DE3733201C2 - - Google Patents

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DE3733201C2
DE3733201C2 DE3733201A DE3733201A DE3733201C2 DE 3733201 C2 DE3733201 C2 DE 3733201C2 DE 3733201 A DE3733201 A DE 3733201A DE 3733201 A DE3733201 A DE 3733201A DE 3733201 C2 DE3733201 C2 DE 3733201C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für eine Transportwelle in einem Horizontalofen für die Erwärmung von Glasscheiben oder für die Behandlung von auf Biege- oder Vorspanntemperatur erwärmten Glasscheiben.
Im Heißbereich eines Horizontalofens für Glasscheiben bestehen die die Transportbahn bildenden Transportwellen bzw. Transportwalzen in der Regel aus zylindrischen Keramikstäben oder Keramikrohren, deren Endabschnitte durch die Seitenwände des Ofens hindurch aus dem Ofen herausgeführt und außerhalb des Ofens drehbar gelagert sind. Die Transportwellen werden außerhalb des Ofens auf geeignete Weise an eine Antriebsvorrichtung angekoppelt und synchron angetrieben.
Für die Lagerung der Transportwellen außerhalb des Ofens sind verschiedene Ausführungen bekannt. Bei einer ersten bekannten Ausführung werden auf die beiden Enden der Keramikstäbe bzw. -rohre Metallkappen aufgepreßt, die jeweils eine Stummelachse tragen. Diese Stummelachsen sind in üblichen Kugellagern gelagert (US-PS 43 99 598).
Bei einer anderen bekannten Ausführung sind die Endabschnitte der Transportwellen außerhalb des Ofens jeweils auf zwei mit geringem horizontalen Abstand voneinander angeordneten Stahlrollen frei drehbar gelagert (EU 00 51 539 B1).
Ferner ist eine Ausführung bekannt, bei der die Endbereiche der Transportwellen außerhalb der Ofenwandung auf synchron angetriebenen Bändern aufliegen, die ihrerseits über ebene Tragflächen gleiten. In Bewegungsrichtung der Bänder gesehen sind hinter den Transportwellen Anschläge oder Anschlagrollen angeordnet, an denen die Transportwellen abrollen und die dafür sorgen, daß die Transportwellen während ihrer Drehbewegung ihre Lage beibehalten. Der Antrieb der Transportwellen erfolgt durch die Haftreibung zwischen den sich bewegenden Bändern und den auf diesen aufliegenden Transportwellen unter der Wirkung des Eigengewichts der Transportwellen (DE-PS 23 19 049, 26 05 303).
Aus der DE-PS 23 19 049 ist es bekannt, die zuletzt beschriebene Art der Lagerung der Transportwellen auf synchron angetriebenen Bändern so auszuführen, daß die angetriebenen Bänder innerhalb des Ofens über ebene Tragflächen gleiten. Bei hohen Temperaturen ist jedoch der Verschleiß an den aufeinander gleitenden Flächen sehr hoch. Außerdem ist nachteilig, daß die Höhenlage der einzelnen Transportwellen nicht individuell korrigiert werden kann.
Ferner ist es bei einem Glaskühlofen bekannt, die Transportwellen vollständig innerhalb des Kühlofens anzuordnen und zu lagern (DE-PS 6 15 421). Bei diesem bekannten Ofen sind die Drehzapfen der Transportwellen in üblichen Lagern bzw. Lagerschalen gelagert. Diese lassen sich zwar bei den wesentlichen niedrigeren Temperaturen eines Glaskühlofens, nicht jedoch im Heißbereich eines Durchlaufofens der eingangs genannten Gattung einsetzen.
Damit die optischen Eigenschaften der Glasscheiben in derartigen Horizontalöfen nicht beeinträchtigt werden, müssen im Heißbereich der Öfen, in dem die Glasscheiben bereits ihre Erweichungstemperatur erreicht oder überschritten haben, die von den Transportwellen gebildeten Unterstützungslinien einen möglichst geringen Abstand voneinander aufweisen. Das bedeutet, daß die Transportwellen einen möglichst geringen Durchmesser haben müssen. In der Praxis werden deshalb Transportwellen mit einem Durchmesser von 4 bis 5 cm verwendet, die mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind.
