JP4243359B2 - ガラス板の加熱用直通炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板をそれらの曲げ加工温度及び／又は強化温度まで加熱するための炉であって、ガラス板を当該炉を通して水平位置で移送する移送装置を含む、直通炉（ｓｔｒａｉｇｈｔ−ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｕｒｎａｃｅ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板を曲げ及び／又は強化温度まで加熱するためには、ドイツ国特許出願公開第２３１９０４９号明細書から知られている被動移送ローラーから構成された移送装置を含む炉が広く使用されるに至っている。既知のこれらの直通ローラー炉では、ガラス板はおのおの、連続の円筒状移送ローラーの上部の母面によって支持される。炉の高温の終端帯域においては、ガラス板はそれらの曲げ温度に既に達していて、この結果として、ガラス板の移送速度と厚さに応じて、それらが自身の重量により移送ローラー間でわずかに曲がると、ガラス板はわずかであるとは言え光学的に憂慮すべき変形を被ることになる。この不都合は、加工処理するガラスの厚さが減少するにつれてますます重大になる。
【０００３】
これらの直通ローラー炉の場合に生じる変形を減らしあるいは防ぐために、ガラス板の下面に向かって高温空気を吹き出すノズルを移送ローラー間の移送平面の下方に取り付けることが、例えばドイツ国特許出願公開第２７４１０９８号明細書から知られている。ガラス板への重力作用の力に対抗する動圧は、この場合、ガラス板の重量の一部分を補償するだけであり、そのためローラーとガラス板との間にはなおも、ガラス板の移動を確実にするのに十分な摩擦力が残り、そのような炉でガラス板が変形する危険を完全になくすことはできないと見なされる。
【０００４】
ガラス板を均一に支持することは、高温ガス又は高温空気のための供給口を備えた支持床でガスマットレスを作り出すガス床又はエアクッションを有する炉によって達成することができる。例えばドイツ国特許出願公開第１４７１９８６号明細書又はドイツ国特許出願公告第１４３１６１５号明細書から知られている、そのような炉の場合には、ガラス板を前方へ移送するために補助装置が設けられ、それらの装置は、例えば傾けて取り付ける支持床の場合には、ガラス板の下面に作用する被動ローラーから構成され、あるいは水平に取り付けられる支持床の場合には、ガラス板の後端に作用する、鎖に取り付けた駆動要素から構成される。そのような炉にあっては、これらのガラス板の重量により引き起こされるガラス板の変形は確実に避けることができるが、これらの炉は概して非常に高価である。
【０００５】
先に述べたように、炉の高温領域での支持が不均一な結果として生じるガラス板の変形は、ガラス板が薄くなればなるほどますます重大になる。しかしながら、比較的薄いガラス板、例えば２ｍｍの、あるいはもっと薄いガラス板を、そのような薄いガラス板を合わせガラスペインにするため、特に自動車用の盗難防止側面窓ガラスにする目的で、曲げ、そして当てはまる場合には強化するという傾向が存在し、そしてそれは増大し続けている。この用途では、個々のガラス板の光学的な欠陥は合わせガラスのペイン（ｐａｎｅ）において増幅する影響を及ぼすので、個々のガラス板の光学的品質は特に重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、自身の重量の作用でガラス板が変形するのをなくすように、簡単な構造的側面の枠組みの範囲内でガラス板の表面の全体にわたりガラス板を均一に支持するのを保証する、ガラス板をそれらの曲げ加工及び／又は強化温度まで加熱するための炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、上記のタイプの炉の場合において、移送装置が炉の内部に、ガラス板のための支持面として耐熱性の膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）を、ドラムスキン（ｄｒｕｍ ｓｋｉｎ）のようにして備えた剛性のフレームをおのおのが含む一連の支持プレートを含むことによって達成される。
