DE69708169T2

DE69708169T2 - Servo-Plunger-Mechanismus

Info

Publication number: DE69708169T2
Application number: DE69708169T
Authority: DE
Inventors: Wayne D. Leidy
Original assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Current assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2017-02-06
Also published as: AU716738B2; PE55297A1; EE04231B1; CN1213952C; BR9700906A; JPH09227133A; HUP9700127A1; PT789004E; HU9700127D0; DE69708169T3; US6079226A; ATE208745T1; DK0789004T3; CN1161941A; EP0789004A2; EP0789004B8; CA2192926C; EP0789004B2; ZA97105B; PL317927A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Umformung eines Rohlings aus geschmolzenem Glas in einen hohlen Gegenstand.

Hintergrund

Eine Glasumformmaschine, beispielsweise des I. S. -Typs, weist einen Plunger auf, der zur Verwendung bei der Umformung von Rohlingen aus geschmolzenem Glas, die auch als Glasposten bezeichnet werden, in Vorformlinge, die auch als Külbel bezeichnet werden, zur nachfolgenden Umformung in hohle Glasgegenstände geeignet ist. Obwohl sich die vorliegende Erfindung hauptsächlich an den NNPB-Prozess der Glasherstellung ("Pressen und Blasen mit schmalem Hals") richtet, werden während der weiteren Beschreibung auch Anwendungen für andere Prozessarten, beispielsweise für P&B ("Pressen und Blasen") oder B&B ("Blasen und Blasen") deutlich werden.
Glasumformmaschinen des I. S. -Typs sind in der Industrie allgemein bekannt. Diese Maschinen weisen eine Anzahl individueller Umformeinheiten oder Abschnitte auf, von welchen jede(r) einen Rohling aus geschmolzenem Glas von einer gemeinsamen Quelle erhält und den ausgegebenen Artikel auf eine gemeinsame Transporteinrichtung führt. Für den NNPB- Prozess weist jeder Abschnitt wenigstens eine Külbelausbildungsform auf, in welcher Rohlinge aus geschmolzenem Glas in Vorformlinge umgeformt werden, und wenigstens eine Blasform, in welcher die Vorformlinge zu der geforderten Gestalt geblasen werden.
Bei dem NNPB-Prozess werden Vorformlinge ausgebildet, wenn ein Rohling aus geschmolzenem Glas in einen Formhohlraum einer Pressform abgegeben wird und danach durch einen Plungermechanismus gegen die Wände des Formhohlraums gedrückt wird, wobei gleichzeitig die Innenfläche des Vorformlings (durch die Form oder Gestalt des Plungerkopfes bestimmt) und die Außenfläche des Vorformlings (durch die Form oder Gestalt des Formhohlraums bestimmt) geformt werden. Ein herkömmlicher Plunger besteht üblicherweise aus einem Zylinder, welcher unterhalb der Pressform angeordnet ist, und einem Kolben in dem Zylinder, ·welcher bei Einführen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit in den Zylinder zu dem Formhohlraum hin und von diesem weg bewegbar ist. Eine Kolbenstange ragt von dem Kolben in Richtung auf den Formhohlraum vor und ist derartig angeordnet, dass sie den Plunger in solcher Weise trägt, dass die Bewegung des Kolbens die Bewegung des Plunger zu dem Formhohlraum hin und von diesem weg bewirkt.
Bei einem herkömmlichen NNPB-Prozess nutzt der Kolben typischerweise Druckluft, um den Plunger in den Formhohlraum zu drücken, sodass ein auf dem Plunger befestigter Plungerkopf den Rohling aus geschmolzenem Glas in die Form des Formhohlraums drückt. Nachdem das Pressen des Rohlings abgeschlossen ist, wird dieselbe unter Druck stehende Luft dann verwendet, um den Plunger vollständig aus dem Formhohlraum heraus in die Stellung "Plunger unten" zu bewegen, sodass der Vorformling zur nächsten Station bewegt werden kann. Nachdem der Vorformling zu der nächsten Station bewegt worden ist, um zu dem hohlen Glasgegenstand geblasen zu werden, wird der Plunger in eine mittlere "Belade"stellung bewegt, während der nächste Glasrohling in den Formhohlraum abgegeben wird, und der Vorgang wird wiederholt.
