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Die Erfindung betrifft einen Bortenroller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bortenroller, die auch als Toproller bezeichnet werden, weisen im wesentlichen ein auf dem Rand des Glasbandes aufliegendes Rad auf, das mit einer Antriebswelle verbunden ist, die durch ein Außenrohr durch die Wand der Floatbadvorrichtung nach außen geführt wird, wo sich die Antriebs- und Haltevorrichtung für den Bortenroller befindet. Rad, Antriebswelle und Außenrohr werden in der Regel gekühlt.
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Ein solcher Bortenroller ist beispielsweise aus der
DE-AS 1 596 589 B bekannt, wobei dieser Bortenroller auch gekühlt werden kann. In diesem Fall weist die Welle eine zentrale Bohrung auf, in der zentral ein Rohr zur Zufuhr von Kühlmittel liegt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Welle an ihrem einen Ende zu einer trommelartigen Tragscheibe für gezahnte Scheiben ausgebildet. Hierbei endet das zentral in der Bohrung der Welle liegende Rohr zur Zuführung des Kühlmittels im Bereich der trommelförmigen Tragscheibe.
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Aus der
US 3,709,673 A ist ein Toproller bekannt, dessen Antriebswelle aus zwei koaxial angeordneten Stahlrohren besteht. Durch das innenliegende Rohr wird Kühlflüssigkeit zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen dem innenliegenden Rohr und dem außenliegenden Rohr wird diese Flüssigkeit zurückgeführt. Diese Antriebswelle ist in einem ortsfesten Rohr angeordnet, das sich durch die Seitenwand der Floatbadvorrichtung in den Innenraum des Floatbadgehäuses erstreckt. Dieses ortsfeste Rohr besteht ebenfalls aus einem innenliegenden und einem außenliegenden Rohr. Im innenliegenden Rohr befindet sich die Antriebswelle. Zwischen den beiden Rohren sind Finnen angeordnet, die zur Umlenkung von Kühlflüssigkeit vorgesehen sind.
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Die bekannte Kühlung der Bortenroller ist zwar wegen der hohen Temperatur im Floatbadgehäuse notwendig, andererseits ist diese Kühlung auch nachteilig, weil dadurch die Atmosphäre innerhalb des Floatbadgehäuses beeinflußt wird. Durch den gekühlten Bereich, der durch den Bortenroller in der Floatbadatmosphäre erzeugt wird, entstehen unerwünschte Strömungen, nicht nur in der Atmosphäre sondern auch im Floatbad selbst. Strömungen im Floatbad müssen jedoch vermieden werden, damit eine gleichmäßige Glasoberfläche erzeugt werden kann.
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Es werden deshalb bereits Isolierungen aus Keramikfasern verwendet. Diese Isoliermaterialien sind nicht selbsttragend, weil die Tragfähigkeit durch die verwendeten Stahlrohre der Welle gewährleistet wird. Solche bekannten Isolierungen reichen bis zum Rad des Bortenrollers, so dass eine Beeinflussung der Atmosphäre weitgehend verhindert wird.
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Aus der
JP 10-212128 A ist ein Bortenroller bekannt, der sich in einer Einhausung befindet, die als Isoliermaterial Keramikfasern aufweist. Das Isoliermaterial ist an der Innenfläche eines Hitzeschildes angeordnet. Bei einem Austausch des Bortenrollers ist zuvor diese Einhausung zu demontieren.
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Die
DE 10 2007 000 746 B3 offenbart eine Durchführungsvorrichtung für Bortenroller und ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas. Die Durchführungsvorrichtung weist mindestens ein in die Seitenwand in der Floatbadvorrichtung einsetzbares Halteelement, ein am Halteelement befestigtes Rohrzwischenstück und einen am Rohrzwischenstück angeordneten Faltenbalg auf, an dessen außen liegenden Ende ein erstes Lager für die Antriebswelle angeordnet ist. Zwischen dem Halteelement und dem Faltenbalg ist ein zweites Lager für die Antriebswelle angeordnet, wobei das zweite Lager elastisch ausgebildet ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Bortenroller anzugeben, der bei geringer Beeinträchtigung der Floatbadatmosphäre möglichst leicht handhabbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Bortenroller mit einem Rad und mit einer Antriebswelle, die eine außenliegende Wärmisolierung aufweist, dadurch gelöst, dass die Wärmeisolierung der Antriebswelle ein selbsttragendes Isolationsrohr aus einem wärmeisolierenden Material ist und dass das selbsttragende Isolationsrohr und die Antriebswelle gegeneinander verspannt sind.
