DE975079C

DE975079C - Verfahren zur Herstellung von Doppelisolierglasscheiben

Info

Publication number: DE975079C
Application number: DED15036A
Authority: DE
Inventors: Roderich Dipl-Ing Graeff; Rembert Dr Ramsauer
Original assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1953-05-10
Filing date: 1953-05-10
Publication date: 1961-08-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Doppelisolierglasscheiben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Abstand voneinander angeordneten, am Rand miteinander verschweißten Doppelglasscheiben. Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung derartiger Doppelglasscheiben bekanntgeworden, darunter auch solche, die eine Verschweißung oder Verschmelzung der Ränder der sie bildenden Scheibenpaare vorschlagen. Diese Verfahren können jedoch nicht ohne weiteres an einem sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorwärts bewegenden Fließband ausgeführt werden. Außerdem sind zur Herstellung der Scheiben für jedes Scheibenformat gesondert anzufertigende Formungsschalen notwendig. In einem Teil der vorgeschlagenen Verfahren werden die zu verschmelzenden Scheiben als Ganzes über den Erweichungspunkt des Glases hinaus erhitzt, wobei es schwierig ist, die Ebenflächigkeit der verwendeten Glasscheiben zu erhalten oder wiederherzustellen.
Gemäß einem bereits bekannten Vorschlag soll bei der Herstellung von Doppelglasscheiben so verfahren werden, daß zwei in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete Glasscheiben am Rande fortlaufend miteinander verschweißt werden, wobei die Abstandshalterung durch Abstandshalter erfolgt, die bei der schrittweise fortschreitenden Randverschweißung aus dem Raum zwischen den Scheiben herausbewegt werden. Bei diesem Verfahren wird der Deformierung der Glasscheiben also dadurch entgegengewirkt, daß nicht der gesamte Scheibenrand, sondern nur jeweils ein Teil des Randes der Glasscheiben auf die Verschweißungstemperatur gebracht wird, worauf die Scheiben an diesen erhitzten Teilen verschweißt werden. Auch hierbei ergeben sich aber noch Schwierigkeiten, weil das bekannte Verfahren eine verhältnismäßig starke Erweichung der Scheiben an der Verschweißungsstelle erfordert, um eine gute Verschweißung zu erreichen. Man war bei diesem Verfahren weiter genötigt, die Scheiben bei dem Verschweißungsvorgang relativ zu der Verschweißungsvorrichtung überaus vorsichtig zu bewegen und sie daher auf besonderen, der jeweiligen Scheibengröße angepaßten Schlitten anzuordnen, wodurch bei der Herstellung der Doppelglasscheiben ein schnelles Wechseln des jeweils hergestellten Scheibenformats unmöglich gemacht wird.
Weiter ist bereits vorgeschlagen worden, erweichte Glastafeln, wie sie aus dem Schmelzprozeß gezogen werden, durch Walzen zur Herstellung von Doppelglasscheiben zusammenzuarbeiten. Doch handelt es sich hier nicht um das Zusammenarbeiten der Ränder von fertigen Glastafeln zur Herstellung von Doppelglasscheiben gemäß der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird demgegenüber bei der Herstellung der Doppelglasscheiben in der Weise gearbeitet, daß die miteinander zu vereinigenden Einzelscheiben durch zwischen den aufgetemperten Scheiben, jedoch außerhalb der Verschweißungszone angeordnete Abstandshalter in dem erforderlichen Abstand gehalten und zum Verschweißen relativ zu einer Verschweißungsv orrichtung bewegt werden, die jeweils nur einen verhältnismäßig kleinen Bereich der zu vereinigenden Scheibenränder bis über die Erweichungstemperatur erhitzt, wobei die Scheibenränder durch zwei Walzen zusammengearbeitet werden, die auf den beiden Außenseiten der zu vereinigenden Scheibenränder angreifen und diese zusammenpressen.