Die Nachteile eines solchen Systems betreffen solche Faktoren wie eine präzise Steuerung der betätigenden Druckluft, Eigenschaften des flüssigen Glases (welche sich ständig ändern) und die Qualität des aufgrund der individuellen Merkmale jedes Plunger erzeugten Vorformlinge. Beispielsweise wird der Glaspressdruck in einem herkömmlichen pneumatischen System typischerweise durch einen Druckregler gesteuert. Eine Änderung von einem Pfund bei der steuernden Druckluft führt zu einer Änderung von zwölf Pfund beim Pressdruck. Folglich wird auch jeder Fehler der Steuerdruckluft um einen Faktor zwölf verstärkt.
Darüber hinaus hängen Variablen, die mit der Bewegung des Plunger in Verbindung stehen, beispielsweise der statische Druck auf den Glasrohling und die Geschwindigkeit des Plunger, typischerweise von der Zeitachse ab. Das heißt, bei einem herkömmlichen Prozess behält der Plunger eine berechnete Zeit lang eine bestimmte Stellung bei und bewegt sich dann in die nächste Stellung, ungeachtet der Systemdynamik. Dies erfordert eine exakte Synchronisation der Abgabe des Rohlings, der Plungerbewegung und des Transports des Vorformlings, welche bestenfalls schwer, wenn überhaupt, möglich ist, und bietet keine Rückkopplung für eine Korrektur des Systems während des Betriebs.
Frühere Erfindungen, beispielsweise die in US-Patent 5,236,485 offenbarte, versuchen solche Probleme auszuschließen, indem anstatt der pneumatisch gesteuerten Bewegung des Plunger, die von der Variablen Zeit abhängt, die Stellung des Plunger genutzt wird. In diesem Patent offenbart Leweringhaus einen Plunger, der durch einen elektrohydraulischen Antrieb betätigt wird. Es wird eine Anordnung mit Kolben und Zylinder verwendet, da die Plungerbewegung auch durch eine Hydraulikflüssigkeit gesteuert wird. Ein Ventil wird elektrisch gesteuert, um die vorgeschriebenen Mengen an Hydraulikflüssigkeit von beiden Enden des Kolbens zu erhöhen oder zu vermindern, was ermöglicht, dass alle Zwischenstellungen für den Vorschub und das Zurückziehen des Plunger verfügbar sind. Die tatsächliche Stellung des Plunger in Bezug auf den Zylinder wird überwacht und mit vorgegebenen gespeicherten Werten, d. h. den gewünschten Positionen, verglichen, wodurch es möglich ist, dass die Funktion des hydraulischen Steuerventils und letztendlich die Stellung des Plunger durch die Rückkopplung bestimmt wird. Dies eliminiert die Variable Zeit in der Gleichung, wodurch ein genauerer und effizienterer Glasherstellungsprozess möglich ist.
Obgleich die Verwendung eines hydraulisch betätigten Plunger das Problem der Zeitabhängigkeit, welches bei der früheren Technik auftrat, angeht, hängt jedes System, welches von der Stellung des Plunger abhängt, kritisch von der Genauigkeit der Positionserfassungskomponenten der Vorrichtung ab, welche nicht immer die genauesten sein mögen. Die Erfindung von Leweringhaus stützt sich noch auf die herkömmliche Positionserfassung und -angabe des Plunger, d. h. auf einen Sensor des Typs mit Spule und Kern. Ein solcher Sensor mit Spule und Kern ist in dem an Manfred Krumme erteilten US-Patent 4, 613, 352 offenbart.
Bei dem Patent von Krumme wird ein ringförmiger Kern auf einer Kolbenstange gehalten, welche an dem Plunger der Glasumformmaschine befestigt ist. Der Kern bildet ein Stellelement zum Ändern der Induktivität einer Spule, welche in einem ringförmigen Rahmen zwischen einem Zylinder und einem Führungszylinder für den Plunger angeordnet ist.
Während jedes Arbeitshubs des Plunger wird die maximale Einführtiefe in die Form gemessen und verwendet, um ein analoges elektrisches Signal zu erzeugen. Das Signal wird dann mit einem Referenzwert verglichen, welcher wiederum einen Anpasswert zur Regulierung der Masse des Rohlings vor der Abgabe liefert. Ein Nachteil des Sensors eines Typs mit Kern und Spule besteht jedoch darin, dass die lineare Stellung des Plunger nicht für den vollständigen Hub des Plunger gemessen werden kann.

