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Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von
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Glasscheiben, insbes. Durchlaufofen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben, insbesondere Durchlaufofen zum Erwärmen
von Glasscheiben, mit einer in einer beheizten Ofenkammer befindlichen Fördereinrichtung,
die aus einer Vielzahl von quer zur Ofenlängsachse liegenden angetriebenen Rollen
gebildet wird.
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Bei der Herstellung von vorgespannten Glasscheiben werden die Glasscheiben
unter anderem einer Vorspannbehandlungsstufe unterworfen, indem sie auf eine Temperatur
in Nähe ihres Erweichungspunktes erwärmt und dann von ihrer Oberfläche her rasch
gekühlt werden. Das Abkühlen der erwärmten Glasscheiben und damit das thermische
Vorspannen (auch Tempern genannt) erfolgt zum Beispiel durch beiderseitiges Aufblasen
von Luft, wenn die Glasscheibe sich in dem einem Ofen nachgeordneten Blaskasten
befindet.
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Zur Erwärmung der Glasscheiben sind seit langem Durchlauföfen in Form
von Rollenherdöfen bekannt. Hierbei durchwandern die in einem Beschickungsteil aufgegebenen
Glasscheiben den Ofen, wobei der Transport der Glasscheiben durch angetriebene Walzen
bzw. Rollen erfolgt. Diese Ofen-Bauart erlaubt eine einfache Art der Beschickung
und Bedienung sowie eine gute
Anpassung an unterschiedliche Produktionsprogramme.
Da das Glas aber auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der es plastisch ist, können
sehr nachteilige bleibende Verformungen auftreten, die besonders durch die Rollen
und den Rollenabstand verursacht werden. Um diesen Einfluß teilweise zu vermindern,
werden Rollenherdöfen mit einer relativ hohen Durchgangsgeschwindigkeit gefahren,
wodurch die Wellenbildung der plastischen Glasscheibe zwischen benachbarten Rollen
eingeschränkt werden kann. Durch diese Betriebsweise ergibt sich natürlich eine
große Ofenlänge, die deshalb auch überwiegend nicht von der Anlagenleistung, sondern
von der erforderLichen Durchlaufgeschwindigkeit bestimmt wird. Es ist auch ein Rollenherdofen
kleiner Ofenlänge bekannt (DT-OS 2 627 135), bei dem die Scheiben ständig hin- und
herbewegt werden, also auf den Rollen innerhalb des Ofenbereiches pendeln, so daß
nicht nur ein großer Verschleiß der Rollen auftritt, sondern es ist bei dieser Transportart
auch ein mit hohen Kosten verbundener antriebs- und regeltechnischer Aufwand erforderlich,
um Kratzer auf den Scheiben zu vermeiden, die durch einen eventuellen Schlupf zwischen
Rollen und Scheiben auftreten können.
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Neben den Rollenherdöfen sind ebenfalls seit langem sogenannte Luftkissenöfen
bekannt. Hierbei wird über einem mit Gaszuströmöffnungen versehenen Tragbett ein
Gaspolster aus Warmluft erzeugt und die Glasscheiben von dem Gaspolster abgestützt
durch den Ofen gefördert. Damit die Glasscheiben vorwärts bewegt werden können,
wird die untenliegende Stirnkante einer geneigten Glasscheibe an angetriebene Vertikalwalzen
oder umlaufende Abstützglieder angelegt (DT-AS 1 471 986). Mit dem Luftkissenofen
kann beste Glasqualität in Bezug auf die Planität hergestellt werden, da das Glas
sich kaum verformen kann.
