DE4020971C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Biegeofen für Glasscheiben mit mehreren aufeinanderfolgenden Heizstationen, einer Preßbiegestation und wenigstens einer Kühlstation, sowie mit einem Transportsystem für die jeweils auf einer auf einem verfahrbaren Wagen angeordneten Umfangsbiegeform liegenden Glasscheiben, bei dem die aneinandergekoppelten Wagen von einer am Ende des Biegeofens angeordneten und dort an der Wagenkette angreifenden Ziehmaschine absatzweise durch den Biegeofen gefördert werden, und mit Mitteln zum Anhalten der Wagen in der Preßbiegestation in einer gewünschten Position.

Biegeöfen für Glasscheiben, bei denen jeweils eine Umfangsbiegeform auf einem verfahrbaren Wagen angeordnet ist, die zu biegenden Glas­ scheiben auf die Umfangsbiegeform aufgelegt werden und die Wagen an­ einandergekoppelt absatzweise durch den Biegeofen gefahren werden, finden in großem Umfang Anwendung zum Biegen von Glasscheibenpaaren, die zu Verbundglasscheiben weiterverarbeitet werden. Nach Erreichen der Biegetemperatur schmiegen sich die Glasscheiben unter der Wirkung ihres Eigengewichts der Umfangsbiegeform an.

Ein Biegeofen dieser Art mit einer Preßbiegestation am Ende der Heizstrecke ist beispielsweise aus der EP 03 00 416 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Biegeofen sind als Mittel zur Positionierung eines Wagens in der Preßbiegestation ein mechanischer Schalter und eine Lichtschranke vorgesehen. Die Biegeform ist jeweils auf dem Wagen durch in den vertikalen Mittelebenen angeordnete Tragglieder so gelagert, daß durch die Wärmeausdehnung die Lage des Zentrums der Biegeform bezüglich des Wagens nicht verändert wird.

Bei dem aus der US-PS 47 78 507 bekannten Biegeofen der eingangs genannten Art wird in der Preßbiegestation zwischen der oberen Biegeform und dem die Umfangsbiegeform tragenden Wagen eine mechanische Koppelung vorgenommen, indem beim Preßbiegevorgang ein an der oberen Biegeform angeordneter Zentrierbolzen in eine an dem Wagen angeordnete Zentrier­ öffnung eingreift.