Zusammenfassung

Es ist eine Aufgabe vorliegender Erfindung, alle mit der Verwendung von Hydraulik und/oder Druckluft zur Steuerung der Bewegung des Plunger verbundenen, inhärenten Probleme zu vermeiden und gleichzeitig die Genauigkeit der Messung der Plungerverschiebung zu erhöhen, um eine bessere Steuerung der Plungerbewegung bereitzustellen, während die Vielseitigkeit, was die verfügbaren Betriebsarten betrifft, zunimmt.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 10 und 17 definiert.
In dieser Form bezieht sich ein Merkmal vorliegender Erfindung auf die Bewegung des Plunger. Anstatt eines hydraulisch gesteuerten Systems wird die Plungerbewegung durch eine servogetriebene Leitspindel ermöglicht, welche innerhalb des vorhandenen Plungerzylinders angeordnet werden kann. Durch Verwendung eines um eine Leitspindel mit Innengewinde gewickelten Motors kann die Einheit ausreichend klein gestaltet werden, um in den für den standardmäßigen Plungerzylinder verfügbaren Platz zu passen. Diese Art von servogetriebener Leitspindel, die auch als ein lineares Stellglied bezeichnet wird, ist in der US-Patentanmeldung 08/125,495, derzeitig an Exlar Corporation, Chanhassen, Minnesota übertragen, offenbart und wird hiermit durch Bezugnahme eingebracht.
Ein weiteres Merkmal ist die Verwendung eines Positionssensors, um die Stellung des Plunger zu bestimmen und die Positionsinforamtion danach in einer bevorzugten Ausführungsform zur Rückkopplung an eine Systemsteuerung zu verwenden. Durch Verwendung der Positionsinformation als Rückkopplungssignal kann die Stellung des Plunger entsprechend der Systemdynamik angepasst werden. Eine solche Verwendung der Positionsinformation erhöht deutlich die Genauigkeit gegenüber einem herkömmlichen System, bei welchem die Stellung des Plunger allein unter Verwendung des Faktors Zeit gesteuert wird und welches keine Anpassung während des Arbeitszyklus vornimmt. Es wird ein Sensor verwendet, um sowohl die Kommutationsinformation zum Motor als auch eine exakte Information zur Plungerposition bereitzustellen. Die effektive Auflösung dieser Vorrichtung, wenn sie mit einer Leitspindel gekoppelt ist, ist mindestens eine Größenordnung besser als die von derzeitig in der Industrie verwendeten Sensoren mit Kern und Spule. Während die meisten Sensoren mit Kern und Spule nur für einen begrenzten Bereich des Plungerhubs geeignet sind, liefert der Sensor darüber hinaus Informationen über den vollständigen Bereich der Plungerbewegung. Der Glasplunger vorliegender Erfindung nutzt die vorstehend erwähnten Merkmale, um während unterschiedlicher Abschnitte seines Betriebszyklus in einer Reihe von Moden zu arbeiten.
Wenn sich kein Glas in der Formkammer befindet, wird die verbesserte Plungerpositionssteuerung verwendet, um die Vorwärtsbewegung des Plunger kurz vor der mechanischen Bewegungsgrenze des Plunger anzuhalten. Wenn der Plunger einen vorbestimmten Sicherheitseinstellpunkt erreicht (wie durch die Positionsinformation angezeigt wird), gibt die Systemsteuerung ein Anhaltesignal an den Plunger aus. Dieses verhindert eine Beschädigung, welche auftreten könnte, wenn eine Vorwärtsbewegung des Plunger selbst in die Wand der Formkammer hinein möglich wäre.
