DE4008516A1 - Steuerung eines elektrisch beheizten rollenherdofens fuer plane glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen elektrisch beheizten Rollenherdofen zur Anwärmung planer Glasscheiben. Derartige Einrichtungen finden bei der Veredlung von Flachglas große Verwendung sowohl beim Herstellen von planem Einschreiben-Sicherheitsglas als auch beim Erwärmen von Glasscheiben zum Zweck der Verformung. Bei den verformten Scheiben kann es sich sowohl um Einscheiben-Sicherheitsglas als auch um Verbundglas handeln. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht noch darin, Scheiben zum Zweck einer Beschichtung auf eine gewisse Temperatur anzuwärmen oder beschichtete, z. B. bedruckte Scheiben zum Zweck des Einbrennens der Beschichtung oder Emaillierung auf die erforderliche Temperatur zu bringen.

Bei Rollenherdöfen besteht der generelle und aus physikalischen Gründen nicht zu vermeidende Nachteil, daß der Wärmeübergang von den oberhalb der Rollen, also die Scheibenoberfläche mit Strahlung beaufschlagenden Heizelementen zwar mit den heute standardmäßig zur Verfügung stehenden technischen Mitteln recht genau gesteuert und geregelt werden kann, daß sich aber der Wärmeübergang an der Unterseite von den Rollen auf die Scheibe kaum beeinflussen läßt. Wenn nun eine kalte Scheibe in einen auf Betriebstemperatur befindlichen Rollenherdofen eintritt, so muß der starke Wärmeübergang von unten auf die Scheibe infolge der Rollen hingenommen werden. Dies führt üblicherweise zu einer nach oben offenen schüsselförmigen Verformung der zunächst planen Glasscheibe. Aufgrund dieser Verformung ist der Mittelbereich der Scheibe auf den Rollen höheren mechanischen Belastungen ausgesetzt, und die Scheibe wird nicht gleichmäßig abrollend von den Rollen transportiert, sondern beginnt zu wackeln.

Diesem Nachteil versucht man nun - allerdings bisher mit nur sehr bescheidenem und bei weitem nicht ausreichendem Erfolg - dadurch zu begegnen, daß die Rollen, welche nach dem Stand der Technik aus keramischem Material hergestellt sind, Eindrehungen erhalten, so daß die Auflage der Scheibe sich verringert. Außerdem versucht man durch Eingabe von Gas, nämlich SO₃, eine Art Schmierfilm an den Rollen zu erzeugen, der den Effekt der nachteiligen mechanischen Beaufschlagung der Mittelpartie mildert. Die Herstellung von Eindrehungen erweist sich als wenig hilfreich, da die Wärmeübertragung von der heißen Rolle auf die kalte Scheibe im wesentlichen durch Strahlung vonstatten geht und für die Strahlung der durch das Hinterdrehen partiell erhaltene geringfügige Spalt zwischen Scheibenunterfläche und Rollenmaterial belanglos ist. Das Eindringen von SO₃ in den Ofen ist aus gesundheitlichen Gründen, aus Gründen des Umweltschutzes und der Korrosionsvermeidung äußerst fragwürdig. Es besteht daher die Aufgabe, mit anderen Mitteln die Verformung der Scheibe aufgrund des starken und unkontrollierbaren Wärmeübergangs von unten zu vermeiden.

Eine Möglichkeit, die sich bei Durchlauföfen bewährt hat, wird von der Firma Otto Junker GmbH, D-5107 Simmerath, angewendet. Es handelt sich hierbei um Heizelemente in der Ofendecke, deren Abstand zum Glas mechanisch verstellt, also verringert werden kann. Auf diese Art und Weise kann der insbesondere im Mittelbereich der Scheibe starke Wärmeschock durch die Rollen von der Oberseite mehr oder weniger ausgeglichen werden. Nachteilig ist allerdings, daß nur eine symmetrische Belegung eines solchen Ofens mit Glasscheiben möglich ist und daß zudem dieses Verfahren auch nur sinnvoll bei Durchlauföfen Anwendung findet, da bei einem Reversierofen auch der von der Scheibe beim Reversieren freigegebene Mittelbereich der Rollen durch die näher zur Scheibe hin verstellten Heizelemente stärker bestrahlt wird.

