Устройство охлаждения горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров
Изобретение относится к устройству охлаждения горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности охлаждения горловины без отрицательного влияния на охлаждение предварительной формы с малым износом деталей машины. Устройство охлаждения горловины для машины содержит по меньшей мере одну предварительную форму (4) и по меньшей мере один цилиндр плунжера с крышкой (6) цилиндра плунжера. Крышка (6) цилиндра плунжера имеет по меньшей мере одну подводящую линию и по меньшей мере один канал с выходом, через который подается охлаждающая среда для охлаждения горловины. Охлаждающая среда снова выходит из канала в крышке (6) цилиндра плунжера. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству охлаждения горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров.
Уровень техники
При машинном изготовлении стеклянных контейнеров в печи из стекломассы через загрузочное устройство вырезается небольшая часть («капля») и через систему каналов подается в предварительную форму, в которой сообразно весу и далее согласно окончательной форме контейнера формируется сплошное тело с некоторой полостью. Как правило, это происходит вследствие того, что «капля» стекломассы сперва скользит через вышеуказанную систему каналов в предварительную форму, затем нагнетается сверху к стенке предварительной формы в направлении вниз. Вследствие дутья снизу в сплошном теле «капли» выдувается полость, поэтому в нижней области предварительной формы уже образуется верхняя область будущего стеклянного контейнера, а именно горловина будущего стеклянного контейнера. Этот способ называется способом выдувания ("blow and blow"). Далее, имеется также способ штампования и выдувания ("press and blow"), в котором тело контейнера сперва выдувается, а потом штампуется с помощью штампа. В обоих указанных способах предварительно сформированный стеклянный контейнер, который еще не изготовлен, но уже имеет начальную внутреннюю полость, подается из предварительной формы в чистовую форму. Это может происходить примерно таким образом, что поворотный кронштейн, имеющий держатель горловины, который захватывает стеклянный контейнер в области его горловины, доставляет предварительно сформированное стеклянное тело из предварительной формы, которая для этого открывается, причем стеклянный контейнер поворачивается на 180° вокруг своей горизонтальной оси, и, таким образом, горловина в чистовой форме теперь показывает наверх. После этого в чистовой форме это стеклянное тело (при необходимости после повторного нагревания) путем выдувания в горловину - только по направлению сверху - окончательно выдувается в чистовую форму, после чего оно может быть извлечено после открывания чистовой формы (ср., например, Lueger/Matthé Lexikon der Fertigungstechnik, 4. Aufl., Stuttgart 1967, Bd. 8, S. 370, причем указанный текст целиком включается заявителем путем ссылки в объем раскрытия).
При этом необходимо охлаждение как самой предварительной формы, так и в области горловины стеклянного контейнера, где держатель горловины воздействует на форму горловины.
Обычно это происходит таким образом, что с помощью специально для этого предусмотренной форсунки или форсунок область горловины и предварительная форма обтекаются охлаждающей средой, например охлаждающим воздухом. Такое устройство в соответствии с уровнем техники может быть взято, например, из прилагаемой фиг.1. Подробности приводятся ниже, при описании фигур.
Согласно уровню техники имеется проблема, состоящая в том, что область горловины охлаждается вместе с предварительной формой и, тем самым, не сильнее, чем она. Это препятствует увеличению производительности машины, так как в момент транспортировки предварительно сформированного стеклянного контейнера из предварительной формы в чистовую форму область горловины стеклянного контейнера, на котором держатель горловины захватывает бутылку, чтобы доставить ее к чистовой форме, должен быть уже охлажден настолько, чтобы он имел достаточную стабильность, чтобы больше не допускать нежелательной деформации стеклянного контейнера во время его перемещения, при котором прилагаются силы.
В уровне техники были предприняты попытки улучшить подобное охлаждение предварительной формы.
Так, например, в DE 3239095 С2 описывается устройство, которое в зависимости от различного температурного воздействия позволяет придать стеклянному телу, расширяющемуся во внутреннем пространстве формы, различную толщину стенок в зависимости от высоты. Об охлаждении предварительной формы с похожими техническими целями сообщает и DE 2537037, согласно которому может быть настроен и выдержан любой желаемый температурный профиль на обращенной к стеклу поверхности формовочного инструмента.
Эти варианты развития изобретения, возможно, улучшают, тем самым, охлаждение предварительной формы в специальных случаях, но ничего не вносят для решения выше указанной проблемы.
Увеличение охлаждающей способности здесь также ограничено, так как это (см. выше) - особенно при одинаковом давлении охлаждающего воздуха - всегда приводит к нежелательному сильному охлаждению предварительной формы. Следствием была бы уменьшенная мощность машины по причине слишком низкой мощности охлаждения горловины.
Согласно уровню техники далее следует констатировать, что не только охлаждение предварительной формы, но и охлаждение горловины было предметом различных попыток решения проблем.
Например, ЕР 0443949 В1 (соответствует немецкоязычному DE 69104513 Т2) раскрывает охлаждение горловины, предусмотренное дополнительно к охлаждению предварительной формы, однако без точных указаний, касающихся способа производства. Этот документ, который описывает только механическую конструкцию, не дает никакой информации по возможным средствам управления и регулирования обоих охлаждений (с одной стороны, охлаждение предварительной формы и, с другой стороны, охлаждение горловины). Далее, воздействие холода при охлаждении горловины согласно данному патентному документу является не оптимальным, так как тепло отводится только благодаря происходящей снаружи обдувке области горловины. Кроме того, устройство имеет недостаток, состоящий в том, что предусмотренные там каналы для охлаждающей среды всегда двигаются вместе с открывающимися и закрывающимися половинами предварительной формы и, таким образом, подвержены сильному износу, что требует частого технического обслуживания устройства и существенно сужает его практическую пригодность к массовому производству, если не вообще ставит ее под вопрос.