【０００８】
既知の直通炉においては、ガラス板は支持体に対して相対的に進むのに対して、本発明の場合には、ガラス板はそれぞれ、それらと一緒に炉内を移送される支持体上に配置される。一方において、これは、支持体に対して相対的に移動することでガラス板に表面の損傷を生じさせることがないという利点を提供する。他方において、本発明の主要な目的は、ガラス板がそれらの表面の全体でそれらを搬送する支持体上に載るということによって達成される。この場合、ガラス板を搬送する支持体は、低質量の結果として熱容量が小さく且つ熱の伝導性が良好な膜から製作される。この支持膜は、ガラス板の両側からの加熱がおよそ同じ加熱速度で起きるよう、ガラス板の下面への熱の供給に実質的に影響を与えないように設計すべきである。実際のところ、ガラス板の両側への熱の供給が困難な場合には、これらのガラス板はより加熱される方の側で他方の側よりも急速に膨張するので、結果としてガラス板に反りが生じる。
【０００９】
ガラス板の両側の完全に等しい加熱速度は、本発明による装置の助けがあっても、やっとのことで達成することができるに過ぎない。ガラス板が膜タイプの支持体上に載っていても、輻射炉においては、ガラス板の下側は上側よりも概して急速に熱くなる。これは、赤外線がガラス板の上面でよりもサポート膜の材料により多く吸収されるからであり、また熱伝導による膜からガラス板への伝熱はかなり素早く起きるからである。従って、この場合にも、ガラス板は容易に湾曲する。ところが、本発明によりこのわずかに湾曲する影響を、支持膜の張力を膜の屈曲がガラス板の曲線に対応するように選ぶことにより、支持膜の張力を生じる湾曲に合わせることによって克服することが可能である。このようにして、ガラス板自体は、それらが多かれ少なかれ湾曲するときにそれらの表面の全体にわたって均一な様式で支持されたままである。対照的に、剛質の平らな支持体の場合には、ガラス板の湾曲は、ガラス板の重量がサポートと接したままである中央の帯域により全体に支持されるという結果をもたらすであろう。しかしながら、これは必然的に、ガラス板の表面のくぼんだ変形を招き、そしてそれは後の加工処理作業中でも完全になくすことはできないであろう。
【００１０】
その上に、本発明による炉には、下流にある曲げ加工型へ加熱されたガラス板を炉の終端から移す操作が実質的に簡素化されるという本質的な利点がある。実際、通常の直通炉において、高温のガラス板を曲げ加工型の上へ移す前に、ガラス板の正確な位置決めが必要とされるとき、すなわちガラス板の所定位置への移動が正確になされること、あるいはこの代わりに、真の位置を測定する技術による検出とそれに続く移送用工具の対応する調節が必要とされるときに、この処理工程は本発明による炉の場合には不要である。本発明による移送装置においては、ガラス板は基本的に、炉内で当の支持プレートに関するその相対的な位置を変えずに維持する。とは言うものの、支持プレート自体は、正確に定められた位置でもって、簡単なやり方で、炉への入口では配置ステーションへ、そして炉の他方の端部では移送ステーションへ、適当な機械的手段により持ってくることができ、その結果ガラス板自体の位置が自動的に決定される。従って、本発明による炉の場合には、ガラス板を炉への入口で当の支持プレート上へ配置する際に、ガラス板の正確な位置決めを行うことで十分であり、その結果として炉の他端での高温のガラス板の位置決めは自動的になされる。こうして、変形温度にあるガラス板にとっては比較的困難であることが分かる位置決め操作を、炉の前方の低温の帯域で前もって行うことができ、これは製造条件のレベルでの重要な利点に相当する。
【００１１】
個々の支持プレートを載せるのとその推進は、いろいろな方法で行うことができ、例えば、個々の支持プレートをエンドレスのコンベヤチェーンに取り付け、そして上面と下面を備えたこのプレートコンベヤ全体を炉の内部に設置することが可能である。このような炉の構成は、エネルギーの面から殊に経済的である。とは言え、この代わりに、例えばスケルトンフレームを使用するタイプの曲げ加工炉において一般的であるように、支持プレートを炉の外部の閉鎖回路へ戻してもよい。
