DE3625797A1

DE3625797A1 - Verfahren und vorrichtung zum verschweissen der kanten von ganzglasmehrfachscheiben

Info

Publication number: DE3625797A1
Application number: DE19863625797
Authority: DE
Inventors: Josef Kulla
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1988-02-18
Also published as: DE3625797C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen der Kanten von Ganzglasmehrfachscheiben, bei dem die Kantenbereiche der für die Fertigung der herzustellen den Ganzglasmehrfachscheiben vorgesehenen, im gewünsch ten gegenseitigen Abstand gehaltenen und relativ zuein ander ausgerichteten Einzelscheiben auf Schweißtempera tur erhitzt, unter mechanischer Belastung in gegensei tige Anlage gebracht und alsdann miteinander verschmol zen werden, sowie eine Vorrichtung zum Verschweißen der Kanten von Ganzglasmehrfachscheiben, mit einer Aufheiz einrichtung zum Erhitzen der Kantenbereiche der für die Fertigung der herzustellenden Ganzglasmehrfachscheiben vorgesehenen, im gewünschten gegenseitigen Abstand gehaltenen und relativ zueinander ausgerichteten Ein zelscheiben auf Schweißtemperatur und einer wirkungs mäßig dieser nachgeordneten mechanischen Belastungsein richtung zum In-Anlage-Bringen und Verschmelzen der auf Schweißtemperatur erhitzten Kantenbereiche.

Aus der DE-PS 10 63 349 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art bekannt, bei denen die Kanten der Einzelscheiben durch ein Formrol lenpaar nach Erhitzung auf die Schweißtemperatur, die im Falle von Natriumsilikatglas z.B. ca. 850°C betra gen kann, zunächst aufeinander zu und dann zusammenge bogen und dabei verschmolzen werden. Das Erhitzen der Kantenbereiche der Einzelscheiben erfolgt dabei mittels Außenbrennern, die im wesentlichen senkrecht zur Schei benebene gerichtete Flammen erzeugen. Diese Vorgehens weise, bei der also in einem einzigen Erhitzungsschritt die Randbereiche der Einzelscheiben auf die Schweißtem peratur erhitzt werden, hat den Nachteil, daß verhält nismäßig große Scheibenbereiche auf eine verhältnis mäßig hohe Temperatur erhitzt werden müssen, woraus ein erheblicher Zeit- und Energiebedarf resultiert, der noch dadurch potenziert wird, daß ja später in der Kühleinrichtung ein sehr großer, auf relativ hoher Temperatur befindlicher Teil der Scheiben herunterge kühlt werden muß. Dieser Nachteil beruht im wesentli chen darauf, daß die Außenbrennerflammen nicht unmit telbar die Umfangsränder der Einzelscheiben beauf schlagen können, da sie ja im wesentlichen auf die zur Scheibenebene parallelen Außenflächen der Randbereiche der Einzelscheiben gerichtet sind. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, einen verhältnismäßig breiten Randbereich auf die Erhitzungstemperatur zu erwärmen. Ähnliche Vorgehensweisen wie beim gattungsbildenden Stand der Technik sind in der DE-PS 9 75 079, der DE-PS 12 58 036 und der US-PS 33 84 468 beschrieben. Die US- PS 32 05 056 zeigt allgemein eine Vorrichtung zum Herstellen von Ganzglasmehrfachscheiben mit die ver schiedenen Erhitzungs- und Verformeinrichtungen durch laufender Scheibenanordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung nach der Gattung dahingehend wei terzubilden, daß mit verringertem Energieaufwand und unter geringerer thermischer Belastung der Scheiben unter erheblicher Zeitersparnis Ganzglasmehrfachschei ben mit für den jeweiligen Anwendungszweck optimierter Randkonfiguration hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiter bildung des gattungsgemäßen Verfahrens gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Randbereiche der Einzelscheiben zunächst auf eine unterhalb der Schweiß temperatur liegende Verformungstemperatur erwärmt wer den; daß daraufhin unter einer ersten mechanischen Belastung die miteinander zu verschweißenden Kantenbe reiche der Einzelscheiben ohne In-Kontakt-Bringen der selben miteinander aufeinander zu gebogen werden; daß anschließend eine Erhitzung der Kantenbereiche auf die Schweißtemperatur erfolgt; und daß dann unter einer zweiten mechanischen Belastung die erweichten Kantenbe reiche miteinander verschmolzen werden.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Randbereiche zum Erwärmen auf die Verformungstemperatur im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene mit Außenbrennerflammen oder dergleichen beaufschlagt werden.