Es gelingt auf diese Weise, unter Vermeidung des bei der Herstellung derartiger Doppelglasscheiben bisher erforderlichen großen apparativen Aufwands, spannungsfreie Doppelglasscheiben jeden gewünschten Formats herzustellen. Da die zu vereinigenden Einzelscheiben nur am Rande schrittweise über den Erweichungspunkt erwärmt werden, bleibt dabei die ursprüngliche gute Ebenflächigkeit der Scheiben voll erhalten. Das neue Verfahren läßt sich dabei leicht durch Regelung der Relativgeschwindigkeit von Scheibe und Schweißvorrichtung sowie durch Einstellung der Schweißtemperatur steuern und beispielsweise auf wechselnde Glasdicken und Glassorten einstellen. Weiter kann die Ausgestaltung und Breite des Schweißrandes der vorgesehenen Rahmungsart angepaßt werden.
Bei der Herstellung der Scheiben werden diese entweder gegen eine feststehende Verschweißungseinrichtung oder die Verschweißungseinrichtung gegen die feststehenden Scheiben bewegt. Die eine Walze der Verschweißungsvorrichtung arbeitet dabei vorzugsweise in der Ebene der Außenfläche der einen Scheibe, während die einstellbare Gegenwalze gegenüber der Außenfläche der zweiten Scheibe derart versetzt ist, daß sie die zweite Scheibe nach der ersten Scheibe zu abbördelt und dann mit dieser zusammenarbeitet.
Die untere Walze kann auch, vorzugsweise bei relativ zur Verschweißungseinrichtung fest angeordneten Abstandshaltern, durch eine feste, zur Abstützung der Scheibe nach Beendigung der Randenvärmung dienende Unterlage ausgetauscht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Verschweißungseinrichtung auch aus einem oder mehreren den oberen Scheibenrand oder beide Scheibenränder aufheizenden Brennern, einer anschließenden Walze oder einem anschließenden Walzenpaar zum Abbördeln des oder der Scheibenränder, nachfolgenden Brennern zum Erwärmen beider Scheibenränder und gegebenenfalls einem abschließenden Walzenpaar zur Führung und/oder zum Zusammenarbeiten der Scheibenränder bestehen.
Die mechanische Abstandshalterung kann im einfachsten Fall aus einer Reihe von in bestimmten Abständen zwischen den Scheiben angeordneten bekannten Abstandsklötzen aus einem hinreichend temperaturbeständigen Material bestehen, die im geeigneten Augenblick vor dem Verschweißen entfernt werden. Die mechanische Abstandshalterung ist dabei vorzugsweise an dem die Scheibe tragenden Transportschlitten befestigt und bewegt sich mit diesem Schlitten und den daraufliegenden Scheiben relativ zur Verschweißungseinrichtung, wobei die Abstandshaltung durch eine geeignete Ausklinkvorrichtung kurz vor der Verschweißungseinrichtung automatisch entfernt wird. Die Abstandshaltung kann aber auch fest mit der Verschweißungseinrichtung verbunden sein, so daß die zu verschweißenden Scheiben über eine mechanische Abstandshaltung hinweg, beispielsweise zwei übereinander und quer zur Bewegungsrichtung des Transportbandes angeordnete Lagen dünner Walzen, auf die Verschweißungseinrichtung zu und an ihr vorbei geführt werden.
Zur Erleichterung des Verschw eißens kann außerdem zwischen die zu verschweißenden Ränder ein niedriger als die Glasscheiben schmelzendes Glaslot mit gleicher Wärmeausdehnung wie die Scheiben eingebracht werden.
Die Umdrehung der Walzen zur Zusammenarbeitung der Scheibenränder erfolgt entweder infolge der Reibung zwischen Glas und Walzen oder durch zwangläufigen Antrieb der Walzen von außen, gegebenenfalls durch Kupplung mit den Antriebsmitteln des die Scheiben bewegenden Transportmittels. Infolge des neuen Verfahrens ist es möglich, Doppelscheiben mit gerändelten, miteinander verschweißten Kanten herzustellen, indem man zum Verschweißen gerändelte Walzen verwendet.
