DE1471871C - Verfahren zur Wärmebehandlung von ebenen Glasscheiben und Vor richtung zur Durchfuhrung des Ver fahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von ebenen Glasscheiben, bei dem die Scheiben erhitzt und anschließend rasch abgekühlt werden, während sie sich längs einer bestimmten Bahn auf horizontal angeordneten Stützmitteln bewegen, und auf eine der Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung.

Bei der Wärmebehandlung von Glasscheiben ist es bekannt, die Scheiben zunächst bis in die Nähe des Erweichungspunktes des Glases zu erhitzen und dann schnell an beiden Flächen rasch abzukühlen, um in den Randbereichen der Scheibe eine Druckspannung zu erzeugen, die diesen Randbereichen eine erhöhte mechanische Festigkeit verleiht. Außerdem verfallen so behandelte Scheiben beim Bruch in eine Vielzahl kleiner ungefährlicher Teile, was insbesondere vorteilhaft ist bei Verwendung derartiger Scheiben als Tür- oder Seitenscheiben für Kraftfahrzeuge.

Ursprünglich wurden Glasscheiben in der Weise behandelt, daß die einzelnen Scheiben hängend in einer vertikalen Ebene durch einen Heizofen bewegt und bei der Herstellung von flachen Scheiben zwischen einander entgegengesetzt gerichteten Blasköpl'en hindurchgeführt wurden, die die beiden Oberflächen der Scheibe mit Luft beaufschlagten. Bei der Herstellung gebogener Scheiben wurde die Scheibe in einer zweiteiligen Form nach erfolgter Erhitzung und vor der Abkühlung in die gewünschte Gestalt gepreßt. ■

Beim wachsenden Bedarf von wärmebehandelten Glasscheiben, insbesondere beim Kraftwagenbau, ging man dazu über, die Scheibe in einer horizontalen Lage anzuordnen und auf eine sogenannte Umfangsbiegeform zu geben, auf der sie nach erfolgter Erhitzung in Berührung mit der Form durchsacken. Die so gebogene Scheibe wurde auf der Form liegend ίο zwischen horizontal angeordneten Blasköpfen hindurchgeführt, um die erforderliche rasche Abkühlung zu bewirken. Bei Anwendung dieser bekannten Methode der Wärmebehandlung auf Glasscheiben, die ihre ebene Form beibehalten sollen, ergaben sich eine Reihe von Schwierigkeiten und Nachteile, die zurückzuführen sind auf die Tatsache, daß die ebenen Glasscheiben liegend auf einer Walzenstraße durch einen Tunnelofen bewegt werden, in dem sie auf die annähernde Erweichungstemperatur erhitzt werden, bevor sie durch rasche Abkühlung zwischen gegenüberliegenden Blasköpfen gehärtet werden. Bei dieser Methode wird die Glasscheibe durch die Walzen verschrammt oder beschädigt, wenn sie sich dem Austrittsende des Ofens nähert, wo sie ihre höchste Temperatur erreicht und daher außerordentlich empfindlich und empfänglich für Oberflächenbeschädigungen ist. Außerdem zeigte sich, daß die auf diese Weise behandelten ebenen Scheiben nicht den erforderlichen Grad von Flachheit aufwiesen, um den stren-, gen Anforderungen des Automobilbaus zu entsprechen; außerdem zeigten sich Verzerrungen und optische Nachteile, die vermutlich zurückzuführen sind auf den Kontakt zwischen der Glasscheibe und den Transportwalzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren zur Wärmebehandlung von ebenen Glasscheiben so auszubilden, daß unter Vermeidung der vorstehend. angegebenen Nachteile Glasscheiben erzielt werden, die keinerlei Oberflächenbeschädigungen aufweisen, eine einwandfreie Flachheit besitzen und auch in optischer Hinsicht einwandfrei sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren zur Wärmebehandlung während der Erhitzung der Scheiben deren obere Fläche auf eine höhere Temperatur gebracht wird als diejenige der unteren Fläche, so daß sich die untere Fläche von den Stützmitteln wegbiegt, und daß anschließend die Temperaturen der beiden Oberflächen der Scheiben ausgeglichen werden, um die Scheiben von dem Abkühlen flach zu machen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt zwei Schritte. Der erste dieser Schritte besteht darin, der obenliegenden Oberfläche der Glasscheibe eine erhöhte Temperatur gegenüber der untenliegenden Oberfläche zu erteilen, während sich die Glasscheibe, in dem Heizofen befindet und auf ihre Maximaltemperatur gebracht wird. Der zweite Verfahrensschritt besteht in einer anschließenden Vergleichmäßigung oder einem Wärmeausgleich; er ,findet statt in dem Zeitraum zwischen dem Verlassen des Ofens und der Erreichung der Kühlmittel. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die fertig zugeschnittenen Flächglasscheiben in den Heizofen eingegeben und auf der

