DE1946411A1

DE1946411A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von doppelverglasten Bauteilen

Info

Publication number: DE1946411A1
Application number: DE19691946411
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P C03c Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1968-09-09
Filing date: 1969-09-09
Publication date: 1970-03-26
Also published as: US3658502A; GB1277404A; DE1946411B2; NO122798B; FR2017631A1; BE738592A; SE349017B

Description

Patentanwalt DlpI.-Ins.K.Watthep -3. Sep. 1969

1 BERLIN 19 W-W2547

Bolivarel'se 9
Tel.'044285

Pilkington Brothers limited, Liverpool 2, 201-211 Martins Bank Building, Water Street, England

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von doppelvenlasten

Bauteilen

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von doppelverglasten Bauteilen, bei dem vorgewärmte Glasscheiben in einer Schweißstation an den Rändern bis zum Erweichen erwärmt werden, um eine Umfangsschweißnaht zu bilden, und die Glasscheiben danach unter Bildung eines Hohlraums voneinander fort bewegt werden.

Bei der Herstellung doppelverglaster Bauteile wird vor der Bildung der Umfangsschweißnaht ein Zuschneiden der Glasscheiben vorgenommen, die nach dem Reinigen zusammengelegt vorgewärmt werden, um dann in die Schweißstation bewegt zu werden. Nach dem Bilden der Umfangsschweißnaht ist das in ihr befindliche Glas noch weich, so dass die Glasscheiben voneinader fort bewegt werden können, ohne dass die zwischen ihnen hergestellte Verbindung verloren geht_e Der gebildete Bauteil wird dann gekühlt und danach mit Gas ausgespült, um die Feuchtigkeit in dem gebildeten Hohlraum herabzusetzen, worauf dieser gegen die Aussenluft abgedichtet wird. Um die Bildung des Hohlraumes zu ermöglichen , wird in eine der Glasscheiben vor dem Vorwärmen ein Loch gebohrt, durch das bei der Bildung des Hohlraums Luft

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eintreten kann und durch das das Spülen mit trockenem Gas erfolgt, , bevor es durch Glas, Kunstharz od.dgl, verschlossen wird·

Es ist üblich die Herstellung solcher Bauteile im Fliessverfahren durchzuführen, wobei sich der Bauteil in der Schweißstation so lange aufhalten muss, bis sich die gebildete ümfangsschweißnaht so weit verfestigt hat, dass der Bauteil formhaltig ist,, um zu weiteren Bearbeitungsstationen weiter bewegt werden zu können« Die Verweilzeit in der Schweißstation ist hierbei der längste Takt innerhalb der JPertigungsreihe und bestimmt damit zu einem grossen Teil die Leistungsfähigkeit der Anlage,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwänhte Verfahren so weiter auszubilden, dass sich eine Verkürzung der Verweilzeit in der Schweißstation ergibt.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass die Ümfangsschweißnaht nach ihrer Bildung einer Druckkühlung unterzogen wird. Hierdurch wird die Zeit bis zur ausreichenden Verfestigung der Ümfangsschweißnaht erheblich verkürzt und damit die Verweilzeit in der Schweißstation, wobei durch eine Steuerung der Druckkühlung unerwünschte Spannungen im Bauteil vermieden werden können.

Bei einer bevorzugten Verfahransführung ist vorgesehen, dass durch die Druckkühlung der Ümfangsschweißnaht deren Temperatur die untere Kühltemperatur des Glases nicht unterschreitet und der Bauteil sodann gekühlt wird, um eine gewünschr· te Spannungsverteilung in ihm zu erzielen.

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eine Kühlstation, für den Bauteil vorgesehene " ^;

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Bereich der Umfangsschweißnaht des Bauteils Gaszuleitungen vorgesehen sind, die auf die Umfangsschweißnaht gerichtete Gasaustrittsöffnungen enthalten»

Bei einer anderen Äusführungsfarm "ist vorgesehen, dass im Bereich der Umfangsschweißnaht des Bauteils Gasleitungen, die an eine Saugdruckquelle angeschlossen, sind, angeordnet sind, die auf die U_mfangsschweißnaht gerichtete Öffnungen enthalten, um einen über die Umfangsschweißnaht streichenden Strom der in der Schweißstation enthaltenen Atmosphäre zu bewirken.

