-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumglasplatten, bei dem das Schaumglas aus mindestens einem Glasrohstoff und mindestens einem Blähmittel in einem Schäumofen zu einem Schaumglasstrang aufgeschäumt und in einem Abkühlofen kontinuierlich abgekühlt wird, wobei der Schaumglasstrang während des Aufschäumen und Abkühlen auf einer kontinuierlichen Förderanlage durch den oder die Öfen transportiert wird, sowie eine Schneidvorrichtung zum Schneiden eines kontinuierlich sich bewegenden Gegenstandes quer zur Bewegungsrichtung, insbesondere des Schaumglasstranges auf der kontinuierlichen Förderanlage, sowie eine Schaumglaskühlstrecke mit einem Abkühlofen insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumglasplatten.
-
STAND DER TECHNIK
-
Aus der
DE 10 2004 040 307 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von einstückigen Schaumglasplatten bekannt, bei welchen das Schaumglas aus Glaspartikeln und einem Blähmittel unter Einwirkung einer Temperaturbehandlung zu einem endlosen Schaumglasstrang aufgeschäumt wird und unmittelbar nach dem Aufschäumen der Schaumglasstrang kontinuierlich und in einer kontrollierten Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt wird, sodass das Schaumglas mit seiner Struktur aus Glas und einer Vielzahl von Poren spannungsfrei ist. Eine entsprechende Vorrichtung ist in einer seitlichen Schnittansicht in
4 gezeigt.
-
In 4 ist zu sehen, dass nach Aufgabe der Rohstoffe für die Schaumglasherstellung in einen Trichter 1 der Schaumglasstrang 15 in einem Schäumofen 4 aufgeschäumt wird, wobei der Schaumglasstrang 15 auf einem Endlosförderband 3 durch den Schäumofen 4 bewegt wird. Unmittelbar an den Ofen grenzt ein Abkühlofen 5 an, der ebenfalls eine oder mehrere Endlosfördereinrichtungen 7, 8 in Form von umlaufenden Förderbändern, Drahtgitterbändern oder dergleichen aufweist, sodass der im Schäumofen 4 aufgeschäumte Schaumglasstrang 15 kontinuierlich weiterbewegt wird. Durch entsprechende Heiz- und Kühleinrichtungen 6 wird der Schaumglasstrang 15 langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, um einen erstarrten Schaumglasstrang 16 mit einer Vielzahl von Poren zu bilden. Außerhalb des Abkühlofens 5 sind am Ende der Vorrichtung zwei Schneideinrichtungen 9 und 10 vorgesehen, die sowohl eine Trennung des Schaumglasstranges entlang der Längserstreckung, also in Bewegungsrichtung als auch quer dazu ermöglichen. Die Schneideinrichtung 9 schneidet die Längsseiten sauber ab, um definierte Stirnseiten der zu erzeugenden Schaumglasplatten zu bilden, während die Schneideinrichtung 10 quer zur Bewegungsrichtung des Schaumglasstranges einzelne Schaumglasplatten 12 von dem Strang abschneidet, welche durch eine automatische Stapeleinheit 11 auf einer Palette 13 gestapelt werden, um anschließend abtransportiert zu werden.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Obwohl die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von Schaumglasplatten, wie sie in der
DE 10 2004 040 307 A1 beschrieben sind, bereits gute Ergebnisse ermöglichen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung des Verfahrens und der Vorrichtung dahingehend bereitzustellen, dass in zuverlässiger Weise qualitativ hochwertige Schaumglasplatten mit möglichst niedrigem Aufwand hergestellt werden können.
-
TECHNISCHE LÖSUNG
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Schneidvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie einer Schaumglaskühlstrecke mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die technische Lösung umfasst insbesondere auch eine Kombination der unabhängigen Ansprüche und die ihrer Unteransprüche untereinander, insofern als insbesondere die Schneidvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Schaumglaskühlstrecke eingesetzt werden kann und das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumglasplatten mit der Schaumglaskühlstrecke verwirklicht werden kann.