Подобные проблемы имеет и известное из DE 3637552 С1 охлаждающее устройство, которое касается только охлаждения горловины, которое, однако, подводит охлаждающую среду через держатель горловины и инструмент горловины (называемый также формой горловины) также через подвижные и, соответственно, быстроизнашивающиеся части. Также и этот документ не дает информации о возможных средствах управления и регулирования или о способе охлаждения (в данном случае - охлаждения горловины). В особенности, этот патентный документ не дает никакой информации о возможном соотношении охлаждения горловины к охлаждению предварительной формы, которое само в этом патентном документе совсем не описывается. Однако по причине того факта, что в соответствии с уровнем техники машины для изготовления стеклянных контейнеров работают со всегда унифицированным давлением охлаждающего воздуха, ясно, что показанное здесь охлаждение горловины не может управляться или регулироваться независимо от охлаждения предварительной формы. Всего лишь более подробно излагается то, что охлаждение горловины может быть использовано здесь после или при открывании половин предварительной формы благодаря открывающимся при этом выходам каналов для дополнительного охлаждения области горлышка бутылки (ср. фиг.5 и относящееся к ней описание). Охлаждающее действие в случае этого устройства также не оптимальное, так как тепло собственно на области горловины отводится только через массивный контакт от горловины к инструменту горловины и затем к охлаждающей среде. И только область горлышка над горловиной может быть еще дополнительно обдута снаружи во время открывания предварительной формы.
В отличие от этого DE 4118682 С1 выбирает уже улучшенное решение таким образом, что здесь имеет место подвод охлаждающей среды для охлаждения горловины, причем основные узлы системы охлаждения сами не двигаются, по меньшей мере при работе машины для изготовления стеклянных контейнеров. Тем не менее, и здесь подвод охлаждающей среды происходит еще конструктивно затратным образом со стороны к инструменту горловины, который сам имеет охлаждающие каналы, которые должны быть настроены своим боковым впуском соосно с подводящими каналами, чтобы они, во всяком случае в связанном с предварительной формой рабочем состоянии держателя горловины, могли бы принимать охлаждающую среду со стороны из подводящего канала. Для этого устройство имеет средства точной настройки, с помощью которых подводящие каналы могут переставляться по высоте и, тем самым, подгоняться к конечному положению держателя горловины, что связано с существенными конструктивными и монтажными затратами и, тем самым, с соответствующими инвестиционными и производственными затратами. Также и охлаждающее действие представленного в этом документе устройства охлаждения горловины не оптимальное, так как отвод тепла и в этом случае происходит только через массивный контакт от горловины к инструменту горловины и затем к охлаждающей среде.
Указанный недостаток необходимости точной настройки при боковой подаче охлаждающей среды устраняет устройство согласно DE 10020431 В4, которое - так же, как и ЕР 0443949 В1, - просто обдувает область горловины снаружи охлаждающей средой на определенном расстоянии. Тем самым это устройство добивается преимущества неподверженности износу (недостаток более плохого охлаждающего действия на горловине), что, однако, не является его целью. Целью устройства является только то, чтобы лучше охлаждать область предварительной формы со стороны горловины (в основном, горлышко бутылки). Этот патентный документ дает общую информацию о том, что клапаны подачи охлаждающей среды должны служить для регулирования, однако и здесь отсутствуют более точные данные. Так, например, ничего не говорится о том, какие средства управления и регулирования должны быть предусмотрены для каких параметров обоих видов охлаждения (с одной стороны, охлаждение предварительной формы и, с другой стороны, охлаждение горловины). Также и здесь исходят из общего источника с общим стационарным давлением охлаждающей среды.
В документе WO 2006/019964 А1 охлаждающий воздух для предварительной формы и горловины также исходит из общего источника. Тем самым, и здесь также невозможно регулировать или управлять давлением охлаждающей среды для охлаждения горловины независимо от давления для охлаждения предварительной формы, так как обе охлаждающие среды происходят из общего источника, как это показывают данные по рабочему давлению примерно 2-3 psi, то есть примерно 0,14-0,21 бар. Подобное давление типично для станционного давления, производимого вентилятором, который используется также для охлаждения предварительной формы, однако он не предназначен для действительно независимого охлаждения горловины. Тем самым, согласно WO 2006/019964 А1, в частности, невозможно также управлять или регулировать охлаждение горловины так, что охлаждение горловины будет происходить без чрезмерного отвода тепла от предварительной формы. В связи с предпочтительными вариантами реализации данного изобретения следует установить, что согласно WO 2006/019964 А1 подводящая линия охлаждающего воздуха не проходит через цилиндр плунжера, и к тому же он не имеет канала охлаждающего воздуха, через который охлаждающий воздух снова выходит. Скорее, подвод охлаждающего воздуха происходит здесь через расположенный рядом с крышкой цилиндра плунжера стационарный короб и снова выходит через отверстие в защитной крышке наверх, что при смене продукта вызывает затратный перемонтаж.
Таким образом, уровень техники не дает никаких решений, которые показывали бы по возможности эффективное охлаждение горловины, которое не ухудшает охлаждение предварительной формы и одновременно имеет малый износ, не требует точной настройки и, тем самым, не требует большого техобслуживания.
Только в области чистого охлаждения предварительной формы в уровне техники имеются решения, относящиеся к проблеме подвода охлаждающей среды с малым износом, который, тем самым, не требует большого техобслуживания.
Например, DE 19819489 С2 представляет такое охлаждающее устройство только для предварительной формы, которое реализует подход к решению этой проблемы с помощью передвижных пластин с отверстиями, которые при совпадении образуют пропускной канал для охлаждающей среды для предварительной формы.