【００１２】
本発明は、一方では、水平な長手の軸線を有する炉内における、すなわち支持プレートが水平な軌道をたどってガラス板を炉の入口から炉の他方の端部へと運ぶ炉内における、これらの支持プレートの駆動を包含する。
【００１３】
本発明の一つの態様によれば、これらの支持プレートの駆動は、垂直な長手の軸線を持つ炉で、すなわち支持プレートがガラス板を本質的に垂直の軌道をたどって炉の入口からこの炉の他方の端部へと運ぶ炉で、行われる。
【００１４】
本発明のこのほかの利点と詳細は、特許請求の範囲に記載の従属項と、添付の図面を参照してなされる下記の各種の態様の例の説明とから明らかになろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示されたように、本発明による炉は、本質的に、トンネル炉１の形態をしており、ガラス板２はこの炉を矢印Ｆの向きに、水平位置で水平方向に移送され、そしてこの場合には、およそ６５０℃の曲げ加工又は強化温度に加熱される。加熱は、通常の電気加熱装置によりなされるが、これらの装置は、図を明解にするため図示していない。トンネル炉１の場合、これは更に、大部分が閉じられた炉であって、低温のガラス板の入口と加熱されたガラス板の出口のための最初の部分と最後の部分を除いて端部の壁に開口がない。移送装置の構成に応じて、この炉はその側壁に、炉の外部に設置された駆動装置につながる適当なカップリングエレメントがそこを移動する長手方向の連続のスリットを有することもできる。
【００１６】
炉を通してガラス板を移送する移送装置は、炉の長手方向に次々に配列された一連の膜状支持プレート６を含み、それらの上に平らなガラス板２が配置される。これらの膜状支持プレート６はそれぞれ、耐熱性材料の膜８をドラムスキンの形で備えた、金属の異形材から製作されたフレームから本質的に構成される。このような膜状支持プレート６の構造は、図２を参照して後で詳しく説明される。これらの膜状支持プレート６は、炉の水平方向に適当なやり方で移動可能なように、例えば、レール９の上を動く車輪（図示せず）に、搭載される。互いに隣接し合う膜状支持プレート６は、ラッチ１０により互いにつながれる。これらのラッチ１０は、膜状支持プレートの一端に軸旋回するように取付けられ、そして隣接の膜状支持プレートの相対する端部と、ガラス板が炉の最後の部分で取去られた後に膜状支持プレート６がそれらを戻すためそれらのおのおのに備えつけられたラッチ１０を上げることでつなぎが解かれるように、ラグ１１によりつながれる。膜状支持プレート６は、閉鎖回路で再び炉の入口へ戻されてから、レール９の上に配置され、そしてラッチ１０によって先行の膜プレート６につながれる。
【００１７】
図２に詳しく示されたように、各膜状支持プレート６は、異形加工された管（チューブ）又は棒から製作されたフレーム、例えば長方形のフレーム１４を含む。このフレーム１４は、図に示した例では、支持ベース１５の上に設置され、この支持ベースそのものに炉を通して移送するための適当な手段が装備される。耐熱性の布帛から作られた膜８は、フレーム１４の上に張られる。この耐熱性の布帛は、例えば、ガラス繊維布でよい。耐熱性金属繊維の製織構造体がこの目的に特に適していることが分かった。膜８は、可能な限り平らな面を形成するように張力をかけて保持されなくてはならない。もちろん、熱膨張の結果として、膜８はいくらかの張力を失い、そしてガラス板の重量の影響を受けて少したるむ。しかしなら、既に詳しく述べたように、この曲がりは、可能性のある変形に関する限りガラス板に害を及ぼさない。と言うのは、それのわずかな湾曲のために、ガラス板は全体として膜上にあり、その結果単位面積当たりの荷重は非常に均一であるからである。
【００１８】
