DE2453644C3 - Rollenkühlofen für ein nach dem Floatverfahren hergestelltes Glasband - Google Patents
Rollenkühlofen für ein nach dem Floatverfahren hergestelltes GlasbandInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollenkühlofen für ein nach dem Floatverfahren hergestelltes Glasband
mit einer Kammer mit zwei verschiedenen Kühlzonen, von denen die erste Kühlzone glatte Walzen zum
Transport des Glasbandes aufweist.
Da das Floatverfahren die Herstellung von Glasbändern ermöglicht, deren Oberflächen völlig fehlerfrei
sind, ist es von Wichtigkeit, daß die das Glasband weiterfördernden Transportwalzen in dem sich an den
Floatglasbehälter anschließenden Rollenkühlofen den Oberflächenzustand des Glasbandes aufrechterhalten
und beim Durchlaufen des Glasbandes durch den Rollenkühlofen keine Fehler auf der auf ihnen ruhenden
Oberfläche des Glasbandes hervorrufen.
Rollenkühlöfen für Glasbänder bestehen aus zwei Kühlzonen, einer ersten warmen Kühlzone, in der die
Temperatur langsam abnimmt, um die Spannungen in dem Glasband zu beseitigen, und einer zweiten, kälteren
Kühlzone, in der sich das Glasband bis zum völlig erstarrten Zustand schnell abkühlt In einem in Form
eines Kanals ausgebildeten Rollenkühlofen mit einer Länge von ca. 120 m, in den das Glasband mit einer
Temperatur von etwa 6000C eintritt und den es mit einer Temperatur von 1500C verläßt, nimmt die
Temperatur sehr langsam bis auf etwa 4500C und anschließend wesentlich schneller ab.
ίο Die Transportwalzen in den beiden Kühlzonen des
Rollenkühlofens besitzen folgendes Verhalten:
In der warmen Kühlzone weisen alle Transportwalzen die in dem Kühlkanal des Rollenkühlofens
herrschende Temperatur auf. Der Wärmeaustausch
zwischen den Transportwalzen und den Wänden des Rollenkühlofens erfolgt im wesentlichen durch Strahlung,
und daraus resultiert eine gleichmäßige Temperatur der Transportwalzen, die sich nicht verformen.
In der kälteren Kühlzone erfolgt der Wärmeaustausch zwischen den Transportwalzen und dem Kühlkanal des Rollenkühlofens noch durch Strahlung, jedoch nimmt der Anteil des Wärmeaustausches durch Konvektion ständig zu. Die Transportwalzen kühlen sich durch Konvektion schlecht ab, vermutlich aufgrund der Tatsache, daß sie das Glasband tragen, welches sie gegenüber Luftströmen abschirmt Daraus entstehen Temperaturungleichmäßigkeiten, die zu einer Verformung führen und schließlich ein Verbiegen der Transportwalzen zur Folge haben. Diese Erscheinung wird durch die Tatsache verstärkt, daß immer die gleiche Mantelfläche der Transportwalzen mit dem Glasband in Berührung kommt Die daraus resultierenden Ungleichmäßigkeiten können zu Brüchen des Glasbandes führen.
In der kälteren Kühlzone erfolgt der Wärmeaustausch zwischen den Transportwalzen und dem Kühlkanal des Rollenkühlofens noch durch Strahlung, jedoch nimmt der Anteil des Wärmeaustausches durch Konvektion ständig zu. Die Transportwalzen kühlen sich durch Konvektion schlecht ab, vermutlich aufgrund der Tatsache, daß sie das Glasband tragen, welches sie gegenüber Luftströmen abschirmt Daraus entstehen Temperaturungleichmäßigkeiten, die zu einer Verformung führen und schließlich ein Verbiegen der Transportwalzen zur Folge haben. Diese Erscheinung wird durch die Tatsache verstärkt, daß immer die gleiche Mantelfläche der Transportwalzen mit dem Glasband in Berührung kommt Die daraus resultierenden Ungleichmäßigkeiten können zu Brüchen des Glasbandes führen.