Bei beiden Bauformen ist es zweckmässig, wenn die Gasleitungen ausserhalb der Bwwegungsbahn des Bauteils in die und aus der Schweißstation angeordnet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind kühlmitteldurchflossene Leitungen neben der Umfangsschweißnaht des Bauteils angeordnet, die aus der Bewegungsbahn des Bauteils in die und aus der Schweißstation bewegbar sind*

Eine andere Bauform kennzeichnet sich dadurch, dass in der Atmosphäre der S_chweißstation befindliche Blöcke gegen den Bereich der Umfangsschweißnaht des Bauteils bewegbar angeordnet sind. ■-■"■·'-·.-■

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrieh.tungen nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

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Pig» 1 eine sehematisehe Darstellung einer Fertigungsstrecke für doppelverglaste Bauteile,

Fig* 2 eine perspektivische Teildarstellung einer Auflage in der Schweißstation mit aufgelegten Glasscheiben vor dem Verschweissen,

Fig. 3 ein Teilschnitt durch den Rand eines gebildeten doppelverglasten Bauteils ,

Fig. 4 ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Kühleinrichtung,

Fig. 5 ein Schnitt durch eine andere Bauform der Kühleinrichtung,

Fig„ 6 ein Schnitt durch eine dritte Bauform der Kühleinri chtung,

Fig«, 7 eine Ansicht von unten auf einen Diffusor der Kühleinrichtung nach Fig.6 ,

Fig. 8 ein senkrechter Schnitt durch den Diffusor nach Fig«.7,

Fig« 9 ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Kühleinrichtung und

Fig. 10 ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Kühleinrichtung»

In Fig.1 stellt der Block 11 Stationen der Fertgungsstrasse dar, in den das Bohren der Glasscheiben, das Waschen und Trocknen der Glasscheiben, das Versehen der Glasscheiben mit einem elektrisch leitenden Streifen und das Vorwärmen der zusammengelegten Glasscheiben erfolgt. Durch eine Fördereinrichtung werden dann die Glasscheiben zu einer Schweiß-

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station 12 bewegt. In dieser sind zwei aufeinander liegende Glasscheiben 13 und 14, die auf eine Temperatur von etwa 55O⁰C vorgewärmt sind, und die obere Glasscheibe 14 rings um ihren R_and einen elektrisch leitenden Streifen 15 und ein innerhalb des Streifens liegendes Loch-aufweist, zur Vornahme der Schweissung abgestützt. Der elektrisch leitende Streifen 15 kann z.B. aus kolloidalem Graphit bestehen, der vor dem Vorwärmen auf die obere Fläche der Glasscheibe 14 aufgebracht wird.

Der Block 17 in Pig. 1 stellt einen anschliessenden Abschnitt dar, in dem der gebildete Bauteil gekühlt, die Luft im Hohlraum getrocknet und das Loch'6 verschlossen werden» Durch eine Förderanlage kann der Bauteil dann weiteren Bearbeitungsstationen oder einer Abgabestation zugefördert werden«,

Die Abstützung der Glasscheiben in der Schweißstation 12 erfolgt an den Ecken der Glasscheiben 13»14 über Klötze 18, in deren Bereich je eine Elektrode 19 angeordnet ist (Fig. 2). In der dort gezeichneten Stellung beginnt der Schweißvorgang.

Oberhalb der Glasscheibe 14 ist eine Saugplatte 20 vorgesehen, die in der Senkrechten bewegbar ist und in der abgesenkten Stellung gegen die Glasscheibe 14 anliegt. In der Berührungsfläche der Saugplatte 20 vorgesehene Aussparungen 3a sind über eine Leitung 31 mit einer Unterdruckquelle verbunden, so dass bei Anheben der Saugplatte 20 die Glasscheibe 14 angehoben und von der unteren Glasscheibe 13 fort bewegt wird.