DE 19838698 А1, напротив, представляет устройство охлаждения, в котором охлаждение предварительной формы и охлаждение горловины выполнены совместно с помощью связанного охлаждающего контура, который снабжен крышкой цилиндра плунжера. Благодаря этому проблема конструктивно затратного и подверженного износу или интенсивной настройке подвода охлаждающей среды через подвижные и/или настраиваемые части была решена и также улучшено охлаждающее действие. Однако этим не достигается охлаждение горловины, которое более сильное по сравнению с охлаждением предварительной формы и, тем самым, увеличивает производительность машины для изготовления стеклянных контейнеров. Напротив, по DE 19838698 А1 целью предложенной конструкции и является достижение одинакового охлаждения как предварительной формы, так и формы горловины (сравни колонка 1 предпоследняя строка - колонка 2 строка 2 в DE 19838698 А1), что достигается благодаря представленному там общему охлаждающему контуру для охлаждения предварительной формы и горловины.
ЕР 0187325 А2 представляет устройство охлаждения горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров с цилиндром плунжера и крышкой цилиндра плунжера и предварительной формой, причем крышка цилиндра плунжера имеет подводящую линию и канал с выходом для подачи охлаждающей среды, которая снова выходит из канала в крышке цилиндра плунжера для охлаждения предварительной формы. Однако и здесь охлаждающий воздух, применяемый для охлаждения горловины, применяется также для охлаждения предварительной формы, что, тем самым, и в этом случае не дает никакого охлаждения предварительной формы, независимого от охлаждения предварительной формы. Кроме того, ЕР 0187325 А2 имеет еще один существенный недостаток: охлаждающий воздух проводится здесь именно через поверхностное кольцо, что создает опасность негерметичности и, тем самым, может привести к проникновению охлаждающего воздуха во внутреннее пространство. Если это произойдет, то на изготавливаемых стеклянных контейнерах образуются трещины горловины и/или воздушные пузырьки, что снова приводит к проблемам герметичности самого стеклянного контейнера. В этом случае его качество будет существенно снижено, в конечном итоге такой стеклянный контейнер невозможно будет реализовать и он будет непригодным для изготовителя.
Раскрытие изобретения
Тем самым, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить охлаждение горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров, причем это охлаждение позволит по возможности эффективно охлаждать горловину, при этом не должно быть отрицательного влияния на охлаждение предварительной формы по причине слишком сильного воздействия, и одновременно охлаждение должно происходить с малым износом и небольшой потребностью в регулировке, и, тем самым, не будет требоваться значительного технического обслуживания машины.
Эта задача решена с помощью устройства с признаками п.1 формулы изобретения. Другие преимущественные варианты реализации устройства, предложенного настоящим изобретением, следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Предложенное настоящим изобретением устройство способствует особо простому подводу охлаждающей среды, не требуя при этом затратного перемонтажа при смене продукта, как это, например, имеет место в случае подвода охлаждающей среды через станционный короб, расположенный рядом с крышкой цилиндра плунжера - путь, который примерно выбран в WO 2006/019964 А1 (см. также выше).
В общем решение, предложенное настоящим изобретением, может быть описано следующим образом.
Охлаждающая среда, предпочтительно охлаждающий воздух, попадает через цилиндр плунжера в крышку цилиндра плунжера. Там охлаждающая среда через подводящую линию (предпочтительно кольцевую подводящую линию, или две полукруглые подводящие линии, или множество подводящих линий, выполненных в виде сегментов круга) впускается, например, в днище или на срединной высоте крышки цилиндра плунжера - через каналы, расположенные в цилиндре плунжера по кругу, предпочтительно равномерно в форме дуги по периферии цилиндра плунжера на виде сверху. Распределенные каналы (предпочтительно, например, вертикальные каналы, проходящие параллельно стенке цилиндра) являются, например, отверстиями, особо предпочтительно двадцать два или двадцать четыре канала, например отверстий, на горловину. Эти каналы в крышке цилиндра плунжера выполнены при этом предпочтительно так, что на их выходе из крышки цилиндра плунжера (предпочтительно на его верхнем крае, особо предпочтительно вертикально выходящие там) создается увеличение скорости потока охлаждающей среды. Это может произойти, например, вследствие того, что здесь предусмотрено выходное отверстие, уменьшенное по сравнению с внутренним размером канала/каналов, например, вследствие уменьшения поперечного сечения их выходного отверстия. Это увеличение скорости потока охлаждающей среды на выходном отверстии соответствующего канала создает во внутренней области крышки цилиндра плунжера разрежение, так как между верхним краем крышки цилиндра плунжера и нижним краем держателя горловины и/или инструмента горловины предусмотрен паз или щель (предпочтительно шириной примерно 0,4-0,6 мм). Таким образом создается соединение от внешней области крышки цилиндра плунжера наружу. Вследствие созданного таким образом разрежения происходит вентиляция во внутренней области крышки цилиндра плунжера через указанный паз или щель. Этот вентиляционный эффект создает предпочтительно желаемый, способствующий увеличению скорости производства дополнительный эффект настоящего изобретения, так как во внутренней области крышки цилиндра плунжера двигаются вверх или вниз другие инструменты, поэтому необходимо следить за оптимальностью отводимого воздуха, чтобы с помощью этих инструментов подавлять возможные эффекты скоростного давления вследствие поршневого действия. Воздух, выходящий из крышки цилиндра плунжера - через выполненные в ней различные отверстия, пазы или тому подобное - охлаждает горловину в осевом направлении, предпочтительно примерно в осевом направлении («вертикальный поток, "vertiflow"»).