Bei bekannten Rollenkühlöfen sind die Kühlkanäle beispielsweise mit Transportwalzen mit einer glatten
Oberfläche aus hochwarmfestem Stahl oder hochwarmfesten Legierungen ausgerüstet. Ein derartiger Rollenkühlofen,
der nur Transportwalzen mit glatter Oberfläehe aufweist, ist beispielsweise aus der US-PS 34 43 922
bekannt. Nach dieser US-PS 34 43 922 können die Walzen entweder aus hochwarmfestem Stahl oder auch
aus einer Legierung mit höchstens 2% Eisen bestehen. Durch die dort angegebenen Legierungen soll eine
Ablagerung von Material der darüberlaufenden Glasbänder verhindert werden.
Ferner sind Rollenkühlöfen zum Kühlen von Glasbändern bekannt, bei denen die Kühlkanäle in ihrer
ersten Kühlzone mit den höheren Temperaturen der
so Glasbänder Transportwalzen aus hochwarmfestem
Stahl aufweisen, während die Transportwalzen in der zweiten Kühlzone mit Asbest umkleidet sind Die
Verwendung von glatten zylindrischen Transportwalzen in der zweiten Kühlzone des Kühlkanals des
Rollenkühlofens führt zu den oben angegebenen Nachteilen, aber auch die Verwendung der mit Asbest
umkleideten Transportwalzen ist nicht frei von Unzulänglichkeiten. Derartige mit Asbest umkleidete Transportwalzen
nutzen sich nämlich rasch ab; darüber
«■ο hinaus können beim Bruch des Glasbandes Glassplitter
festgehalten werden, die anschließend die untere Oberfläche des darauf transportierten Glasbandes
zerkratzen.
Ferner ist aus der GB-PS 2 82 756 eine Vorrichtung
b"> zum Transportieren von Glasplatten unmittelbar nach
ihrer Herstellung aus der Schmelze bekannt, die eine Reihe von hintereinander angeordneten Transportwalzen
aufweist. Die Oberflächen der Transport walzen uitr
dort beschriebenen Vorrichtung sind mit Kanellierungen oder Vertiefungen versehen, die sich in einer oder
mehreren Richtungen erstrecken. Mit den dort angegebenen Vorrichtungen sollen in erster Linie Glasplatten
transportiert werden, die anschließend geschliffen und s poliert werden. Durch die Kanellier jigen oder Vertiefungen soll die Kontaktfläche mit der Glasplatte
verringert werden, um ein zu starkes Abkühlen der Glasplatte durch den Kontakt mit den Walzen zu
verhindern. Somit ist, im Gegensatz zu den nach dem Floatverfahren hergestellten Glasbändern, die auf ihrer
unteren Oberfläche eine optimale Planität aufweisen, ein weiterer Arbeitsgang der Fertigbearbeitung bei
derartigen Gläsern erforderlich. Andererseits kommt es wegen dieses ohnehin erforderlichen zusätzlichen is
Arbeitsganges beim Durchlaufen des Rollenkühlofens nicht unbedingt darauf an, daß keinerlei Verkratzung
der Oberfläche der Glasplatten stattfindet,
Aus der US-PS 17 67 913 ist eine Vorrichtung zum Transportieren von Glasplatten in Form von Rohgläsern oder Platten aus Ornamentglas bekannt, welche
durch Profilwalzen hergestellt sind. Die auf den Transport von einzelnen Glasplatten ausgerichtete
Vorrichtung nach der US-PS 17 67 913 ist mit Transportwalzen ausgestattet, die entweder eine glatte
oder eine profilierte Oberfläche besitzen. Im Hinblick auf die bereits bei ihrer Herstellung durch die Walzen
ornamentierten Oberflächen der dort verwendeten Glasplatten genügt es, wenn die zum Abstützen des
Glases verwendeten Profile der Walzen keine weiteren Markierungen auf dem Glas hervorrufen. Handelt es
sich bei den verwendeten Glasplatten um Rohgläser, die ohnehin noch einer Fertigbearbeitung bedürfen, so ist
der Transport der Glasplatten nicht kritisch, da es nicht darauf ankommt, eine besonders glatte Fläche aufrecht- 3i
zuerhalten.