Zwischen den Elektroden 19 und dem elektrisch leitenden Streifen 15 wird im Zyklus ein elektrischer Strom ge-

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leitet, durch den die vier Ränder der Glasscheibe 14 aufeinanderfolgend erwärmt werden. Im wes|netliehen wird das unter dem Streifen 15 liegende Glas erwärmt und bei Erreichen einer Temperatur, bei'der das Glas elektrisch leitend wird, steigt die Temperatur weiter an, so dass der Streifen 15 verbrennt und der Strom allein durch das Glas fliesst.

Die vier Ränder der Glasscheibe 14 werden hierbei aufeinanderfolgend im Zyklus erwärmt, indem die einzelnen Elek_ troden 19 zyklisch ein- und ausgeschaltet werden. Dies erfolgt solange, bis der gesamte Randstreifen der Glasscheibe 14 in schmelzflüssigen Zustand übergeführt ist. Währenddessen erweicht sich auch der Randteil der unteren Glasscheibe 13 durch Wärmeableitung aus der Glasscheibe 14, so dass beide Randteile sich zu einer Umfangsschweißnaht verbinden.

Sind die beiden Randteile der Glasscheiben 13 und 14 in dieser Weise miteinander verbunden, so wird die Saugplatte20 und damit die obere Glasscheibe 14 angehoben, während die untere Glasscheibe etweder durch ihr Gewicht oder vorgesehene Halteeinrichtungen auf den Klötzen 18 ruhen bleibt. Entsprechend dem sich bildenden Kohlraum zwischen den beiden Glasscheiben streckt sich der zusammengeschweißte Bereich und durch das Loch 16 kann Luft in den Hohlraum eindringen, so dass ein Druckausgleich eintritt.

Die Glasscheiben 13 und 14 müssen nun in der erreichten Stellung festgehalten werden, bis sich die Umfangsschweißnaht genügend verfestigt hat, um den gebildeten Bauteil formhaltig zu machen. Dann wird durch Absperren des Unterdrucks die obere

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Glasscheibe von der Saugplatte 20 getrennt und letztere soweit angehoben, dass der Bauteil ungehindert durch die Fördereinrichtung aus der Schweißstation bewegt werden kann, um in dem Abschnitt 17 weiter bearbeitet zu werden.

Bisher erfolgte das Abkühlen der Umgangsschweißnaht durch Abstrahlung und Ableitung der Wärme an die umgebende Atmosphäre, so dass die Schweißzone nur langsam abkühlt. Die Saugplatte muss dann die obere Glasscheibe 14 mehr als 40 Sekunden festhalten, bevor der Bauteil durch Verfestigen der Schweißnaht formhaltig wird.

Die Erfindung ermöglicht nun eine erhebliche Senkung der Abkühlzeit*

Wie Fig. 4 zeigt, sind neben den Klötzen 18 Gaszuleitungen 21 angeordnet, die parallel zu den Rändern der Glas- i scheiben 13 und 14 liegen. Jedes dieser Gaszuleitungen 21 enthält kleine löcher 22, die auf die ümfangsschweißnaht gerichtet sind. Heisses Gas unter Druck von einer nicht dargestellten Quelle trifft in Strömen gegen die Schweissnaht und bespült die geschweissten Flächen,

Um eine örtliche übermässige Abkühlung zu verhindern, die zu unerwünschten z^-eitweiligen oder dauernden Spannungen im .Bauteil führen kann, ist die Temperatur des heissen Druckgases etwa auj- den Wert eingestellt, der beim Vorwärmen der Glasscheiben vor dem Schweissen vorlag. Die Abkühlung der Schweißzone erfolgt daher auf eine der Kühltemperatur des Glases etwa entsprechende Temperatur, bei der das Glas genügend

, fest ist, um seine Form zu halten und in die nächste Station be-

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wegt werden zu können.