Bei einem Biegeofen der eingangs genannten Art erfolgt der taktweise Transport der aneinandergekoppelten Wagen durch den Biegeofen mit Hilfe einer taktweise arbeitenden Ziehmaschine, die am Ende des Biegeofens seitlich von diesem angeordnet ist und einen Mitnehmer aufweist, der jeweils an einem Wagen angreift. Die Hublänge des Mitnehmers entspricht jeweils der Länge eines Wagens. Zwischen dem Angriffspunkt der Ziehmaschine und der Preßbiegestation befinden sich zwangsläufig eine Reihe von Wagen, so daß die Ziehmaschine in einem erheblichen Abstand von der Preßbiegestation, das heißt von derjenigen Stelle angreift, an der die genaue Positionierung der Wagen erforderlich ist. Das führt deswegen zu erheblichen Schwierigkeiten der Positionierung in der Preßbiegestation, weil die Länge eines jeden Wagens infolge der Wärme­ ausdehnung nicht unerheblichen Schwankungen ausgesetzt ist. Berücksichtigt man, daß die Wagen eine Temperatur von 500 Grad Celsius und mehr annehmen, dann erkennt man, daß bei Temperaturänderungen die Wagenkette auf dem Weg zwischen der Preßbiegestation und der Ziehmaschine wesentlichen Längenänderungen unterworfen ist, die insgesamt bis zu etwa 20 cm betragen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Biegeofen der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Positionierung der die Umfangs­ biegeform tragenden Wagen in der Preßbiegestation mit hoher Genauigkeit und ohne mechanische Erschütterungen der Wagen erfolgt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hublänge der taktweise an der Wagenkette angreifenden Ziehmaschine zur Berücksichtigung der temperaturbedingten Längenänderung der Wagenkette zwischen dem jeweiligen Wagen in der Preßbiegekammer und dem Angriffspunkt der Ziehmaschine in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ist, und daß zur genauen Positionierung des jeweiligen Wagens in der Preßbiegekammer ein in der Preßbiegekammer angeordneter und den Antriebsmotor der Ziehmaschine ansteuernder Positionsdetektor vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Transportsystems in dem Biegeofen werden Erschütterungen der Wagen, wie sie unvermeidbar sind, wenn die Wagen in der Preßbiegestation gegen mechanische Anschläge stoßen oder wenn die Transportbewegung der Wagenkette zunächst unterbrochen und dann der innerhalb der Preßbiegestation befindliche Wagen in seine endgültige Position geschoben wird, sicher vermieden. Solche Erschütterungen können nämlich dazu führen, daß die Glasscheiben auf der Umfangsbiegeform verrutschen und/oder daß die gewünschte Endposition nicht mit der erforderlichen Genauigkeit eingenommen wird. Infolge des erfindungsgemäßen unmittelbar auf die Ziehmaschine einwirkenden Steuerkreises erfolgt eine erschütterungsfreie optimale Positionierung innerhalb der Preßbiegestation, indem unter Berücksichtigung der durch Temperaturänderungen bedingten Längenänderungen der Wagenkette die Ziehmaschine jeweils in dem Augenblick zum Stillstand gebracht wird, in dem der betreffende Wagen innerhalb der Preßbiegestation seine endgültige Position erreicht.

Als Positionsdetektoren eignen sich bekannte Vorrichtungen, sofern sie bei Temperaturen, die in der Preßbiegestation herrschen, einsetzbar sind. Beispielsweise können geeignete Lichtschranken zum Einsatz kommen. Besonders bewährt haben sich hierfür pneumatische Detektoren der Bauart, wie sie in der EP 03 48 266 beschrieben sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für einen erfin­ dungsgemäßen Biegeofen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Biegeofen in einer teilweise aufgebrochenen perspektivischen Gesamtansicht,

Fig. 1a eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1,

Fig. 2 den Positionsdetektor und die Arretierungsvorrichtung für den Wagen in der Preßbiegestation in einer Detaildarstellung und

Fig. 3 in schematischer Darstellung die Steuerschaltung für den Positioniervorgang.

Ein Biegeofen, bei dem die Erfindung Anwendung findet, umfaßt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, eine Zone A mit einer Reihe von aufeinander­ folgenden Heizstationen, eine Zone B mit einer Preßbiegestation, und eine Zone C mit einer Reihe von aufeinanderfolgenden Kühlstationen. Beispielsweise weisen bei einem Produktionsofen üblicher Kapazität die Heizzone A 5 bis 12 Heizstationen, und die Kühlzone C 5 bis 10 Kühl­ stationen auf. Der besseren Übersicht wegen sind in der Fig. 1 nur 2 Kühlstationen in der Kühlzone C dargestellt.

Biegeöfen dieser Art werden üblicherweise zum Biegen von Glasscheibenpaaren verwendet, das heißt zum Biegen von jeweils zwei aufeinanderliegenden Glasscheiben, die anschließend zu Verbundsicherheitsglasscheiben weiterverarbeitet werden.

