JPH02500435A - ガラス塊を成形する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス塊を成形する方法及び装置 本発明は、待に１ｓ式及びＲＩＳ式鴫械及び他のガラス加工喫べのような、直列 原理により動作する製造機械によって、ガラス塊の中へ前進可能なプランジャに よって、特に閉じられた型装置で、ガラス塊を空胴ガラス製品に成形する装置及 び方法に関する。

直列機械として動作する、いわゆる１５式及び！ＮＩＳ式機械のような、空胴ガ ラス製品を製造するための機械は公知である。

これらの公知の機械において生Ｍａ程は互いに連続してＩｉｌ！置された種々の ！ｔｉｌｌ造部署で経過する。各製造部署では、同じ製造段階が１つ又は複数の ガラス塊において行なわれる。この場合、種々のガラス塊における作業サイクル は時間をずらして経過する。空胴ガラス製品を製造するために、液状ガラス点滴 が金属製の前型で中間製品、いわゆるパリソンに押圧又は前吹製される。前型に 付属する仕上げ型へこれらの素材を引き渡した後に、パリソンはこれらの仕上げ 型において吹製又は排気により完成品に成形される。

ガラス点滴は上から、閉じられた前型に落下し、この前型の下側開口に開口工具 が接続されている。この点滴は、充填位置にあるプランジャの上に落下し、この プランジャは高さ位置を１１４Ｎされている。前型底は今や前型の上側部分を閉 じる。ピストン−シリンダ装置のピストンによってプランジャは垂直線上で上方 及び下方へ移動可能である。前型底により前型を閉じた後に、プランジャは上方 移動によりガラスを前型、すなわち開口工具及び前型底、の成形する輪郭に押し 付けかつガラスに所望の外側及び内側輪郭を同時に与える。従って液状ガラスは 短時間の間、内側及び外側表面全体を、成形する輪郭により制限されておりかつ 自白型容積を完全に満たす。液状ガラス点滴が前型の中に落下する場合に、プラ ンジャは型の開口をある程度間じる充填位置にある。液状ガラスを成形するため にプランジャはガラスの中に突入し、通常その際同時に空胴ガラス製品の開口を 作り出す。

これらの公知のガラス成形装置及び方法では、プランジャが空気圧で前進及び後 退せしめられる。この場合、当面の空胴ガラス製品の下側出発位置としての充填 位置を間隔ブシュ又はいわゆる充填ねじによって不十分にしか位置決めできずか つ時間をかけなければ変えることができない。個々のプランジャに対する空気圧 を経験的にｔｌＩ節しなければならないことも不利である。この空気圧は、パリ ソンが開口も含めて完全に成形されるような大きさに定められる。この空気圧は 約０．４ないし１．５　ｂａｒであることができかつ経験的に個々のプランジャ に対する完成空胴ガラス製品についての品質検査によって別々に検知されなけれ ばならない。それにも向らず液状ガラスの特性値の変化は品質変化に至らせ、こ れらの品質変化は空気圧の新たな変化を嗜必要にする。

時間上の成形過程が製品品質、特に製品品質の均一性、にとって特に重要である ことが分かった。しかし成形経過を公知の方法及び装置で＋１他の影響量に関係 なしに変えることができない。むしろプランジャの前進のための圧力と、成形速 度と、ガラス及び型装置に及ぼされる静圧は、時間軸に［接関係して優かしか、 しかし部分的には全熱影響を受けない。

このことから出発して本発明の基礎になっているｌＩ曙は、上述の欠点を持たず かつ全く新種のガラス成形方法を開発することができるガラス塊の成形装置及び 方法を礎供することであり、特に中間製品又は完成品へのガラス塊の成形の際に 成形過程を的確に設定可能に、特に正確に再現可能に、形成することが可能でな ければならない。

このｖＩｉ、ｌＩＩは、本発明による装置及び本発明による方法において、特に プランジャの垂亘な上下運動用の調節及び駆動紫芋として使われる液圧式特殊シ リンダと、プランジャの全運動経適用の電子位置謂Ｉ！５装置、特に複合電子位 置、速度及び圧力８１１節装置、とを持つ、プランジャの駆動装置として電気液 圧サーボ駆動装置を使用することによって解決される。

