DE1804639C3 - Zylindrische Metallrolle zum Stützen und Fördern von in einem Ofen auf hohe Temperaturen zu erhitzenden Glasscheiben und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zylindrische Metallrolle zum Stützen und Fördern von in einem Ofen auf hohe Temperaturen zu erhitzenden Glasscheiben und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Nach einer bekannten Methode werden ebene Glasscheiben durch einen Tunnelofen hindurchgeleitet, wobei sie auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erwärmt werden, bevor sie in eine Zone zur weiteren Bearbeitung, beispielsweise zum Biegen und/oder Härten bzw. Vorspannen, gelangen. Während des Durchlaufs durch den Ofen werden die Scheiben von einer Reihe Förderrollen getragen oder gestützt, die in horizontaler Ebene in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Glasscheiben haben bei ihrem Einlauf in das Eingangsende des Ofens in der Regel Raumtemperatur und werden bei ihrem Durchlauf durch den Ofen bis zum Ausgangsende allmählich auf eine Temperatur von etwa 610 bis 637° C erhitzt.

Die üblicherweise verwendeten Förderrollen sind aus rostfreiem Stahl und mit einer blankpolierten mit dem Glas in Berührung tretenden Oberfläche versehen. Die am Eingangsende des Ofens befindlichen Rollen haben in der Regel eine verhältnismäßig hohe Temperatur von 468 bis 510° C, so daß beim Eintritt der Scheiben in den Ofen von den Rollen auf die Glasscheiben ein verhältnismäßig schneller Wärmeübergang stattfindet. Auf Grund des Temperaturunterschiedes zwischen Rollen und Glasscheiben werden die letzteren einem verhältnismäßig starken Wärmestoß ausgesetzt, der zum Bruch des Glases führen kann. Es hat sich gezeigt, daß dies besonders bei mit gebohrten Löchern versehenen Scheiben der Fall ist. Der Wärmestoß, dem die Scheiben ausgesetzt werden, führt zu einem Bruch der Scheiben an einer durch die gebohrten Löcher verlaufenden Linie.

Die Temperatur der Rollen steigt bis auf einen Wert zwischen 635 und 676° C am Ausgangsende des Ofens an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Durchgang der kalten Glasscheiben durch einen Heizofen mit einer Eingangstemperatur von ca. 500° C und einer Ausgangstemperatur von ca. 700° C einen Wärmeübergang von den heißen Rollen auf die Glasscheiben auf optimale Weise zu verringern und bei den in den Ofen eintretenden kalten Glas-

scheiben einen Hitzeschock durch die Berührung mit den Rollen zu verhindern, um das Entstehen von Brüchen der Glasscheibe, insbesondere bei einer mit Bohrungen versehenen Glasscheibe, zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rolle aus rostfreiem Stahl besteht, deren Oberfläche gleichmäßig mit einer Rautiefe von 0,002032-0,003048 mm gekörnt ist.

Das Verfahren zur Herstellung der Rolle kennzeichnet sich dadurch, daß die Umfangsfläche der Rolle geschliffen und poliert wird zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von höchstens 0,000254 mm und anschließend die Oberfläche einer Körnung unterzogen wird unter Verwendung von Glasperlen in einer Größe von 0,42-0,21 mm.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine photolithographische Darstellung eines Teiles einer strukturierten Förderrolle mit einer Oberflächenbeschaffenheit gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine photographische Vergrößerung eines Teiles der Umfangsfläche der Rolle,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Teiles der Rollenoberfläche, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen typischen mit Rollen versehenen Tunnelofen.

Erfindungsgemäß wird eine massive Rolle zum Stützen und Fördern von Glasscheiben in Vorschlag gebracht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einem zylindrischen Körper besteht, dessen mit den Glasscheiben in Berührung kommende Oberfläche eine strukturierte Feinheit von 0,002032-0,003048 mm ist.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Bearbeiten der Umfangsfläche einer massiven Rolle aus rostfreiem Stahl in Vorschlag gebracht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umfangsfläche mit Glasperlen mit einer Größe von etwa 0,42 bis 0,21 mm gestrahlt wird, um eine Rautiefe von 0,002032 bis 0,003048 mm herzustellen, die Vertiefungen und Erhöhungen aufweist, bei welchen die Oberseiten der Erhöhungen gerundet sind.

