostens bzw. Glaskörpers bedingt durch den Mündungsschwenkmechanismus und/oder
den Entnahmegreifer und/oder den Abstreifer und/oder den Schwenkantrieb der Fertigformen
einer Herstellungsmaschine für Hohlglasbehälter nach dem Reihenprinzip eine positive
und/oder negative Beschleunigung. Bei der Bewegung der Glasposten bzw. Glasbehälter
mittels dieser beweglichen Maschinenteile befinden sich die Glasposten bzw. Glaskörper
noch
in plastisch verformbarem Zustand, so daß die dadurch bedingte Fehlerquelle eliminiert
wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung
näher erläutert, und zwar zeigt: Figur 1 in schematischer Darstellung einen Mündungsschwenkmechanismus
einer Reihenmaschine, Figur 2 das erfindungsgemäße Geschwindigkeitsdiagramm des
Mündungsschwenkmechanismus nach Figur 1 Figur 3 in schematischer Darstellung einen
Entnahmegreifer einer Reihenmaschine und Figur 4 das erfindungsgemäße Geschwindigkeitsdiagramm
des Entnahmegreifers nach Figur 3.
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Bei der Ausführung nach Figur 1 ist der Mündungshalter des Schwenkmechanismus
mit 1 bezeichnet, welcher um die Achse 2 schwenkbar ist. Das den Glaskörper 3 darstellende
Külbel ist mit seiner Mündung 4 im freien Ende des Mündungshalters 1 festgehalten.
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Auf den Massenschwerpunkt 5 des Glaskörpers 3 wirken bei der Schwenkbewegung
um die Achse 2 beispielsweise die Schwerkraft 6
sowie die Zentrifugalkraft
7 ein.
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Durch den sich aus Figur 2 ergebenden Geschwindigkeitsablauf während
der Bewegung des Mündungshalters 1 wird eine Fehlerminimierung erreicht, da die
Bewegung des Massenschwerpunktes 5 auf eine gewünschte Bahn 8, beispielsweise eine
Kreisbahn, gezwungen wird.
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Aus Figur 2 ist das Diagramm der Geschwindigkeit ersichtlich, die
der Massenschwerpunkt 5 des Glaskörpers 3 auf seiner Bewegung durch den Mündungshalter
1 beschreibt. Im Abschnitt "A" tritt eine Erhöhung der Geschwindigkeit, also eine
positive Beschleunigung, ein. In diesem Bereich wird überwiegend der vertikale Bewegungsanteil
dargestellt. Im Abschnitt "B" wird die Geschwindigkeit praktisch konstant gehalten.
Beim Absenken des'Glaskörpers 3 tritt eine starke Beschleunigung ein, die zur Erhöhung
der Geschwindigkeit führt, wie aus dem Abschnitt C ersichtlich, um dam kurz vor
dem Haltepunkt von 1800 auf O zu gehen. Das Zurückschwenken des leeren Mündungshalters
1 in die Ladeposition wird schnellstmöglich durchgeführt, wie sich aus der stark
ansteigenden und fallenden Geschwindigkeit gemäß "D" ergibt.
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Bei der Ausführung nach Figur 3 ist die Arbeitsweise des Entnahmegreifers
9 ersichtlich, zwischen dessen Klauen 10 ein Führungsstift 11 vorgesehen ist. In
der aus der linken Hälfte der Figur 3 ersichtlichen Stellung greift der Führungsstift
11 in die Mündung 12 des Glaskörpers 13 in Form einer Flasche ein. Dadurch erhält
die Flasche auch nach der Entfernung der Fertigform, die der Einfachheit halber
nicht gezeichnet ist, eine Zentrierung. Nach Öffnen bzw. Entfernen der Fertigform
erfassen die Klauen 10 durch Absenken des Armes 14 die Mündung 12 des Glaskörpers
13. Durch die dann erfolgende Schwenkbewegung des Armes 14 um die Achse 15 wird
die fertige Flasche in die Stellung 16 dicht oberhalb der Abstellplatte geschwenkt.
Durch Öffnen der Klauen 10 fällt die Flasche dann auf die Abstellplatte. Der Arm
14 des Entnahmegreifers schwenkt aus der in der rechten Häflte der Figur 3 gestrichelt
eingezeichneten Position zurück zur sog. Wartestellung, die auch als Kickback-Position
17 bezeichnet wird.
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Die aus diesem zusammengesetzten Schwenkvorgang sich ergebenden Geschwindigkeitsabläufe
sind aus dem Diagramm nach Figur 4 ersichtlich. In diesem ist ausgehend von der
Bewegung des Glaskörpers 3 bei 0° eine starke Beschleunigung bis zu einem Maximalwert
"E" ersichtlich. Das entspricht im wesentlichen dem vertikalen
Bewegen
des Glaskörpers 13 mit einem noch vernachlässigbaren horizontalen Bewegungsanteil.
Im weiteren Bewegungsverlauf wird die Geschwindigkeit vom Wert "E" auf den Wert
"F" reduziert und bis zum Punkt "G" konstant gehalten. Dieser Abschnitt entspricht
im wesentlichen dem horizontalen Bewegen des Glaskörpers 13 mit einem vernachlässigbaren
vertikalen Bewegungsanteil. In dem nächsten Geschwindigkeitsabschnitt wird diese
auf den Wert H" erhöht, damit der Glaskörper 13 schnellstmöglich über der Abstellplatte
zum Halten gebracht werden kann.
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(1800 Die Rückbewegung des leeren Schwenkarmes 14 in die Warteposition
erfolgt ebenfalls schnellstmöglich, d.h. mit praktisch linearem Geschwindigkeitsanstieg
"I" und -abfall zu der 11Oo-Position.
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Der Zugriff zum nächsten Glaskörper 13 und damit zur Ausgangsposition
wird mit schnellstmöglicher Geschwindigkeit bis zu einer Wartestellung ca. SO über
der Fertigform durchgeführt, bevor die Klauen 10 den nächsten Glaskörper 13 ergreifen.