Die Doppelscheiben können beispielsweise in der Weise rundum verschweißt werden, daß sich, nach dem Einbringen der mechanischen Mittel zur Abstandshaltung, zunächst eine Kante an einem Schweißaggregat vorbeibewegt und verschweißt wird, wobei die mechanische Abstandshaltung jeweils kurz vor dem Eintritt der abgestützten Stelle in die Brenner automatisch entfernt wird. In gleicher Weise können jeweils, gegebenenfalls nach einer Drehung der Scheibe um 9o°, nach Beendigung der Verschmelzung einer Kante die übrigen drei Kanten verschweißt werden. Vorzugsweise wird jedoch in der Weise gearbeitet, daß die durch mechanische Mittel in dem gewünschten gegenseitigen Abstand voneinander angeordneten Scheiben zunächst an zwei gegenüberliegenden Seiten und dann, nach Entfernung der mechanischen Abstandshalter und gegebenenfalls einer Drehung von 9o°, an den beiden verbleibenden Seiten miteinander verschweißt werden. Nach dem Entfernen der Abstandshalter werden die beiden Scheiben dann durch den in der ersten Verfahrensstufe gebildeten Rand in dem gewünschten gegenseitigen Abstand gehalten. Bei mit der Verschweißungseinrichtung fest verbundenen mechanischen Abstandshaltern werden die Scheiben vorzugsweise zunächst an zwei gegenüberliegenden Seiten verschweißt, wobei die Abstandshalter bis kurz vor der Aufheizung der Scheibenränder zwischen diesen verbleiben und hinter der Verschwei-Bungseinrichtung die bereits fertigen Schweißkanten die Abstandshaltung übernehmen. Bei der Verschwei-Bung der beiden verbleibenden Seiten übernimmt ebenfalls der fertige Rand der beiden ersten gegenüberliegenden Seiten die Abstandshaltung.
Um bei größeren Scheibenformaten ein Einsinken der beiden Scheiben, insbesondere der Scheibenmitten, zu verhindern, können die Scheiben, insbesondere die Scheibenmitten, während des Verschweißungsvorganges, vor allem nach dem Herausnehmen der Abstandshalter, durch an der Außenseite vorzugsweise der oberen Scheibe angreifende Saugvorrichtungen in dem gewünschten gegenseitigen Abstand gehalten werden. Die Scheiben «-erden vorzugsweise waagerecht liegend relativ zur Schweißvorrichtung bewegt. Es ist aber auch möglich, die Scheiben in senkrechter Lage zu verschweißen.
Es empfiehlt sich, die beiden zu verschweißenden Scheiben gleichmäßig aufzutempern, damit beide Scheiben bei Beginn des Verschweißungsvorganges die gleiche Temperatur haben und den Verschwei-Bungsvorgang selbst bei einer Temperatur oberhalb des Entspannungspunktes, aber unterhalb des Erweichungspunktes des Glases zu beenden.
Um einen Druckausgleich im Innern der zu verschweißenden Scheibe während des Abtemperns zu ermöglichen, können in die Schweißränder an einer oder mehreren Stellen, vorzugsweise an den Ecken, Kanülen, Drahtspiralen od. dgl. aus einem Metall oder Material eingebracht werden, das beim Verschweißungsvorgang nicht am Glas klebt, so daß die Kanülen, Spiralen od. dgl. nach dem Abtempern ohne Schwierigkeiten aus der Schweißkante herausgezogen werden können.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i zwei zu vereinigende Scheiben, von der Seite aus gesehen, während des Angreifens der Verschwei-Bungswalzen, Fig. 2a, 2 b und 2 c die gleichen Scheiben in einem Schnitt nach den Linien a, b und c der Fig. i, Fig.3 zwei zu vereinigende Scheiben mit einer relativ zur Verschweißungseinrichtung bewegten und automatisch vor der Verschweißungseinrichtung entfernbaren Abstandshalterung, Fig. q zwei zu vereinigende Scheiben mit einer gegenüber der Verschweißüngseinrichtung feststehenden Abstandshalterung. Bei dem neuen Verfahren werden die Scheiben i und 2 zunächst durch Dazwischenlegen an sich bekannter mechanischer Mittel 3, beispielsweise Abstandsklötze oder Zungen aus Asbest, Quarz, keramischem Material oder zunderfestem Metall od. dgl., in dem gewünschten gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet. Die Scheiben werden darauf in einem Temperofen auf eine Temperatur erwärmt, die etwas unterhalb des Erweichungspunktes des betreffenden Glases liegt.