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Wegen der geringen Flexibilität ist ein Luftkissenofen wirtschaftlich
nur für die Massenproduktion geeignet, nicht aber wenn ein häufig wechselndes Produktionsprogramm
vorliegt, da ein solcher Ofen schwer zu fahren ist und die Anschaffung mit hohen
Investitionskosten verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufofen zu schaffen,
der die Nachteile der bekannten Ofentypen beseitigt und der in der Lage ist, beste
Glasqualität in Bezug auf die Planität zu liefern, der im Betrieb einfach beschickt
und gefahren sowie gut an wechselnde Produktionsprogramme angepaßt werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unterhalb
der Rollenförderer eine Luftkammer vorgesehen ist, deren unmittelbar unter den Rollenförderern
liegendes Wandungsteil mit einer großen Anzahl von Düsen bestückt ist, die sich
reihenweise quer zur Längsachse des Durchlaufofens in die Lücken der mit Abstand
zueinander angeordneten Rdlen bis knapp unterhalb der Rollgangsebene für die durchlaufenden
Glasscheiben erstrecken und unterhalb der Glasscheiben einen Staudruck erzeugen,
daß die Düsen mit Warmluft beaufschlagbar sind, die ein in die Luftkammer einspeisender
Ventilator der beheizten Ofenkammer entzieht, und daß der der Schwerkraft der Glasscheibe
entgegenstehende Staudruck in einer Größenordnung einstellbar ist, in welcher eine
verbleibende Restbelastung aus der Schwerkraft verbleibt, die für die zur Bewegung
der Glasscheiben erforderliche Reibungskraft zwischen den Rollen und der Glasscheibe
ausreicht. Durch diese geringe Restbelastung die zum Transport der Glasscheiben
mittels angetriebenen Förderrollen vorhanden sein muß, kann sich das Glas im plastischen
Bereich kaum noch unbeabsichtigt verformen, da Verhältnisse vorliegen, die dem Luftkissenofen
ähnlich sind. Beste Planität des Glases kann damit erreicht werden, Da die Förderrollen
wesentlich entlastet werden, ist der Rollenverschleiß entsprechend gering. Die Durchlaufgeschwindigkeit
des Ofens kann der Anlagenleistung angepaßt werden, und die Anzahl der Rollen, die
nur noch eine geringe stützende Funktion übernehmen, kann wesentlich reduziert werden,
weil der Abstand zwischen den einzelnen Förderrollen vergrößert
wird.
Die Einstellung des Staudrucks erfolgt zweckmäßig durch Drehzahländerungen des Ventilators
(Patentanspruch 2) oder durch Anwendung eines Kurzschluß-Kreislaufs fitr die Druckluft
aus der Luftkammer (Patentansprüche3, 4 und 5). Zusätzliche Ausgestaltungen der
Erfindung sind den Unteransprüchen 6 und 7 zu entnehmen.
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Ein Ausführungabeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Durchlaufofen,
und Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anlage zum thermischen Vorspannen von
Glasscheiben mit einem Durchlaufofen und den sich anschließenden Kühl-Einrichtungen.
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Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 2 erkennbar ist, besitzt
die Spannglasanlage einen der Erwärmung der Glasscheibe dienenden Durchlaufofen
1, an dem sich eine Vorkühlzone 2 und eine Nachkühlzone 3 anschließt. Eine zu erwärmende
Glasscheibe wird dabei an einer dem Ofen vorgelagerten, nicht näher gezeigten Beschickungsstation
aufgegeben, durchwandert dann in Richtung des Pfeiles V horizontal auf einer Fördervorrichtung
liegend zunächst den Durchlaufofen, wobei eine allmähliche Erwärmung der Glasscheibe
auf den Erweichungspunkt erzielt wird. Nach dem Austritt aus dem Ofen 1 gelangt
die Glasscheibe in die sich dem Ofen unmittelbar anschließende Vorkühlzone 2, wo
die Scheibe z.B. durch Aufblasen von Luft plötzlich abgekühlt und damit vorgespannt
wird. Eine weitere Kühlung erfolgt in der folgenden Nachkühlzone 3, sofern diese
erforderlich ist.
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Der in Fig. 1 gezeigte Durchlaufofen 1 umfaßt ein Ofengehäuse 4, das
von einem Rahmen 5 getragen ist. Das feuerfest zu Isolierzwecken ausgekleidete Ofengehäuse
4 ist mit einer großen Anzahl von Heizelementen 6 versehen und weist ein- und ausgangsseitig
nicht näher dargestellte Türen oder Schlitze auf, die einen Zugang zum Innern des
Durchlaufofens ermöglichen. Weiterhin umfaßt der Durchlaufofen 1 eine Fördereinrichtung,
die aus einer Vielzahl von quer zur Ofenlängsachse liegenden Rollen 7 gebildet wird.
Die Rollen 7 werden von einem Antrieb 8 angetrieben. Unterhalb der Förderrollen
7 ist eine Luftkammer lo vorgesehen, die bei größeren Öfen vorzugsweise in dem Bereich
A (Fig. 2) des Durchlaufofens angeordnet ist, wo die Erwärmung der von den Rollen
7 transportierten Glasscheibe 9 bereits soweit fortgeschritten ist, daß diese in
den plastischen Zustand übergeht. Das obere Wandungsteil loa der Luftkammer Ao ist
mit einer großen Anzahl von Düsen 11 bestückt. Die Düsen 11 sind auf der Oberseite
der Luftkammer so angebracht, daß sie sich reihenweise quer zur Längsachse des Durchlaufofens
1 in die Lücken der mit Abstand zueinander angeordneten Rollen bis knapp unterhalb
der Rollgangsebene für die durchlaufenden Glasscheiben 9 erstrecken.