-
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass eine Verlagerung des Schneidprozesses zur Vereinzelung des Schaumglasstranges in einzelne Platten in den Schäum- und/oder Abkühlofen hinein verschiedene Vorteile gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik der
DE 10 2004 040 307 A1 ermöglicht. So verringert sich zum einen der Schneidwiderstand und es können einfachere, kostengünstigere und leichter anwendbare Schneidwerkzeuge eingesetzt werden. Außerdem kann der Schneidvorgang selbst kann einfacher durchgeführt werden. Darüber hinaus ermöglicht die Zerteilung des Schaumglasstranges in einzelne Segmente bereits im Ofen eine einfachere und zuverlässigere Abkühlung der Schaumglasplatten, sodass die Gefahr von Spannungsrissen reduziert werden kann.
-
Der Schneidvorgang zum Zertrennen des Schaumglasstranges quer zur Transportrichtung kann insbesondere bei laufendem Transport des Schaumglasstranges erfolgen, wobei sich das entsprechende Schneidwerkzeug quer zur Schneidrichtung, also in Bewegungsrichtung des Schaumglasstranges während des Schneidvorgangs bewegen kann.
-
Das Schneidwerkzeug an sich kann so ausgebildet sein, dass es zum Schneidvorgang durch den Schaumglasstrang bewegt wird. Insbesondere kann das Schneidwerkzeug durch eine einmalige Bewegung durch den Schaumglasstrang diesen durchtrennen, wobei das Schneidwerkzeug selbst ansonsten keine zusätzliche Bewegung ausführt oder eine weitere, überlagerte Schneidbewegung durchführt, wie beispielsweise die Rotation einer Trennscheibe oder die Hin- und Herbewegung eines Sägeblatts. Bevorzugt ist das einmalige Hindurchbewegen eines ansonsten starren Schneidwerkzeugs, da dies am einfachsten zu realisieren ist, wie beispielsweise das Hindurchziehen eines Schneidmessers mit einer Schneidkante.
-
Der Schaumglasstrang kann insbesondere dort geschnitten werden, wo der Schaumglasstrang bei der Abkühlung bereits eine formstabile äußere Hülle aufweist, jedoch im Kern noch zähflüssig ist, um insbesondere ein einfaches Schneiden mit einem einfach gehaltenen Schneidwerkzeug zu ermöglichen.
-
Insbesondere kann der Kern des Schaumglasstranges beim Schneiden eine Viskosität im Bereich von 104 bis 1010 mPa s aufweisen.
-
Die Oberflächentemperatur des Schaumglasstranges im Ofen kann beim Schneiden insbesondere im Temperaturbereich von 450°C–550°C Grad Celsius liegen, da der Schaumglasstrang hierbei die optimale Konsistenz aufweist.
-
Zum Schneiden des Schaumglasstranges kann eine Schneidvorrichtung eingesetzt werden, die allgemein für kontinuierlich sich bewegende Gegenstände Verwendung finden kann, wenn diese quer zur Bewegungsrichtung geschnitten werden sollen. Entsprechend wird eine Schneidvorrichtung auch unabhängig vom Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumglasplatten bzw. einer entsprechenden Vorrichtung beansprucht, welche einen länglichen Halter aufweist, der an einem Ende in Richtung seiner Längsachse ein Schneidwerkzeug aufweist, welches zum Schneiden des zu schneidenden Gegenstandes durch diesen bewegt wird. Entsprechend weist der Halter eine Bewegungseinrichtung auf, sodass der Halter und/oder das Schneidwerkzeug entlang der Langsachse des Halters hin und her bewegbar ist und eine Bewegung durch den zu schneidenden Gegenstand erzielbar ist.
-
Da die Schneidrichtung quer zur Bewegungsrichtung des zuschneidenden Gegenstandes ist, ist auch die Bewegungsrichtung des Halters und/oder eines dran angeordneten Schneidwerkzeugs quer zur Bewegungsrichtung des zu schneidenden Gegenstandes. Die Bewegung des Schneidwerkzeugs bzw. des Halters quer zur Bewegungsrichtung des zu schneidenden Gegenstandes kann hierbei als eine erste Bewegung des Schneidwerkzeugs angesehen werden, welche im einfachsten Fall auch die einzige Bewegung des Schneidwerkzeugs ist. Allerdings kann das Schneidwerkzeug an sich eine zweite, der ersten Bewegung überlagerte Bewegung durchführen, mit der der eigentliche Schneidvorgang bei der Bewegung durch den zu schneidenden Gegenstand ausgeführt wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Schneidwerkzeug um eine Trennscheibe handeln, die als zweite Bewegung eine rotierende Bewegung ausführt. Alternativ kann das Schneidwerkzeug eine Säge bzw. ein Sägeblatt sein, welches durch eine lineare Hin- und Herbewegung die Materialtrennung bei dem zu schneidenden Gegenstand durchführt. Im einfachsten Fall kann das Schneidwerkzeug jedoch ein Schneidmesser mit einer Schneidkante sein, welches starr am Halter angeordnet ist oder wenigstens keine zusätzliche Bewegung zu der ersten Bewegung durch den zu schneidenden Gegenstand hindurch ausführt, also lediglich eine Bewegung entlang des Halters oder mit dem Halter durch den zuschneidenden Gegenstand.