本発明によって特に初めて、成形されるべきガラス塊から成形された中間製品（ パリソン）までの全加工過程時間中のプランジャの行程及び力の調節、制也及び 監視が達成される。それによって製品品質は均−化及び改良され、特に粗悪品は 減少されかつ個々のプランジャの調整時間は著しく短縮される。本発明対象は、 吹製−吹製過程、押型−吹製過程、？ｌｌｌｌ型環吹製＠頚うス成形過程に使用 できる。プランジャ機構を＠存の製ａ部署に簡単に組み込むことができ、すなわ ち既存の機械の装置を変えることができる。

「電気液圧サーボ駆動装置」という言葉は、本発明によれば次のように解される 。プランジャを前進及び後退させるためにピストン−シリンダ装置が使用され、 このピストン−シリンダ装置ではピストンを圧液によって前進及び後退並びに停 止させることができる。この場合、ピストンの正確に設定可能な前進及び後退を 一達成するために弁が使用され、この弁により両方のピストン端部に圧液の予め 設定可能な量及び速度を供給又は除去することができる。このために弁は電気的 に操作され、その際弁の零位置とプランジャの前進又は後退のための量大開放位 置との電ですべての中間位置が可能である０通常、弁は非常に！細な振動運動を 行ない、それにより最良の調Ｂ精度を保証することができる。こうして、液圧で 駆動されるピストンは高精度に移動及び位置決め可能である。

部分段階に分けられ、これらの部分段階は、シリンダに関する、プランジャの完 全に決められた、なるべく予め設定可能な、位置により決められている（例゛え ば充填位置、最終位置、後退位置、ただしプランジャの前進特性（運動状態）が 変えられる中間位置も）。これらの位置を、閉じられた５ＩＩｔ５回路を介して プランジャが移動し、保ち又は再び去る。このためにプランジャの位置は全運動 過程中継続的に測定により検出されかつ、なるべく電気信号として、マイクロプ ロセッサのような、評価装置へ供給され、この装置において実際位置が目標位置 と比較されかつ命令によりさらにｔｉ液圧サーボ駆動装置へ送られる。

本発明の好ましいやり方によれば、プランジャは少なくとも（ガラス塊の）充填 位置からプランジャの最終押圧位置まで又はプランジャのｊ！終押圧位置の前の 予め設定可能な位置まで、予め設定可能な速度で調節されて移動せしめられる。

プランジャのこの速度ｖａ節された運動段階は位置調節により重畳されており、 すなわちプランジャの予め設定可能な位置の間に予め設定可能な速度が！ＩＩＢ 可能に保たれる。これは、目標速度データでプログラミングされたマイクロプロ セッサの助けを借りて上述の実際位置測定によって可能であり、このマイクロプ ロセツサは位置ｖＩＡ節をも含んでいる。速度！′１節回路を閉じられた位置ｍ ！！５回路と結合することにより、速度調節回路も又閉じられた調節回路である 。

本発明の別の好ましい実施例によれば、プランジャは充填位置とｔｋ終揮圧位置 との間で行なわれる成形段階の終わりころに圧力調節されて移動せしめられる。

この圧力調節された動作段階を位置又は速度調節された段階にＮ接続くことがで き、従ってこれらのｍｅのやり方に替わることができるか、あるいはこの動作段 階は位置調節された又は速度調節された段階に完全に又は部分的にＭ畳される。

圧力調節が始まるプランジャ位置及び、望まれる場合に、圧力調節が速度又は位 置調節に重畳されている別の位置は、位置調節回路を介して予め設定可能である 。

いずれにしても、最終押圧位置まで位Ｎ調節されて移動せしめられなければなら ない。圧力調節回路は少なくとも１つの圧力センサを必要とし、この圧力センサ は圧力の実！［をさらに例えばマイクロプロセッサへ送り、そこでこれらの実際 値は圧力の目標値と比較される。それに応じてマイクロプロセッサは、この目的 のために設けられた弁をして所望の圧力のための圧液を供給させる。このために 複合圧力及びｍＩｌ謂節弁が使用されるのが好ましく、この調節弁は上述のサー ボ駆動装置の構成要素である。

待に葡利な運動過程、プランジャ機構の簡単な操作及び改良された製品品質を保 証する本発明対象の好ましい構成は、それ以外の請求の範囲に記載されている。

本発明により使用されるべき構成部材又は方法段階は、大きさ、形試、材料選択 及び技術的Ｍｊ想又は方法条件について特別の例外的な条件を受けないので、そ れぞれの適用領域におし）て公知の選択基１が無制限に使用できる。