Die Scheiben werden während des anschließenden Zusammenarbeitens und V erschweißens gegenüber einer VerschweiBungsvorrichtung relativ bewegt. Bei der in den Fig. 2a, 2 b und --c dargestellten Arbeitsweise besteht die Vorrichtung aus einem Aggregat von Brennern q., durch die eine Randzone von etwa io bis 25 mm über die Erweichungstemperatur des Glases hinaus erwärmt wird. Es müssen insbesondere diejenigen Ränder gut durchgewärmt werden, welche abgebogen werden sollen. In der Zeichnung sind drei Brenner q. zur Erwärmung der zu verschweißenden Glasränder vorgesehen, und zwar ein von der Seite angreifender Brenner und je ein von oben und unten angreifender Brenner. Es können aber auch zwei Brenner verwendet werden, die unter einem Winkel auf die Kanten der Scheibe gerichtet sind. Die Erwärmung kann auch auf beliebige andere Weise, z. B. elektrisch, vorgenommen werden. Unmittelbar hinter den Brennern befinden sich zwei Walzen 5, 6, von denen die untere Walze auf die Höhe der Unterfläche der zuunterst liegenden Scheibe i eingestellt ist, während die obere, verstellbar angeordnete Walze bis zu dem gewünschten Abstand auf die untere Walze herabgedrückt werden kann. Sobald das durch die Brenner erwärmte Glas beim langsamen Vorschub gegenüber den Walzen in deren Bereich kommt, bördelt die obere Walze das Glas der oberen Scheibe winklig ab und drückt es in noch heißem Zustand an die untere Scheibe. Der obere und der untere Scheibenrand werden dabei durch die Walzen zusammengearbeitet und miteinander verschweißt.
Die VerschweiBungseinrichtung kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß vor den Walzen zunächst nur ein oder mehrere Brenner zur Erwärmung des Randes der oberen Scheibe oder auch beider Scheiben vorgesehen sind, worauf der oder die erwärmten Scheibenränder durch eine Walze oder ein Walzenpaar abgebördelt werden. Anschließend erfolgt die Verschweißung der beiden Scheibenränder durch weitere Brenner und gegebenenfalls ein sich anschießendes Walzenpaar.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsweise werden die Scheiben i und 2 von einem mit stetigem Vorschub bewegten Transportschlitten 9 an der durch die Brenner q. gebildeten Aufheizungsvorrichtung vorbeigeführt. Als mechanische Abstandshalter dienen Zungen 3, die über ein drehbares Gestänge 7 an dem Schlitten 9 angebracht sind. In einem bestimmten Abstand vor den Brennern q. befindet sich eine Ausklinkvorrichtung 8, die eine Drehung der Abstandshaltung 3 um go° und ein Herabfallen der Zungen 3 auf den Schlitten 9 bewirkt, sobald die Ausklinkvorrichtung 8 an das winklig abgebogene untere Ende des Gestänges 7 drückt. Nach dem Ausklinken der Abstandszungen 3 werden die Scheibenränder x und 2 von den Brennern 4 der Aufheizungseinrichtung über den Erweichungspunkt hinaus erwärmt und in den nachfolgenden Walzen 5 und 6 zusammengearbeitet. In dieser Weise werden nacheinander jeweils nach einer Drehung des Schlittens g um go° alle vier Seiten miteinander verschweißt. Es können auch gleichzeitig zwei einander gegenüberliegende Seiten und nach einer einzigen Drehung des Schlittens um go° die beiden verbleibenden offenen Seiten miteinander verschweißt werden.