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Die Luftkammer lo ist so weit mit Abstand gegenüber dem Ofengehäuse
4 ausgeführt, daß zwischen der Isolierausmauerung des Ofengehäuses 4 und den Wandungen
lob, loc, lod der Luftkammer ein umlaufender Kanal 12 entsteht, der mit der beheizten,
oberhalb der Rollen 7 befindlichen Ofenkammer 4a und der Saugseite eines Ventilators
13 in Verbindung steht, der mit seinem Flügelrad bis in einen Durchlaß 14 der unteren
Luftkammern-Wandung loc hineinragt.
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Der Kanal 12 wird im Ausführungsbeispiel von zwei waagerechten Fuhrungezylindern
19, 20 für Kolbenschieber 17, 18 gekreuzt.
Die Führungszylinder
kommunizieren mit Öffnungen 15, 16 in den Seitenwandungen lob, lod der Luftkammer
lo und sind auf ihrem den Kanal 12 kreuzenden Bereich mit Schlitzen (Durchgang der
Pfeile 21, 22) versehen, die von den Kolbenschiebern 17, 18 mehr oder weniger aufgesteuert
werden können.
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Eine in einer Beschickungsstation aufgegebene Glasscheibe 9 wird demgemäß
nach dem Eintritt in den Durchlaufofen 1 mittels der angetriebenen keramischen Rollen
7 durch den Ofen gefördert.
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Die abgestrahlte Wärme der Heizelemente 6 bewirkt eine allmähliche
Erwärmung der Glasscheibe bis auf die Erweichungstemperatur. Um hinsichtlich der
Planität der Glasscheiben eine gute Qualität erzielen zu können, wird der Transport
der Scheibe mit dem Übergang von dem festen in den plastischen Zustand im Bereich
A (Fig. 2) in der Weise durchgeführt, daß unterhalb der Glasscheiben ein Staudruck
eingestellt wird, der der Schwerkraft einer Glasscheibe entgegenwirkt und stets
so eingestellt ist, daß eine Restbelastung bestehen bleibt, die für die zur Bewegung
der Glasscheibe erforderliche Reibungskraft zwischen den Rollen und den Glasscheiben
ausreicht.
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Die Einstellung des Staudruckes bzw. der verbleibenden Restbelastung
kann durch Drehzahländerung des Ventilators 13 vorgenommen werden, wobei dies der
Anordnung mit den Kolbenschiebern 17, 18 nicht bedarf. Diese Anordnung erlaubt es
bei ungeregeltem oder grob stufenweise regelbaren Ventilator, den Luftdruck in der
Luftkammer durch einen Kurzschluß-Kreislauf einer abgezweigten Druckluftmenge, die
sich in dem Kanal 12 mit dem Warmluft-Kreislauf mischt, durch Zurückziehen der Kolbenschieber
17, 18 mehr oder weniger zu senken.
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Je höher die Drehzahl des Ventilators 13 oder je kleiner die Luftmenge
für den Kurzschluß-Kreislauf über die Kolbenschieber-Anordnung eingestellt ist,
desto mehr Luft kann den Düsen
11 zugeführt werden. Dabei entsteht
ein Warmluft-Kreislauf, in dem der beheizten Ofenkammer 4a durch den Ventilator
13 über den Kanal 12 Warmluft entzogen wird. Diese Warmluft dient dann gleichzeitig
zur Beheizung der unteren Glasscheiben, wie an sich bekannt (DT-AS 1 471 986). Die
vom Ventilator 13 beschleunigte Luft, die nicht in die Düsen 11 eintritt, muß bei
der Steuerung über den Kurzschluß-Kreislauf durch die seitlichen Öffnungen 15, 16
der Luftkammer lo entweichen können und somit wieder in den Kanal 12 bzw. in den
Warmluft-Kreislauf (beheizte Kammer 4a, Kanal 12, Luftkammer lo, Düsen 11) eingespeist
werden.
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Die richtige Einstellung des Staudruckes kann dadurch zuverlässig
gefunden werden, indem beim Einfahren des Ofens der Staudruck knapp unterhalb des
Wertes eingestellt wird, bei dem die Glasscheiben nicht mehr gleichmäßig von den
Rollen 7 transportiert werden, was visuell leicht festzustellen ist.
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e e r s e i t e