Während des normalen Betriebs (wenn Glas in der Formkammer vorhanden ist) wird der Plunger kurz vor dem Positionseinstellpunkt anhalten, da der Plunger zuerst in Kontakt mit dem Rohling aus geschmolzenem Glas kommt. Wenn der Plunger beginnt, in den Rohling einzudringen, wird die Plungerbewegung dann durch das Volumen des geschmolzenen Glases in der Formkammer eingeschränkt. Die Eindringtiefe des Plunger in das Glas wird von der Menge des Glases in der Formkammer abhängen (genauer gesagt ist die Tiefe umgekehrt proportional zu der Glasmenge). Der Pressdruck wird durch das Drehmoment des Motors und die Schraubenmechanik bestimmt (da die durch die Leitspindel auf den Plunger ausgeübte Kraft ein Ergebnis des durch den Motor erzeugten Drehmoments ist, ist es möglich, den Druck zu steuern, indem das der Leitspindel durch den Motor auferlegte Drehmoment gesteuert wird).
Obgleich das Gewicht des Rohlings nicht direkt gemessen werden kann, können Änderungen des Gewichts des Rohlings durch genaue Überwachung der Eindringtiefe des Plunger gemessen werden. Diese Information kann dann als ein Rückkopplungssignal verwendet werden, um das Gewicht des Rohlings zu regulieren. Die Möglichkeit, den Pressdruck exakt zu steuern, übersetzt sich von Zyklus zu Zyklus in genauere Messungen, da die Schwankungen des Pressdrucks minimiert worden sind.
Der Pressdruck wird während einer berechneten Zeitspanne aufrechterhalten. Wenn der Plunger betätigt wird, bewegt er sich nach unten in eine Stellung, in welcher der Plunger außerhalb des Formhohlraums und der Halsringform liegt. Nachdem der Vorformling abtransportiert worden ist, bewegt sich der Plunger in die "Belade"stellung. Beide Plungerbewegungen werden ausschließlich durch die Positionssteuerung gesteuert. Die Drehmomentsteuerung kommt nur zur Anwendung, wenn sich der Plunger nach oben in Kontakt mit dem Glas bewegt.
Die Stellung "Plunger unten" und die "Belade"stellung können elektronisch gesteuert werden. Bei einer Änderung des Arbeitsauftrags braucht der Bediener lediglich neue Plungerpositionen in das System einzugeben, selbst während des Betriebs. Da die Beladestellung nicht durch die Hülse bestimmt zu sein braucht, kann der Aufbau der Plungerhülse vereinfacht werden. Tatsächlich wird die Hülse bei den Prozessen "Pressen und Blasen" und "Pressen und Blasen mit schmalem Hals" lediglich zu einer Hülse zur Kontrolle der Ausrichtung des Plunger. Für den Prozess "Blasen und Blasen" muss in der Hülse jedoch nach wie vor ein pneumatisches Merkmal integriert sein, um den Vorformling in die Form des Formhohlraums zu blasen.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Plunger für eine Glasumformmaschine zur Verfügung, welcher durch eine Leitspindel und einen zugehörigen Motor exakt gesteuert wird.
Eine weitere Ausführungsform vorliegender Erfindung stellt eine exaktere Messvorrichtung zur Verfügung, d. h. exakt genug, um Informationen über den gesamten Bereich des Plungerhubs zu liefern und eine Steuerung des Rohlingsgewichts zu ermöglichen.
Für ein weitergehendes Verständnis vorliegender Erfindung und deren Aufgaben wird die Aufmerksamkeit auf die Zeichnungen und auf die folgende kurze Beschreibung derselben, auf die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und auf die anhängenden Ansprüche gelenkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Plungermechanismus gemäß der bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des unteren Teils des Plungermechanismus aus Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung

Die in Fig. 1 gezeigte Plungeranordnung 100 weist einen Haupthohlraum 110 auf, welcher durch eine zylindrische Außenwand 130 und eine Grundfläche 140 gebildet ist. Eine Hülse 176 nimmt einen Plungerkopf 171 und einen Plunger 175 in einem Hohlraum 120 der Hülse 176 auf. Der Formhohlraum (nicht gezeigt), in welchen der geschmolzene Rohling abgegeben wird, weist eine standardmäßige Konstruktion auf und ist am oberen Teil der Hülse 176 befestigt. Der Plungerkopf 171 ist an dem Plunger 175 über einen Verriegelungsring 172 befestigt, welcher aus zwei separaten Teilen ausgebildet sein kann. Der Plungerkopf 171 ist ferner unter Verwendung einer Haltemutter 180 an einer Stange 160 befestigt. Die Plungeranordnung 100 umfasst einen Innenzylinder 210, welcher aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, und welcher in Bezug auf die Außenwand 130 drehbar gelagert ist. Lager 150 ermöglichen eine sanfte Drehung des Innenzylinders 210 innerhalb der Außenwand 130 während des Betriebs. An der Stange 160 sind Plungerrollen 190 befestigt, wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Eine Motoranordnung 200 umfasst einen Motorstator 205 und Magneten 206, welche an der Außenfläche des Innenzylinders 210 befestigt sind, um mit dem Innenzylinder 210 einen Rotor zu bilden. Der Stator 205 des Motors ist an der Außenwand 130 befestigt und wird durch diese gehalten und umgibt den Innenzylinder 210. Die Systemsteuerung (nicht gezeigt), welche herkömmlich konstruiert ist, betätigt selektiv den Motorstator 205, um den Rotor in Abhängigkeit von der geforderten Funktion in die eine oder die andere Richtung zu drehen.
Der innere Zylinder 210 weist eine Gewindebohrung mit Innengewinde 211 auf, wobei die Plungerrollen 190 in das Gewinde eingreifen. Die Stange 160 ist derartig mit den Plungerrollen 190 gekoppelt, dass sich die Stange 160 bei Drehung des Innenzylinders 210 innerhalb des Innenzylinders 210 axial bewegt. Die vorliegend beschriebene Plungeranordnung 100, welche eine Eingangsdrehbewegung unter Verwendung einer Evolventen-Zylinderschraube, die üblicherweise als eine Leitspindel mit Innengewinde bezeichnet wird, in eine lineare Bewegung umwandelt, ist ähnlich der in den US-Patenten 4,048,867 und 4,576, 057 offenbarten, welche vorliegend beide durch Bezugnahme eingebracht werden.
Der Servomotor 200 und der Positionsabtastsensor 220 sind über interne Verdrahtung 240, einen Verbinder 230 und externe Verdrahtung 241 mit der Systemsteuerung (nicht gezeigt) verbunden.
Es gibt drei Hauptstellungen des Plunger 175 während des normalen Betriebs der Plungeranordnung 100. Die erste Stellung wird als die "Belade"stellung bezeichnet und ist in Fig. 1 gezeigt. Die Beladestellung liegt zwischen der vordersten Stellung des Plunger 175 (in welcher der Plunger tatsächlich in Kontakt mit der vorderen Wand des Formhohlraums, nicht gezeigt, stehen würde, wenn kein Rohling vorhanden wäre) und der hintersten Stellung. Die zweite Stellung ist die "Press"stellung; dies ist die Stellung des Plunger 175, wenn er in physikalischen Kontakt mit dem geschmolzenen Rohling kommt. Sie liegt nahe der vordersten Stellung des Plunger 175 (in Abhängigkeit von der Menge geschmolzenen Glases in dem Formhohlraum). Die letzte Stellung ist die Stellung "Plunger unten", welches die hinterste oder die am stärksten zurückgezogene Stellung des Plunger 175 ist. Die Arbeitsweise der Plungeranordnung 100 und die Verwendung ihrer drei Hauptstellungen ist nachfolgend beschrieben.
