DE3733201C2 - - Google Patents
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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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DE3733201A1 DE3733201A1 (de) | 1989-04-13 |
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