Jedes Glasscheibenpaar 1 wird auf eine Umfangsbiegeform 2 aufgelegt, die auf einem verfahrbaren Wagen 3 angeordnet ist. Jeder verfahrbare Wagen 3 umfaßt einen auf Rädern 4 gelagerten Rahmen 5 sowie starre Stützen 6, an denen die Umfangsbiegeform 2 befestigt ist. Am vorderen und am hinteren Ende eines jeden Wagens 3 sind an dem Rahmen 5 Kopplungsglieder 7 angeordnet. Die Kopplungsglieder 7 sind so gestaltet, daß einerseits in Transportrichtung der Wagen 3 die Wagen 3 zu einer zusammenhängenden Wagenkette aneinandergekoppelt sind, bei einer Bewegung in Richtung quer zur Transportrichtung jedoch die Kopplung gelöst wird. Auf diese Weise werden die Wagen 3 am Ende des Biegeofens, nachdem die gebogenen Glasscheiben von dem Wagen entnommen sind, in Querrichtung zu einem parallel zum Biegeofen verlaufenden Schienenstrang verschoben, fahren auf diesem Schienenstrang zurück und werden in entgegengesetzter Querrichtung zum Eingang des Biegeofens zurückgeführt. Die Wagen 3 werden so im Kreislauf durch den Biegeofen geführt.

Innerhalb des Ofengehäuses 10 sind in der Heizzone A die erforderlichen Heizeinrichtungen und in der Kühlzone C gegebenenfalls erforderliche Kühleinrichtungen vorgesehen, die der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt sind. Die Wagen 3 durchlaufen das Ofengehäuse 10 auf Schienen 11. Die Bewegung der Wagenkette erfolgt taktweise, indem die Wagenkette in dem jeweiligen Arbeitstakt jeweils um die Strecke einer Wagenlänge weitergezogen wird. Die Antriebsvorrichtung für den taktweisen Vorschub umfaßt zwei Antriebsmotoren 12 mit Übersetzungsgetriebe, die jeweils eine parallel zu den Schienen 11 angeordnete Spindel 13 in Drehung versetzen. Die gesamte Antriebsvorrichtung ist hinter dem Biegeofen 10, das hießt im Kaltbereich außerhalb des Ofens, angeordnet. Von jeder Spindel 13 wird ein Schlitten 14 verfahren, an dem jeweils eine Mitnehmerklinke 15 um eine vertikale Achse 16 verschwenkbar angeordnet ist. Die Mitnehmerklinke 15 wird durch eine Feder 17 in der dargestellten Arbeitsstellung gehalten. die Mitnehmerklinken 15 greifen jeweils hinter eine Nase 18, die am Rahmen 5 eines jeden Wagens 3 angeordnet ist, und ziehen auf diese Weise die Wagenkette taktweise vor.

Ebenfalls an dem Schlitten 14 ist der Schleifer 20 eines Linearpotentiometers 21 angeordnet, und zwar parallel zu der Spindel 13. Mit Hilfe des Potentiometers 20, 21 wird die Wegstrecke gemessen, das heißt die Hublänge, die der Schlitten 14 und damit die Wagenkette bei jedem Takt zurücklegt. Die von dieser Meßeinrichtung kommenden elektrischen Signale werden über die Leitung 43 einem Prozessor 40 zugeleitet, der seinerseits den Motor 12 ansteuert und die Hublänge der Ziehmaschine regelt. Anstelle des Linearpotentiometers 20, 21 kann zur Wegmessung des Schlittens 14 oder unmittelbar der Wagenkette jede andere geeignete Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann hierfür auch ein Rotationsimpulsgeber verwendet werden, der mit der Spindel 13 gekoppelt wird.

Während in den Stationen der Heizzone A und in den Stationen der Kühlzone C eine genaue Positionierung der Wagen 3 nicht erforderlich ist, ist eine präzise Positionierung der Wagen 3 ind er Preßbiegezone B sehr wichtig. In der Preßbiegezone B ist nämlich oberhalb der Transportbahn der Glasscheiben eine Biegeform 23 angeordnet, die mit Hilfe eines Druckzylinders 24 oder einer anderen geeigneten Antriebsvorrichtung auf die auf der Umfangsbiegeform 2 liegenden Glasscheiben abgesenkt wird und die Glasscheiben gegen die Umfangsbiegeform preßt.

