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Die Erfindung betrifft einen Rollenofen
für die Erwärmung von
Glasscheiben auf ihre Erweichungstemperatur.
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Rollenöfen zum Aufheizen von Glasscheiben sind
in verschiedenen Ausführungen
bekannt. Sie werden eingesetzt, wenn die Glasscheiben in nachgeschalteten
Anlagen gebogen oder vorgespannt werden, oder wenn auf die Glasscheiben
aufgebrachte Emailfarben eingebrannt werden sollen. Die Erwärmung der
Glasscheiben erfolgt dabei üblicherweise
durch Wärmestrahlung,
insbesondere durch elektrische Widerstandsheizungen. Die Rollenöfen können als
Durchlauföfen
ausgebildet sein oder als Öfen
mit oszillierender Bewegung der Glasscheiben.
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Wenn die Glasscheiben nicht auf beiden
Seiten sehr gleichmäßig aufgeheizt
werden, sind konvexe oder konkave Verformungen der Glasscheibe während des
Aufheizvorgangs unvermeidlich. Dabei verformt sich die Glasscheibe
auf der Seite, die stärker
erwärmt
wird, in konvexer Form. Die Gefahr derartiger Verformungen ist besonders
ausgeprägt, wenn
die Glasscheiben mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sind.
Wenn beschichtete Glasscheiben erwärmt werden, befindet sich die
beschichtete Seite in der Regel oben, da je nach Art der Beschichtung
diese sonst beim Transport auf den Rollen beschädigt werden kann. Bei den Schichten kann
es sich um Wärmestrahlen
absorbierende Schichten handeln, wie es beispielsweise bei den Einbrennfarben
der Fall ist, oder um Wärmestrahlen reflektierende
Schichten, wie sie als Wärmeschutzschichten
oder Sonnenschutzschichten zum Einsatz kommen. Während im ersten Fall die Oberseite
der Glasscheibe im Ofen durch die Strahlungswärme stärker erhitzt wird, bleibt sie
im anderen Fall deutlich kälter,
weil die Wärmestrahlung
von der Schicht reflektiert wird. Entsprechend verformen sich die
Glasscheiben in diesen Fällen
in entgegengesetzter Richtung.
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Da es insbesondere bei Glasscheiben
mit einer wärmereflektierenden
Oberflächenschicht schwierig
ist, die Glasscheibe mit Strahlungswärme gleichmäßig und ohne störende Durchbiegungen
zu erwärmen,
wurden Rollenöfen
mit konvektiver Erwärmung
der Glasscheiben entwickelt. Derartige Konvektionsöfen sind
beispielsweise aus der
DE
40 10 280 A1 und aus der
DE 43 36 364 A1 bekannt.
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Die
DE 40 10 280 A1 berichtet über die
Erwärmung
beider Seiten der Scheibe durch Konvektion. Die GB 20 82 456 A berichtet über die
Erwärmung
der Glasscheiben beim Rol lentransport, wobei die Oberseiten der
besagten Scheiben einer Erwärmung
durch Leitung, Konvektion und Strahlung ausgesetzt werden, wobei
die Luft über
diesen Oberseiten in turbulenter Strömung verwirbelt wird.
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Die WO 98/03439 A, die zum Stand
der Technik gemäß Art. 54(3)
EPÜ gehört, berichtet über die
Erwärmung
der Scheibe durch Heizwiderstände, die
oberhalb und unterhalb der Scheiben angebracht sind, außerdem sind
unterhalb der Scheibe gleichmäßig Blasdüsen angebracht.
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Bei bekannten Konvektionsöfen erfolgt
die Erwärmung
der Glasscheiben auf beiden Seiten durch das Anblasen mit einem
heißem
Gas. Zu diesem Zweck sind sowohl oberhalb als auch unterhalb der
Transportebene der Glasscheiben, quer zur Bewegungsrichtung der
Glasscheiben Düsenrippen
angeordnet, die dicht oberhalb und unterhalb der Transportebene
münden.
Durch diese Düsenrippen
werden die Glasscheiben mit heißer
Luft angeblasen, die beispielsweise durch in den Strömungskanälen eingebaute
elektrische Heizregister, auf eine Temperatur bis etwa 700°C erwärmt wird.
Konvektionsöfen dieser
Art sind bezüglich
der Temperaturregelung der heißen
Blasluft verhältnismäßig flexibel.
Sie ermöglichen
auch dann eine gleichmäßige Erwärmung, wenn
die Glasscheiben auf einer Seite beschichtet sind.
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Bei Konvektionsöfen der bekannten Art sind die
Düsenrippen
im unteren Teil des Ofens zwischen den Transportrollen angeordnet,
wobei zwischen den Düsenrippen
und den Transportrollen noch ein hinreichend großer Abstand vorhanden sein
muss, um die Abströmung
der heißen
Luft zu ermöglichen.