Это дает возможность производить охлаждение горловины независимо от охлаждения предварительной формы, которое из-за выполняемого в дальнейшем выдувания стеклянного контейнера в чистовой форме не используют слишком интенсивно, чтобы не нагревать его снова без надобности. В частности, могут быть настроены необходимые для этого давления, объемные потоки или температуры охлаждающей среды, предпочтительно охлаждающего воздуха, независимо от таковых величин для охлаждения предварительной формы.
Чтобы иметь возможность произвести такое независимое регулирование, например, давления или объемного потока, возможно, чтобы охлаждающие контуры для предварительной формы и горловины питались из отдельных источников охлаждающей среды, которые обеспечивают достаточное для этого давление на прямой подаче регулирующего клапана.
Однако возможно также питать их из общего источника, если гарантируется, что оба регулирующих клапана имеют достаточные характеристики (так называемый Ventilautorität, т.е. отношение разности давлений при полностью открытом регулировочном клапане к разности давлений всей гидросистемы - в данном случае пневматической, - включая регулировочный клапан, см. DIN ISO 16484 2, 3.197, октябрь 2004 г.), особенно тогда, когда другой клапан полностью открыт. Если тем самым хотят регулировать давление или объемный поток охлаждающей среды для охлаждения горловины независимо от охлаждения предварительной формы и при общем источнике охлаждающей среды, то регулирующий клапан для охлаждения горловины также при полностью открытом клапане охлаждения предварительной формы должен иметь характеристику (Ventilautorität), достаточную для регулирования. Какая характеристика (Ventilautorität) при этом требуется, зависит от соотношений в отдельном случае, но обычно рекомендуется величина более 0,5 для технически используемой регулировочной характеристики (ср., например, Siemens Werkveröffentlichung, Siemens Building Technologies Landis & Staefa Division, Steinhausen, Schweiz, 1997).
Однако могут регулироваться не только необходимые для охлаждения горловины давления, объемные потоки или температуры охлаждающей среды независимо от таковых для охлаждения предварительной формы. В большей степени это имеет место для возможных других рассматриваемых параметров. Может быть измерена также сама температура на горловине и быть использована в качестве регулирующей величины. Одно из таких измерений может происходить бесконтактно - например, с помощью инфракрасного термометра (см., например, приборы фирмы Newport Electronics GmbH в Германии, например серия OS 523 и OS 524 со спектром температуры от -18°С до 2482°С), например, снизу насквозь через внутреннюю область цилиндра плунжера или внутреннюю область крышки цилиндра плунжера. Для этого может служить и температурная измерительная ячейка в области инструмента горловины (называемого также формой горловины) или держателя горловины, причем здесь используются при необходимости подходящие проводники тепла, чтобы получить определенные температурные измерения.
Также для этого могут быть использованы по меньшей мере один регулирующий контур, отделенный от охлаждения предварительной формы, или также комбинированное регулирование параметров.
В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения поток охлаждающей среды в своем дальнейшем ходе - например, через другой канал, предпочтительно другого отверстия, в держателе горловины и/или в инструменте горловины - проводится также снаружи на высоте области горловины стеклянного контейнера со все еще высокой скоростью. При этом преимущественным будет, если предусмотреть выход соответствующего канала в крышке цилиндра плунжера под входом соответствующего канала в держателе горловины и/или в инструменте горловины; это во всяком случае в соответствующем (конечном) положении держателя горловины и/или инструмента горловины на предварительной форме. Так как и здесь снова может быть предусмотрено по меньшей мере одно отверстие (например, вентиляционное отверстие [вентиляционные отверстия]) между верхним краем держателя горловины и нижним краем предварительной формы (например, предпочтительно с поперечным сечением отверстия примерно 3-10 мм) и все еще сильный поток охлаждающей среды протекает мимо его выходного отверстия, то и вследствие этого во внутренней области горловины стеклянного контейнера создается дополнительное разрежение, что приводит к другому вентиляционному потоку из этой области, который таким образом дополнительно охлаждает внутреннюю область горловины и таким образом далее улучшает охлаждение горловины по настоящему изобретению. При этом может быть предусмотрено другое увеличение скорости объемного потока - например, в области выхода другого предусмотренного канала с помощью держателя горловины и/или инструмента горловины - предпочтительно с помощью представленных здесь средств, например другой форсунки.
В другом особенно предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения для увеличения скорости потока охлаждающей среды на верхнем крае крышки цилиндра плунжера используется (по одной) форсунке, стенки которой в поперечном сечении выполнены особенно предпочтительно выпуклыми, чтобы достичь особо сильного увеличения скорости потока охлаждающей среды на выходном отверстии. Это особенно преимущественно, потому что при таких высоких скоростях потока объемный поток течет почти только вверх в выходном отверстии форсунки, а не, например, в направлении продолжающейся вовне упомянутого первого паза или щели между верхним краем крышки цилиндра плунжера и держателем горловины. По этой причине такой вариант реализации настоящего изобретения особенно преимущественно комбинируется с только что упомянутым вариантом реализации, нацеленным на проведение объемного потока в канал через держатель горловины и/или через инструмент горловины, причем держатель горловины или инструмент горловины расположен над крышкой цилиндра плунжера - по меньшей мере в связанном с предварительной формой рабочем положении держателя горловины и/или инструмента горловины.
Следует отметить и то, что каждая предусмотренная настоящим изобретением форсунка, особенно, например, в области выхода дополнительно предусмотренного канала через держатель горловины и/или инструмент горловины, может иметь описанную выше выпуклую стенку.