In Fig. 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Scheiben i und 2 gegen eine mit der Aufheizungsvorrichtung zusammen fest angeordnete mechanische Abstandshaltung bewegt werden. Die untere Scheibe i wird von der unteren Lage von Walzen To getragen, die obere Scheibe 2 von einer darüber befindlichen zweiten Lage von Walzen 1i, während die seitliche Führung der Scheiben durch Führungsrollen 12 gewährleistet wird. Die Scheiben werden von einer von oben angreifenden, mit stetigem Vorschub bewegten Transportstange 13 über die unteren Walzen To und die bis vor die Aufheizungseinrichtung reichenden Walzen 1i an die Brenner 4 gebracht, wo die Ränder über den Erweichungspunkt erwärmt und von einer oberen Walze 6 gegen eine der unteren Führungswalzen To gedrückt und auf diese Weise zusammengearbeitet werden. Nach Beendigung der Randverschweißung an zwei gegenüberliegenden Seiten übernehmen diese fertigen Ränder die Abstandshaltung, während die Scheiben durch die Transportstange 13 auf eine nicht gezeichnete Unterlage geschoben werden. Nach einer Drehung von go° werden die beiden verbleibenden Kanten verschweißt.
Durch Einlegen dünner Kanülen od. dgl. in die zu verschweißenden Ränder können Öffnungen geschaffen werden, durch welche der Druckausgleich beim Abtempern erfolgt und durch die nach dem Abtempern der Scheiben getrocknete Gase, z. B. getrocknete Luft, in die Glasscheibe eingeführt werden kann. Die Öffnungen werden schließlich mit einem wasserbeständigen Kitt abgedichtet.
Der Zwischenraum zwischen den Doppelglasscheiben kann statt durch Luft auch mit einem Strahlen absorbierenden, z. B. gefärbten Medium gefüllt werden, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem mehr oder weniger erstarrenden Kunststoff od. dgl. Weiter können die Außenseiten nach dem Verfahren der Verbundglastechnik durch Auflegen einer Deckscheibe geschützt werden.
Es ist ferner möglich, nach dem neuen Verfahren auch mehrfache Glasscheiben mit mehr als einem Luftzwischenraumherzustellen.Bei dreifachenScheiben beispielsweise wird eine mittlere Glasscheibe mit zwei äußeren Glasscheiben verschweißt, deren Ränder nach der mittleren Glasscheibe zu abgebogen sein können.
Die zu verschweißenden Scheiben können aus klarem oder farbigem oder die Wärme besonders stark absorbierendem Glas bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, die Außenflächen der Doppelscheiben oder eine Außenfläche mit einem halbdurchlässigen, temperatur-und witterungsbeständigen Belag zu versehen, der z. B. die Wärmestrahlung des Sonnenlichtes selektiv reflektiert. Bei Verwendung solcher für die Ultrarotstrahlung eine verringerte Wärmedurchlässigkeit zeigender Gläser ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Bauelement, das einerseits den konvektiven Wärmeaustausch verhindert, andererseits aber auch einen Schutz gegen zu starke Wärmeeinstrahlung bietet.