Wenn es andererseits um Ornamentgläser geht, für die keine weitere Fertigbearbeitung vorgesehen ist, so
handelt es sich um ein durchscheinendes und nicht um transparentes Glas, wie es etwa bei einem fertig ίο
bearbeiteten Spiegelglas der Fall ist. In letzterem Falle kommt es ebenfalls nicht auf Uie Aufrechterhaltung
eines glatten Oberflächenzustandes an, wie z. B. beim im Floatverfahren hergestellten Glasbändern.
Schließlich ist aus der GB-PS 1011860 eine mit
reliefartigen Transportwalzen zum Transport heißer Glasgegenstände, etwa von Behältern oder Flaschen,
versehene Vorrichtung bekannt Dabei sind die reliefartig ausgebildeten Vorsprünge von einer Transportwalze zur nächsten versetzt. Bei der dort beschrie- so
benen Vorrichtung ist bereits angedeutet, daß aufgrund der Aufheizung der Transportwalzen durch die
transportierten Gläser die Gefahr der Durchbiegung der Transportwalzen besteht, was zu einem raschen
Verschleiß der jeweiligen Transportwalzenlager führen kann. Eine derartige Durchbiegung der Transportwalzen, wie sie bei der zum Transport von einzelnen
Behältern oder Flaschen dienenden Vorrichtung nach der GB-PS 10 11 860 unter Umständen noch annehmbar
ist, da es dort nicht um die Aufrechterhaltung eines bestimmten hochwertigen Oberflächenzustandes geht,
muß aber beim Transport von nach dem Floatverfahren hergestellten Glasbändern unter allen Umständen
vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rollenkühlofen t>~<
für ein nach dem Floatverfahren hergestelltes Glasband so auszubilden, daß die in der zweiten Kühlzone
verwendeten Transportwaizen frei von Temperaturungleichmäßigkeiten sind und damit einen einwandfreien Transport des auf ihnen laufenden Glasbandes ohne
Beeinträchtigung seines Oberflächenzustandes ermöglichen. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin,
einen Rollenkühlofen der im Oberbegriff bezeichneten Art so auszubilden, daß in der zweiten Kühlzone die
Oberflächen der Transportwalzen aus durch Umfangsvertiefungen getrennten Abschnitten gebildet sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die beiden Kühlzonen derart eingerichtet, daß das in die Kammer
mit einer Temperatur von etwa 6000C eintretende
Glasband mit den getrennten Abschnitten der Mantelflächen der Transportwalzen der zweiten Kühlzone bei
einer Temperatur unterhalb 450° C in Berührung kommt Ui (d diese zweite Kühlzone bei einer Temperatur in der
Größenordnung von 1500C verläßt
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die in der zweiten
Kühlzone angeordneten Transportwalzen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der der ersten
Kühlzone ist
Zweckmäßigerweise sind die in der zweiten Kühlzone
angeordneten Transportwalzen mit ringförmigen zylindrischen Umfangsvertiefungen koaxial zur Achse der
Transportwaizen versehen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer derartigen Ausführungsform die auf den Transportwaizen vorgesehenen und die Abschnitte bildenden Vorsprünge von
einer Transportwalze zur nächsten versetzt sind.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die in der zweiten
Kühlzone angeordneten Transportwaizen Ausnehmungen und Vorsprünge in wendeiförmiger Gestalt auf,
wobei die Achsen der Wendeln mit den Achsen der Transportwagen zusammenfallen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn innerhalb der in der zweiten Kühlzone angeordneten Transportwaizen ein
pulverförmiges oder körniges Material enthalten ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Rollenkühlofer. wird in
vorteilhafter Weise erreicht, daß die mit dem Glasband
in Berührung stehenden Mantelflächen der Transportwaizen verringert und durch Abstände voneinander
getrennt sind, so daß sich die Transportwaizen nicht mehr verformen, weil das Auftreten von Konvektionsströmen in erheblichem Maße erleichtert wird und eine
wirksame Kühlung der Transportwaizen stattfindet.
Die Ausbildung der Konvektionsströme, die einer
seits eine wirksame Kühlung der Transportwaizen und dadurch andererseits auch eine wirksame Kühlung des
Glasbandes selbst zur Folge hat, wird in besonders günstiger Weise durch die Verwendung von Transportwaizen mit geringerem Durchmesser in der zweiten
Kühlzone unterstützt da die Zirkulation der Konvektionsströme erleichtert wird.