本発明のそれ以外の詳細、特徴及び利点は、本発明によるガラス成形′ｇ、ｍの 好ましい実施例が示されている添付の２面の以下の説明から明らかになる。

篤１図は動作サイクルの間のプうンジャ運動の行程一時間線図である。

第２図は点滴落下の際のプランジャの充填位置におけるかつ前型のまだ閉じられ ていない場合のプランジャ機構を持つ前型の部分的な垂直断面図である。

第３図はプランジャの充填位置における、既に充填されかつ閉じられている前型 を持つプランジャ機構付きの同じ前型の断面！である。

第４図はプランジャの最終押圧位置における成形されたパリソンを持つプランジ ャ機構付きの同じ前型の断面図である。

第５図はプランジャの冷却位置におけるプランジャ機構を持つ同じ前型の断面図 である。

第６２はプランジャの下側の最終位置における完全なプランジャｍｓを持つ同じ ｎ型の断面図である。

第７図はプランジャの最終押圧位置における完全なプランジャ機構及び調節素子 を持つ同じ前型の断面図である。

第１図、第６図＆び第７図によれば、冷却又は圧縮空気用のり欠きを持つ、内側 が空胴のプランジャ】が、空気の貫流可能なピストン１１１０の端Ｎスｌに取り 付けられ、例えばねじ止めされている。ピストンＦＩＩＯは、シリンダハウジン グ１３内に容易に軸線方向に移動可能なピストン２を保持しておりかつ液密にシ リンダハウジング】３の端壁１４の中を通されている。孔１６及び１７を介して シリンダハウジング１３の室２１及び２２の中へ圧液がピストン２の前進及び後 退のために流入又は流出することができる。

プランジャ】は、長さ約１９０ｍｍの全行程の主要部分に、シリンダハウジング １３の延長部分に延びているハウジング１２の片側が開いている、プランジャ１ の貫通用端部により支持されている。

プランジャ１又はピストン２の下側ｊｌ終位１１１（位置１）において、ピスト ンはシリンダハウジング】３の下側の機械的ストツロセツサ２０（第２区）は公 知の電気液圧サーボ弁１８に外部の開始信号を与え、それによりプランジャ１の 移動は、制菌又は調節可能な、特に最高速度で、マイクロプロセッサに入力され た充填位［（位ｆ１２）へ開始される。この充填位置を無段階に両方、司（第１ 図による方向ａ及びｂ）にｍ！？ｉすることができる。第１図による行程一時間 １ｉｉＡ図において、この運動場過は縮尺の理由からＴＩｌ線状に示されている 。しかし実際上加速又は制動過程は、行程一時間曲線の例えば予め設定可能な、 例えば正弦曲線状又は指数関数状経過を生ぜしめる。この運動経過中、プランジ ャｌの実際位置は、特にプランジャ用空気供？＠管の内部に配置された公知の位 置センサ７によって継続的にζ視されかつマイクロプロセッサ２０にフィードバ ックされる。目項値″″″＄際値比較により、マイクロプロセッサはサーボ弁】 ８に適切な信号を与え、この信号により充填位置（位置２）へのプランジャｌの 位置及びなるべく速度ａｎされた移動が可能にされる。これによって充填位＋蝋 の正確に再現可能な検出が保証される。原則力には＠炸すイクルを、中間位置又 は充填位置のような、他のいかなる位置においても開始及び終了することができ る。

充填位ＩＩ（位置２）においてプランジャ１は、型側方部分３と開口工具４と＠ ｌ型底６とから成る前型を一部だけ閉じかつ前型の開口範囲に環状間隙を形成す る。動作サイクルごとに前型の中ｌ＼落下して入ったガラス点種ダから成るガラ ス塊は、プランジャ１の更なる移動により１ｌｔＴ５Ｉｉ：形される。［ｌ１ｔ ｆに又は同時に前型は前型底６によって閉じられる。