Claims

PATRNTANSPRÜCHR: i. Verfahren zum Herstellen von Doppelglasscheiben, bei dem zwei in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete Glasscheiben am Rande fortlaufend miteinander verschweißt werden, wobei die Abstandshalterung durchAbstandshalter erfolgt, die bei der fortschreitenden Randverschweißung aus dem Raum zwischen den Scheiben herausbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Erweichungstemperatur erhitzten Scheibenränder durch zwei Walzen (5, 6) zusammengearbeitet werden, die auf den beiden Außenseiten der zu vereinigenden Scheibenränder angreifen und diese zusammenpressen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der angetriebenen Anpreßwalzen (5, 6) etwa in der Ebene der Außenfläche der einen Scheibe (i) arbeitet, während die einstellbare Gegenwalze (6) gegenüber der Außenfläche der zweiten Scheibe (2) derart versetzt ist, daß sie den Rand der zweiten, gut durchgewärmten Scheibe nach der ersten Scheibe zu abbördelt und dann mit dieser zusammenarbeitet.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben während des Verschweißens relativ zu einer Verschweißungseinrichtung bewegt werden, welche aus einer den einen Scheibenrand oder beide Scheibenränder aufheizenden Heizvorrichtung, einer anschließenden Walze oder einem anschließenden Walzenpaar zum Abbördeln des oder der Scheibenränder, nachfolgenden Heizvorrichtungen zum Erhitzen beider Scheibenränder und gegebenenfalls einem abschließenden Walzenpaar zur Führung und/oder zum Zusammenarbeiten der Scheibenränder besteht.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu vereinigenden Glasscheiben auf Rollen einer fest angeordneten Verschweißungsstelle zugeführt und die Scheibenränder dort durch die Walzen (5, 6) zusammengearbeitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen Rändelwalzen verwendet werden, so daß Doppelscheiben mit gerändelten Kanten entstehen.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben, insbesondere die Scheibenmitten, während des Verschweißungsvorganges, vor allem nach dem Herausnehmen der Abstandshalter, durch an der Außenfläche, vorzugsweise der oberen Scheibe, angreifende, an sich bekannte Saugvorrichtungen gehalten werden. 7.
Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu vereinigenden Scheibenränder bei Beginn des Verschweißungsvorganges auf die gleiche Temperatur gebracht werden und daß der Verschweißungsvorgang bei einer Temperatur oberhalb der Entspannungstemperatur und unterhalb des Erweichungspunktes beendet wird. B.
Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Scheibenrändern an einer oder mehreren Stellen in an sich bekannter Weise Kanülen, Drahtspiralen od. dgl. aus einem solchen Material eingebracht werden, daß die Kanülen, Spiralen od. dgl. mit dem Glas nicht verschmelzen, sondern nach dem Abtempern aus der Scheibe herausgezogen werden können. g.
Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehrere Glasscheiben mit entsprechenden Luft- oder Gaszwischenräumen zu einem an sich bekannten Dreifachverbund miteinander verschweißt werden. io.
Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Verschweißens zwischen den zu verschweißenden Rändern in an sich bekannter Weise ein niedriger als das Glas der Glasscheibe schmelzendes Glaslot mit vorzugsweise gleicher Wärmeausdehnung wie die Scheibe gebracht wird. ii.
Verfahren nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben in senkrechter Lage miteinander verschweißt werden.
12. Doppelglasscheibe, hergestellt nach einem der Verfahren gemäß Anspruch i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die beim späteren Einbau außen angeordnete Scheibe in an sich bekannter Weise für bestimmte Wellenlängen des Lichtes undurchlässig ist, z. B. mit einer selektiv Infrarot reflektierenden Schicht oder mit einer vorzugsweise nach dem Verschweißen aufgebrachten, für bestimmte Wellenlängen undurchsichtigen Deckschicht versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 387 655, 397 742, 8oi 285, 57i i72; USA.-Patentschriften Nr. i 124 778, 1448 351, 1770 200, 2 303 897, 2 624 978, 2 624 979, 2 52i 048, 2 032 003, 2 1i6 297, 2 389 36o, 2 4i9 400, 2 398 37i, 2 336 544; belgische Patentschrift Nr. 517 794; britische Patentschrift Nr. 28 790; südafrikanische Patentschrift Nr. 17 212, S. M. Patridge, Erscheinungsort Sheffield, 1949, S. ii2. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. i oi8 595.