Es besteht nun die Aufgabe, eine Lösung zu finden, welche diese erwähnten Nachteile vermeidet. Diese Lösung wird mit der Steuerung eines elektrisch beheizten Rollenherdofens für plane Glasscheiben nach der vorliegenden Erfindung geboten. Bei dieser Steuerung wird die starke Erwärmung der Scheibe von unten, dem Scheibenformat und der Scheibenbewegung angepaßt und durch entsprechende Aktivierung der oberen Heizelemente ausgeglichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigt

Fig. 2 einen vereinfachten Längsmittelschnitt eines Rollenherdofens mit Aufgabetisch,

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht von unten auf die Heizzonen in der oberen Hälfte einer Ofenkammer mit den einprojizierten Umrissen einer Glasscheibe,

Fig. 3 die Anordnung der Schalterleiste zur Erfassung der Scheibenabmessungen zwischen zwei Rollen des Aufgabetisches in vereinfachter perspektivischer Darstellung.

Die Glasscheibe (1) liegt auf den Rollen (2) des Aufgabetisches (3) auf. Ihre genaue Position ist durch das Anliegen der Scheibenunterkante am Anschlag (4) definiert. Wenn die Scheibe (1) in Richtung des Bewegungspfeils (5) in den Ofen (6) einläuft, passiert sie die in den Aufgabetisch zwischen zwei Rollen eingebrachte Schalterleiste (7). Der Ofen (6) hat in seiner oberen Hälfte und in seiner unteren Hälfte oberhalb der Ofenrolle (15) Heizelemente (10o) bzw. (10u), denen die Temperaturmeßstellen (11o) und (11u) zugeordnet sind. Im Längsmittelschnitt des Ofens in Fig. 1 sind beispielsweise über die Ofenkammerlänge 4 Heizzonen zu erkennen. Die Heizzonen bestehen aus einer Parallelschaltung von Heizwendeln (12). Die Ausbildung der Heizelemente als Heizwendeln ist recht günstig, da sich damit Heizelemente mit geringer thermischer Zeitkonstante erzielen lassen. Natürlich können auch andere Heizelemente, die im Hinblick auf ihre geringe Zeitkonstante den Anforderungen der beschriebenen Steuerung entsprechen, verwendet werden. Wie aus der Ansicht von unten auf die obere Hälfte der Ofenkammer in Fig. 2 zu ersehen ist, haben die Heizzonen in der Mitte der Arbeitsbreite des Ofens 2 Heizelemente, die diesen Zonen benachbarten 3 und die äußeren Heizzonen 4 Heizelemente. Wenn die Aufgabenstellung des Ofens eine andere Aufteilung erfordert, ist natürlich auch eine andere Verteilung möglich. In die Ansicht auf die Heizelemente in Fig. 2 ist noch der Umriß einer Glasscheibe (1) einprojeziert. Durch die gestrichelt umrandeten Bereiche (1 RV) vor und (1 RH) hinter der für die Mittellage einprojezierten Scheibe (1) sind noch die Flächen angedeutet, die von der Scheibe beim Reversieren überstrichen werden, falls sie im Ofen die durch den Doppelpfeil (15) dargestellte Reversierbewegung ausführt.

Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, spielt es keine Rolle, ob die Scheibe genau symmetrisch zur Mittellinie in den Ofen eingebracht wird. Ebenso ist es möglich, eine symmetrisch oder unsymmetrisch in den Ofen eingebrachte Scheibe in einem bestimmten Bereich besonders stark zu erwärmen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll oder gar erforderlich, wenn die Scheibe nach erfolgter Erwärmung gerade in diesem Bereich eine besondere Biegung erfahren soll. Für die Anwendung eines Ofens als zum Erwärmen zu biegender Scheiben empfiehlt sich das gleiche System wie in der oberen Hälfte des Ofens auch für die untere Hälfte des Ofens. Es werden dann zwar, insbesondere bei geringen Rollenteilungen, von der Unterseite her vor allem die Rollen lokal stärker erwärmt, diese lokal stärkere Erwärmung der Rollen unterstützt aber die gewünschte partiell stärkere Erwärmung der Scheiben.