Наряду с устройством охлаждением горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров и наряду с соответствующим образом оснащенной машиной для изготовления стеклянных контейнеров настоящее изобретение определенно относится также к соответствующим крышке цилиндра плунжера, держателю горловины и/или конструкции инструмента горловины (с возможными отверстиями и/или охлаждающими отверстиями, предпочтительно пазами или щелями) или к возможным другим раскрытым здесь устройствам охлаждения горловины для машин для изготовления стеклянных контейнеров и также для крышек цилиндра плунжера, держателей горловины и и/или для конструкций инструмента горловины (с возможными отверстиями и/или охлаждающими отверстиями, предпочтительно пазами или щелями), а также для других раскрытых здесь устройств. Особенно также и выполнение канала через держатель горловины и особенно также через инструмент горловины может происходить согласно изобретению независимо от подводящей линии через цилиндр плунжера и/или крышку цилиндра плунжера, например через подводящую линию в другом месте, например через станционный короб. То же самое имеет место, в частности, и для конструкций вентиляции разрежением посредством паза или щели между верхним краем крышки цилиндра плунжера и нижним краем держателя горловины, а также посредством вентиляции внутренней области горловины с помощью отверстия во внутреннюю область горловины между верхним краем держателя горловины и нижним краем предварительной формы.
С помощью настоящего изобретения в соответствующем варианте реализации возможно выполнить следующее:
- управлять или регулировать параметры (например, давление, объемный поток, температуру) этого охлаждения отдельно от охлаждения предварительной формы таким образом, чтобы было возможно, предпочтительно также мощное, охлаждение горловины без чрезмерного отвода тепла от (всей) предварительной формы,
- круговое охлаждение, предпочтительно охлаждение на угол 360°, горловины стеклянного контейнера с помощью осевого охлаждающего потока, что способствует выполнению с малыми напряжениями - в идеальном случае без напряжений - охлаждения стеклянного контейнера в области горловины, вследствие чего предотвращаются или по меньшей мере уменьшаются возможные проблемы качества,
- вентиляция и охлаждение также внутренней области горловины стеклянного контейнера (в предварительной форме) вследствие инжекторного действия протекающей мимо охлаждающей среды.
С помощью настоящего изобретения отвод тепла на горловине стеклянного контейнера может происходить, во-первых, равномерно, то есть с малыми напряжениями, в идеальном случае без напряжений, а во-вторых, возможно охлаждать горловину быстрее, намного быстрее, чем предварительную форму, и без чрезмерного отвода тепла от всей предварительной формы, особенно не в ее верхней части. Таким образом достигается существенно более высокая производительность изготовления стеклянных контейнеров, так как соответствующий стеклянный контейнер при быстром охлаждении его горловины может быть быстрее доставлен в чистовую форму. Благодаря этому достигается увеличение производительности изготовления на 3-8%, что приводит к также улучшенному использованию машины при примерно одинаковом использовании средств и, таким образом, приводит к соответствующей экономии затрат.
В соответствии с сегодняшними знаниями с помощью настоящего изобретения наилучшие результаты достигаются благодаря варианту реализации, представленному ниже на фиг.3b, то есть варианту реализации, при котором охлаждающая среда течет через канал в инструменте горловины, а именно с другим, дополнительным вентиляционным потоком для вентиляции внутренней области горловины.
При выполнении канала охлаждающей среды с помощью самого инструмента горловины для охлаждения может быть создана большая поверхность, предпочтительно примерно 22000 мм2 на горловину. При этом охлаждение будет эффективнее, чем в случае выполнения канала с помощью держателя горловины, так как теплопередача при этом не ухудшается ненужными граничными поверхностями.
Таким образом с помощью такого особо предпочтительного варианта реализации при настройке в 160° (примечание: здесь речь идет о задании времени, а именно о задании относительного времени, которое в зависимости от продолжительности машинного цикла составляет 360°; тем самым, 160° соответствуют 160/360°, следовательно, 4/9 того времени, которое требуется для полного машинного цикла!) и при давлении 3 бар для охлаждающего воздуха, используемого в качестве охлаждающей среды, температура горловины понижается на 30-35°С, причем охлаждение предварительной формы происходит при этом независимо от охлаждения горловины и служит только для охлаждения предварительной формы. Если охлаждение горловины, напротив, остается включенным, когда предварительная форма открыта, то оно влияет и на температуру предварительной формы. Если это желают предотвратить, то охлаждение горловины следует выключить перед или, самое позднее, при открывании предварительной формы и включить только после или, самое раннее, при закрывании предварительной формы.
По настоящему изобретению можно работать и с более высокими давлениями, например до 4 бар, для охлаждения горловины. Если давление охлаждающего воздуха, напротив, будет снижено до 2 бар, то относительно давления 3 бар можно увидеть четкое повышение температуры на горловине. Если же хотят достичь более высокую мощность охлаждения с меньшим давлением - например, 2 бар, или 1,5 бар, или также 1,0 бар, или даже только 0,5 бар, - то это может быть достигнуто с помощью больших поперечных сечений подводящих линий охлаждающей среды.
Отдельный источник охлаждающей среды для охлаждения горловины может использоваться согласно настоящему изобретению предпочтительно во всех названных диапазонах давления или при всех названных значениях давления (с помощью регулирования или управления).
Другое преимущество устройства по настоящему изобретению состоит также в том, что благодаря подаче охлаждающей среды по меньшей мере через один канал в крышке цилиндра плунжера достигается эффект самоочищения вследствие постоянно происходящего продувания загрязнений. Это преимущество может способствовать тому, что устройство по настоящему изобретению не будет подвержено неисправностям.
Краткое описание чертежей
Далее обсуждаются приведенные на фиг.1 и 2 примеры из уровня техники и, сверх того, варианты реализации настоящего изобретения, которые не должны пониматься ограниченно. На чертежах показано следующее.