Mit zunehmender Breite der Öfen, wie sie für die Erwärmung bzw. Behandlung größerer Glasscheibenformate erforderlich ist, wird es immer schwieriger, die gewünschte hohe optische Qualität der Glasscheiben einzuhalten. Die Ursache hierfür liegt darin, daß mit zunehmender Länge der Transportwellen bei gleichbleibendem geringen Durchmesser die Transportwellen unter der Wirkung ihres Eigengewichts eine zunehmende elastische Durchbiegung und gegebenenfalls auch bleibende Verformungen erfahren. Infolgedessen liegen die oberen Erzeugenden der Transportwellen nicht mehr optimal in ein und derselben Ebene, und diese mehr oder weniger ungleichmäßige Unterstützung der Glasscheiben führt zu der beobachteteten Verschlechterung der Planität der Glasscheiben und damit zu einer Beeinträchtigung ihrer optischen Eigenschaften.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für die Transportwellen zu schaffen, die einerseits bessere Laufeigenschaften als die bekannten Lagerungen aufweist, und die andererseits bei wesentlich höheren Temperaturen eingesetzt werden kann als die bekannten Lager. Insbesondere soll ein heißgehendes Lager geschaffen werden, das die Anordnung der Lager innerhalb des Ofens auch in dem heißen Endbereich des Ofens ermöglicht, damit auf diese Weise die freie Länge der Transportwellen zwischen den beiden Lagern bei gleichbleibender Arbeitsbreite des Ofens verringert und so eine höhere Präzision der Unterstützungsebene erreicht und auf diese Weise die Gefahr einer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften der Glasscheiben verringert wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagereinheit aus einer sich der Ausrichtung des gelagerten Wellenabschnitts selbst anpassenden Lagerschale besteht, die auf zwei jeweils eine im wesentlichen punktförmige Stützfläche aufweisenden Stützen ruht, von denen eine ortsfest und kippbar und die andere auf einer ebenen Unterlage um die ortsfeste Stütze gleitend schwenkbar gelagert ist, und daß die Gleitfläche der Lagerschale mit Öffnungen versehen ist, die zur Bildung eines Gasfilms im Lagerspalt zwischen der Lagerschale und dem Wellenabschnitt mit unter Überdruck stehendem Gas, insbesondere mit Luft, beaufschlagt sind.
Durch die Erfindung wird eine Lagereinheit geschaffen, bei der infolge der gasstatischen Lagerung der Welle kein mechanischer Kontakt der sich relativ zueinander bewegenden Flächen erfolgt. Infolgedessen treten keine mechanischen Berührungen innerhalb des Lagers auf. Der für einen gleichmäßigen Gasfilm erforderliche gleichbleibende Lagerspalt zwischen der Wellenoberfläche und der Lagerschalenoberfläche wird durch die nachgiebige und sich selbsttätig der Welle anpassende Abstützung der Lagerschale gewährleistet. Die Abstützung der Lagerschale an nur zwei Punkten, die auf einer quer zur Wellenachse verlaufenden Geraden liegen, erlaubt einerseits eine Kippbewegung der Lagerschale um die Verbindungsgerade dieser Auflagepunkte, und andererseits eine horizontale Schwenkbewegung um den ortsfesten Stützpunkt. Auf diese Weise justiert sich die Lagerschale selbst in optimaler Weise.
Durch den Einsatz eines solchen Luftlagers mit Selbstjustierung wird es möglich, die Lagerung der Transportwellen innerhalb des Ofens vorzunehmen. Denn eine Nachjustierung der Lager ist einerseits nach dem Aufheizen des Ofens wegen der unvermeidlichen Wärmeausdehnungen der Materialien unvermeidlich, andererseits ist aber eine manuelle Nachjustierung innerhalb des geschlossenen Ofens bei den dort herrschenden Temperaturen nicht möglich.
Durch die Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Lagereinheiten innerhalb des Ofens bei hohen Temperaturen einzusetzen, kann in dem kritischen Ofenbereich die freie Länge der Transportwellen zwischen den beiden Auflagern bei gleichbleibender Nutzbreite des Ofens erheblich verkürzt werden. Dadurch wird die Gefahr der Durchbiegung der Transportwellen stark herabgesetzt. Auf diese Weise eröffnet sich sogar die Möglichkeit, Transportwellen mit geringerem Durchmesser zu verwenden, so daß die linienförmige Unterstützung der heißen Glasscheiben in engeren Abständen erfolgen kann, wodurch die Gefahr einer Deformation der Glasscheibe weiter verringert wird. Bei einer sehr engen Anordnung der Transportwellen können ggf. die Lagerschalen abwechselnd in zwei nebeneinanderliegenden Reihen, das heißt versetzt zueinander angeordnet sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lagereinheit und eines mit diesen Lagereinheiten ausgerüsteten Ofens.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine einzelne Lagereinheit für eine Transportwelle in einer perspektivischen Gesamtansicht, teilweise aufgebrochen;
Fig. 2 Die in Fig. 1 dargestellte Lagereinheit in einer Explosionszeichnung im Schnitt, und
Fig. 3 einen Durchlaufofen für Glasscheiben mit erfindungsgemäß gelagerten Transportwellen in einer perspektivischen Teilansicht.
Wie aus den Fig. 1 und 2 im einzelnen zu erkennen ist, umfaßt eine Lagereinheit eine nachgiebig abgestützte Lagerschale 1, die auf einem Vierkantrohr 2 ruht, das gleichzeitig für die Zuführung der unter Überdruck stehenden Luft dient.