２層の重ねた布帛から、すなわち下方の織布１７と上方の織布又はメリヤス生地１８から構成された膜構造体が、特に申し分ないことが分かった。下方の織布１７の厚さは、膜において必要な張力を保証しなくてはならず、一方、上方の織布又はメリヤス生地１８の厚さは、ガラス板のための最適な支持体を形成するように選ばれる。
【００１９】
布帛１７は、たて糸が張力をもたらす力の方向に張るようにして配置され、張力をかけられる。織布１７は、ラス（ｌａｔｈ）１９によりたて糸の端部の一方で、フレーム１４の外側側面に固定される。他端では、布帛１７に金属のラス２０が恒久的につながれる。この金属のラス２０には、フック状の張力用の突起２１が設けられる。これらのフック状の張力用突起２１は、フレーム１４に偏心して回転するよう取付けられた回転円筒状ディスク２２の後方にかかる。偏心して取付けられたこれらの円筒状ディスク２２を回転させることによって、布帛１７に張力をかけることが可能である。
【００２０】
上方の布帛１８のためには、メリヤス生地あるいはメッシュ生地が好ましく使用され、これらの生地はそれら自体が織布の弾性より高い弾性を持ち、そしてその構造が結果としてガラスの表面によく順応する。
長方形のメリヤス生地１８も、金属のラス２４によりフレーム１４に片側を取付けられる一方、反対側には、織布１７と同じように、それによりメリヤス生地１８に張力がかけられる張力用ラスが設けられる。
【００２１】
フレーム１４及び膜８の平面寸法は、フレーム１４の内寸が移送しようとするガラス板の平面寸法より大きくなり、そのため後者がフレーム１４の内側の膜８の張力をかけられた帯域に全体として載るように選ばなくてはならない。
【００２２】
膜状支持プレート６は、高温のガラス板を取去った後に、閉鎖回路で炉の低温側へ戻されなくてはならず、このために対応する移送装置が必要である、ということが理解される。この目的に適した移送装置を備えた炉の第一の態様を図３に例示する。この場合には、移送装置の全体は炉の囲い２６の内部に設置される。この移送装置は、ガラス板を矢印Ｆの方向に移送するための上側２８と、空になった膜状支持プレート６を戻すための下側２９を含む、エンドレスのチェーンコンベヤベルト２７から本質的に構成される。チェーンコンベヤベルト２７は、対応するチェーンホイール３０及び３１にかかって進み、それらのうちの一方は、外部に達する駆動軸を用いて、炉の囲い２６の外部に設置された駆動機構により回転駆動される。各支持プレート６は、支柱３３でチェーンコンベヤベルト２７に固定される。
【００２３】
炉の低温側の端部では、膜状支持プレート６にガラス板２が開口３５を通して載せられ、この開口は扉３６により閉じることができる。このために、ガラス板２を、例えばそれにより炉の近くへ運ばれるローラーコンベヤ３８上に配置する。すなわち、それらを前もって正確に定められた位置につける。この位置に正確に配置することは、更に別の処理加工の全体にとって、特に炉の下流で行われる曲げ加工作業にとって、重要である。配置されたガラス板２の上方の所定の位置にある吸盤プレート３９により、ガラス板２はローラーコンベヤ３８から持ち上げられる。扉３６を開放後、ガラス板２を所定の距離だけ正確に炉内へ移送し、そしてこの炉内の膜状支持プレート６上に配置する。この膜状支持プレートは、ガラス板２を配置する時点で、やはり正確に定められた位置を占めている。
【００２４】
同じようにして、高温のガラス板は、炉の最後の部分において水平に移動可能な吸盤プレート４４を用いて開口４２を通して取去られる。この場合にも、吸盤プレート４４と関連の膜状支持プレート６とが、高温のガラス板を移す時点で、正確に定められた相対的な位置をそれぞれ占めることがやはり必要である。このために必要な位置の制御は、既知の手段で比較的高精度に行うこともできる。吸盤プレート４４により高温ガラス板２を引取った後に、前者は隣接する曲げ加工ステーション（図示せず）に入り、そしてガラス板を下方の曲げ加工型の上へ配置する。吸盤プレート４４のこの水平移動も前もって正確に定められた移動距離にわたって行われることから、このようにして、曲げ加工型への高温ガラス板の必要とされる正確な配置も自動的に得られる。
【００２５】