Der für die vorliegende Erfindung relevante Teil des NNPB-Prozesses beginnt, wenn sich der Plunger 175 in der "Belade"stellung, wie in Fig. 1 gezeigt, befindet. Ein Rohling aus geschmolzenem Glas (nicht gezeigt) wird in den Formhohlraum zur Formung des Vorformlings (nicht gezeigt) abgegeben und der Deckel des Formhohlraums (nicht gezeigt) wird geschlossen. Ein Signal wird von der Systemsteuerung durch die externe Verdrahtung 241, den Verbinder 230 und die interne Verdrahtung 240 gesendet, wodurch die Servomotoranordnung 200 betätigt wird und bewirkt wird, dass sich der Innenzylinder 210 dreht. Das Innengewinde 211 des Innenzylinders 210 greift an den Plungerrollen 190 an, welche an der Stangel 160 befestigt sind, sodass der Plunger 175 vorwärts, zu dem Rohling aus geschmolzenem Glas (nicht gezeigt), der in dem Formhohlraum (nicht gezeigt) eingeschlossen gehalten wird, bewegt wird. Der Sensor 220 überträgt kontinuierlich Informationen betreffs der axialen Stellung des Plunger 175 an die Systemsteuerung (nicht gezeigt). Da sich der Plunger 175 vorwärts bewegt, kommt er schließlich in Kontakt mit dem geschmolzenen Glas in dem Formhohlraum (nicht gezeigt). Dies ist die zweite Stellung, die als "Press"stellung bezeichnet wird.
Wenn der Plunger 175 beginnt, in den Rohling (nicht gezeigt) einzudringen, wird die Positionssteuerung des Plunger 175 abgeschaltet und die Drehmomentsteuerung verwendet. Der Übergang von der Positionssteuerung zu der Drehmomentsteuerung ist notwendig, um potentielle Probleme aufgrund der in dem Formhohlraum (nicht gezeigt) vorhandenen Menge an geschmolzenem Glas, welche im Volumen veränderlich sein kann, zu vermeiden. Weniger geschmolzenes Glas in dem Formhohlraum könnte zu unausgefüllten Oberflächen führen, mehr Glas in dem Formhohlraum könnte dazu führen, dass der Formhohlraum durch zu viel Druck aufgedrückt wird.
Die Eindringtiefe des Plunger 175 in das Glas während der Pressphase des Prozesses hängt von dem Pressdruck und der Menge an Glas in dem Formhohlraum ab. Der Pressdruck ist eine Größe, welche von dem Drehmoment des Motors und aus der Schraubenmechanik abgeleitet wird. Die Gleichung zur Berechnung des Drucks lautet:
wobei W der Pressdruck, Tm das Drehmoment des Motors, p die Ganghöhe der Spindel und &epsi; der Wirkungsgrad der Spindel ist. Alternativ kann der Pressdruck direkt durch Verbindung eines Dehnungsmessstreifens mit der Stange 160 gemessen werden.
Mit der verbesserten Überwachung der axialen Stellung kann eine Steuerung des Rohlingsgewichts erzielt werden. Obgleich das Gewicht des Rohlings nicht direkt gemessen werden kann, können Änderungen des Rohlingsgewichts durch eine enge Überwachung der Position des Plunger 175 gemessen werden. Da das Volumen des Formhohlraums (nicht gezeigt) eine feststehende und bekannte Größe ist, zeigt die Stellung des Plunger 175 die Menge an vorhandenem Glas und dementsprechend das Gewicht des vorhandenen Glases an. Wenn der Plunger 175 weiter nach vorn eindringt, ist weniger geschmolzenes Glas in dem Formhohlraum vorhanden; wenn er weniger eindringt, ist logischerweise mehr Glas vorhanden.
Der Plunger 175 (an der Stange 160 befestigt) drückt weiter in das geschmolzene Glas. Wenn das für eine ausreichende Formung des Vorformlings gewünschte Drehmoment erreicht ist, wird der Plunger 175 während einer kurzen Zeitspanne, die typischerweise in Millisekunden gemessen wird, in seiner Stellung gehalten. Die Systemsteuerung (nicht gezeigt) gibt dann ein anderes Signal aus, durch welches die Motoranordnung 200 angewiesen wird, in einer umgekehrten Richtung zu laufen, was bewirkt, dass der Innenzylinder 210 in die entgegengesetzte Richtung dreht, wodurch der Plunger 175 von dem geformten Vorformling weg bewegt wird, bis er und in einer dritten Stellung "Plunger unten" zur Ruhe kommt, welches die vom Formhohlraum (nicht gezeigt) am weitesten entfernte Stellung ist. Diese dritte Plungerstellung ermöglicht es, den Vorformling ohne Behinderung durch den Plungerkopf aus dem Formhohlraum zu entfernen zur nächsten Station zu bewegen. Wenn der Vorformling zu seiner nächsten Station bewegt ist, wird er zu dem gewünschten hohlen Glasgegenstand geblasen. Sobald der Vorformling aus dem Formhohlraum entfernt ist, wird der Plunger 175 in die (mittlere) "Belade"stellung zurückgesetzt. Der nächste Rohling aus geschmolzenem Glas wird dann in den Formhohlraum abgegeben und der Prozess wiederholt sich.

