DE3714970C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Ofen zum Kerami­ sieren von Glasplatten, wobei die zu keramisierenden Platten vertikal aufgehängt werden.

Beim Keramisieren von Glasplatten durch eine Temperaturbehandlung ist es schwierig, hohe Produktionsraten mit erträglichem Auf­ wand zu erzielen, ohne daß Fehler oder gar übermäßig viel Aus­ schuß, insbesondere in Form von ungleichmäßiger Keramisierung und/oder Maßänderungen und/oder Krümmung der Platten, auftreten. Nach dem Stand der Technik wurde eine hohe Gleichmäßigkeit der Temperaturbehandlung dadurch angestrebt, daß die Platten in einer Transportrichtung längs orientiert aufgehängt und in dieser Richtung durch einen Ofen transportiert werden, wobei nachein­ ander Zonen unterschiedlicher Temperaturen durchlaufen werden. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 36 32 085 bekannt. Der Nachteil, daß bei der Anordnung der Glasscheiben längs in Transportrichtung der Ofen notwendigerweise sehr lang sein muß, wurde in Kauf genommen. Ein ähnliches Verfahren ist aus der GB-PS 14 24 526 bekannt. Dabei wird es jedoch freigestellt, ob die Scheiben einzeln oder zu mehreren, mit Orientierung in oder quer zur Transportrichtung angeordnet werden. Die mitge­ teilten Ergebnisse zeigen, daß dieses weitere bekannte Verfahren auch bei Befolgung der angegebenen Verfahrensvorschriften nur in Ausnahmefällen zu brauchbaren Ergebnissen führen kann. Insbe­ sondere können leicht starke Dimensionsänderungen und Krümmungen der Platten auftreten. Diese Gefahr ist um so größer als dieses weitere bekannte Verfahren vorschreibt, daß das Aufheizen auf eine vorbestimmte Kristallisationstemperatur mit einer Geschwin­ digkeit von mindestens 30°C/min zu erfolgen hat.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren und einen Ofen zum Keramisieren von Glasplatten anzugeben, mit denen eine hohe Produktionsgeschwindigkeit bei verringertem Aufwand und mit verbesserten Produktionsergebnissen erzielt werden kann.

Nach der Erfindung wird bezüglich des Verfahrens diese Aufgabe gelöst mit einem Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mehrere der zu keramisierenden Platten senkrecht zu einer Transportrichtung mit gegenseitigen Abständen derart aufgehängt werden, daß sie ein Plattenpaket bilden, daß das Plattenpaket in der Transportrichtung mehrere durch Schieber voneinander getrennte und im wesentlichen ge­ schlossene Kammern eines Ofens durchläuft, in denen es un­ mittelbar nacheinander durch strömende Heißluft gleichmäßig auf verschiedene Temperaturen gebracht wird, daß vor dem Über­ wechseln des Plattenpakets von einer Kammer zu einer nach­ folgenden Kammer die nachfolgende Kammer auf etwa die gleiche Temperatur gebracht wird wie die Kammer, in der sich das Plat­ tenpaket befindet, und daß zum Überwechseln die betreffenden Schieber vorübergehend geöffnet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Ausrichtung der Platten senkrecht zur Transportrichtung und durch die Zu­ sammenfassung mehrer Platten zu Paketen eine sehr kompakte An­ ordnung der Platten erzielt, so daß die Baulänge des Ofens auf etwa 5% der herkömmlichen Ofenlänge reduziert werden kann. Trotz dieser starken Verkürzung des Ofens wird jedoch eine sehr hohe Gleichmäßigkeit der Temperaturbehandlung dadurch erzielt, daß die Temperaturbehandlung mit strömender Heißluft erfolgt. Es leuchtet ein, daß mit strömender Heißluft eine gleichmäßige Temperierung auch der im Inneren eines Pakets angeordneten Glas­ platten leicht erzielt werden kann, wenn die Strömungsgeschwin­ digkeit und die Menge des Heißgases ausreichend groß gewählt werden; dies wird nach der Erfindung dadurch ermöglicht, daß die einzelnen Kammern des Ofens im wesentlichen geschlossen und durch Schieber voneinander getrennt sind. Nach der Erfindung wird der Übergang von einer Kammer zur anderen ohne schädliche Temperatursprünge vollzogen, so daß auch dabei in den Platten keine Fehler auftreten können. Störungen durch die Wärmestrahlung der Ofenwände werden vermieden, weil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Platten senkrecht zur Transportrichtung aufgehängt sind.