-
Zur Kompensation der Transportbewegung des zu schneidenden Gegenstandes quer zur Schneidrichtung kann erfindungsgemäß eine Kompensationsvorrichtung vorgesehen werden, die dem Schneidwerkzeug eine begrenzte Bewegung mit dem zu schneidenden Gegenstand ermöglicht, also eine dritte Bewegung quer zur Schneidrichtung und einer möglichen Sägebewegung. Hierzu kann ein Verschwenken des Schneidwerkzeugs durch ein entsprechendes Gelenk oder eine elastische Verformung der Schneideinrichtung und insbesondere des Halters in Transportrichtung eingesetzt werden.
-
Da erfindungsgemäß beim Schneiden des Schaumglasstranges im Ofen der Schaumglasstrang noch nicht vollständig auf Raumtemperatur abgekühlt und somit erstarrt ist, kann ein entsprechend einfach ausgebildetes Schneidwerkzeug, wie beispielsweise ein Schneidmesser Verwendung finden. So reicht es beispielsweise aus, das Schneidmesser aus einem entsprechend geeignetem Stahl oder Hochtemperaturwerkstoff zu fertigen, ohne dass aufwendig gestaltete Materialien wie sie beispielsweise zum Schneiden von erstarrtem Glas eingesetzt werden, wie beispielsweise Diamantwerkzeuge usw. zum Einsatz kommen müssen
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Weitere Vorteile, Kennzeichnung Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlich. Die beigefügten Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
-
1 eine seitlich Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schaumglaskühlstrecke;
-
2 eine Detailansicht einer Ausführungsform einer Schneidvorrichtung für die Schaumglaskühlstrecke aus 1;
-
3 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schneidvorrichtung für die Schaumglaskühlstrecke aus 1; und in
-
4 eine seitliche Schnittansicht durch eine Schaumglaskühlstrecke nach dem Stand der Technik.
-
In der 1 ist in der linken Bildhälfte eine trichterförmige Aufgabevorrichtung 1 dargestellt, mit der das Gemisch 2 aus Blähmittel und Glasmehl über eine Aufgaberolle 14 auf eine Endlos-Transportfördereinrichtung 3 in gleichmäßiger Weise aufgegeben werden kann. Damit entsteht eine Schüttung 15 auf dem Endlos Förderband 3, welche durch das Endlos-Förderband 3 durch den Aufschäumofen 4 in einer definierten Geschwindigkeit bewegt wird. In dem Aufschäumofen 4 sind nicht dargestellte Heizeinrichtungen vorgesehen, die das Gemisch 2 bzw. die Schüttung 15 auf eine entsprechende Temperatur von ca. 600°C bis 950°C, insbesondere um 800°C bis 850°C bringen. Dadurch kommt der Aufschäumprozess in Gang und es entsteht ein kontinuierlicher Schaumglasstrang 16, der dann in unmittelbarem Anschluss in einer kontinuierlichen Weise in den Abkühlofen 5 überführt wird.
-
Im Abkühlofen 5 sind entsprechende Fördereinrichtungen 7 und 8 vorgesehen, auf denen der Schaumglas-Strang 16 weiterbefördert wird. Selbstverständlich können mehrere Abkühlöfen bzw. Segmente mit mehreren Transportfördereinrichtungen hintereinander geschaltet oder ein einziger Abkühlofen mit einem oder mehreren Segmenten mit einer einzigen Transportfördereinrichtung vorgesehen sein.
-
Im Abkühlofen 5 sind wiederum Heizeinrichtungen und/oder Kühlanlagen 6 vorgesehen, die sowohl oberhalb als auch unterhalb des Schaumglas-Strangs 16 vorgesehen sein können. Zudem können auch seitlich des Schaumglasstranges (nicht gezeigt) Heiz- und/oder Kühleinrichtungen vorgesehen sein, wobei sämtliche geeignete Heizeinrichtungen und/oder Kühlanlagen, wie Gasbrenner, Elektroheizungen bzw. Gebläse u. dgl. vorgesehen sein können.