Walzenstraße bis zum Ofenaustritt geführt. Die Förderwalzen können; zweckmäßigerweise hierbei mit verschiedenen Geschwindigkeiten in den einzelnen Ofenteilen angetrieben und so gesteuert werden, daß

die Glasscheiben beim Durchlauf des ersten Ofen- F i g. 3 vergrößerte Teildarstellung in Ansicht ge-

teiles eine relativ geringe Geschwindigkeit besitzen, maß Fig. 1 und

beispielsweise in der Größenordnung von 2,5 bis F i g. 4 Schnitt gemäß Linie 4-4 der F i g. 3. 6,25 m/min, um Platz zu sparen. Wenn sich die Glas- Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Heizofen A₁ scheiben dem Austrittseride des Ofens nähern, wird S einer Abkühlzone B und einer zwischen diesen liediese Geschwindigkeit stufenweise erhöht, bis sie genden Ausgleichszone C. Der Ofen A ist mit oberetwa 17,5 bis 30,0 m/min beträgt, damit das erhitzte seitig angeordneten Brennern 11 ausgestattet, die in Glas nicht Zwischen den Walzen durchsacken kann. ihrer Leistung in bekannter Weise steuerbar sind. In Am Ofenaustritt besitzen die Scheiben eine gleich- der Abkühlzone B ist eine obere und. eine untere förmige Temperatur, die in der Nähe des Erwei- io Luftkammer 12, 13 angeordnet, von der Blasdüsen. chungspunktes liegt. Durch die unterschiedliche Tem- . 14 ausgehen, die gegen die beiden Seiten de·· Glasperatur der Oberflächen der Glasscheibe im Heiz- scheibe 15 gerichtet sind und sie bei ihrem Durchbfen, wölbt sich die Glasscheibe nach oben durch, . lauf durch die Abkühlzone B mit Luft beaufschlagen, wodurch die Berührung zwischen den Ofenwalzen Die.Walzen 17, die in dem·Heizofen A angeordnet lind der Unterseite der Scheibe praktisch ausgeschal- 15 sind, können einen üblichen. Aufbau und übliche Betet wird. Eine Berührung zwischen Scheibe und Wal- schaffenheit haben; das gleiche gilt für die Walzen 18 zen findet nur an den Seitenrändern der Scheibe statt, der Abkühlzone B; sie können aus schmalen Scheiwährend der übrige Bereich der Unterseite des Glases ben 19 auf dünnen Wellen 20 bestehen, wie aus sich außer Kontakt mit den Walzen befindet. Um F i g. 2 ersichtlich ist.