Vorzugsweise werden mehrere Plattenpakete in Transportrichtung hintereinander durch die Kammern geleitet und gleichzeitig in die jeweils nachfolgende Kammer überführt. Dies ermöglicht ein rationelles taktweises Arbeiten in Serie. Dabei werden alle Schieber einschließlich der am Anfang und Ende der Reihe der Kammern befindlichen Schieber oder Türen gleichzeitig geöffnet und geschlossen, und es kann ein erstes Plattenpaket in den Ofen eintreten und ein letztes Plattenpaket den Ofen verlassen. Ent­ sprechend der Glaszusammensetzung kann das Temperaturprogramm in geeigneter Weise variiert werden, um eine optimale Keramisierung der Glasplatten zu erreichen. Auch die Verweildauer in den ein­ zelnen Kammern kann der Glaszusammensetzung entsprechend gewählt werden.

Beispielsweise durchläuft das Plattenpaket fünf Kammern eines Ofens, in denen es nacheinander mit den Temperaturen T 1700°C, T 2=700-800°C, T 3=750-850°C, T 4=830-860°C, T 5860°C ausgesetzt wird. Das Plattenpaket verläßt die letzte Kammer mit einer Temperatur von ca. 700°C und wird dann auf ca. 30-40°C abgekühlt. Die dabei gewonnene Wärme wird bei Bedarf zur Raumheizung verwendet. Das Verfahren ist nicht auf dieses genannte Temperaturprogramm beschränkt, das nur Richtwerte an­ gibt. In einem kritischen Temperaturbereich von insbesondere 720-730°C muß die Glasplatte auf der ganzen Oberfläche mög­ lichst gleichmäßig aufgeheizt und abgekühlt werden. Dabei muß der Temperaturgradient in dem Glas möglichst klein sein, z.B. vorzugsweise weniger als 2-3°C/m.

Die erforderliche Temperaturänderung pro Zeiteinheit kann in den einzelnen Phasen des Keramisierungsprozesses verschieden sein.

Hinsichtlich des Ofens wird die genannte Aufgabe nach der Erfin­ dung gelöst mit einem Ofen mit mehreren gesondert beheizbaren und kühlbaren Temperaturzonen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er zur Bildung der Temperaturzonen mehrere Kammern aufweist, die jeweils zur Aufnahme eines Pakets aus mehreren mit gegensei­ tigen Abständen vertikal quer zu einer Transportrichtung aufge­ hängten Glasplatten ausgebildet, mit strömender Heißluft beheiz­ bar oder kühlbar und durch bewegliche Schieber im wesentlichen geschlossen und voneinander getrennt und durch Wegbewegen der Schieber vorübergehend zum Weiterbewegen eines Plattenpakets von einer in eine benachbarte Kammer miteinander verbindbar sind.

Der erfindungsgemäße Ofen ermöglicht in den einzelnen Temperatur­ zonen die Durchführung unterschiedlicher Temperaturbehandlungen mit strömender Heißluft, ohne daß gegenseitige Störungen zwischen den Kammern auftreten können. Wie schon gesagt, macht es die Verwendung strömender Heißluft möglich, die Platten mit verhält­ nismäßig geringen Abständen zu Paketen zusammenzufassen; diese Pakete werden in einzelnen Kammern den gewünschten Temperaturbe­ handlungen ausgesetzt. Vorzugsweise kann ein Paket aus 20 Platten bestehen. Der Plattenabstand kann etwa 5 cm betragen. Die Auf­ hängung der Platten kann mittels Zangen oder Haken erfolgen. Bei Verwendung von Haken sind die Platten am Rand mit Bohrungen zu versehen, in die die Haken eingreifen. Da Glaskeramik im Gegensatz zu Glas, das nach dem Härten nicht mehr schneidbar ist, nach dem Keramisieren noch geschnitten werden kann, können nach dem Keramisieren die Randabschnitte, in denen sich die Bohrungen befinden, bequem abgetrennt werden.

Es versteht sich, daß bei dem erfindungsgemäßen Ofen zu jeder Kammer Meß-, Steuerungs- und Regelungseinrichtungen gehören.

Die gewünschte gleichmäßige Verteilung der strömenden Heißluft auf die Platten des Plattenpakets kann dadurch verbessert werden, daß in den Kammern Luftleitbleche vorgesehen sind, die vorzugs­ weise noch mit Öffnungen versehen sind. Vorzugsweise ist jeweils in der Kammer ein Gebläse im Boden der Kammer angeordnet, und das Luftleitblech weist die Gestalt eines Rohres auf, das in Trans­ portrichtung angeordnet ist und die durchlaufenden Plattenpakete umschließt. In diesem Luftleitblech sind im unteren und oberen Bereich Öffnungen angeordnet. Die Luft wird von dem Gebläse durch die unteren Löcher aus dem von dem Luftleitblech umschlossenen Innenraum angesaugt und dann an Heizelementen entlang, die an der Ofenwand angeordnet sind und die Luft aufheizen, nach oben ge­ blasen. Dort tritt die erhitzte Luft durch die dort vorgesehenen Öffnungen des Luftleitbleches wieder in den Innenraum ein und streicht gleichmäßig an allen Platten eines darin befindlichen Plattenpakets entlang. Dadurch ist es möglich, die Platten von der Oberfläche her gleichmäßiger als bisher aufzuheizen und abzu­ kühlen und den Temperaturunterschied pro Längeneinheit in der Platte kleiner als bisher zu halten.