-
Durch das gleichmäßige und langsame sowie definierte Abkühlen des Schaumglas-Strangs 16 im Abkühlofen 5 werden innere Spannungen durch das Abkühlen vermieden und es entsteht eine durchgehende, lange Schaumglasplatte, die eine Breite entsprechend der Fördereinrichtung 3 bzw. Fördereinrichtungen 7 und 8 aufweist, welche im Bereich zwischen 1 und 2 m, vorzugsweise 1,40 m bis 1,60 m sein können. Aber auch größere Breiten bis 4 m sind vorstellbar.
-
Im Aufschäumofen 4 ist am Ende oder am Übergang zum Abkühlofen 5 (wie in 1 gezeigt) oder am Anfang des Abkühlofens 5 eine Schneideinrichtung 20 angeordnet, mit der der Schaumglasstrang 16 in einzelne Segmente 17 unterteilt wird. Die Schneidvorrichtung 20 ist so angeordnet, dass an der Stelle, wo die Schneidvorrichtung 20 den Schaumglasstrang 16 in entsprechende Segmente teilt, der Schaumglasstrang bereits eine formstabile äußere Hülle aufweist, jedoch im Kern noch zähflüssig ist, sodass ein leichtes Schneiden beispielsweise mit einem einfachen Schneidmesser möglich ist.
-
Eine Ausführungsform einer entsprechenden Schneidvorrichtung, wie sie in der Apparatur zur Herstellung von Schaumglasplatten in 1 gezeigt ist, ist in 2 dargestellt. Die 2 stellt hierbei einen Querschnitt durch den Abkühlofen 5 mit seinem entsprechenden Gehäuse 30 dar, wobei in der Schnittebene ein Öffnungsspalt 31 im Gehäuse 30 vorgesehen ist, sodass die Schneidvorrichtung zum Teil außerhalb und zum Teil innerhalb des Ofens angeordnet sein kann und entsprechend auch aus dem Ofen heraus und in den Ofen hinein bewegt werden kann.
-
Die Schneideinrichtung 20 umfasst einen länglichen Halter 21, der an seinem einen Ende in Längsrichtung ein Schneidwerkzeug 22 in Form einer rotierenden Trennscheibe umfasst. Anstelle der rotierenden Trennscheibe, wie sie in 2 dargestellt ist, können auch andere Schneidwerkzeuge vorgesehen werden, wie beispielsweise eine sich auf und ab bewegende Säge, deren Bewegungsrichtung quer zur Längsrichtung des Halters 21 ist, oder ein feststehendes Schneidmesser, welches ebenfalls quer zur Längserstreckung des Halters 21 an dessen Ende ähnlich dem Haltesteg der Trennscheibe 22 angeordnet ist und eine dem Halter 21 zuweisende Schneidkante aufweist, sodass durch eine Bewegung des Halters 21 entlang seiner Längsrichtung das Schneidmesser durch den Schaumglasstrang 16 gezogen würde und dabei den Schaumglasstrang in entsprechende Segmente unterteilen würde.
-
Wie bereits erwähnt, kann der Halter 21 entsprechend des gezeichneten Doppelpfeils in Richtung seiner Längserstreckung hin und her bewegt werden, sodass das Schneidwerkzeug 22 durch den Schaumglasstrang 16 bewegt wird. Alternativ kann sich auch das Schneidwerkzeug 22 alleine entlang dem Halter 21 entsprechend des Doppelpfeils hin und her bewegen.
-
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Halter 21 in den Ofen hinein und wieder herausbewegt, wobei entweder beim Hineinfahren oder beim Herausfahren das Schneidwerkzeug den Schaumglasstrang 16 in Segmente unterteilt. Bei der oben beschriebenen Variante mit Schneidmesser, dessen Schneidkante auf den Halter zuweist, würde der Schneidvorgang beim Herausziehen aus dem Ofen stattfinden. Obwohl ein einmaliges Durchfahren des Schaumglasstranges zum Trennen desselben ausreicht, ist auch eine Schneid- bzw. Trennfunktion sowohl beim Ein- als auch beim Ausfahren des Halters bzw. des Schneidwerkzeugs denkbar.