diese der Vermeidung von Beschädigungen der unte- 20 Die Walzen 21 in der Ausgleichszone C zwischen -ren' Oberfläche der Glasscheibe dienende, hier indem dem Heizofen A und der Abkühlzone B erstrecken Heizofen erteilte Durchbiegung wieder aufzuheben sich zweckmäßigerweise bis in den Anfang der Ab- und eine gehärtete Glasscheibe von einwandfreier kühlzone B hinein. Sie bestehen aus einem glatten, Flachheit zu erzielen, wird ihr die Möglichkeit ge- verhältnismäßig weichen abriebfesten und ^hitzegebe'n, in einem anschließenden Verfahrensschritt die 25 beständigen Material, das beispielsweise eine durch Temperaturen der beiden Oberflächen der Scheibe Kalksilikat gebundene poröse hitzebeständige Ver^ auszugleichen, bevor sie beim weiteren Transport bindung mit über 50 % Siliziumoxyd und Aluminiumzwischen die Blasköpfe gelangt. Wenn die Glas- oxyd sein kann, wobei die anderen Hauptbestandteile scheibe in dem Heizofen auf etwa 575° C erhitzt Eisen, beispielsweise Fe₂O₃ und Erdalkalioxyde, beiwird, bei einer Glasstärke von etwa 0,6 mm und bei 30 spielsweise CaO und MgO sind. Die Geschwindigkeit einer Fördergeschwindigkeit von etwa 24 m/min hat der Walzen 21 kann in Abhängigkeit von dem Zusich gezeigt, daß ein nach der Atmosphäre offener stand des auf ihnen befindlichen Glases geändert Ausgleichsbereich von etwa 1 m Länge zwischen dem werden, dadurch, daß unabhängige Antriebe für die Ofen und den Blasköpfen genügt, um die Tempera- Walzen 21 und/oder Überholkupplungen u.dgl. vorturen der Oberseite und der Unterseite ins Gleich- 35 gesehen sind. Die Walzen 21 sind mit unabhängigen gewicht zu bringen und damit die ebene Form der Antriebsmitteln 22 versehen, die an unabhängige Scheibe wiederherzustellen. Motoren 23 angeschlossen sind, so daß die Glas-' Die der Durchführung des Verfahrens dienende scheiben 15 mit einer verhältnismäßig geringen GeVorrichtung besteht aus einem Ofen zum Erhitzen schwindigkeit durch die ersten Zonen des Heizder Scheiben und einer Abkühlstation zum schnellen 4» ofens/!,mit einer größeren Geschwindigkeit bei Er-Abkühlen der beiden Oberflächen der Glasscheiben, reichen des Ofenendes, wo die maximale Glastempedie während der Wärmebehandlungen durch For- ratur auftritt, und mit dieser verhältnismäßig hohen dermittel horizontal weiterbewegt werden, und ist Geschwindigkeit weiterbewegt werden, bis die erdadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ofen hitzte Scheibe sich außerhalb des Ofens A befindet und der Kühlstation ein oben offener Bereich liegt, 45 und vollständig zwischen den Blasköpfen 14 aufin welchem sich die Temperaturen der unterschied- genommen ist. , Hch erhitzten Flächen der Scheiben ausgleichen kön- Beim Transport durch den Heizofen A wird den nen, während sie auf angetriebenen glattflächigen und - einzelnen Glasscheiben 15 durch die steuerbaren horizontal angeordneten Walzen aus weichem hitze- Heizelemente 11 auf ihrer obenliegenden Oberfläche beständigem Material vorwärts bewegt und dabei an 5° eine höhere Temperatur erteilt als der untenliegenihrer unteren Fläche geglättet werden. Wesentlich den Oberfläche, so daß sich die Scheiben 15 in der ist hierbei, daß die in dem Ausgleichsbereich ange- - in F ig. 4 gezeigten Weise nach oben durchbiegen, ordneten Walzen aus einem sorgfältig bearbeiteten, so daß sie lediglich mit ihren Rändern 25 auf den von Natur her glatten, weichen hitzebeständigen Walzen 17 aufliegen, wenn sie das Ausgangsende 24 Material bestehen, um bei befriedigender Flachheit 55 des Ofens erreichen. Am Ausgangsende 24 werden eine gute Oberflächenqualität der ebenen Scheiben zu die nach oben durchgebogenen Glasscheiben 15 von erzielen. den Walzen 21 der Ausgleichszone C übernommen

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Aus- und mit einer solchen Geschwindigkeit durch diese

führungsform der Vorrichtung, und es bedeutet hindurchgeführt, daß ein Ausgleich der Oberflächen-

Fig. 1 einen teilweisen vertikalen Längsschnitt ⁶° temperaturen stattfindet, so daß die Glasscheiben 15

der Vorrichtung, in ebener Form zwischen die Blasdüsen 13,14 der

Fig. 2 Teilaufsicht gemäß Fig. 1 auf die Stütz- Abkühlzone B gelangen, wo sie durch die auf beide rollen des Ausgleichsbereiches benachbart zu den Oberflächen gerichteten Luftströme einer schnellen

Blasköpfen, . Abkühlung unterzogen werden.

• Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ·

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von ebenen Glasscheiben, bei dem die Scheiben erhitzt und anschließend rasch abgekühlt werden, während sie sich längs einer bestimmten Bahn auf horizontal angeordneten Stützmitteln bewegen, d a durch gekennzeichnet, daß während der Erhitzung der. Scheiben deren obere Fläche auf eine höhere Temperatur gebracht wird als diejenige. der unteren Fläche, so daß'sich die untere Fläche von den Slützmilteln wegbiegt, und daß anschließend die Temperaturen der beiden Oberflächen der Scheiben ausgeglichen werden, um die. Scheiben vor dem Abkühlen flach zu machen.

2. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Glasscheiben mit einem Ofen zum Erhitzen der Scheiben und einer Abkühlstation zum schnellen Abkühlen der beiden Oberflächen der Glasscheiben, die während der Wärmebehandlungen durch Fördermittel horizontal weiterbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ofen (A) und der Kühlstation (ß) ein oben offener Bereich (C) liegt, in welchem sich die Temperaturen der unterschiedlich erhitzten Flächen der Scheiben ausgleichen können, während sie auf angetriebenen glattflächigen und horizontal angeordneten Walzen aus weichem hitzebeständigem Material vorwärts bewegt und dabei an ihrer unteren Fläche geglättet werden.