Фиг.1: поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров по уровню техники, в существенной области, вид сбоку, с предварительной формой, инструментом горловины, держателем горловины, крышкой цилиндра плунжера, охлаждающей форсункой для предварительной формы и охлаждающей форсункой для горловины с потоком охлаждающего воздуха.
Фиг.2: вид держателя горловины по уровню техники, вид снизу, а именно с (конечным) положением держателя горловины, связанным с чистовой формой, или же вид сверху, а именно с (конечным) положением, связанным с предварительной формой.
Фиг.3: поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров в варианте реализации согласно настоящему изобретению, вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом горловины, держателем горловины и крышкой цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда течет через канал в держателе горловины.
Фиг.3а: увеличенный фрагмент вида по фиг.3, на котором ближе показан паз или щель между верхним краем крышки цилиндра плунжера и нижним краем держателя горловины, а также текущий через него вентиляционный поток.
Фиг.3b: поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров в другом варианте реализации согласно настоящему изобретению, вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом горловины, держателем горловины и крышкой цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда течет через канал в держателе горловины, а именно с другим вентиляционным потоком для вентиляции внутренней области горловины.
Фиг.3с: поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров в варианте реализации по фиг.3b, вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом горловины, держателем горловины и крышкой цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда течет через канал в инструменте горловины, здесь, однако, без дополнительной вентиляции внутренней области горловины.
Фиг.4: вариант реализации держателя горловины согласно настоящему изобретению, вид снизу, а именно с (конечным) положением держателя горловины, связанным с чистовой формой, или же вид сверху, а именно с (конечным) положением, связанным с предварительной формой.
Фиг.5: вид сверху на крышку цилиндра плунжера согласно настоящему изобретению, с форсуночными отверстиями каналов для охлаждающей среды, в данном случае с отверстиями, которые также равномерно расположены по кругу.
Фиг.6: поперечный разрез крышки цилиндра плунжера согласно настоящему изобретению, вид сбоку, с каналами для охлаждающей среды, в данном случае с отверстиями, и с выпуклой форсункой на выходе соответствующего канала.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров по уровню техники на участке, относящемся к изобретению, вид сбоку, с предварительной формой 4, инструментом 5 горловины, держателем 1 горловины, крышкой 6 цилиндра плунжера, охлаждающей форсункой 2 для предварительной формы и охлаждающей форсункой 3 для горловины с потоком охлаждающего воздуха КМ.
Фиг.2 показывает держатель 1 горловины по уровню техники, вид снизу - с (конечным) положением держателя горловины, связанным с чистовой формой, или же вид сверху - с (конечным) положением, связанным с предварительной формой.
Фиг.3 показывает фрагмент поперечного сечения по машине для изготовления стеклянных контейнеров в варианте реализации согласно настоящему изобретению, вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом 5 горловины, держателем 1 горловины и крышкой 6 цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда КМ течет через канал МК в держателе 1 горловины.
Здесь охлаждающая среда КМ, например, охлаждающий воздух, попадает предпочтительно из источника, отдельного от источника, используемого для предварительной формы, через каналы РК, предпочтительно расположенные по кругу на одинаковых дуговых расстояниях друг от друга (ср. также фиг.5), особенно предпочтительно двадцать четыре отверстия РК, в крышку 6 цилиндра плунжера. Оттуда охлаждающий воздух КМ снова проводится через каналы МК, также предпочтительно расположенные предпочтительно по кругу на равных дуговых расстояниях друг от друга (ср. также фиг.4), также особо предпочтительно двадцать четыре отверстия на горловину, через держатель 1 горловины, причем входные отверстия пропускных каналов МК расположены в держателе горловины над выходными отверстиями каналов РК в цилиндре плунжера, когда держатель горловины находится в рабочем положении, соединенном с предварительной формой. Каналы РК в крышке цилиндра плунжера посредством уменьшенного выходного поперечного сечения - здесь на пути форсунки D, выполненной с выпуклой внутренней стенкой W, - выполнены так, что имеет место предпочтительно особо сильное повышение скорости потока КМ охлаждающей жидкости на выходе канала РК на верхнем краю РО крышки 6 цилиндра плунжера. Вследствие этого и благодаря пазу или щели S между верхним краем РО крышки 6 цилиндра плунжера и нижним краем MU держателя 1 горловины создается разрежение во внутренней области PI крышки цилиндра плунжера и течет вентиляционный поток ES (первая вентиляция) через находящуюся внутри область SI паза (или также щели) S к быстро выходящему из форсунки D потоку КМ охлаждающей среды. Достигнутая благодаря выпуклой внутренней стенке W форсунки на выходе канала РК особо высокая скорость объемного потока КМ, который здесь также всасывает вентиляционный поток ES через область паза или щели SI, приводит к тому, что созданный таким образом общий объемный поток КМ выдувается почти исключительно наверх в канал МК - в тот, который проходит через держатель 1 горловины, а не через тот, который через лежащую снаружи другую область SA паза или щели S выходит наружу.