In der Zeichnung, und zwar in Fig. 4, ist ein Tunnelofen 10 dargestellt, in welchem Förderrollen gemaß der Erfindung verwendet sind. Der Ofen 10 hat eine Decke 11, einen Boden 12 und einander gegenüberliegend angeordnete Seitenwände 13 und 14 aus geeignetem feuerfestem Material.

Der Innenraum des Ofens wird mittels Strahlgasbrennern oder sonstiger in der Deckenwand U angeordneter geeigneter Heizvorrichtungen 15 und außerdem mittels in den Seitenwänden 13 und 14 nahe der Bodenwand 12 angeordneter Brenner 16 beheizt. Mittels eines eine Vielzahl von in horizontaler Richtung voneinander getrennt angeordneten Rollen 18 umfassenden Rollenförderers werden auf ihm gestützte Glasscheiben 17 durch den Ofen hindurchbefördert. Die Rollen erstrecken sich quer zum Ofen und durchragen in den Seitenwänden 13 und 14 vorhandene öffnungen, wobei die entgegengesetzten Endabschnitte 19 und 20 der Rollen in Lägern 21 bzw. 22 gelagert sind, die auf beiden Außenseiten des Ofens angeordnet sind. Die Rollen können außerdem in beliebiger Weise, beispielsweise mit Hilfe eines aus Kette und Kettenrad bestehenden Antriebs 23, angetrieben werden.

Bisher wurden die Förderrollen 18 mit einer blankpolierten Oberfläche hergestellt, die zwischen den

Rollen und der Glasscheibe 17 eine maximale Berührungsfläche besitzt. Demzufolge entstand somit auch beim Einführen der Scheiben in den Ofen zwischen den heißen Rollen und dem verhältnismäßig kalten Glas ein maximaler Wärmeübergang. Da dia Rollen am Eingangsende des Ofens gewöhnlich eine verhältnismäßig hohe Temperatur von nahe 468 bis 510° C haben, während die Glasscheiben Raumtemperatur aufweisen, kann der Wärmestoß, dem das Glas ausgesetzt wird, leicht zum Bruch des Glases führen. Wie vorstehend erläutert, hat sich herausgestellt, daß dies besonders zutrifft, wenn die Glasscheiben vorher gebohrt worden sind, wie es bei den als Seiten- oder Türfenster von Kraftfahrzeugen verwendeten Glasscheiben der Fall ist.

Die vorerwähnten Mangel und Nachteile wurden mit Hilfe der verbesserten Förderrollen nach der Erfindung weitgehend, wenn nicht gar vollständig, behoben, deren Umfangsfläche mit einer besonderen strukturierten Oberflächenbeschaffenheit -ersehen ist, die den Flächenkontaktbereich zwischen den Rollen und dem Glas wirksam verringert und somit den Betrag des Wärmeübergangs aus den Rollen in das Glas herabsetzt und folglich die Bruchanfälligkeit weitgehend verringert. Ferner hat man festgestellt, daß bei den Rollen nach der Erfindung keine Glassplitter an der strukturierten Oberfläche haften, und daß solche Rollen ihre Geradheit behalten und für ein Verziehen weniger anfällig sind als Rollen mit blankpolierten Oberflächen.

Die Rollen 18 sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und, wie in Fig. 1 gezeigt, aus massivem Stabmaterial hergestellt Als Beispiel hat eine dieser Rollen folgende Analyse:

Chrom 24,00-26,00%

Nickel 19,00-22,00%

Kohlenstoff max. 0,25% Columbium lOfache Kohlenstoffmindestmenge

Mangan 2,00% max.

Silizium 1,50% max. Schwefel 0,030% max. Phosphor 0,040% max.