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Die Ausstattung des Isoliermaterials mit einer Tragfunktion ermöglicht eine leichtere Bauweise der gesamten Antriebswelle. Da die Antriebswellen eine Länge von bis zu 5 m aufweisen können, hängen die Bortenroller aufgrund ihres großen Gewichts sehr stark durch. Dadurch, dass das wärmeisolierende Material als selbsttragendes Rohr ausgebildet ist, kann das Gewicht des Bortenrollers und hier insbesondere das Gewicht der Antriebswelle deutlich reduziert werden, so dass nicht nur das Durchhängen des Bortenrollers verhindert wird, sondern auch die Handhabung des Bortenrollers, z. B. bei der Montage oder einem Austausch, erleichtert wird.
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Eine gegenseitige Verspannung zweier Rohre hat den Vorteil, dass die Wanddicke der Rohre deutlich reduziert werden kann, ohne dass eine Einbuße an Tragfähigkeit hingenommen werden muss.
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Vorzugsweise besteht das selbsttragende Isolationsrohr aus einem Keramikmaterial, das entsprechend temperaturbeständig ist. In der Regel herrschen in einem Floatbadgehäuse Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius, so dass das dort verwendete Material eine sehr gute Wärmebeständigkeit aufweisen muss. Als besonders geeignet hat sich für das selbsttragende Isolationsrohr Mullitkeramik herausgestellt.
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Das selbsttragende Isolationsrohr liegt vorzugsweise mit seiner Stirnseite an der Innenwand des Rades an. Die Innenwand des Rades ist der Wand des Floatbadgehäuses zugewandt. Das Rohr erstreckt sich somit bis an das Rad des Bortenrollers, so dass die Wärme – isolierung der Antriebswelle auch bis zum Rad gewährleistet wird.
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Vorzugsweise steht das selbsttragende Isolationsrohr unter Druckspannung. Dies hat den Vorteil, dass das selbsttragende Isolationsrohr, das vorzugsweise bis zur Seitenwand des Rades reicht, dort nicht befestigt werden muss. Das bloße Anliegen der Stirnfläche des selbsttragenden Isolationsrohres an dem Rad reicht vollständig aus.
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Die Antriebswelle steht bei dieser Ausführungsform vorzugsweise unter Zugspannung.
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Im Betrieb des Bortenrollers wird das selbsttragende Isolationsrohr mit gedreht.
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Die Antriebswelle ist vorzugsweise abdichtend und drehbar in einer Wand des Floatbadgehäuses gelagert.
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An der Antriebswelle ist vorzugsweise eine Lagerhülse befestigt, die in einem in der Wand des Floatbadgehäuses befestigten Drehlager gelagert ist. Eine derartige Lagerstelle hat den Vorteil, dass eine Abdichtung gegenüber dem Außenraum des Floatbadgehäuses erreicht wird und somit keine Beeinträchtigung der Floatbadatmosphäre von außen auftreten kann. Außerdem wird eine weitgehend reibungsarme Lagerung der Antriebswelle realisiert.
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Das selbsttragende Isolationsrohr befindet sich vorzugsweise zwischen dem Rad und der Lagerhülse.
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Vorzugsweise stützt sich das selbsttragende Isolationsrohr über eine Druckeinrichtung an der Lagerhülse ab.
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Die Druckeinrichtung kann eine Druckfedereinrichtung sein.
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Um eine möglichst große Angriffsfläche zu bieten, ist das selbsttragende Isolationsrohr vorzugsweise an dem dem Rad abgewandten Ende mit einer Ringkappe versehen. Die Druckeinrichtung kann an dieser Ringkappe angreifen.
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Es ist auch möglich, dass sich das selbsttragende Rohr durch die Lageranordnung nach außen erstreckt.
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Vorzugsweise weist die Antriebswelle eine Hohlwelle auf.
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Die Hohlwelle kann aus Stahl bestehen.
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Es ist bevorzugt, die Hohlwelle ebenfalls aus einem Keramikmaterial zu fertigen. Auch für die Hohlwelle ist ein Mullitkeramikmaterial bevorzugt.