Die Schweißstation 12 ist völlig eingekapselt, um Wärmeverluste nach aussen zu vermeiden, sitist jedoch zum mindesten während der Bewegung der Glasscheiben aus der Yorw%&- zone der Stufe 11 zur Schweißstation 12 mit der Vorwärmstufe verbunden. Die Atmosphäre in der Schweißstation 12 wird andererseits durch das heisse Glas erwärmt, so dass sich in der Praxis in der Atmosphäre eine Temperatur in der Nähe der Kühltemperatur des Glases einstellt.

Die Ausführungsform nach Pig. 5 enthält Gasleitungen 23 neben der Umfangsschweißnaht mit löchern 24, die auf diese gerichtet sind. Die Gasleitungen 23 werden mit einer Unterdruckquelle verbunden, so dass über die Löcher 24 Atmosphäre aus der Schweißstation 12 abgesaugt wird· Hierdurch entstehen Ströme, die die Umfangsschweißnaht bespülen und deren schnelles Abkühlen auf die Temperatur der Atmosijäre bewirken»

Die Gasleitungen 21 und 23 liegen in beiden Fällen unterhalb der oberen Fläche der Klötze 18, so dass das Weiterbewegen des geschweissten Bauteils nicht behindert wird,

Bei der Bauform nach den Pig. 6 bis 8 liegen Gasleitungen 32 oberhalb des geschweissten Bauteils 13,14 und tragen an den Ecken nach unten gerichtete Diffusoren 33. Jeder Diffusor 33 hat einen halbkugelförmigen Kopf 34 mit sechs radial gerichteten Austrittsöffnungen 35, die sich über einen Quadranten des Kopfes erstrecken und auf die Ecken der Umfangs— schweißnaht gerichtet sind. Austretendes Gas bildet Gasströme, die die Umfnagsschweißnaht bespülen,

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Pig. 9 veranschaulicht eine andere Möglichkeit für das schnelle Abkühlen der Umfangsschweißnaht. In dieser Bauform ist neben den Klötzen 18 eine Leitung 25 rechteckigen Querschnitts vorgesehen, deren eine Fläche der U_mfangsechweißnaht gegenüberliegt· Durch die Leitung wird ein Kühlmittel umgewälzt, so dass die der Schweißnaht benachbarte Fläche durch Strahlung Wärme aufnimmt. Um die Atmospähre in der Schweißstation 12 nicht ungebührlich abzukühlen, sind die anderen Flächen der Leitung 25 mit einer wctrmeisolierenden Schicht 26 umkleidet*

Die Leitung 25 ruht auf Stützen 27, die durch eine nicht dargestellte Hubeinrichtung bewegbar sind, also nach dem Verschweissen der Glasscheiben angehoben wird, und nach dem Abkühlen der Schweißnaht abgesenkt wird, um das Bewegen des Bauteils nicht zu behindern.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 10 dargestellt. Hier sind auf bewegbaren Stützen 29 Blöcke 28 aus Kohle vorgesehen^ die gegen die Oberfläche des Bauteils im Bereich der ümfangsschweißnaht bewegbar sind. Es sind vier derartige Blöcke 28 vorgesehen, die mit je einer Kante des Bauteils zusammenwirken, um Wärme durch Ableitung abzuführen. Die Blöcke haben eine der Randkontur des Bauteils entsprechende Form, so dass sie sich gut anpassen.

Da die Blöcke 28 dauernd in der Atmosphäre der Schweißstation liegen, weisen sie deren Temperatur auf und kühlen die Umfangsschweißnaht schnell auf diese ab, wenn sie durch die bewegbaren Stützen 29 in satte Anlage gegen den Bau- . teil gebracht werden» Ausserdem können die Blöcke 28 zusätzlich

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zur Formgebung der Bauteile an den geschweissten Flächen benutzt werden,

Die^Blöcke 28 werden nur für eine verhältnismässig kurze Zeit zur Anlage gegen den Bauteil cfebracht, um die erwünschte Abkühlung zu erzielen. Während der Zeit bis zum Abkühlen des nächsten Bauteils verlieren die Blöcke 28 genügend Wärme an die umgebende Atmosphäre in der Schweißstation, so dass sie für den nächsten Abkühlvorgang bereit sind·