図４は、別の移送装置を備えた本発明による炉のもう一つの態様を例示するものであり、この態様では膜状支持プレート６は、ガラス板２が取去られた後に、炉４６の外側で炉の低温側へ戻される。この場合には、膜状支持プレート６は二つの支持レール４７上に載り、これらのレールは炉４６の下部構造と上部構造との間の側部のスロット４８を炉の囲いの外側に至るまで進む。炉の外部で、これらの支持レール４７は、被動戻しローラー５１によって調節された速度で駆動されるエンドレスベルトの形をした幅の狭いコンベヤベルト５０の上に載る。コンベヤベルト５０には、Ｕの字を形成する保持用のエレメント５２が取付けられ、これにより膜状支持プレート６のための支持レール４７はそれぞれの所定の位置に載る。
【００２６】
この場合にも、配置ステーションにおいてガラス板２が膜状支持プレート６に関して正確に固定された位置でこのプレート上に配置されることがやはり重要である。従って、炉の高温側の取出しステーションでは、ガラス板を取上げる吸盤プレートは単純に、膜状支持プレート６に関して配置されることが必要であるが、これは例えば、ガラス板を持上げる時点での膜状支持プレートと吸盤プレートとの間の機械的な係合により容易に行うことができる。
【００２７】
ガラス板２が炉の高温側で膜状支持プレート６の上方に持上げられたなら、膜状支持プレート６は炉からコンベヤベルト５０によって、そして次には別の装置（図示せず）によって取出され、支持レール４７はキャリジ５４の剛性サポート５３の上へ運ばれる。キャリジ５４は、レール５６上の車輪５５により炉４６の長手方向の軸線を横切る方向に、二つの末端の位置へ向かって移動可能である。キャリジ５４は、図面に示した末端の位置において、炉４６からやってくる膜状支持プレート６を受取り、一方、この膜状支持プレート６は、キャリッジ５４の他方の末端の位置でコンベヤベルト５８へ移され、そして膜状支持プレート６はこれにより運ばれて、炉の低温側へ戻される。この箇所で、説明したキャリジ装置に相当する横方向の移送装置を用いて、それらは再びコンベヤベルト５０でそれらを引取りそして再び炉４６を通して移送する位置につけられる。
【００２８】
図５は、長手方向の軸線が垂直である炉６０内での、本発明による態様を例示するものである。このような炉は、様々な利点を有することができる。第一に、それはスペースを、少なくとも床面積を、かなり節約するのを可能にする。更に、それは、この種の炉では対流による加熱の部分がより大きいことから、ガラス板のより素早い加熱を可能にする。このより素早い加熱は、もちろん、薄いガラス板の場合に特に有利である。低温のガラス板２の導入に関しては、これは既に説明したトンネル炉の場合におけるように行うことができる。図５においては、これは吸盤プレート６１を用いてなされる。再加熱工程からの出口では、ガラス板２は通常のやり方で曲げ加工ステーション６２へ移され、次いで強化ステーション６３へ運ばれる。図５において、曲げ加工ステーションは炉６０の内部にある。ガラス板の炉からの取出しは、トンネル炉の場合と同じようにして行われる。炉６０の内部において、支持プレート６０は矢印Ｆの方向に、すなわち上向きに、垂直移動する。ガラス板を曲げステーション６２へ渡したなら、支持プレート６は低温のガラス板を受取る位置へ戻される。この場合、これらのプレートの移動は垂直方向下向きに行われる。支持プレート６の垂直方向の移動を可能にする装置は、トンネル炉を水平に移動する場合について先に説明したのと類似しており、これらは特にそれらがガラス板６を支持している間水平の位置を維持する。
【００２９】
加熱は、一部分については、有利には図示されていない吹込み装置につながれた、電気抵抗加熱器６４によりなされる。これらの装置は、矢印６５で指示された方向に空気を循環させ、そして加熱速度をなお更に上昇させるのに寄与することができる。
【００３０】
ここには例示されていない別の態様によれば、ガラス板２の受取りを上方のレベルで、そしてそれらの取出しを下方のレベルで行うことができる。このような場合、加熱工程の支持プレートの移動と、従ってガラス板２のそれは、垂直方向下向きに行われ、これは対流による加熱を更に促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による炉の基本構造を示す部分破断斜視図である。