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Die Hohlwelle kann auch aus einem faserverstärkten Keramikmaterial bestehen. Das faserverstärkte Keramikmaterial hat gegenüber dem Mullitkeramikmaterial den Vorteil, dass es eine höhere Biege- und Zugfestigkeit besitzt.
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In der Hohlwelle kann ein Kühlrohr angeordnet sein, durch das eine Kühlflüssigkeit geführt wird. Durch den Zwischenraum zwischen dem Kühlrohr und der Hohlwelle wird diese Kühlflüssigkeit zurückgeführt. Obwohl Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, sowohl durch das Rad als auch durch die Rohre geleitet wird, wird die Atmosphäre im Floatbadgehäuse nur unmerklich beeinträchtigt. Dies zeigt sich unter anderem auch darin, dass das Kühlwasser trotz der hohen Temperatur im Floatbad nur eine Erwärmung um ca. 1–2°C aufweist.
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Das Rad kann ebenfalls aus Mullitkeramik bestehen, wobei die Laufwand des Rades vorzugsweise mit einem Graphitmantel versehen ist.
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Das Rad kann ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet sein, so dass Kühlflüssigkeit dem Rad zugeführt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist bevorzugt, im Rad eine Trennwand anzuordnen, um die Kühlflüssigkeit innerhalb des Rades gleichmäßig zu verteilen.
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Das selbsttragende Isolationsrohr ist vorzugsweise beabstandet zur Antriebswelle koaxial angeordnet.
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Das Drehlager weist vorzugsweise eine Lagerbuchse auf, die an ihren beiden Enden jeweils einen Lagerbund aufweist.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch einen Bortenroller gemäß einer ersten Ausführungsform und
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2 einen Schnitt durch einen Bortenroller gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Der Bortenroller 1 erstreckt sich von außen durch eine Öffnung 3 in der Wand 2 eines nicht näher dargestellten Floatbadgehäuses in den Innenraum 8 des Floatbadgehäuses. Der Bortenroller 1 weist eine Antriebswelle 10 auf, die außerhalb des Floatbadgehäuses mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung verbunden ist.
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Am vorderen Ende weist die Antriebswelle 10 ein Rad 50 auf, das zwei Seitenwände, nämlich eine Außenwand 52 und eine Innenwand 54 sowie eine Laufwand 56 aufweist.
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Die Antriebswelle 10 umfasst in der hier gezeigten Ausführungsform eine Hohlwelle 12, die mit dem Rad 50 verschraubt oder verschweißt ist. Diese Hohlwelle 12 kann aus Stahl oder Mullitkeramik gefertigt sein. Im Innenraum 42 der Hohlwelle 12 befindet sich koaxial angeordnet ein Kühlrohr 14, das mittels Distanzringen 18a, 18b, koaxial im Innenraum 42 der Hohlwelle 12 fixiert ist.
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Das Kühlrohr 14 erstreckt sich bis in den Innenraum 58 des Rades 50 und weist an seinem Ende eine vertikal angeordnete Trennwand 15 auf, so dass die durch den Innenraum 44 des Kühlrohrs 14 einströmende Kühlflüssigkeit innerhalb des Rades 50 umgelenkt und verteilt wird. Die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit ist durch Pfeile angedeutet. Die Distanzringe 18a, 18b, sind mit Öffnungen 19 versehen, um den Rückstrom der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen.
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Die Antriebswelle 10 ist im Bereich der Wand 2 des Floatbadgehäuses mit einem Rohrstück 16 versehen, das an der Außenseite der Hohlwelle 12 angeschweißt ist. Ferner ist eine Lagerhülse 20 an diesem Rohrstück 16 befestigt. Mittels dieser Lagerhülse 20 ist die Antriebswelle 10 in einem Drehlager 4 drehbar und abdichtend gelagert.
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Das Drehlager 4 besteht aus einer Lagerbuchse 5, die an ihren beiden Enden jeweils einen Lagerbund 5a, 5b aufweist. Die Lagerbunde 5a, 5b verhindern eine Bewegung des Bortenrollers 1 in axialer Richtung. Zusätzlich ist an der äußeren Stirnfläche 24 der Lagerhülse 20 ein Widerlagerring 26 angeordnet.
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Im Innenraum 8 des Floatbadgehäuses befindet sich zwischen der Innenwand 54 des Rades 50 und der inneren Stirnfläche 22 der Lagerhülse 20 ein selbsttragendes Isolationsrohr 30. Das selbsttragende Isolationsrohr 30 liegt mit seiner Stirnfläche an der Innenwand 54 an.