成形段階はマイクロプロセッサ２０からサーボ弁１８への外部の開始信号により 開始される。成形段階におけるプランジャの目標移動速度はマイクロプロセッサ ２０に入力され、特に任意に行程一時間白線、例えば正弦曲線状又は指数関数状 曲線を予め設定する′ことができる。このプランジャ侵入速度は［線状であって もよい。このプランジャ侵入速度は成形段階の終わりごろに一１小さい速度に変 わりかついわゆる怨終押圧位憧（位置３）に達した場合に、すなわちガラス塊５ が前成形されてしまつ７：場合に零の値になるのが好ましい。所定の速度を正確 に守ることは、マイクロプロセッサ２０の複合位置及び速度１１ＤＥ回路によっ て保証される。

成形段階の終わりごろに、プランジャ！の位置及び速ＩＸ調節は、なるべく自動 的に圧力測定センサ１６’及び１７’によって圧力調節に変換されるのが好まし い。圧力ｔｍ節は、最終的に優勢になるまで、位置及び速度調節に重畳される。

この場合プランジャは、ガラス塊の成形により生ずるプランジャｌにおける背圧 がマイクロプロセッサ２０に入力された圧力に達するまで、さらにガラス塊（パ リソン）５に入り込む。こうしてプランジャ１の位置は全運動経過中正確に調節 可能であり、従って極めて正確に分かる。これによって、ガラス塊の持性堕及び 成形過程中のこれらの特性値の変化及び／又は例えば摩耗巳；よる型及び工具の 変化を考慮に入れることが初めて可能になる。

プランジャの所定の最終押圧力とガラス塊の背圧との間に平衡が生ずる場合は、 パリソンの最適成形が行なわれておりかつプランジャｌは最終押圧位置（位置３ ）に達している。従ってプランジャｌの更なる後進が回避されかつプランジャｌ からガラス及び型装置への一層高い静圧の６達が防止される。

最終押圧位置（位置３）に達した後に、パリソンは完成されている。このパリソ ンの開口範囲は通常それにより既に！！！！終的に、すなわち空胴ガラス製品用 として、完成されている。この最終押圧位置からプランジャ１が先ず慣かに引き 戻されるので、パリソンとプランジャとの間に（陥凹）空気間隙８が生ずる。こ の冷却位１ｉｔ（位置４）において、プランジャは最終押圧位置（位置３）の約 ０．５ないし１．５ｍｍ後ろに引き戻されておりかつこのプランジャの円筒状範 囲ｌ′の一部はまだ開ロエ呉４の範囲にあるので、パリソンの開口範囲は、再び 始まる再加熱過程の間中支持されている。しかしプランジャｌの円錐状に延びる 範囲１”Ｃ３その場合既に、予め押圧されたパリソンから釈放されている。

さらに成形されるべきパリソン部分の再加熱は今や既に開始できる。特にプラン ジャによる、ガラス内面の損傷は最小限度にとどめられる。

再加熱が行なわれかつ開口安定性（位置５）に達した後に、プランジャは信号に より開始位置へ引き戻される。

完成部署の空運転の際に、すなわち前型がガラス塊を充填されない場合は、プラ ンジャはピストン２の上側の最終位置粒重６）にまで移動し、この最終位置にお いてプランジャはマイクロプロセッサに入力された行程に基づいて止まっており かつこのｊｌ終位置からプランジャは外部の信号により再び開始位置へ引き戻さ れる。

プランジャｌを保持するピストン棒１０は軸線カ向貫通孔９を備えており、この 貫通孔を介してプランジャｌへの冷却全低供給が行なわれる。この貫通孔９は、 絶対行程測定発信器として使われ空気供給管の中に配置された位置センサ７をも 収容するのが好ましい。

シリンダハウジング１３により端９１４及び１５並びにピストン２と共に形成さ れた両方の室２１及び２２の中に又は前に、それぞれ１つ又は複数の液圧電気ア ナログ圧力発信器＋６’及び１７′が収容されて、プランジャ１の液圧のみなら ず実際の力も検知され得るの、が好圭しい。

ピストン２の操作のために望まれる圧力強化又に’Ｊ＞は電気液圧サーボ弁１８ により達成され、このサーボ弁はシリンダハウジング１３の外壁に又は外部に、 特に制５板に、圧力発信器＋６’及び１７′と共に配置されておりかつ最大圧力 強化又に少が少なくとも１．５％のピストン偏位においてはじめて行なわれるよ うに設計されている。

