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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen oder Tempern von Platten, insbesondere
Glasplatten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Kühlen oder Tempern von Platten und ist insbesondere für die Behandlung von Glasplatten
geeignet.
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Bei den bekannten Kühl- bzw. Temperverfahren liefen die zu behandelnden
Platten einzeln in Richtung ihrer Ebene durch schmale, sehr lange Kammern. Diese
bekannten Verfahren besaßen aber erhebliche Nachteile, da der Raumbedarf ungewöhnlich
groß war und die beim Abkühlen der Platten frei werdende Wärme ungenutzt abgestrahlt
wurde. Die nach den bekannten Verfahren arbeitenden Kühl- oder Temperöfen waren
daher äußerst unwirtschaftlich.
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Durch Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung
werden die Nachteile der bekannten Methoden vollständig vermieden und zudem noch
- weitere beträchtliche Vorteile erzielt. -Das Verfahren zum Kühlen oder Tempern
von Platten, insbesondere Glasplatten, nach der Erfindung besteht im wesentlichen
darin, daß die Platten in Richtung ihrer Flächennormalen fortbewegt und während
dieses Bewegungsvorganges zur Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme geeignete, vorzugsweise
zu einem System vereinigte flächenförmige Temperierelemente periodisch, in die zwischen
den Platten befindlichen Zwischenräume ein- und aasgeschoben werden.
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In weiterer Ausbildung dieses Verfahrens wird die Fortbewegung der
Platten während -der Zeiträume, in welchen die Temperierelemente eingeschoben sind,
zweckmäßig bis zum Stillstand gehemmt.
Dadurch, daß erfindungsgemäß
die zu behandelnden Platten nicht mehr wie bisher in der Längsrichtung aneinanderstoßen,
sondern sich mit den Flächen gegenüberstehen, wird der Raumbedarf naturgemäß stark
vermindert. Der besondere Wert der Erfindung liegt aber darin, daß die bei der Kühlung
von den Platten abgestrahlte Wärme von °.n Temperierelementen aufgenommen wird und
dadurch nicht verlorengeht.
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Zweckmäßig und in manchen Fällen erforderlich ist es, einzelnen Temperierelementen
von außen Wärme zuzuführen. Auch ist es günstig, zur Erhöhung der Luftzirkulation
zwischen den Platten und den Temperierelementen diesen eine Relativbewegung zueinander
mit einer kleinen Amplitude zu erteilen.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
in einem Ausführungsbeispiel schematisch Fig. i eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
in Aufsicht, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. i im Schnitt A-A,
Fig.3 ein einzelnes Temperaturelement im Schnitt, Fig. 4 ein Heizelement im Schnitt
B-B der Fig. i. Wie die Fig. i und 2 erkennen lassen, besitzt die Vorrichtung eine
Fördereinrichtung, welche aus der Förderkette i und den Führungs- bzw. Antriebsrädern
2 besteht. Die zu behandelnden Platten P werden in die Rahmen 3 eingesetzt und sind
dadurch mit Hilfe der Rollen 4 auf der Schiene 5 in Richtung ihrer Flächennormalen
verschiebbar gelagert. Mit Hilfe der an der Förderkette i angebrachten Mitnehmer
6 werden die Rahmen 3 und damit die zu behandelnden Platten P fortbewegt.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in den Temperierelementen
7, welche zu einem System vereinigt auf einem Wagen angeordnet sind, der seinerseits
vermittels der Rollen 8 auf den Schienen g derart beweglich ist, daß die Temperierelemente
in die Zwischenräume zwischen die Platten P ein- und ausschiebbar sind.
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Jedes der Temperierelemente 7 besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel
aus einem gegenläufig angeordneten Rohrsystem (Fig.3). Erfindungsgemäß sind die
Rohrsysteme aller Temperierelemente 7 derart miteinander verbunden, daß mittels
eines (nicht dargestellten) Gebläses oder einer Pumpe ein Gas- oder Flüssigkeitsstrom
fortlaufend durch alle Temperierelemente hindurchführbar ist, Den annähernd in der
Mitte des Systems liegenden Temperierelementen wird mittels der Heizvorrichtungen
io von außen Wärme zugeführt. Als Heizvor,ichtungen könnten, wie Fig. 4 zeigt, flächenhaft
au,3eebildete, elektrisch beheizte Heißleiter, z. B. Drahtspiralen, dienen. Mit
Hilfe des Regeltransformators i i kann die Heizspannung und damit die den Temperierelementen
7 zugeführte Wärme nach Bedarf eingestellt werden.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgende.
Die Förderkette i wird in Betrieb gesetzt, so daß diese sich zusammen mit den von
ihr mitgenommenen Rahmen 3 in Pfeilrichtung fortbewegt. Die zu behandelnden Platten
P werden am Eintrittsende X in die Rahmen 3 eingehängt und wandern damit nacheinander
in Richtung ihrer Flächennormalen durch das Gehäuse i2 bis zum Austrittsende Y der
Vorrichtung.