Die Lagerschale 1 besteht aus hitzebeständigem Metall oder aus einem anderen hitzebeständigen Material, beispielsweise Keramik. Sie ist als Halbschale ausgebildet, das heißt die die Transportwelle 27 tragende Gleitfläche 3 hat die Form eines Halbzylinders mit halbkreisförmiger Grundfläche. In diese Gleitfläche 3 münden Bohrungen 4, 5, durch die die Druckluft in den Lagerspalt gelangt.
Zur Abstützung der Lagerschale 1 dienen die beiden Gewindebolzen 8, 9, die in Gewindebohrungen 10, 11 eingeschraubt sind. Die Gewindebohrungen 10, 11 sind in der senkrechten Mittelebene der Lagerschale angebracht, wobei die Bohrungen 12, 13 selbst sich durch den gesamten Lagerschalenkörper erstrecken. Die Gewindebolzen 8, 9 weisen auf ihrer oberen Seite jeweils eine Innensechskantvertiefung 14 auf. Auf diese Weise kann die Einschraubtiefe der Gewindebolzen 8, 9 in den Gewindebohrungen 10, 11 mit Hilfe von Sechskantschlüsseln von oben durch die Bohrungen 12, 13 hindurch verändert und auf diese Weise die Höheneinstellung der Lagerschale vorgenommen werden.
Der Gewindebolzen 8 ist unten mit einem Kugelkopf 16 versehen, und der Gewindebolzen 9 mit einem Kugelkopf 17. Der Kugelkopf 17, der die Stützfläche des ortsfesten Auflagers, nämlich des Gewindebolzens 9 darstellt, ruht in einer entsprechenden Kugelpfanne, die durch die zylindrische Hülse 18 mit Innengewinde und durch den in diese Hülse 18 eingeschraubten Zylinder 19 gebildet wird. Der Zylinder 19 weist an seinem oberen Ende eine Lagerfläche 20 in Form eines Hohlkugelabschnitts auf, die mit der Auflagefläche des Kugelkopfes 17 zusammenwirkt. Seitlich wird der Kugelkopf 17 durch die Innenwand der Hülse 18 geführt. Der Gewindebolzen 9, der die ortsfeste Stütze der Lagerschale bildet, kann auf diese Weise in der Kugelpfanne 18, 19, 20 winkelmäßige Kippbewegungen um den Kugelkopf 17 in allen Richtungen ausführen. Die Hülse 18 ist an ihrem oberen Ende mit einer Schulter 21 versehen. Die Hülse 18 mit dem eingeschraubten Zylinder 19 wird in die Bohrung 22 in der oberen Wand 23 des Vierkantrohres 2 eingesetzt, wobei sich die Schulter 21 auf der Wand 23 abstützt.
Der Gewindebolzen 8 mit dem Kugelkopf 16 bildet die gleitend schwenkbare Stütze der Lagerschale. Der Kugelkopf 16 stützt sich auf der ebenen Oberfläche der Wand 23 des Vierkantrohres 2 ab.
Die Zuführung der Tragluft in den von der Lagerfläche 3 und der Oberfläche des in der Lagerschale rotierenden Wellenabschnitts 27 gebildeten Lagerspalt erfolgt durch das Vierkantrohr 2 und durch den ortsfesten Gewindebolzen 9 hindurch. Der Zylinder 19 und der Gewindebolzen 9 sind zu diesem Zweck jeweils mit einer axialen Bohrung 28 versehen.
Innerhalb der Lagerschale ist einerseits eine quer zu der Bohrung 13 verlaufende und diese kreuzende Bohrung 30 angebracht, mit der die beiden auf der Lagerfläche 3 mündenden Bohrungen 5 in Verbindung stehen. Ebenfalls in Verbindung mit der Querbohrung 30 steht eine parallel zu der Bohrung 13 verlaufende Bohrung 31, die ihrerseits mit einer Längsbohrung 32 in Verbindung steht. Die Längsbohrung 32 mündet in eine Querbohrung 33, mit der die beiden auf der Lagerfläche 3 mündenden Bohrungen 4 in Verbindung stehen. Die Bohrungen 30, 31, 32 und 33 sind jeweils als Sackbohrungen ausgeführt und sind durch geeignete Stopfen 34 verschlossen. Die Bohrung 13 ist oben durch einen Gewindestopfen 35 verschlossen, der entfernt werden kann, wenn eine Höhenjustierung des Gewindebolzens 9 vorgenommen werden soll. Durch das beschriebene System von Bohrungen wird der Lagerspalt mit der erforderlichen Druckluft zur Bildung des Tragfilms versorgt.