Das hat zur Folge, dass die Transportrollen einen verhältnismäßig großen Abstand
voneinander aufweisen. Dadurch sind ebenfalls die Abstände zwischen
den tragenden Unterstützungslinien
der Transportrollen verhältnismäßig groß. Insbesondere
bei dünnen
Glasscheiben wächst
die Gefahr, dass sie sich bei Erreichen ihrer Erweichungstemperatur
unter der Wirkung ihres Eigengewichts verformen. Dennoch wird das Eigengewicht
durch die von unten gegen die Glasscheibe gerichteten Gasströme nicht
entlastet, weil die Glasscheibe auch auf der oberen Seite an den gleichen
Stellen mit dem gleichen Blasdruck angeblasen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Rollenofen für
die gleichmäßige Erwärmung der beiden
Oberflächen
von Glasscheiben zu entwickeln, der die bekannten Vorteile der konvektiven
Erwärmung
nutzt, ohne dass eine erhöhte
Gefahr einer Deformation der auf den Transportrollen liegenden Glasscheiben
unter der Wirkung ihres Eigengewichts besteht.
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Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass oberhalb der Rollenbahn quer zur Bewegungsrichtung der Glasscheiben
angeordnete Düsenrippen
zum Aufblasen von heißem
Gas vorgesehen werden, die so eine Konvektionsheizung bilden, und
unterhalb der Rollenbahn ausschließlich Heizregister für die Erwärmung der
Unterseite der Glasscheibe.
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Ein erfindungsgemäßer Rollenofen führt nicht
nur zu einer erheblichen Verbesserung der optischen Qualität der Glasscheiben
durch die Möglichkeit
einer dicht aufeinander folgenden Anordnung der Transportrollen,
sondern hat auch andere wesentliche Vorteile. Beispielsweise sind
die Herstellkosten eines solchen Ofens erheblich niedriger als die
Herstellkosten der bekannten Konvektionsöfen, da der Ofen unterhalb
der Transportrollen eine wesentlich einfachere Konstruktion und
eine wesentlich geringere Bauhöhe
aufweist. Auch die Montagekosten für den erfindungsgemäßen Ofen
verringern sich beträchtlich,
da wegen der geringen Bauhöhe
der Unterschale des Ofens keine Grube im Boden der Fabrikationshalle
mehr erforderlich ist, sondern der Ofen oberhalb des Bodenniveaus
auf einem geeigneten Fundament oder einer geeigneten Tragkonstruktion aufgestellt
werden kann. Damit sind die Investitionskosten eines erfindungsgemäßen Ofens
insgesamt deutlich günstiger
als bei den bekannten Konvektionsöfen Gemäß einer ersten Ausführungsform
sind Ventilatoren, die mit Antriebsmotoren außerhalb des Ofens verbunden
sind, an den inneren Seitenwänden des
Ofens angebracht.
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Nach einer anderen Ausführungsform,
die besonders an Durchlauföfen
angepasst ist, sind die Ventilatoren auf dem Niveau der Dach-Wölbung angebracht,
das heißt
seitlich oberhalb des Rollenbetts und vorzugsweise entlang einer
mittleren Achse parallel zum Rollenbett.
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Gemäß dieser Ausführung führt die
sehr symmetrische Anordnung der Ventilatoren mitten im Ofen zu einem
einheitlicheren und gleichmäßigeren Ansaugen
im Ofenraum. Zusätzlich
sind die mit den Ventilatoren verbundenen Antriebsmotoren auch oberhalb
des Ofens platziert, was, in Bezug auf die erste Realisierungsmöglichkeit,
einen geringeren Platzbedarf entlang der Längsseite des Ofens ermöglicht.
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Andererseits bietet diese zweite
Ausführungsform
der Erfindung mehr Platz für
die Anbringung der Widerstände
in den das Gas führenden
Kanälen.
Auf diese Art und Weise ist es möglich,
das Gas auf einer viel kürzeren
Distanz wiederzuerwärmen.
Dieser Vorteil kann die Schaffung eines kontrollierten Temperatur-Gradienten
in der Länge
des Ofens ermöglichen;
es ist tatsächlich
möglich,
durch diese Ausführung,
die Düsen,
die unter einem Ventilator platziert sind und die die Temperatur
steuern(kontrollieren), direkt zu versorgen, wobei die Temperatur
des Gases, das zur Gesamtheit der Düsen des Ofens kommt, ebenfalls
gesteuert (kontrolliert) werden kann. Ein solcher Temperatur-Gradient auf
der Länge
des Ofens kann besonders bei Durchlauföfen sehr (gefragt) erwünscht sein.
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Ein Ausführungsbeispiel für einen
erfindungsgemäßen Ofen
wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Von den Zeichnungen
zeigt
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1 einen
senkrechten Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Rollenofen,
und
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 1.