Claims

1. Vorrichtung zur Umformung eines Rohlings aus geschmolzenem Glas in einen hohlen Gegenstand, mit folgenden Merkmalen:

ein Plunger (175), der ein Glasrohling-Kontaktende aufweist, um einen Rohling aus geschmolzenem Glas zu kontaktieren und in einen hohlen Gegenstand umzuformen;

eine elektrisch servogetriebene Leitspindel (210, 211), die mit dem Plunger (175) verbunden ist, um diesen entlang eines geradlinigen Hubes zu und von dem Glasrohling zu verschieben und das Glasrohling- Kontaktende des Plungers (175) in und außer Berührung mit dem Glasrohling zu bringen;

eine Steuereinrichtung (220, 240, 241) zur Steuerung des Betriebs der elektrisch servogetriebenen Leitspindel (210, 211), um den geradlinigen Hub zu und von dem Glasrohling zu steuern, wobei die Steuereinrichtung einen die Plungerstellung abtastenden Sensor (220) zur Abtastung der Stellung des Plungers (175) an allen Stellen entlang des Hubes aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (220, 240, 241) eine Einrichtung zur Bestimmung des von der elektrisch servobetriebenen Leitspindel (210, 211) angelegten Drehmoments bzw. dessen Größe aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eirichtung zur Bestimmung der Größe des von der elektrisch servobetriebenen Leitspindel (210, 211) angelegten Drehmoments eine Systemsteuerung umfasst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Steuerung des Gewichts des Rohlings aus geschmolzenem Glas vorgesehen ist, während dieser in einen Vorformling geformt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung des Gewichts des Rohlings die Systemsteuerung umfasst, wobei diese die Stellung des Plungers (175) benutzt, der in seiner ausgefahrenen Stellung durch den Plungerstellung-Abtastsensor (220) abgetastet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemsteuerung die Größe des Drehmoments, das durch die elektrische servobetriebene Leitspindel (210, 211) angelegt wird, zur Steuerung ds Preßdruckes benutzt, der durch das Glasrohling-Kontaktende an den Rohling des geschmolzenen Glases angelegt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stange (160) vorgesehen ist, die den Plunger (175) mit der elektrisch servobetriebenen Leitspindel (210, 211) betriebsmäßig verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dehnungsmeßstreifen vorgesehen ist, der mit der Stange (160) verbunden ist und zur Messung der Größe des Preßdruckes dient, der durch das Glasrohling-Kontaktende an den Rohling aus geschmolzenem Glas angelegt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist, die das Glasrohling-Kontaktende vor Beschädigung schützt, die durch extreme Bewegung entlang des geradlinigen Hubes zu dem Glasrohling herbeigeführt werden könnte.

10. Verfahren zur Umformung eines Rohlings aus geschmolzenem Glas in einen hohlen Gegenstand, mit folgenden Verfahrensschritten:

Lieferung eines Rohlings aus geschmolzenem Glas zu einem offenen Formhohlraum;

Schließen des Formhohlraums;

Betätigen eines Servomotors (200), wobei der Servomotor (200) mit einer Leitspindel (210, 211) verbunden ist, die wiederum mit einem Plunger (175) verbunden ist, wobei der Plunger (175) in einer linearen Vorwärtsrichtung von einer ersten Stellung vorgeschoben wird, bis der Plunger (175) in Kontakt mit dem Rohling an einer zweiten Stellung kommt; Pressen des Rohlings mit dem Plunger (175), wobei der Rohling in einen Vorformling umgeformt wird;

Bewegen des Plungers (175) gemäß einer linearen Rückwärtsrichtung direkt entgegengesetzt der Vorwärtsrichtung, wobei der Plunger (175) seinen Kontakt mit dem Vorformling unterbricht;