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Das ganze System der Temperierelemente 7 wird nun quer zur Förderrichtung
der Platten P hin und her bewegt und diese Bewegung derart auf die Förderbewegung
der Platten P abgestimmt, daß beim jedesmaligen Ein- und Ausschieben die Platten
um einen Plattenabstand weiter gewandert sind. Zweckmäßig wird die Fortbewegung
der Platten während der Zeiträume, in welchen die Temperierelemente eingeschoben
sind, gegebenenfalls bis zum Stillstand, gehemmt.
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Auf diese Weise erfolgt ein wirkungsvoller Wärmeaustausch zwischen
Platten und Temperierelem-enten. Erfindungsgemäß durchläuft ein Gas-, beispielsweise
ein Luftstrom nacheinander alle Temperierelemente, so daß von der abgestrahlten
Wärme der Platten P .der Luftstrom im ersten Temperierelement 7 um einen gewissen
Betrag erwärmt wird, so erwärmt in das zweite Temperierelement eintritt und dort
wiederum erhitzt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, so daß durch geeignete Bemessung
der Stärke des Luftstromes erreicht wird, daß die Temperaturdifferen:-zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Temperierelementen von einer bestimmten Stellung im System
an praktisch konstant ist. Hierdurch nimmt die Temperatur der zu kühlenden Platten
in gleicher arithmetischer Progression ab.
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Dieser Vorgang wird durch die nachstehende Tabelle näher erläutert.
| Kühlelement |
| Mittel Platten- Platte -- mittl. |
| Nr- zweier temperatur Element |
| Temp. Nach- |
| barn Anfang ( Ende Anfang Ende - |
| 1 20 |
| 20 26 50 30 6 |
| 2 20 |
| 40 50 go 50 To |
| 3 60 |
| 8o go 130 50 10 |
| 4 loo |
| 120 13o 170 50 1o |
| 5 140 |
| 16o 170 21o 50 To |
| 6 18o |
| 200 2i0 250 50 1o |
| 7 220 |
| 24o 25o 290 50 To |
| 8 26o |
| 28o 290 330 5o To |
| g- 300 |
| 320 33o 37o 5o To |
| To 340 |
| 36o 370 |
| 1i 38o |
Gemäß dieser Aufstellung ist angenommen, daß vom zweiten Temperierelement
an, die Temperaturdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Temperierelementen
q.0° beträgt.
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Die Wärmeabgabe einer Platte und damit ihr Temperaturrückgang während
einer Periode ist nun proportional der Differenz zwischen der Temperatur dieser
Platte und dem Mittel der Temperaturen der benachbarten Temperierelemente. (Vgl.
Spalte 6 und 7). Diese Differenz beträgt zu Beginn der Periode bei einem angeführten
Beispiel 5o°, am Ende io° mit Ausnahme der ersten Platte. Dort ist sie zu Beginn
30°, sie muß also am Ende noch 6° betragen. Da die Wärmeabgabe bei dem gewählten
linearen Temperaturanstieg für die einzelnen Platten gleich groß ist, muß jedes
Paar von benachbarten Temperierelementen mit Ausnahme der ersten die gleiche Wärmemenge
abführen. Dies ist offenbar der Fall, wenn der gleiche kühlende Luftstrom die betreffenden
Temperierelemente hintereinander durchströmt. Nur die beiden ersten Temperierelemente
müssen zusätzlich gekühlt werden, damit sie die geforderte tiefe Temperatur von
2o° laufend beibehalten. Diese Kühlung erfolgt zweckmäßig durch Wasser.
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Von besonderer Bedeutung sind das Verfahren und die Vorrichtung gemäß
der Erfindung auch dann, wenn es sich darum handelt, ursprünglich kalte Platten
einer Temperung zu unterwerfen. Es ist dann nämlich möglich, die Wärme der aus dem
innersten Temperierelement ausströmenden bereits sehr warmen Luft, dazu zu'verwenden,
die Platten vorzuwärmen. Zu diesem Zweck werden annähernd in der Mitte des Systems
eines oder mehrere Temperierelemente 7 mittels der Heizvorrichtung io von außen
beheizt. Da die zugeführte Wärme von der durch die Temperierelemente strömenden
erhitzten Luft weiterbefördert wird, kühlt sich die Luft von Temperierelement zu
Temperierelement nach und nach ab und tritt schließlich aus dem letzten Temperierelement
kalt aus.
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Die zu behandelnden Platten werden bei jedem Fortschreiten zwischen
zwei Temperierelementen 7, bis sie in das Gebiet -der Heizvorrichtungen io kommen,
immer stärker erhitzt. Ist diese Zone durchschritten, so geben die Platten ihre
Wärme wieder an das System von Temperierelementen ab, so daß ein großer Teil der
Wärmeenergie wiedergewonnen wird.
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Es ist verständlich, daß durch Anwendung der Erfindung zum Tempern
gegenüber den bekannten Konstruktionen und Verfahren nur ein Bruchteil an Wärmeenergie
benötigt wird.