Das Luftleitblech kann auch aus keramischen Werkstoffen herge­ stellt sein.

Vorzugsweise ist jede Kammer zur Aufnahme jeweils nur eines Plattenpakets bemessen. Die Schieber, durch welche die einzelnen Kammern voneinander getrennt sind, werden nur während des Trans­ portes eines Plattenpakets in die nächste Kammer geöffnet.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein mögliches Temperatur-Zeit-Programm mit den Verweil­ zeiten I′, II′, ... der Platten in den einzelnen Kam­ mern;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsge­ mäßen Ofen;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ofen­ kammer senkrecht zur Transportrichtung;

Fig. 4a, 4b die Aufhängung der Platten mittels Haken.

Fig. 1 zeigt ein Temperatur-Zeit-Programm für eine übliche Glaskeramik-Zusammensetzung.

Fig. 2 und 3 zeigen einen Ofen mit fünf Kammern I bis V, die durch Schieber 7 voneinander getrennt sind. Die äußeren Kammern sind nach außen durch Schieber oder Türen 2 und 2 a abge­ schlossen.

Beispielsweise wird ein Plattenpaket in der Kammer I innerhalb von etwa 90 min auf ca. 700°C erwärmt. Danach wird das Platten­ paket in die Kammer II überführt, die vorher auf 700°C gebracht wurde. Dort findet innerhalb von etwa 80 min eine Erwärmung auf ca. 800°C statt. Anschließend gelangt das Plattenpaket in die Kammer III, die vorher auf ebenfalls etwa 800°C gebracht worden ist. In dieser Kammer III erfolgt eine weitere Erwärmung innerhalb von weiteren 80 min auf etwa 850°C. In Kammer IV werden die Platten über 80 min einer konstanten Temperatur von ca. 850°C ausgesetzt, und in Kammer V erfolgt dann über einen Zeit­ raum von etwa 70 min eine Abkühlung auf eine Temperatur von ca. 700°C, mit der die Platten diese Kammer dann verlassen.

Die angegebenen Verweilzeiten sind nur Richtwerte. Die Platten­ pakete können auch länger oder kürzer in den einzelnen Kammern verbleiben. Außerhalb des Ofens erfolgt noch eine Abkühlung auf etwa 30-40°C, womit der Keramisierungsprozeß abgeschlossen ist.

Durch den Ofen 1 erstreckt sich eine Förderstrecke 4, in der mittels eines Förderbandes Transportgestelle bewegt werden, die jeweils ein Plattenpaket 40 aufnehmen. Jedes Paket 40 besteht aus zwanzig Platten 10, die vertikal und senkrecht zur Transport­ richtung aufgehängt sind.

Ein Transportgestell wird in einer außerhalb des Ofens 1 be­ findlichen Position A mit einem Plattenpaket 40 beladen und in der Förderstrecke 4 über eine Warteposition B der Kammer I des Ofens 1 zugeführt. Die am Anfang des Ofens 1 befindlichen Türen 2 werden dabei nur unmittelbar vor dem Einfahren des Plattenpakets geöffnet und unmittelbar danach wieder geschlossen. In den Kam­ mern I bis V werden die Platten nach einem vorgegebenen Programm erhitzt oder abgekühlt. Ein Beispiel eines solchen Temperatur- Zeit-Programms ist bereits anhand von Fig. 1 erläutert worden; dabei sind die Zeitabschnitte I′, II′, ... den jeweiligen Kammern I, II ... zuzuordnen. Beim Übergang von einer Kammer zur näch­ sten, z.B. von I zu II, wird die Temperatur von II vorher annä­ hernd auf die Temperatur von I eingestellt. Dazu wird die Kammer II, nachdem ein darin gegebenenfalls befindliches Plattenpaket den erforderlichen Temperaturen über die vorgesehene Zeitdauer ausgesetzt war, z.B. zum Zeitpunkt a (s. Fig. 1) entleert, und in dem Zeitraum a bis a′ auf die Temperatur der Kammer I (im Beispiel Fig. 1 von 800 auf 700°C) abgekühlt. Dafür wird die Heizung abgeschaltet, und die Temperatur der Heißluft entspre­ chend erniedrigt, z. B. durch Zumischen entsprechend kühlerer Luft. Die Luftum­ wälzung wird dabei nicht unterbrochen. Anschließend werden die Platten von I nach II überführt. Zum Überführen von I nach II usw. werden die Schieber 7 geöffnet und wieder geschlossen. Diese Vorgänge erfolgen sinngemäß bei allen Transporten, die in kritischen Temperaturbereichen auszuführen sind. Von V werden die Platten in eine Position C überführt, wo sie von ca. 700°C auf 30-40°C abgekühlt werden. Die erwärmte Luft wird, falls erforderlich, zur Raumbeheizung verwendet. Von der Position C aus werden die Platten über einige Wartestationen zu einer Position D transportiert und dort von dem Transportgestell 5 abgenommen. Eine Weiche 6 dient dem Aus- und Einschleusen von Transportgestellen aus der Förderstrecke 4 oder in die Förder­ strecke 4.