Die Erfassung der Scheibe erfolgt beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt durch eine Schalterleiste. Diese Schalterleiste besteht bei der in der Figur stark schematisierten Ausführungsform in einer Leiste von berührungslosen Schaltern, z. B. Reflexionslichtschranken. Diese Schalter können entweder in einer sehr engen Teilung angeordnet sein oder - je nach Produktionsvorgang - verschieblich und justierbar montiert werden. Von der Vorderkante der Scheibe werden die Schalter betätigt. Die Abschaltung erfolgt durch die Hinterkante. Wenn die Vorderkante nicht gerade ist, wie in der Figur dargestellt, so wird dies bei einer der Scheibenform entsprechenden Verteilung der Schalter von der Schalterleiste erfaßt. Da die Steuerung die Vortriebsgeschwindigkeit erfaßt und auswertet, kann aus der Schaltzeit in Verbindung mit der Vortriebsgeschwindigkeit die Scheibenlänge aus der Beziehung Geschwindigkeit ×Zeit=Weg auf einfachste Weise höchst zuverlässig bestimmt werden. Der auf diese Weise erfaßten Scheibenform wird bei einem Reversierofen die Reversierbewegung angepaßt. Parallel zur Reversierbewegung können dann, wie beschrieben, die Heizelemente gesteuert bzw. geschaltet werden. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung eine individuell der Scheibenform und/ oder dem jeweiligen Produktionsvorgang automatisch angepaßte Erwärmung.

Claims (10)

1. Steuerung eines elektrisch beheizten Rollenherdofens für plane Glasscheiben mit in der Länge und der Breite der Ofenkammer unterteilten Heizzonen oberhalb und unterhalb des Rollenherdes mit separaten Temperaturmeßstellen für die Heizzonen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) der Zollwert für die Temperatur der Heizzonen im Bereich oberhalb der Scheibe wird höher gewählt als für diejenigen Heizzonen, welche die Scheibe nicht direkt beaufschlagen,
• b) abhängig von der Erwärmung der Scheibe wird die Sollwertdifferenz zwischen den die Scheibe direkt von oben beaufschlagenden Heizzonen reduziert.

2. Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente eine geringe thermische Zeitkonstante haben.

3. Steuerung gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der die Scheibe nur teilweise von oben beaufschlagenden Heizzonen auf einen Wert zwischen den Sollwerten für die Heizzonen, welche die Scheibe direkt und welche sie nicht direkt beaufschlagen, eingestellt wird.

4. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei reversierender Bewegung der Scheibe auf dem Rollenherd die Sollwerte der die Scheibe direkt von oben beaufschlagenden Heizzonen entsprechend der durch die Reversierbewegung bedingten Verweilzeit der Scheibe unter diesen Zonen auf Temperaturen eingestellt wird, die zwischen den Sollwerttemperaturen der die Scheibe dauernd beaufschlagenden Heizzonen und den Sollwerttemperaturen der die Scheibe nicht direkt beaufschlagenden Heizzone liegen.

5. Steuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Heizzonen von der Ofenmitte zu den beiden Seiten hin zunimmt.

6. Steuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine unterschiedliche Größe der Heizzonen durch Zusammenfassen einer unterschiedlichen Anzahl von Heizelementen erreicht wird.

7. Steuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfassung von Heizelementen zu Heizzonen variabel ist und z. B. über Einstellungsvorgaben oder Verstellung von der Steuerung bewirkt wird.

8. Steuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Wahl der Sollwertverteilung der Heizzonen notwendige Information über die Scheibenabmessung automatisch beim Einlaufen der Scheibe in den Ofen von dem vor dem Ofen angeordneten Aufgabetisch erfaßt wird.

9. Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Scheibenabmessungen mit mindestens einer zwischen den Rollen des Aufgabetisches angeordneten Schalterleiste erfolgt.

10. Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter berührungsfrei arbeiten.