Fig. 3 zeigt in einem Ausschnitt einen Horizontalofen 38 für Glasscheiben und veranschaulicht, wie die freie Länge der Transportwellen 39 dadurch verringert wird, daß die beschriebenen Lagereinheiten als heißgehende Lager innerhalb des Ofens angeordnet werden. Zu diesem Zweck sind entlang den Seitenwänden des Ofens die Vierkantrohre 2 aus hitzebeständigem Stahl angeordnet. Die Vierkantrohre 2 werden jeweils über eine Versorgungsleitung 40 mit Druckluft versorgt. Auf den Vierkantrohren 2 sind die Lagerschalen 1 in der vorher beschriebenen Weise angeordnet. Die Transportwellen 39 sind auf einer Seite des Ofens durch entsprechende Öffnungen 42 in der Seitenwand 41 herausgeführt. Auf dem Endbereich 43 der Transportwellen 39, die beispielsweise aus einem Keramikzylinder oder einem Keramikrohr bestehen, ist jeweils ein Zahnrad 44 befestigt. Die Zahnräder 44 werden von dem von einer von dem Motor 45 angetriebenen Kette 46 in Drehung versetzt. Die Kette 46 wird von der planen Unterlage 47, über die sie gleitet, in ihrer Lage gehalten.
In der Regel genügt es, wenn die den Rohren 2 zugeführte Druckluft Raumtemperatur aufweist. Man kann auf diese Weise die Lagereinheiten und die gelagerten Abschnitte der Transportwellen 39 mehr oder weniger kühlen. Wenn jedoch auf ein besonders homogenes Temperaturprofil innerhalb des Ofens Wert gelegt wird, kann die den Rohren 2 zugeführte Druckluft auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmt werden.

Claims (8)

1. Lagereinheit für eine Transportwelle in einem Horizontalofen für die Erwärmung von Glasscheiben oder für die Behandlung von auf Biege- oder Vorspanntemperatur erwärmten Glasscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer sich der Ausrichtung des gelagerten Wellenabschnitts (27) selbst anpassenden Lagerschale (1) besteht, die auf zwei jeweils eine im wesentlichen punktförmige Stützfläche aufweisenden Stützen ruht, von denen eine (Bolzen 9) ortsfest und kippbar, und die andere (Bolzen 8) auf einer ebenen Unterlage um die ortsfeste Stütze (Bolzen 9) gleitend schwenkbar gelagert ist, und daß die Gleitfläche (3) der Lagerschale (1) mit Öffnungen (Bohrungen 4, 5) versehen ist, die zur Bildung eines Gasfilms im Lagerspalt zwischen der Lagerschale (1) und dem Wellenabschnitt mit unter Überdruck stehendem Gas, insbesondere mit Luft, beaufschlagt sind.
2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen punktförmigen Stützflächen der Stützen (Bolzen 8, 9) jeweils als Kugelkopf (16, 17) ausgebildet sind.
3. Lagereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (17) der ortsfesten Stütze (Bolzen 9) in einer Kugelpfanne (20) gelagert ist.
4. Lagereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr zu den Öffnungen (4, 5) in der Lagerschale (1) durch eine axiale Bohrung (28) in der ortsfesten Stütze (Bolzen 9) erfolgt, wobei das die Kugelpfanne (20) bildende Lagerteil (Zylinder 19) ebenfalls mit einer axialen Bohrung (28) versehen ist, die mit einem luftführenden Rohr (2) in Verbindung steht.
5. Lagereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (Bolzen 8, 9) der Lagerschale (1) auf einem die Druckluft liefernden Vierkantrohr (2) gelagert sind, dessen obere ebene Wand (23) unmittelbar die Lagerfläche für die gleitend schwenkbare Stütze (Bolzen 8) bildet, und in dem das die ortsfeste Stütze (Bolzen 9) tragende Lager (18, 19, 20, 21) angeordnet ist.
6. Lagereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die punktförmige oder kugelkopfförmige Stützfläche aufweisenden Stützen aus Gewindebolzen (8, 9) bestehen, deren Einschraubtiefe in der Lagerschale (1) verstellbar ist.
7. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (1) in Verlängerung der die Gewindebolzen (8, 9) aufnehmenden Gewindebohrungen (10, 11) mit durchgehenden Bohrungen (12, 13) versehen ist, durch die hindurch die Einschraubtiefe der Gewindebolzen (8, 9) verstellbar ist.
8. Horizontalofen für die Erwärmung von Glasscheiben oder für die Behandlung von auf Biege- oder Vorspanntemperatur erwärmten Glasscheiben, mit synchron angetriebenen Transportwellen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Lagereinheiten (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lagereinheiten (1) innerhalb des Ofenraumes angeordnet und auf entlang den Seitenwänden des Ofens angeordneten Rohren (2) gelagert sind und durch diese Rohre (2) mit Druckluft versorgt werden.
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