Anhalten des Plungers (175) in einer dritten Stellung;

kontinuierliches Abtasten der linearen Stellung des Plungers (175) entlang des gesamten Weges des Plungers (175) und Verwendung der Positionsinformation als Rückmeldung zur Steuerung des Servomotors (200);

Entfernen des Vorformlings von dem Formhohlraum.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Drucks bestimmt wird, der von dem Plunger (175) auf den geschmolzenen Rohling des Glases ausgeübt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe und der Druck des Plungers (175) auf den Rohling dadurch gesteuert wird, dass die Größe des vom Motor (200) an die Leitspindel (210, 211) angelegten Drehmomentes benutzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung der linearen Stellung des Plungers (175) durch Anwendung eines Positionsabtastsensors (220) ausgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger (175) von Beschädigung infolge Kontakts mit der Wandung des Formhohlraumes bewahrt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des dem Formhohlraum zugeführten Rohlings aus geschmolzenem Glas gesteuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Gewichts des Rohlings umfasst, dass die Systemsteuerung die lineare Stellung des Plungers (175) in dessen ausgefahrener Stellung benutzt.

17. Vorrichtung zur Umformung eines Rohlings aus geschmolzenem Glas in einen hohlen Gegenstand, mit folgenden Merkmalen:

eine einen Vorformling bildende Form zur Aufnahme des Rohlings aus geschmolzenem Glas, die einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist;

eine hohle Patrone oder Hülse (176), die an dem unteren Abschnitt der den Vorformling bildenden Form befestigt ist;

ein Gehäuse (130), das an der Hülse (176) befestigt ist;

ein Motor (200), der innerhalb des Gehäuses (130) montiert ist;

eine Leitspindel (210) mit Innengewinde (211), die innerhalb des Motors (200) angeordnet ist und mit Bezug auf den Motor (200) und das Gehäuse (130) drehbar ist;

eine Mehrzahl von Rollen (190), welche in das Innengewinde (211) der Leitspindel (210) eingreifen;

eine Stange (160) mit einem vorderen Ende und einem rückwärtigen Ende, die teilweise in dem Gehäuse (130) enthalten ist, wobei das vordere Ende der Stange (160) sich in die Hülse (176) erstreckt, die Stange (160) zwischen dem vorderen Ende der Stange (160) und dem rückwärtigen Ende der Stange (160) an der Mehrzahl der Rollen (190) befestigt ist, wobei die Drehung der Leitspindel (210) mit Innengewinde in eine lineare Verschiebung der Stange (160) übersetzt wird;

ein Plunger (175), der mit dem vorderen Ende der Stange (160) verbunden ist und innerhalb der Hülse (176) angeordnet ist;

Mittel zur Überwachung und Steuerung der linearen Bewegung der Stange (160), wobei der Plunger (175) in und außer Kontakt mit dem Rohling aus geschmolzenem Glas kommen kann, der in der Vorformling bildenden Form enthalten ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin die Überwachungs- und Steuermittel folgendes umfassen:

einen die Plungerstellung abtastenden Sensor (220), der in dem Gehäuse (130) angeordnet ist und elektrisch mit dem Motor (200) verbunden ist;

eine Systemsteuerung, die elektrisch mit dem Sensor (220) und dem Motor (200) verbunden ist und zur Verarbeitung von Signalen des Sensors (220) und zur Abgabe von Betätigungssignalen an den Motor (200) dient.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, worin die Steuereinrichtung (220, 240, 241) Mittel zur Bestimmung des Preßdrucks umfasst, der von dem Plunger (175) ausgeübt wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, die eine Einrichtung zur Steuerung des Gewichtes des Rohlings aus geschmolzenem Glas umfasst, der in eine Vorform geformt wird.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, worin die Mittel zur Steuerung des Gewichtes des Rohlings die Systemsteuerung umfassen, welche die abgetastete Stellung des Plungers (175) in dessen ausgefahrener Stellung benutzten.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Verhinderung von Beschädigung des Plungers (175) infolge Kontakts zwischen dem Plunger (175) und der den Vorformling bildenden Form vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, worin die Mittel zur Verhinderung von Beschädigung des Plungers (175) einen Sicherheitsanschlag umfassen, der in der Systemsteuerung programmiert ist.