Durch die Erfindung wird, die Verweilzeit in der Schweißstation wesentlich verkürzt. So wurde mit einer Vorrichtung nach Fig. 4 eine Abkühlzeit für die Umfangeschweißnaht von weniger als 30 Sekunden erreicht·

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Claims

Patentansprüche :

1_# Verfahren zur Herstellung von doppelverglasten' Bauteilen, bei dem vorgewärmte Glasscheiben in einer Schweißstation an den Rändern bis zum Erweichen erwärmt werden, um eine Umfangsschweißnaht zu bilden, und die Glasscheiben danach

unter Bildung eines Hohlraums voneinander fort bewegt werden, dadurch gekennzeinhnet, dass die Umfangs schweißnaht nach ihrer Bildung einer Druckkühlung unterzogen wird«

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

\
net, dass durch die Drtipkkühlung der Umfangs schweißnaht deren

Temperatur die untere Kühltemperatur des Glases nicht unterschreitet und der Bauteil sodann gekühlt wird, um eine gewünsch-ite Spannungsverteilung in ifaffi\ zu erzielen,

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-

kennßeichnet» dass die Druckkühlus^g durch auf die Umfangsschweißnaht gerichtete Gasströme bewirkt w\rd.

4. Verfahren nach Anspruch^3» dadurch gekennzeich— net, dass die Temperatur der Gasströme e$wa auf die untere Kühl temperatur des Glases eingestellt wirdi,

5. Verfahren nach Anspruch 1 oä.ei> 2, dadurch ge— ; kennzeichnet, dass die Druckkühlung durch Wärmeableitung von der Umfangsschweißnaht zu einem wärmeleitenden Körper erfolgt, : dessen Temperatur oberhalb der unteren Kühltemperatu^ des Glases gehalten ist»

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6. Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen

nach dem Verfahren nach Anspruch 1 "bis 6 mit einer Schweißstation, in der eine Auflage für Glasscheiben und dieser zugeordnete Heizeinrichtungen zum Erhitzen der Ränder der Glasscheiben bis zum Erweichen und Bilden einer Umfangsschweißnaht angeordnet sind, und Einrichtungen zum Entfernen d^er Glasscheiben von-

einander fort unter Bildung, eines Hohlraums vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflage (18) Kühleinrichtungen (21, 23, 33, 25, 28) zugeordnet sind, die eine Druckkühlung der gebildeten Umfangsschweißnaht des Bauteils (13,14) bewirken«,

7« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich^· net, dass an die Schweißstation (12) anschliessend eine Kühlstation (17) für den Bauteil (13,14) vorgesehen ist«,

8ο Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7_f dadr-urch gekennzeichnet, dass im Bereich der U_mfangsschweißnalit des Bauteils (13,14) GasZuleitungen (21,33) angeordnet sind, die auf die Umfangsschweißnaht gerichtete Gasaustrittsöffnungen (22,35) aufweisen«

9β Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7_t dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Umfangsschweißnalit des Bauteils ^13,14) Gasleitungen (23), die an eine Saugdruckquelle angeschlossen sind, vorgesehen sind, die auf die Umfangsschweißnaht gerichtete Öffnungen (24) aufweisen, um einen über die Umfangsschweißnaht streichenden Strom der in der Schweißstation

(12) befindlichen Atmospähre zu bewirken.

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10. Vorrichtung nach Anspruch. 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitungen (21, 23, 33) ausserhalb der Bewegungsbahn des Bauteils (13,14) in die und aus der Schweißstation (12) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass kühlmitteldurchflpssene Leitungen (25) neben der Um fangsschweißnaht des Bauteils (13,14) angeordnet sind, die aus der Bewegungsbahn des Bauteils in die und aus der Schweißstation (12) bewegbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Atmosphäre der Schweißstation (12) befindliche Blöcke (28) gegen den Bereich der Umfangsschweißnaht des Bauteils (13,14) bewegbar angeordnet sind.

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