Wie bereits erwähnt, umfaßt der Abschnitt der Wagenkette zwischen der Preßbiegestation B und dem Angriffspunkt der Ziehvorrichtung in der Regel fünf bis zehn Wagen, das heißt, diese Strecke ist etwa 10 bis 20 m lang. Die auf dieser Strecke sich ergebenden Längenänderungen, die aus unterschiedlichen Wagenabmessungen und aus unterschiedlichen Längenausdehnungen bei den im Ofen herrschenden Arbeitstemperaturen resultieren, betragen erfahrungsgemäß bis zu 20 cm.

In der Preßbiegestation B ist, wie aus der Fig. 2 im einzelnen ersichtlich ist, innerhalb des Ofens seitlich neben der Transportbahn ein pneumatischer Positionsdetektor 27 angeordnet, der von der jeweils in der Mittelebene eines jeden Wagens 3 angeordneten Nase 18 betätigt wird. Der pneumatische Positionsdetektor 27 ist mit einem mechanischen Anschlag 28 in der Weise kombiniert, daß die den Positionsdetektor 27 bildende Düsenöffnung des metallischen Röhrchens 29 in der Mitte der Anschlagsfläche des Anschlags 28 in zur Transportrichtung der Wagenkette entgegengesetzter Richtung senkrecht zu dieser Anschlagfläche mündet. Die Strahlaustrittsöffnung des Röhrchens 29 stellt den Fühler eines pneumatischen Strahlunterbrecher-Schalters 30 dar, der bei Annäherung einer Nase 18 einen Steuerimpuls gibt, der an den Prozessor 40 weitergeleitet und für die Steuerung der Antriebsmotore 12 verwendet wird. Pneumatische Positionsdetektoren dieser Art sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der EP 03 48 266 A1 beschrieben.

Der Anschlag 28 ist am Ende einer drehbar gelagerten Welle 32 angeordnet, die durch die Seitenwand 33 des Ofens nach außen geführt ist und von dem außerhalb des Ofens gelagerten pneumatischen Zylinder 34 um 90 Grad gedreht werden kann. Durch Betätigung des Zylinders 34 kann dementsprechend der Anschlag 28 in die dargestellte obere Stellung und in eine untere Stellung verschwenkt werden, in der er den Weg für die Nase 18 und damit für den Wagen 3 freigibt. Stromaufwärts des An­ schlags 28 ist ein zweiter ebenfalls verschwenkbarer Anschlag 36 vor­ gesehen, der auf der anderen Seite gegen die Nase 18 zur Anlage kommt und der zusammen mit dem Anschlag 28 die Nase 18 und damit den Wagen 3 in seiner Endstellung in der Preßbiegestation fixiert. Dieser Anschlag 36 ist an der Welle 37 angeordnet, die ihrerseits durch die Seitenwand 33 des Ofens nach außen geführt ist und von dem pneumatischen Zylinder 38 betätigt wird. Die Zylinder 34 und 38 werden von der zentralen Steuerschaltung betätigt.

Innerhalb des Ofens ist an einer geeigneten repräsentativen Stelle ein Thermoelement 44 angeordnet. Die Signale dieses Thermoelements 44 werden über die Leitung 45 ebenfalls dem Prozessor 40 zugeführt, wo sie für die Steuerung des Motors 12 dienen.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Steuerschaltung für die Motore 12 der Ziehmaschine. Die Steuerschaltung umfaßt einen zentralen Prozessor 40, der von dem pneumatischen Detektor 27 über die Leitung 41, von einem die Hublänge der Ziehmaschine bzw. die Wegstrecke der Wagenkette messenden Potentiometer 20, 21 über die Leitung 43, und von einem die Temperatur im Durchlaufofen wiedergebenden Thermofühler 44 über die Leitung 45 angesteuert wird. Durch den Prozessor 40 wird einerseits über die Leitung 46 der Regelverstärker 47 angesteuert, der über die Leitung 48 seinerseits den Motor 12 ansteuert. Zum Regelkreis des Motors 12 gehört der mit dem Motor 12 gekoppelte Tachogenerator 49, der über die Leitung 50 mit dem Regelverstärker verbunden ist.