【図２】支持プレートの構造を示す斜視図である。
【図３】支持プレートが炉の内部で戻る本発明による炉の長手方向断面図である。
【図４】支持プレートが炉の外部で戻る本発明による炉の斜視図である。
【図５】長手の軸線が垂直である本発明による炉の長手方向断面図である。
【符号の説明】
１…炉
２…ガラス板
６…膜状支持プレート
８…膜
１４…フレーム
１７…膜の上層
１８…膜の下層
２０…ラス
２１…張力用突起
２２…張力用ディスク
２７…チェーンコンベヤベルト
４７…支持レール
４８…スリット
５０…コンベヤベルト
５４…キャリジ
５８…コンベヤベルト

Claims (11)

1. ガラス板を炉を通して水平位置で運ぶ移送装置を含む、ガラス板を曲げ加工温度及び／又は強化温度に加熱するための直通炉であって、当該移送装置が、当該炉の内部で、ガラス板（２）のための支持面として耐熱性の膜（８）をドラムスキンのようにして備えた剛性フレーム（１４）をおのおのが具備する一連の支持プレート（６）を含むことを特徴とする、ガラス板を加熱するための直通炉。
2. 当該炉の長手方向の軸線が水平であることを特徴とする、請求項１記載の直通炉。
3. 当該炉の長手方向の軸線が垂直であることを特徴とする、請求項１記載の直通炉。
4. 前記膜（８）が耐熱性の布帛製であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の直通炉。
5. 前記耐熱性の布帛が耐熱性金属繊維の布帛であることを特徴とする、請求項４記載の直通炉。
6. 前記膜（８）が２層（１７、１８）から構成されており、下層（１７）はたて糸とよこ糸を有する織布製であって、剛性フレーム（１４）上で張力をかけることができ、そして上層（１８）は、その構造がガラス板の表面に順応するメリヤス生地又はメッシュ生地製であることを特徴とする、請求項４又は５記載の直通炉。
7. 各支持プレート（６）が前記膜（８）に張力をかけるための装置（２０、２１、２２）を含むことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の直通炉。
8. 前記支持プレート（６）のための前記剛性フレーム（１４）の内寸が前記ガラス板の平面寸法より大きいことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の直通炉。
9. 前記支持プレート（６）がプレートコンベヤのようにして、その下側（２９）を含めて当該炉（２６）内に設置されたエンドレスのコンベヤチェーン（２７）に固定して取付けられていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の直通炉。
10. 前記支持プレート（６）が支持レール（４７）を備えており、これらのレールは当該炉（４６）の上部構造と下部構造との間の側部のスロット（４８）を通って外部へ達して、当該炉（４６）と並んで設置されたコンベヤベルト（５０）に載せられており、且つ、当該炉（４６）の外部に、当該炉（４６）の長手方向の軸線を横切る方向に移動可能なキャリジ（５４）と、当該支持プレート（６）を当該炉（４６）の低温側へ戻すための当該炉に対して平行に延びるコンベヤベルト（５８）から構成された移送装置とが備えられていることとを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の直通炉。
11. 前記ガラス板（２）を前記支持プレート（６）上へ配置するための水平に移動可能な吸盤プレート（３９、４４）と、当該ガラス板（２）を移し又は受取る時点で当該吸盤プレート（３９、４４）と関係する支持プレート（６）との相互の位置調整のための手段とを含むことを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の直通炉。

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