Этот объемный поток КМ течет дальше в осевом направлении через канал МК, причем возможно находящаяся там пружина MF держателя 1 горловины охлаждается одновременно, что одновременно противодействует преждевременному прокаливанию (отжигу) пружины MF держателя 1 горловины. Пружина MF держателя 1 горловины служит для центровки инструмента 5 горловины в держателе 1 горловины, и при одностороннем износе вследствие прокаливания (отжига) пружины MF это может привести к децентровке и, тем самым, к проблемам качества, например к трещинам в стеклянном контейнере. Этому сразу противодействует показанный здесь вариант реализации настоящего изобретения. Упомянутый ранее объемный поток КМ проходит затем снаружи мимо области горловины и, тем самым, мимо инструмента 5 горловины и создает еще раз разрежение во внутренней области MI горловины вследствие выполненных там отверстий, предпочтительно вентиляционных отверстий S2 и вследствие принципа Вентури, уже примененного для первой вентиляции. Эта дополнительная вентиляция (вторая вентиляция) обеспечивает, тем самым, с помощью другого вентиляционного потока ES2 также в этой области инструмента 5 горловины (предпочтительно в области поверхностного кольца, само поверхностное кольцо здесь не представлено) принудительную вентиляцию и таким образом еще раз улучшает настоящее изобретение. Здесь следует заметить, что прохождение потока КМ охлаждающей среды снаружи мимо области горловины или инструмента 5 горловины может происходить, как описано выше в общей части описания, согласно изобретению, разумеется, также независимо от прохождения охлаждающей среды КМ через другой канал или другое отверстие, как это может происходить, например, через канал МК в держателе 1 горловины или, при необходимости, также в инструменте 5 горловины.
Фиг.3а показывает ближе увеличенный фрагмент вида по фиг.3, а именно паза или щели S между верхним краем РО крышки 6 цилиндра плунжера и нижним краем MU держателя 1 горловины, а также показывает протекающий сквозь него вентиляционный поток ES. Приведенные далее обозначения имеют значения, известные из фиг.3.
Фиг.3b показывает поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров в другом варианте реализации согласно настоящему изобретению, вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом 5 горловины, держателем 1 горловины и крышкой 6 цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда КМ течет через канал МК в инструменте 5 горловины, а именно с другим вентиляционным потоком ES2 для вентиляции внутренней области MI горловины.
Также и здесь охлаждающая среда КМ, например охлаждающий воздух, попадает предпочтительно из источника, отдельного от источника, используемого для предварительной формы, через каналы РК, предпочтительно расположенные по кругу на одинаковых дуговых расстояниях друг от друга (ср. также фиг.5), особенно предпочтительно двадцать четыре отверстия РК, в крышку 6 цилиндра плунжера. Оттуда охлаждающий воздух КМ снова проводится через каналы МК, также предпочтительно расположенные предпочтительно по кругу на равных дуговых расстояниях друг от друга, также особо предпочтительно двадцать четыре отверстия на горловину, через инструмент 5 горловины (вместо держателя 1 горловины), причем входные отверстия пропускных каналов МК расположены инструменте 5 горловины, а не в держателе горловины над выходными отверстиями каналов РК в цилиндре плунжера. Каналы РК в крышке цилиндра плунжера посредством уменьшенного выходного поперечного сечения - здесь также на пути форсунки - выполнены так, что имеет место предпочтительно особо сильное повышение скорости потока КМ охлаждающей жидкости на выходе канала РК на верхнем крае крышки 6 цилиндра плунжера. Вследствие этого и вследствие паза или щели S между верхним краем крышки 6 цилиндра плунжера и нижнего края инструмента 5 горловины и/или нижнего края держателя 1 горловины создается разрежение во внутренней области PI крышки цилиндра плунжера, и течет вентиляционный поток ES (первая вентиляция) через находящуюся внутри область паза (или также щели) к быстро выходящему из форсунки потоку КМ охлаждающей среды. Достигнутая благодаря форсунке на выходе канала РК особо высокая скорость объемного потока КМ, который здесь также всасывает вентиляционный поток ES через область паза или щели, приводит к тому, что созданный таким образом общий объемный поток КМ выдувается почти исключительно наверх в канал МК - через тот, который в этом варианте реализации настоящего изобретения проходит через инструмент 5 горловины вместо держателя 1 горловины, а не через тот, который через лежащую снаружи другую область паза или щели выходит наружу.
Этот объемный поток КМ течет дальше в осевом направлении через канал МК, а именно через отверстие или другое выполнение канала в инструменте 5 горловины. Упомянутый ранее объемный поток КМ проходит затем снаружи мимо инструмента 5 горловины и создает еще раз разрежение во внутренней области MI горловины вследствие выполненных там отверстий, предпочтительно вентиляционных отверстий S2, и вследствие принципа Вентури, уже примененного для первой вентиляции. Эта дополнительная вентиляция (вторая вентиляция) следит, тем самым, с помощью другого вентиляционного потока ES2 также в этой области инструмента 5 горловины (предпочтительно в области поверхностного кольца, само поверхностное кольцо здесь не представлено) за принудительной вентиляцией и таким образом еще раз улучшает настоящее изобретение. Здесь следует заметить, что прохождение потока КМ охлаждающей среды снаружи мимо области горловины может происходить, как описано выше в общей части описания, согласно изобретению, разумеется, также независимо от прохождения охлаждающей среды КМ через другой канал или другое отверстие, как это может происходить, например, через канал МК в инструменте 5 горловины.
Фиг.3с показывает поперечное сечение машины для изготовления стеклянных контейнеров в варианте реализации по фиг.3b, также вид сбоку, на участке, относящемся к изобретению, с областью горловины, инструментом 5 горловины, держателем 1 горловины и крышкой 6 цилиндра плунжера, причем охлаждающая среда КМ течет через канал МК в инструменте 5 горловины, здесь, однако, без дополнительной вентиляции внутренней области горловины MI с помощью другого вентиляционного потока посредством отверстия в области горловины. Приведенные далее обозначения соответствуют здесь значению, уже известному из фиг.3b или 3с.
Фиг.4 показывает вариант реализации держателя горловины согласно настоящему изобретению, вид снизу - с (конечным) положением держателя горловины, связанным с чистовой формой, или же вид сверху - с (конечным) положением, связанным с предварительной формой, а именно с верхними выходными отверстиями - «верхние» выходные отверстия - если смотреть из связанного с предварительной формой (конечного) положения держателя 1 горловины, - из каналов МК держателя 1 горловины для охлаждающей среды (в данном случае из отверстий), которые расположены равномерно (за исключением отверстия, расположенного на «12-часовой позиции» и «6-часовой позиции») по кругу на равных дуговых расстояниях.