Eisen Rest

Die mit dem Glas in Berührung kommende Umfangsfläche der Rolle 18 wird zunächst grob geschliffen und dann mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens zum Feinschleifen oder Polieren behandelt zur Erzeugung einer durch ein Profilometer oder ein sonstiges Rauheitsprüfgerät gemessenen Oberflächenrauhigkeit von 0,000254 mm oder weniger.

Nachdem der erforderliche Feinstschliff an der Rollenoberfläche hergestellt worden ist, wird die Rollenoberfläche weiter behandelt zur Herstellung einer

strukturierten Oberflächenbeschaffeüheit mit Vertiefungen und Erhöhungen, bei welcher die Oberseiten der Erhöhungen abgerundet sind. Dies erfolgt durch Strahlen der Rollenoberfläche mit sehr feinen Glasperlen. Hierzu haben sich Glasperlen mit einer Siebfraktion von 0,21-0,41 mm als zufriedenstellend erwiesen. Dies entspricht einer Siebgröße von Nr. 40-Nr. 70 ASTME-11-61 oder 0,42-0,21 mm. Die Glasperlen werden mit Hilfe eines in der Hand gehaltenen oder in einer Maschine angeordneten Strahlrohres gegen die Rollenoberfläche gestrahlt, während die Rolle gedreht wird. Zur Erzeugung einer sauberen gleichmäßigen Oberflächenbeschaffenheit muß die Umlaufgeschwindigkeit der Rolle der Arbeitsbewegung des Strahlrohres angepaßt werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, bewirkt die Kraft der Glasperlen bei ihrem Auftreffen auf die Rollenoberfläche an den Berührungsstellen eine Verdichtung des Metalls, so daß mikroskopisch kleine Dellen oder Vertiefungen 24 gebildet werden, wobei das Metall zugleich nach außen geschoben oder verdrängt wird zur Bildung von Rändern oder Erhebungen um die Vertiefungen herum, wobei die Oberseiten der Erhebungen bei 25 abgerundet sind.

Das Strahlen mit den Glasperlen wird fortgesetzt, bis an der Rolle eine gleichmäßige sauber strukturierte, mittels eines Profilometers oder eines sonstigen Rauheitsprüfgeräts gemessene Oberflächenbeschaffenheit mit einer Feinheit von 0,002032 bis 0,003048 mm erzeugt ist.

Fig. 1 zeigt eine photolithographische Darstellung eines Teiles einer Rolle mit einer mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung hergestellten strukturierten Oberflächenbeschaffenheit, während Fig. 2 eine photographische Vergrößerung eines Teiles der Rollenoberfläche nach Fig. 1 zeigt.

Die Rollen mit der strukturierten Oberflächenbeschaffenheit nach der Erfindung haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen zum Fördern von Glasscheiben durch einen Heizofen, wobei die Scheiben von Raumtemperatur auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur gebracht und anschließend zur Verwendung als Fenster- und Türscheiben in Kraftfahrzeugen gebogen und/oder gehärtet bzw. vorgespannt werden. Mit den Rollen nach der Erfindung wird nicht nur der Bruch der Glasscheiben infolge des Wärmestoßes durch starken Wärmeübergang zwischen den Rollen und dem Glas erheblich verringert, wenn nicht gar vollständig beseitigt, sondern es wird außerdem das Zerkratzen der Scheibenflächen durch die Rollen oder durch an den Rollen haftende Glassplitter verringert mit dem Ergebnis, daß der Ofenausstoß eines Produktes von brauchbarer Güte eindeutig verbessert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zylindrische Metallrolle zum Stützen und Fördern von in einem Ofen auf hohe Temperatur ren zu erhitzenden Glasscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle aus rostfreiem Stahl besteht, deren Oberfläche gleichmäßig mit einer Rautiefe von 0,002032-0,003048 mm gekörnt ist.

2. Verfahren zur Herstellung der RoUe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche der Rolle geschliffen und poliert wird zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von höchstens 0,000254 mm und anschließend die Oberfläche einer Körnung unterzogen wird unter Verwendung von Glasperlen in einer Größe von 0,42-0,21 mm.