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Da der Aufbau sowohl von Konvektionsöfen als
auch von Strahlungsöfen
grundsätzlich
bekannt ist, braucht auf die Konstruktionsdetails eines erfindungsgemäßen Ofens
im einzelnen nicht eingegangen zu werden.
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Wie es aus den Zeichnungen hervorgeht, umfasst
ein erfindungsgemäßer Rollenofen
ein Unterteil 1 und ein Oberteil 10. An dem Unterteil 1 sind außerhalb
des beheizten Ofenraums geeignete Lager 2 vorgesehen, in
denen die Transportwellen 3 in möglichst geringem Abstand voneinander
gelagert sind. Die Transportwellen 3 werden mit Hilfe nicht dargestellter
Vorrichtungen angetrieben. Wenn der Ofen als Durchlaufofen vorgesehen
ist, erfolgt der Antrieb der Transportwellen 3 kontinuierlich
in dem gleichen Drehsinn. Öfen
mit geringerer Kapazität sind
häufig
mit einem Rollenantrieb mit wechselnder Drehrichtung versehen, so
dass die Glasscheiben innerhalb des Ofens eine oszillierende Bewegung
ausführen
und dadurch der Ofen eine wesentlich geringere Baulänge aufweisen
kann.
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Im Unterteil 1 des Ofens
sind elektrische Heizwiderstände 5,
beispielsweise in Form von Heizwendeln, in der erforderlichen Anzahl
angeordnet. Mit Hilfe dieser elektrischen Widerstände 5 wird die
Unterseite der Glasscheibe 6 allein durch Strahlungsenergie
erhitzt, und zwar zum Teil unmittelbar durch den direkten Strahlungsanteil,
der zwischen den Transportwellen 3 unmittelbar auf die
Glasscheibe auftrifft, und zum größeren Teil durch die von den erhitzten
Transportwellen 3 ausgehende Sekundärstrahlung bzw. durch den unmittelbaren
Kontakt der Glasscheibe mit den erhitzten Transportwellen 3.
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Im Gegensatz dazu erfolgt im Oberteil 10 des Ofens
die Erwärmung
der oberen Seite der Glasscheibe 6 ausschließlich durch
Konvektion, indem heißes
Gas auf die Glasscheibe geblasen wird. Zu diesem Zweck sind über die
gesamte Länge
des Ofens quer zur Transportrichtung der Glasscheiben, das heißt parallel
zu den Transportwellen 3, Düsenrippen 12, 13 angeordnet,
die über
Verteilerkanäle 14 bzw. 15 mit
etwa 650 bis 700 °C
erwärmter
Luft versorgt werden.
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Zum Zweck einer guten Durchmischung
der heißen
Luft und der Erreichung einer gleichmäßigen Temperatur sind in Längsrichtung
des Ofens zwei Gruppen von Düsenrippen 12 und 13 vorgesehen. Während die
Düsenrippen 12 über den
Verteilerkanal 14 von einem Ventilator 17 mit
heißer
Luft versorgt werden, der in der Nähe des hinteren Endes des Ofens
innerhalb des Ofenraums angeordnet ist, werden die Düsenrippen 13 über den
Verteilerkanal 15 und einen Ventilator 18 mit
heißer
Luft versorgt, der seinerseits auf der dem Ventilator 17 entgegengesetzten
Seite des Ofens und in der Nähe
vom vorderen Ende des Ofens angeordnet ist.
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Die Erwärmung der Luft erfolgt innerhalb
der Verteilerkanäle
14 und
15 durch
geeignete Heizregister
20,
21. Die Antriebsmotoren
22,
23 für die Ventilatoren
17,
18 sind
selbstverständlich
außerhalb
des heißen
Ofenraums angeordnet. Als Ventilatoren eignen sich sowohl Radiallüfter, wie
sie in den Zeichnungen dargestellt sind, als auch Querstromventilatoren. Bei
Verwendung von Querstromventilatoren ist die Anordnung im wesentlichen
so zu treffen, wie es in der
DE 43 36 364 A1 beschrieben ist.
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Selbstverständlich umfasst der Ofen darüber hinaus
die üblichen
Einrichtungen zur Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Heizwiderstände 5, 20, 21 und
der Ventilatoren 17, 18, um entsprechend den jeweiligen
Anforderungen eine möglichst
gleichmäßige Erwärmung der
Glasscheiben zu gewährleisten.
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtungen sind zweckmäßigerweise so ausgebildet,
dass sie voneinander unabhängig
sind, so dass sie je nach den gewünschten Anforderungen auch
eine unterschiedliche Beaufschlagung der Oberseite und der Unterseite
der Glasscheiben mit der Wärmeenergie
ermöglichen.