Фиг.5 показывает вид сверху на крышку 6 цилиндра плунжера согласно настоящему изобретению с форсуночными отверстиями каналов РК (в данном случае с отверстиями) для охлаждающей среды, которые также равномерно расположены по кругу и предпочтительно расположены под нижними входными отверстиями каналов держателя горловины (пропускной канал или пропускные каналы МК из фиг.3, 3а, 4). Во всяком случае это предпочтительно имеет место тогда, когда держатель горловины находится в рабочем положении, связанном с предварительной формой. Обозначенный здесь разрез по А-А виден сбоку на фиг.6.
Фиг.6 - поперечный разрез А-А крышки 6 цилиндра плунжера по фиг.5 согласно настоящему изобретению, вид сбоку, с каналами РК для охлаждающей среды, в данном случае с отверстиями, которые также расположены равномерно по кругу (ср. фиг.5) и с выпуклой форсункой D на выходе соответствующего канала, имеющей выпуклую внутреннюю стенку.
1. Устройство охлаждения горловины для машины для изготовления стеклянных контейнеров, содержащее по меньшей мере одну предварительную форму (4) и по меньшей мере один цилиндр плунжера с крышкой (6) цилиндра плунжера, причем крышка (6) цилиндра плунжера имеет по меньшей мере одну подводящую линию и по меньшей мере один канал с выходом, через который подается охлаждающая среда для охлаждения горловины, причем охлаждающая среда снова выходит из канала в крышке (6) цилиндра плунжера, а независимая от охлаждения предварительной формы настройка давления и/или объемного потока и/или температуры охлаждающей среды для охлаждения горловины позволяет охлаждать горловину изготавливаемого стеклянного контейнера независимо от охлаждения предварительной формы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что давление охлаждающей среды для охлаждения горловины настроено на величину по меньшей мере 0,5 бар.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно также имеет по меньшей мере один инструмент (5) горловины по меньшей мере с одним каналом, через который подается охлаждающая среда для охлаждения горловины.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что охлаждающая среда после того, как она вышла из крышки (6) цилиндра плунжера, проводится через другой канал в инструменте (5) горловины, а затем проводится снаружи на высоте области горловины стеклянного контейнера.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход в инструменте (5) горловины выполнен так, что там создается увеличение скорости потока охлаждающей среды.
6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно также имеет по меньшей мере один инструмент (5) горловины по меньшей мере с одним каналом, через который подается охлаждающая среда для охлаждения горловины.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что охлаждающая среда после того, как она вышла из крышки (6) цилиндра плунжера, проводится через другой канал в инструменте (5) горловины, а затем проводится снаружи на высоте области горловины стеклянного контейнера.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход в инструменте (5) горловины выполнен так, что там создается увеличение скорости потока охлаждающей среды.
9. Устройство по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что оно имеет также по меньшей мере один держатель (1) горловины с по меньшей мере одним каналом, через который охлаждающая среда подводится для охлаждения горловины.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что охлаждающая среда после того, как она вышла из крышки (6) цилиндра плунжера, проводится через другой канал в держателе (1) горловины, а затем проводится снаружи на высоте области горловины стеклянного контейнера.
11. Устройство по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход по меньшей мере одного канала в крышке (6) цилиндра плунжера расположен на верхнем крае крышки (6) цилиндра плунжера.
12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход по меньшей мере одного канала в крышке (6) цилиндра плунжера расположен на верхнем крае крышки (6) цилиндра плунжера.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход по меньшей мере одного канала в крышке (6) цилиндра плунжера расположен на верхнем крае крышки (6) цилиндра плунжера.
14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что несколько выходов каналов в крышке (6) цилиндра плунжера на верхнем крае крышки (6) цилиндра плунжера расположены распределенными по кругу, предпочтительно равномерно по дуге, по периферии плунжера на виде сверху.
15. Устройство по п.11, отличающееся тем, что по меньшей мере один выход по меньшей мере одного канала в крышке (6) цилиндра плунжера выполнен с возможностью создания увеличения скорости потока охлаждающей среды.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что выход соответствующего канала в крышке (6) цилиндра плунжера расположен под входом соответствующего канала в инструменте (5) горловины, когда инструмент (5) горловины находится в рабочем положении, связанном с предварительной формой (4).
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что между верхним краем крышки (6) цилиндра плунжера и нижним краем инструмента (5) горловины образуется паз или щель, когда инструмент (5) горловины находится в рабочем положении, связанном с предварительной формой (4), вследствие чего по причине увеличения скорости потока охлаждающей среды на выходе соответствующего канала в крышке (6) цилиндра плунжера создается разрежение и поэтому происходит вентиляция во внутренней области крышки (6) цилиндра плунжера через паз или щель.
18. Устройство по п.4, отличающееся тем, что между верхним краем держателя (1) горловины и нижним краем предварительной формы (4) предусмотрено отверстие ко внутренней области горловины, вследствие чего по причине увеличения скорости потока охлаждающей среды на выходе соответствующего канала в инструменте (5) горловины создается разрежение и поэтому происходит вентиляция во внутренней области горловины через отверстие.
19. Устройство по одному из пп.10, 12-15, отличающееся тем, что между верхним краем держателя (1) горловины и нижним краем предварительной формы (4) предусмотрено отверстие ко внутренней области горловины, вследствие чего по причине увеличения скорости потока охлаждающей среды на выходе соответствующего канала в держателе (1) горловины создается разрежение и поэтому происходит вентиляция во внутренней области горловины через отверстие.