Von dem Prozessor 40 werden ferner der pneumatische Zylinder 34 angesteuert, der den mechanischen Anschlag 28 betätigt, sowie der pneumatische Zylinder 38, der den mechanischen Anschlag 36 betätigt.

Eine der Hauptaufgaben des Prozessors 40 besteht darin, aufgrund der von dem Thermofühler 44 gemessenen Ofentemperatur die jeweilige Längenänderung der Wagenkette zu errechnen und so den Anfangspunkt und den Endpunkt der Wegstrecke, das heißt des Hubes der Ziehmaschine, zu bestimmen. Weil mit dieser Maßnahme allein jedoch nur eine näherungsweise Positionierung der Wagen in der verhältnismäßig weit entfernten Preßbiegestation B möglich ist, werden zusätzlich der in der Preßbiegestation angeordnete beschriebene Positionsdetektor und die mechanische Verriegelung in die Steuerschaltung mit einbezogen.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Steuerschaltung ist wie folgt:

Zu Beginn eines Arbeitstaktes der Ziehmaschine wird der Schlitten 14 durch die Spindel 13 entgegen der Transportrichtung der Wagenkette bis zu einem vorgegebenen Ausgangspunkt zurückgefahren. Während dieses Rücklaufs gleitet die Mitnehmerklinke 15 durch Verschwenken um die Schwenkachse 16 über die Nase 18 an dem jeweils im Bereich der Ziehmaschine stehenden Wagen. Wenn der Schlitten 14 seinen Ausgangspunkt erreicht hat, wird die Drehrichtung des Motors 12 geändert und ein langsamer Vorwärtslauf des Schlittens 14 eingeschaltet, bis die Mit­ nehmerklinke 15 die Nase 18 erreicht hat. In dieser Stellung wird der Motor 12 abgeschaltet.

Sodann wird der pneumatische Zylinder 34 angesteuert und der Anschlag 28 abgesenkt, wodurch der Weg für die Wagenkette freigegeben wird. Unmittelbar darauf wird der Motor 12 wieder eingeschaltet, der nun den Schlitten 14 auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Kurz darauf wird der pneumatische Zylinder 34 wieder betätigt und der Anschlag 28 dadurch wieder in seine Arbeitsstellung verbracht. Der Motor 12 zieht die Wagenkette mit hoher Geschwindigkeit bis zu einem durch den Prozessor vorausberechneten Punkt, bei dem die Nase 18 des Wagens in der Preßbiegestation sich einige Zentimeter vor dem Anschlag 28 befindet. Dieser Punkt wird durch den Prozessor 40 unter Berücksichtigung der im Ofen gemessenen Temperatur berechnet. Sobald dieser Punkt erreicht ist, dessen Lage durch die Wegmeßeinrichtung 20, 21 annähernd fest­ gestellt wird, wird der Motor 12 auf langsame Geschwindigkeit umgeschaltet.

Mit dieser langsamen Geschwindigkeit bewegt sich die Wagenkette weiter, bis der im Anschlag 28 integrierte Positionsdetektor meldet, daß die Nase 18 den Anschlag 28 erreicht hat. Der in der Preßbiegestation befindliche Wagen wird durch diesen Anschlag in dieser Position blockiert. Um ein Zurückfahren des Wagens zu vermeiden, bleibt der Antriebsmotor 12 zunächst noch unter Spannung. Nun wird, ausgelöst durch den Positionsdetektor 27, der pneumatische Zylinder 38 angesteuert, wodurch der mechanische Anschlag 36 in seine Arbeitsstellung angehoben wird. Die Nase 18, und damit der Wagen innerhalb der Preßbiegestation, ist nun zwischen diesen beiden Anschlägen 28 und 36 fixiert. Der Positionierungsvorgang ist damit beendet und der Motor 12 wird abgeschaltet.