Die Erfindung sieht auch vor, daß ein Teil der Außen brennerflammen in den Scheibenzwischenraum hinein ge richtet wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß die Kantenbereiche zum Erhitzen auf die Schweißtem peratur im wesentlichen parallel zur Scheibenebene mit Innenbrennerflammen oder dergleichen beaufschlagt wer den.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß ein Teil der Innen brennerflammen in den Scheibenzwischenraum hineinge richtet wird.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß die erste mechanische Belastung mittels einer im wesentlichen doppelkonischen Formrolle oder dergleichen bewerkstelligt wird.

Dabei kann auch vorgesehen sein, daß die zweite mecha nische Belastung mittels einer im wesentlichen zylin drischen Schweißrolle oder dergleichen bewerkstelligt wird.

Die Erfindung schlägt weiter ggf. vor, daß bei Verwen dung von Natriumsilikatglas für die Einzelscheiben die Verformungstemperatur ca. 700°C und die Schweißtempe ratur ca. 850°C beträgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizeinrichtung eine Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen der Randbereiche der Einzelscheiben auf eine unterhalb der Schweißtemperatur liegende Verformungs temperatur aufweist; daß die Belastungseinrichtung eine der Erwärmungseinrichtung nachgeordnete Verformungsein richtung zum Aufeinander-Zu-Biegen der miteinander zu verschweißenden Randbereiche ohne In-Kontakt-Bringen derselben miteinander aufweist; daß die Aufheizeinrich tung eine der Verformungseinrichtung nachgeordnete Erhitzungseinrichtung zum Erhitzen der Kantenbereiche auf die Schweißtemperatur aufweist; und daß die Be lastungseinrichtung eine der Erhitzungseinrichtung nachgeordnete Verschmelzeinrichtung zum Miteinander- Verschmelzen der erweichten Kantenbereiche aufweist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Erwärmungseinrich tung mindestens einen im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene strahlenden Außenbrenner oder dergleichen aufweist.

Ferner sieht die Erfindung dabei ggf. vor, daß ein Teil der Außenbrennerflammen in den Scheibenzwischenraum hinein gerichtet ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß die Erhitzungseinrichtung mindestens einen im we sentlichen parallel zur Scheibenebene strahlenden In nenbrenner oder dergleichen aufweist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß ein Teil der Innenbren nerflammen in den Scheibenzwischenraum hinein gerichtet ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verformungseinrichtung mindestens eine im we sentlichen doppelkonische Formrolle oder dergleichen aufweist.

Schließlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß die Verschmelzeinrichtung wenigstens eine im we sentlichen zylindrische Schweißrolle oder dergleichen aufweist.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zu grunde, daß es gelingt, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beheben und die gestellte Auf gabe zu lösen, wenn der bisher vorgesehene einzige Erhitzungsschritt in zwei Stufen zerlegt wird, indem nämlich zunächst lediglich das Erwärmen der Randberei che der Einzelscheiben auf eine unterhalb der Schweiß temperatur liegende Verformungstemperatur erfolgt und erst nach dem Aufeinander-Zu-Biegen der Kantenbereiche der Einzelscheiben auf Schweißtemperatur erhitzt wird und schließlich die Scheibenkanten miteinander ver schmolzen werden. Dies hat den Vorteil, daß nur ein verhältnismäßig schmaler Kantenbereich auf die schließ lich zum Verschweißen und Verschmelzen benötigte Schweißtemperatur erhitzt zu werden braucht, mit ent sprechend geringerer thermischer Belastung des Schei benzentrums und erheblichen Vorteilen beim späteren Kühlvorgang, wobei zum anderen gewährleistet ist, daß einerseits in der ebenen Scheibenkonfiguration beim Erwärmen auf die Verformungstemperatur und zum anderen in der gebogenen Konfiguration der Kantenbereiche der Scheiben beim Erhitzen auf die Schweißtemperatur die Brennerflammen, vorzugsweise in bekannter Weise Gas brennerstrahlen, unter jeweils optimalem Winkel auf die zu erwärmenden bzw. erhitzenden Bereiche gerichtet werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrich tung nach der Erfindung in der Drauf sicht;

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Vorrichtung von Fig. 1 in der Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 2; und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 2.

Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, weist die Vorrich tung nach der Erfindung bei dem dort gezeigten Ausfüh rungsbeispiel in Durchlaufrichtung (in Fig. 1 und Fig. 2 durch den Pfeil, rechts unten, angegeben) der aufrechtstehend transportierten Scheiben aufeinander folgend eine Erwärmungseinrichtung 10, eine Verfor mungseinrichtung 12, eine Erhitzungseinrichtung 14, eine Verschmelzeinrichtung 16 und eine Kühleinrichtung 18 auf. Die Unterkante der beim Erreichen der Erwär mungseinrichtung von Fig. 1 und 2 bereits miteinander ausgerichteten und in dem gewünschten Abstand gehalte nen, jeweils zu einer Ganzglasdoppelscheibe zu vereini genden Natriumsilikatglas-Einzelscheiben ist in Fig. 2 als Scheibenunterkante 20 bezeichnet.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, weist die Erwärmungseinrich tung 10 einen Außenbrenner 22 auf, dessen Brennerstrah len bzw. Flammen im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Einzelscheiben 24, 26 auf die Randbereiche dersel ben einwirken, wobei ein Teil der Außenbrennerflammen in den zwischen den Einzelscheiben 24, 26 vorgesehenen Scheibenzwischenraum 28 hineinreicht. Fig. 4 zeigt, daß die Verformungseinrichtung 12 eine doppelkonische Formrolle 30 aufweist, welche die miteinander zu verschweißenden Kantenbereiche der Einzelscheiben 24, 26 aufeinander zu biegt, ohne diese miteinander jedoch in Anlage zu bringen. Fig. 5 zeigt, daß die Erhitzung seinrichtung 14 einen Innenbrenner 32 - er ist ebenso wie der Außenbrenner 22 in bekannter Weise gasgefeuert - aufweist, dessen Brennerstrahlen bzw. -flammen im wesentlichen parallel zur Ebene der Einzelscheiben 24, 26 auf die Kantenbereiche der Einzelscheiben 24, 26 gerichtet sind und teilweise in den Scheibenzwischen raum 28 hineinreichen. Fig. 6 schließlich zeigt, daß die Verschmelzeinrichtung 16 eine im wesentlichen z ylindrische Schweißrolle 34 aufweist, welche die Ein zelscheiben 24, 26 in ihrem Kantenbereich nach Erhitzen auf die Schweißtemperatur mittels der Erhitzungsein richtung 14 miteinander verschmilzt.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wie folgt:

Wie bereits erläutert, werden je zwei Einzelscheiben einer herzustellenden Ganzglasdoppelscheibe zunächst, auf ihren langen Kanten stehend, in Fig. 1 bzw. Fig. 2 von rechts kommend in die Erwärmungseinrichtung 10 eingeführt, wobei die Einzelscheiben in exakter Rela tivpositionierung auf dem gewünschten Abstand gehalten werden. Der Transport der Scheiben erfolgt dabei in bekannter Weise z.B. auf einem nicht gezeichneten Rol lengang, der sich über die gesamte Durchlauflänge der Vorrichtung erstreckt. In der Erwärmungseinrichtung 10 werden die Randbereiche der Einzelscheiben 24, 26 durch die Flammen des Außenbrenners, die im wesentlichen senkrecht auf die Scheibenoberflächen einwirken, auf eine Verformungstemperatur von - im Falle von Natrium silikatglas - z.B. 700°C erwärmt, wobei diese Verfor mungstemperatur zwar ausreicht, die Randbereiche der Einzelscheiben 24, 26 zu biegen, diese Temperatur je doch deutlich unterhalb der Schweißtemperatur von ca. 850°C liegt, bei der ein Verschmelzen der Kantenberei che der Einzelscheiben miteinander erst möglich ist. Wesentlich ist dabei, daß die Strahlrichtung der Bren nerflammen des Außenbrenners 22 in möglichst zur Schei benebene senkrechter Richtung liegt, damit die Schei benflächen auf diese Weise unter optimaler Ausnutzung der Außenbrennerenergie rasch erhitzt werden können. Anschließend durchlaufen die Einzelscheiben 24, 26 dann die Formrolle 30, wobei die Kantenbereiche aufeinander zu gebogen werden, ohne daß sie bereits miteinander in Kontakt gebracht würden. Mittels des Innenbrenners von Fig. 5, also in der Erhitzungseinrichtung 14, erfolgt dann ein Beaufschlagen der aufeinander zu gebogenen Kantenbereiche mittels der entsprechenden Brennerflam men, die in diesem Fall im wesentlichen in der Schei benebene verlaufen: Dadurch, daß die Kantenbereiche bereits aufeinander zu gebogen sind, lassen sich die Scheibenränder und -kanten optimal, unter weitestgehen der thermischer Schonung der übrigen Scheibenbereiche, auf die Schweiß- oder Verschmelztemperatur erhitzen. Alsdann erfolgt mittels der zylindrischen Schweißrolle 34 (Fig. 6) das Zusammendrücken und Miteinander-Ver schmelzen der Einzelscheiben 24, 26 zur Ausbildung eines im wesentlichen glatten Schweißsaumes.