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Am gegenüberliegenden Ende wird das selbsttragende Isolationsrohr 30 von einer Ringkappe 32 gehalten, die einen Ringbund 34 aufweist, so dass das selbsttragende Isolationsrohr 30 in radialer Richtung fixiert ist.
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Zwischen der Außenfläche der Ringkappe 32 und der inneren Stirnfläche 22 der Lagerhülse 20 ist eine Druckeinrichtung in Gestalt einer Druckfedereinrichtung 28 vorgesehen. Dadurch dass die Lagerhülse 20 in axialer Richtung unverrückbar in der Seitenwand 2 des Floatbadgehäuses angeordnet ist, kann mittels der Druckfedereinrichtung 28 auf das selbsttragende Isolationsrohr 30 eine Druckspannung ausgeübt werden. Gleichzeitig wird durch die Druckfedereinrichtung 28 auch eine Zugspannung auf die Antriebswelle 10 ausgeübt. Das selbsttragende Isolationsrohr 30 und die Antriebswelle 10 werden auf diese Weise gegeneinander verspannt, was den Vorteil hat, dass die Rohre 30 und 12 deutlich leichter, d. h. mit einer deutlich geringeren Wandstärke ausgebildet sein können, ohne dass die Stabilität der Antriebswelle darunter leidet. Es wird somit insgesamt eine deutlich leichtgewichtigere Ausgestaltung des Bortenrollers 1 erreicht als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Gleichzeitig wird durch das selbsttragende Isolationsrohr 30, das aus einem Isolationsmaterial wie z. B. Mullitkeramik besteht, eine wirksame Wärmeisolation über die gesamte sich im Innern des Floatbadgehäuses befindliche Länge der Antriebswelle 10 erreicht.
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In der 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Antriebswelle 10 lediglich eine Hohlwelle 12 aufweist, in der kein Kühlrohr angeordnet ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Rad 50 aus einem Vollmaterial z. B. einer Mullitkeramik besteht und die Laufwand 56 einen Graphitmantel 57 aufweist.
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Das Rad 50 besitzt einen Rohrstutzen 60, der sich in das selbsttragende Isolationsrohr 30 erstreckt und gleichzeitig die Antriebswelle 12 aufnimmt. Diese ist mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Befestigungsbolzen 62 in dem Rohrstutzen 60 befestigt.
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Die Lagerung der Antriebswelle 10 und die Verspannung des selbsttragenden aus wärmeisolierendem Material, insbesondere aus Mullitkeramik selbsttragenden Rohr 30 entspricht der in 1 gezeigten Ausführungsform.
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Der Innenraum 42 der Hohlwelle 12 wird in dieser Ausführungsform nicht mit Kühlflüssigkeit gespült.
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1 und 2 zeigt den Ringraum 40 zwischen dem selbsttragenden Isolationsrohr 30 und der Hohlwelle 12.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann sich das selbsttragende Isolationsrohr 30 auch durch die Seitenwand 2 des Floatbadgehäuses nach außen erstrecken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bortenroller
- 2
- Wand des Floatbadgehäuses
- 3
- Öffnung
- 4
- Drehlager
- 5
- Lagerbuchse
- 5a
- innerer Lagerbund
- 5b
- äußerer Lagerbund
- 8
- Innenraum des Floatbadgehäuses
- 10
- Antriebswelle
- 12
- Hohlwelle
- 14
- Kühlrohr
- 15
- Trennwand
- 16
- Rohrstück
- 18a
- Distanzring
- 18b
- Distanzring
- 19
- Öffnung
- 20
- Lagerhülse
- 22
- innere Stirnfläche
- 24
- äußere Stirnfläche
- 26
- Widerlagerring
- 28
- Druckfedereinrichtung
- 30
- Isolationsrohr
- 32
- Ringkappe
- 34
- Ringbund
- 40
- Ringraum
- 42
- Innenraum der Antriebswelle
- 44
- Innenraum des Kühlrohrs
- 50
- Rad
- 52
- Außenwand
- 54
- Innenwand
- 56
- Laufwand
- 57
- Graphitmantel
- 58
- Innenraum
- 60
- Rohrstutzen
- 62
- Befestigungsbolzen