-
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Halter 21 an seinem in Längserstreckung dem Schneidwerkzeug gegenüberliegenden Ende mit einem Schlitten 24 versehen, der in einer Führungsschiene 25 geführt ist und über einen Antrieb (nicht gezeigt), wie beispielsweise einen Ketten- oder Bandantrieb eines Elektromotors in der Schiene 25 hin und her bewegt werden kann, sodass das Schneidwerkzeug 22 in den Ofen hinein und aus diesem heraus bewegt werden und dabei den Schaumglasstrang durchtrennen kann. Anstelle der durch die Schiene 25, den verschiebbaren Schlitten 24 und den nicht gezeigten Antrieb gebildete Bewegungseinrichtung 23 können auch alle anderen geeigneten Arten von Bewegungseinrichtungen für den Halter und/oder das Schneidwerkzeug 22 eingesetzt werden.
-
Um während des Schneidvorgangs die Bewegung des Schaumglasstrangs 16 entlang der Förderstrecke, von der in 2 das Oberdrum 7 eines Endlosförderbandes gezeigt ist, zu kompensieren, weist die Schneidvorrichtung eine Kompensationseinrichtung auf, die beispielsweise durch ein Drehgelenk 26 verwirklicht ist, welches eine Drehung des Halters 21 in einer Richtung senkrecht zur Bildebene der 2 bezüglich des Schlittens 24 ermöglicht.
-
Zudem kann das Gelenk 26 ein Verschwenken des Halters um eine Drehachse parallel zur Schaumglastransportrichtung ermöglichen, sodass das Schneidwerkzeug entweder beim Einfahren in den Ofen oder beim Herausfahren aus der Ebene des Schaumglasstrangs 16 angehoben werden kann bzw. allgemein das Schneidwerkzeug 22 außer Eingriff mit dem Schaumglasstrang 16 gebracht werden kann.
-
In 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Schneideinrichtung 20' gezeigt, bei der ein feststehendes Schneidmesser 22' an einem Halter 21' vorgesehen ist, der sich entlang einer Schiene 25' quer zur Transportrichtung des Schaumglasstrangs 16 auf dem Oberdrum 7 der Fördereinrichtung bewegen kann. Auch hier ist der Halter der Schneideinrichtung 20' durch eine Öffnung, beispielsweise einen entsprechenden Spalt im Gehäuse 30 des Ofens eingeführt.
-
Nach dem Zertrennen des Schaumglasstrangs 16 in einzelne Segmente 17 werden diese, wie in der 1 gezeigt, weiter durch den Abkühlofen 5 transportiert bis sie ausreichend langsam abgekühlt worden sind, sodass die einzelnen Schaumglassegmente als spannungsfrei abgekühlte Schaumglasplatten den Abkühlofen 5 verlassen.
-
Am Ende des Abkühlofens 5, wenn die Schaumglas-Segmente 17 auf annähernd Raumtemperatur abgekühlt sind, ist eine weitere Schneideinrichtung 9 vorgesehen, um die Schaumglasplatten 17 an ihren Rändern entlang der Schaumglastransportrichtung sauber zu zuschneiden.
-
Entsprechend verlassen die Anlage fertige Schaumglasplatten 12, sodass diese durch eine entsprechende automatische Hebeanlage 11 direkt in entsprechende Versandeinheiten bzw. Transporteinheiten 13 gestapelt werden können.
-
Wie sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ergeben hat, können unterschiedliche Schneideinrichtungen zur Trennung des Schaumglasstrangs 16 in Schaumglassegmente 17 Verwendung finden, wobei die beanspruchte Schneideinrichtung bevorzugt ist. Allerdings können auch andere als die beanspruchte Schneideinrichtung bei dem entsprechenden Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung eingesetzt werden. In gleicher Weise ist verständlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Schaumglasplatten auch mit anderen Anlagen und Vorrichtungen als der beschriebenen und beanspruchten Vorrichtung durchführbar ist.
-
Darüber hinaus ist für den Fachmann klar verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale nicht verwirklicht werden, oder andersartige Kombinationen von beschriebenen Merkmalen eingesetzt werden, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Insbesondere werden mit der vorliegenden Beschreibung alle möglichen Kombinationen der vorgestellten einzelnen Merkmale offenbart.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102004040307 A1 [0002, 0004, 0006]