In der Kühleinrichtung 18 erfolgt dann das Abkühlen der fertiggestellten Ganzglasdoppelscheiben, wobei der Kühlvorgang sich wegen der weitgehenden thermischen Schonung des Zentralbereiches der Scheiben, ermöglicht durch das stufenweise Erwärmen bzw. Erhitzen der Rand- bzw. Kantenbereiche der Scheiben zunächst auf die Ver formungs- und erst dann auf die Schweißtemperatur, besonders energie- und zeitgünstig gestaltet.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin dung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kom bination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste 10 Erwärmungseinrichtung
12 Verformungseinrichtung
14 Erhitzungseinrichtung
16 Verschmelzeinrichtung
18 Kühleinrichtung
20 Scheibenunterkante
22 Außenbrenner
24 Einzelscheibe
26 Einzelscheibe
28 Scheibenzwischenraum
30 Formrolle
32 Innenbrenner
34 Schweißrolle

Claims

1. Verfahren zum Verschweißen der Kanten von Ganz glasmehrfachscheiben, bei dem die Kantenbereiche der für die Fertigung der herzustellenden Ganzglasmehrfach scheiben vorgesehenen, im gewünschten gegenseitigen Abstand gehaltenen und relativ zueinander ausgerichte ten Einzelscheiben auf Schweißtemperatur erhitzt, unter mechanischer Belastung in gegenseitige Anlage gebracht und alsdann miteinander verschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche der Einzelscheiben zunächst auf eine unterhalb der Schweißtemperatur lie gende Verformungstemperatur erwärmt werden; daß darauf hin unter einer ersten mechanischen Belastung die mit einander zu verschweißenden Kantenbereiche der Einzel scheiben ohne In-Kontakt-Bringen derselben miteinander aufeinander zu gebogen werden; daß anschließend eine Erhitzung der Kantenbereiche auf die Schweißtemperatur erfolgt; und daß dann unter einer zweiten mechanischen Belastung die erweichten Kantenbereiche miteinander verschmolzen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche zum Erwärmen auf die Verformungs temperatur im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene mit Außenbrennerflammen oder dergleichen beaufschlagt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Außenbrennerflammen in den Scheiben zwischenraum hinein gerichtet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenbereiche zum Erhitzen auf die Schweißtemperatur im wesentlichen parallel zur Scheibenebene mit Innenbrennerflammen oder dergleichen beaufschlagt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Innenbrennerflammen in den Scheiben zwischenraum hinein gerichtet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste mechanische Bela stung mittels einer im wesentlichen doppelkonischen Formrolle oder dergleichen bewerkstelligt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite mechanische Belastung mittels einer im wesentlichen zylindrischen Schweißrolle oder dergleichen bewerkstelligt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Natrium silikatglas für die Einzelscheiben die Verformungstem peratur ca. 700°C und die Schweißtemperatur ca. 850°C beträgt.

9. Vorrichtung zum Verschweißen der Kanten von Ganz glasmehrfachscheiben, mit einer Aufheizeinrichtung zum Erhitzen der Kantenbereiche der für die Fertigung der herzustellenden Ganzglasmehrfachscheiben vorgesehenen, im gewünschten gegenseitigen Abstand gehaltenen und relativ zueinander ausgerichteten Einzelscheiben auf Schweißtemperatur und einer wirkungsmäßig dieser nach geordneten mechanischen Belastungseinrichtung zum In- Anlage-Bringen und Verschmelzen der auf Schweißtempera tur erhitzten Kantenbereiche, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizeinrichtung eine Erwärmungseinrichtung (10) zum Erwärmen der Randberei che der Einzelscheiben (24, 26) auf eine unterhalb der Schweißtemperatur liegende Verformungstemperatur auf weist; daß die Belastungseinrichtung eine der Erwär mungseinrichtung (10) nachgeordnete Verformungseinrich tung (12) zum Aufeinander-zu-Biegen der miteinander zu verschweißenden Kantenbereiche ohne In-Kontakt-Bringen derselben miteinander aufweist; daß die Aufheizeinrich tung eine der Verformungseinrichtung (12) nachgeordnete Erhitzungseinrichtung (14) zum Erhitzen der Kanten bereiche auf die Schweißtemperatur aufweist; und daß die Belastungseinrichtung ein der Erhitzungseinrichtung (14) nachgeordnete Verschmelzeinrichtung (16) zum Mit einander-Verschmelzen der erweichten Kantenbereiche aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Erwärmungseinrichtung (10) mindestens einen im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene strahlenden Außenbrenner (22) oder dergleichen auf weist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß ein Teil der Außenbrennerflammen in den Schei benzwischenraum (28) hinein gerichtet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungseinrichtung (14) mindestens einen im wesentlichen parallel zur Scheibenebene strahlenden Innenbrenner (32) oder der gleichen aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß ein Teil der Innenbrennerflammen in den Schei benzwischenraum (28) hinein gerichtet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) mindestens eine im wesentlichen doppelkonische Formrolle (30) oder dergleichen aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmelzeinrichtung (16) wenigstens eine im wesentlichen zylindrische Schweißrolle (34) oder dergleichen aufweist.