Der erfindungsgemäße Rollenkühlofen bietet mithin den Vorteil, daß die Konvektionsströme in Kontakt mit
der unteren Oberfläche des Glasbandes begünstigt werden, so daß der Wärmeaustausch und damit die
Abkühlung des Glasbandes verstärkt werden. Daraus resultiert eine Vergleichmäßigung der Temperatur am
Umfang der Transportwaizen, so daß im Inneren des Metalls der Wärmeaustausch durch Ableitung in
Umfangsrichtung erleichtert und der Wärmeaustausch in axialer Richtung entsprechend verringert wird.
Weiterhin werden durch die Vergleichmäßigung der Temperatur und die damit zusammenhängende verbesserte Abkühlung Verformungen thermischen Ursprungs
weitgehend herabgesetzt.
walze gegenüber den Vorsprüngen der nächsten Transportwalze trägt ebenfalls zu einer homogeneren
Verteilung der Wärmeverluste in Breitenrichtung bei, und zwar aufgrund der Wärmeleitung zwischen dem
Glasband und den Transportwalzen. Dieser Effekt der Temperaiurvergleichmäßigung wird selbstverständlich
noch durch das im Inneren der Transportwalzen enthaltene, pulverförmige oder körnige Material unterstützt, da dann die Beaufschlagung sowohl von innen als
auch von außen erfolgt
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung
erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
F ig. ϊ einen schematischen Längsschnitt durch einen Kühlkanal eines Rollenkühlofens für ein nach dem
Floatverfahren hergestelltes Glasband;
F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Transportwalze für die zweite Kühlzone des Kühlkanals eines
erfindungsgemäßen Rollenkühlofens; und in
F i g. 3 einen Querschnitt durch die Transportwalze nach F i g. 2.
Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Kühlkanal weist eine abgedeckte Kühlzone A und eine nicht
abgedeckte Kühlzone B auf. In dem Kühlkanal sind die Transportwalzen mit einer Länge von 5 m untergebracht, deren Anzahl und Eigenschaften wie folgt
gewählt sind:
Die Kühlzone l\ weist eine Länge von 10 Metern auf. Die dort herrschende Temperatur liegt zwischen 580" C
und 550° C.
In dieser Kühlzone 1\ sind fünfundzwanzig zylindrische glatte Transportwalzen aus Chrom-Nickel (2Vh))-Stahl mit einem Durchmesser von 305 Millimetern
vorgesehen.
In der Kühlzone h weist eine Länge von 50 Metern
auf. Ihre Temperatur liegt zwischen 550° C und 450° C.
In der Kühlzone k sind 107 zylindrische glatte
Transportwalzen aus Chrom-Nickel (18/g)-Stahl mit
einem Durchmesser von 305 Millimetern vorgesehen.
Die Kühlzone h weist eine Länge von 35 Metern in
der abgedeckten Kühlzone A und von 15 Metern in der nicht abgedeckten Kühlzone B auf. Die Temperatur in
dieser Kühlzone liegt zwischen 450° C und 200° C.
In der Kühlzone h sind 80 mit Umfangsrillen
versehene Transportwalzen aus Chrom-Nickel (18/8)-Stahl mit einem Durchmesser von 219 Millimetern
vorgesehen. Die Höhe der Vorsprünge auf diesen Transportwalzen beträgt 1,5 Millimeter. Die Vorsprünge weisen eine Breite von 45 Millimeter auf. Die
Abstände zwischen den Vorsprüngen betragen 227,5 Millimeter.