Als Antriebsmotor 12 eignet sich insbesondere ein Drehstrom- Servomotor, weil er beliebig mechanisch blockiert werden kann, ohne daß der Motor Schaden leidet.

Claims (9)

1. Biegeofen für Glasscheiben, mit mehreren aufeinanderfolgenden Heiz­ stationen, einer Preßbiegestation und wenigstens einer Kühlstation, sowie mit einem Transportsystem für die jeweils auf einer auf einem verfahrbaren Wagen angeordneten Umfangsbiegeform liegenden Glasscheiben, bei dem die zu einer Wagenkette aneinandergekoppelten Wagen von einer am Ende des Biegeofens angeordneten und dort an der Wagenkette angreifenden Ziehmaschine absatzweise durch den Biegeofen gefördert werden, und mit Mitteln zum Anhalten der Wagen in der Preßbiegestation in einer gewünschten Position, dadurch gekennzeichnet, daß die Hublänge der taktweise an der Wagenkette angreifenden Ziehmaschine zur Berücksichtigung der temperaturbedingten Längenänderung der Wagenkette im Bereich zwischen dem jeweiligen Wagen in der Preßbiegekammer und dem Angriffspunkt der Ziehmaschine in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ist, und daß zur genauen Positionierung des jeweiligen Wagens in der Preßbiegekammer ein in der Preßbiegekammer angeordneter und den Antriebsmotor der Ziehmaschine ansteuernder Positionsdetektor vorgesehen ist.

2. Biegeofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung des Angriffspunktes der Ziehmaschine an der Wagenkette und ihrer Hublänge in Abhängigkeit von der Ofentemperatur einen Prozessor (40) mit einem vorgegebenen Programm umfaßt.

3. Biegeofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Positionsdetektor innerhalb der Preßbiegekammer ein pneumatischer Strahlunterbrecherschalter (27, 30) vorgesehen ist.

4. Biegeofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meß­ strahl liefernde Düse des pneumatischen Strahlunterbrecherschalters (27, 30) entgegengesetzt zur Fahrtrichtung der Wagenkette ausgerichtet, von einer seitlich an jedem Wagen (3) angeordneten vorstehenden Nase (18) betätigbar und innerhalb eines aus dem Fahrbereich der Nase (18) herausschwenkbar angeordneten Fühlers angeordnet ist.

5. Biegeofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ver­ schwenkbar angeordnete Fühler gleichzeitig als mechanischer, die Endposition des Wagens (3) in der Preßbiegekammer bestimmender Anschlag (28) ausgebildet ist.

6. Biegeofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des mechanischen Anschlags (28) ein auf die andere Seite der Nase (18) wirkender verschwenkbarer Anschlag (36) angeordnet ist, der gemeinsam mit dem Anschlag (28) den Wagen (3) in der Preßbiegekammer in der gewünschten Endposition blockiert.

7. Biegeofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einerseits als Angriffspunkt für die Ziehmaschine und andererseits als Bezugspunkt für die Positionierung und Fixierung der Wagen (3) in der Preßbiegekammer dienende, an jedem Wagen (3) an­ geordnete Nase (18) jeweils in der Mittelebene der Wagen (3) angeordnet ist.

8. Biegeofen nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12) bei jedem Hub der Ziehmaschine von einem durch den Prozessor (40) in Abhängigkeit von der Temperatur voraus­ berechneten Punkt an, bei dem die Nase (18) des Wagens in der Preß­ biegestation sich einige Zentimeter vor dem Anschlag (28) befindet, auf eine erheblich verlangsamte Ziehgeschwindigkeit umschaltbar ist.

9. Biegeofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem gesteuerten Antriebsmotor (12) betätigte Ziehmaschine wenigstens eine parallel zur Wagenkette neben dieser angeordnete Anriebsspindel (13) und einen von der Antriebsspindel (13) betätigten und mit einer Mitnehmerklinke (15) versehenen Schlitten (14) umfaßt.