Fig. 3 zeigt einige Einzelheiten. Das Transportgestell enthält ein Oberteil 25, das in einer Schiene 13 läuft, und einen Halte­ rahmen 12, in den die Platten 10 mittels Zangen 11 eingehängt sind. Abdichtelemente 14 verhindern das Austreten der Heißuft aus dem Ofen. Die Heißluft wird mittels eines Gebläses 15, das über einen Treibriemen 16 von einen Motor 17 angetrieben wird, in der Kammer umgewälzt. Die Luft wird dabei von Heizelementen 18 erhitzt und zwischen einem Luftleitblech 19 und einer Ofen­ wand geführt. Das Luftleitblech 19 ist rohrförmig ausgebildet und umschließt das gesamte Plattenpaket. Das Luftleitblech 19 ist in seinem oberen Bereich für den Durchtritt des Halterahmens 12 geschlitzt. Im unteren Bereich des Luftleitblechs 19, unter­ halb des Plattenpakets, ist noch zusätzlich ein planes Bodenblech 21 befestigt. Öffnungen 20 in dem Luftleitblech 19 und in dem Bodenblech 21 erzeugen eine möglichst gleichmäßige Verteilung der strömenden Luft über den Strömungsquerschnitt. Die Ofenwand 22 ist für einen möglichst geringen Wärmeverlust ausgelegt und beispielsweise gemauert. Ein Gestell 23 trägt den Ofen.

Fig. 4a und 4b zeigen eine mögliche andere Aufhängung der Platten 10 in dem Transportgestell, nämlich mittels Haken 8, die am Halterahmen 12 aufgehängt werden und durch Bohrungen 3 greifen, die in Randabschnitten 9 der Platten 10 vorgesehen sind und beispielsweise einen Durchmesser von 4-6 mm haben können. Nach dem Keramisieren werden die Randabschnitte 9, die die Bohrungen 3 enthalten und eine Breite von 30-40 mm haben können, abgeschnitten, um die Bohrungen 3 wieder zu entfernen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Keramisieren von Glasplatten, wobei die zu keramisierenden Platten vertikal aufgehängt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere der zu keramisierenden Platten senkrecht zu einer Transportrichtung mit gegenseitigen Abständen derart aufge­ hängt werden, daß sie ein Plattenpaket bilden,
daß das Plattenpaket in der Transportrichtung mehrere durch Schieber voneinander getrennte und im wesentlichen geschlos­ sene Kammern eines Ofens durchläuft, in denen es unmittelbar nacheinander durch strömende Heißluft gleichmäßig auf ver­ schiedene Temperaturen gebracht wird, daß vor dem Über­ wechseln des Plattenpakets von einer Kammer zu einer nach­ folgenden Kammer die nachfolgende Kammer auf etwa die gleiche Temperatur gebracht wird wie die Kammer, in der sich das Plattenpaket befindet, und daß zum Überwechseln die betref­ fenden Schieber vorübergehend geöffnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Plattenpakete in Transportrichtung hintereinander durch die Kammern geleitet und gleichzeitig in die jeweils nachfolgende Kammer überführt werden.

3. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mehreren gesondert beheizbaren und kühlbaren Temperaturzonen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Temperaturzonen der Ofen mehrere Kammern (I, II, ...) aufweist, die jeweils zur Aufnahme eines Pakets (40) aus mehreren mit gegenseitigen Abständen vertikal quer zu einer Transportrichtung aufgehäng­ ten Glasplatten ausgebildet, mit strömender Luft beheizbar oder kühlbar und durch bewegliche Schieber im wesentlichen geschlossen und voneinander getrennt und durch Wegbewegen der Schieber vorübergehend zum Weiterbewegen eines Plattenpakets von einer in eine benachbarte Kammer miteinander verbindbar sind.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kammer (I, II, ...) Luftleitbleche (19, 21) zur Führung der strömenden Luft derart angeordnet sind, daß alle Platten eines Plattenpakets (40) gleichmäßig erwärmt werden.

5. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitbleche (19, 21) mit Öffnungen (20) versehen sind.