Die auf die Kühlzone I3 folgende Kühlzone U, weist
eine Länge von 10 Metern auf. In der Kühlzone U sind 11
mit Umfangsrillen versehene Transportwalzen aus Chrom-Nickel (l8/g)-Stahl mit einem Durchmersser von
150 Millimetern vorgesehen. Die Vorsprünge auf dieser Transportwalzen weisen die gleichen Eigenschaften auf,
iü wie es. im Zusammenhang mit den Transportwalzen in
der Kühlzone h erörtert worden ist
Die F i g. 2 und 3 zeigen einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine der in den Kühlzonen h bzw. A
verwendeten Transportwalzen. Dabei ist lediglich der
Transportwalzenmantel wiedergegeben, während die
Achsen und Antriebsvorrichtungen aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnung weggelassen sind, weil sie
als solche an sich bekannt sind. Der Mantel der Transportwalzen 1 ist als zylindrisches Rohr ausgebil
det, das an den Enden in konische Teile übergeht, in
denen Bohrungen 2 zur Aufnahme der Achsen vorgesehen sind. In der im Inneren der Transportwalzen
ausgebildeten Kammer 3 ist ein Sandbett 4 aus pulverförmigem oder körnigem Material vorgesehen.
Auf der Außenoberfläche des Mantels der Transportwalzen 1 unterbrechen Umfangsvertiefungen 5 von
geringer Tiefe in regelmäßigen Abständen die äußere zylindrische Mantelfläche, wobei die Umfangsvertiefungen 5 in Form ziemlich breiter ringförmiger Nuten oder
Rillen ausgebildet sind. Die Umfangsvertiefungen 5 sind durch Vorsprünge bildende Abschnitte 6 begrenzt, die
so schmal gewählt sind, daß nur vergleichsweise kurze
Abschnitte der Mantelfläche der Transportwalze mit dem Glasband f, das nur schematisch angedeutet ist, in
Berührung kommen. Auf diese Weise ist der Wärmeaustausch in Richtung der Mantelzonen 7 beschränkt, und
es ist der Durchgang von Luft längs der Hohlräume 8 möglich, wodurch die Abkühlung erleichtert und
gleichzeitig ein Durchbiegen der Transportwalze
vermieden wird. Wie bereits erwähnt, sind die
Abschnitte bildenden Vorsprünge von einer Transportwalze zur nächsten Transportwalze vorzugsweise
gegeneinander versetzt Bei einer anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform ist der
Mantel der Transportwalze 1 mit wendeiförmigen Umfangsvertiefungen und Vorsprüngen versehen, wobei die Achse der Wendel mit der Achse der
Transportwalze zusammenfällt
Claims (7)
1. Rollenkühlofen für ein nach dem Floatverfahren hergestelltes Glasband mit einer Kammer mit zwei
verschiedenen Kühlzonen, von denen die erste Kühlzone glatte Walzen zum Transport des
Glasbandes aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß in der zweiten Kühlzone (h—h) die Oberflächen der Transportwalzen (1) aus durch
Umfangsvertiefungen (5) getrennten Abschnitten (6) gebildet sind.
2. Rollenkühlofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlzonen (h—h;
h—k) derart eingerichtet sind, daß das in die Kammer mit einer Temperatur von etwa 6000C
eintretende Glasband (F) mit den getrennten Abschnitten (6) der Mantelflächen der Transportwalzen
(1) der zweiten Kühlzone (h—U) bei einer
Temperatur unterhalb 4500C in Berührung kommt und diese zweite Kühlzone (h—U) bei einer
Temperatur in der Größenordnung von 1500C verläßt
3. Rollenkühlofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Kühlzone
(h—U) angeordneten Transportwalzen (1) einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der der
ersten Kühlzone (l\—k) ist
4. Rollenkühlofen nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Kühlzone
(h—U) angeordneten Transportwalzen (1) ringförmige zylindrische Umfangsvertiefungen (5) koaxial
zur Achse der Transportwalzen (1) aufweisen.
5. Rollenkühlofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Transportwaizen (1)
vorgesehenen Vorsprünge (6) von einer Transportwalze (1) zur nächsten versetzt sind.
6. Rollenkühlofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Kühlzone
(h—U) angeordneten Transportwalze« (1) Ausnehmungen
und Vorsprünge in wendeiförmiger Gestalt aufweisen, wobei die Achsen der Wendeln mit den
Achsen der Transportwalzen zusammenfallen.
7. Rollenkühlofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der in der zweiten Kühlzone (h—U)
angeordneten Transportwalzen (1) ein pulverförmiges oder körniges Material (4) enthalten ist.
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