自由に選択可能な充填位置（位置２）及び同様に自由に選択可ｑ畦な最終押圧位 置（位置３）を、一層高い精度、例オ、ば土０．１ｒｍ又はそれ以上、に保つこ とができる。同様に、本発明によれば１平方センチメートル当たり２００ないし ６００ニユートンであるプランジャの調節可能な最終圧力目標値は、１平方セン チメートル当たり例えば±５ニュートンの一層高い精度に保たれる。

プランジャのすべての行程実際値は位置センサ７（行程測定装置）により検出さ れかつマイクロプロセッサ２０にフィードバックされる。成形段階の終わりに達 した最終位置を介してかつプランジャの圧力パラメータにより、前型の容積が知 られている場合は、ガラス塊の正確な点滴重量を逆推理することができる。

前型内のガラスの良好な分布は、比較的固＠な押型−吹製過程及び空胴ガラス製 品の開口の成形の際にも、閉じられた調節回路におけるプランジャの複合位置、 速度及び圧力ｔ［ＷＪにより達成されることが分かった。

明らかなように、ガラス塊の成形の際の電気液圧サーボ超動装置の新式の使用は 、予想外に大きい利点を生ぜしめる６行程、流れ及び／又は圧力測定センサによ り液圧サーボ駆動装置の運動経過を調節するための電子データ処理装置、特にマ イクロプロセッサの新式の使用についても、同じことが言える。

−一暖−−−伽−− Ｆｉｇｕｒ２　Ｆｉｇｕｒ３ Ｆｉｇｕｒ　４　Ｆｉｇｕｒ　５ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ガラス塊の中へ電子的に調節して液圧により前進可能なプランジヤによって ガラス塊を空胴かうス製品に成形する方法において、 ａ）電気液圧サーボ駆動装置がプランジヤの駆動装置として使用され ｂ）プランジヤが、少なくともほぼ、すべての運動過程中、閉じられた位置調節 回路によって位置調節されて移動せしめられる ことを特徴とする、ガラス塊を成形する方法。 ２　プランジヤが設定可能な速度でガラス塊（位置２）の充填位置から、少なく ともほぼ、最終押圧位置（位置３）へ調節されて移動せしめられることを特徴と する、請求項１に記載の方法。 ３　プランジヤが、充填位置と最終押圧位置との間で行なわれる成形段階の少な くとも最終段階で圧力調節されて移動せしめられることを特徴とする、請求項１ 又は２に記載の方法。 ４　プランジヤの連動状態が変化すべきプランジヤの位置が、自由に設定可能で あることを特徴とする、請求項１ないし３のうち１つに記載の方法。 ５　プランジヤが、調節可能な速度で下側の最終位置（位置１）から充填位置へ 移動せしめられることを特徴とする、請求項１ないし４のうち１つに記載の方法 。 ６　プランジヤが最終押圧位置への到達後にこの最終押圧位置から先ず僅かに冷 却位置（位置４）へ引き戻され、その結果、パリソンに成形されるガラス塊とプ ランジヤとの間に冷却空気間隙が生ずることを特徴とする、請求項１ないし５の うち１つに記載の方法。 ７　プランジヤが冷却位置にある場合に、パリソンの再加熱が始まることを特徴 とする、請求項６に記載の方法。 ８　冷却位置においてプランジヤの円錐状範囲がパリソンから分離されかつパリ ソンの開口範囲がプランジヤの円筒状範囲により支持されることを特徴とする、 請求項６又は７に記載の方法。 ９　ガラス塊の点滴重量が、成形段階においてプランジヤが達する最終位置に基 づいて決められることを特徴とする、請求項１ないし８のうち１つに記載の方法 。 １０　ガラス塊の中へ電子的に調節して液圧により前進可能なプランジヤによっ てガラス塊を空胴ガラス製品に成形するための装置において、プランジヤ（１） の駆動装置が電気液圧サーボ駆動装置と、プランジヤの全運動経過用の電子位置 調節装置とから成ることを特徴とする、ガラス塊を成形するための装置。 １１　電気液圧サーボ駆動装置の電気液圧サーボ弁（１８）を調節するための電 子データ処理装置又はマイクロプロセッサ（２０）が設けられていることを特徴 とする、請求項１０に記載の装置。 １２　ピストン棒（１０）を介してプランジヤ（１）を操作するピストン（２） の両側に形成された、プランジヤの実際の力を連続的に決めるための室（シリン ダ室）（２１，２２）の内部又は外部に、１つ又は複数の圧力発信器が配置され てことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。