WO2020074603A1 - Rollenbett für glasscheiben - Google Patents

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WO2020074603A1
WO2020074603A1 PCT/EP2019/077398 EP2019077398W WO2020074603A1 WO 2020074603 A1 WO2020074603 A1 WO 2020074603A1 EP 2019077398 W EP2019077398 W EP 2019077398W WO 2020074603 A1 WO2020074603 A1 WO 2020074603A1
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WO
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bearing
ceramic
transport
roller
bending
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/077398
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English (en)
French (fr)
Inventor
Arthur PALMANTIER
Achim ZEICHNER
Christian His
Franceline Villermaux
Daniel MARINHA
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Publication date
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Priority to CN201980003488.4A priority patent/CN111315695A/zh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/181—Materials, coatings, loose coverings or sleeves thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/165—Supports or couplings for roller ends, e.g. trunions, gudgeons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/186—End caps, end fixtures or roller end shape designs

Definitions

  • the present invention is in the technical field of processing glass panes and relates to a roller bed for the overlying transport of glass panes.
  • the invention relates in particular to a device for bending glass panes, which comprises a roller bed according to the invention.
  • a roller bed comprises a plurality of stationary transport rollers, which are arranged in parallel in one plane and, with their roller sections pointing upwards, together form a flat support surface for the glass panes.
  • Each transport roller is rotatably supported at both ends.
  • the glass panes rest on the support surface with their own weight and are frictionally connected to the transport rollers so that they can be transported transversely to the transport rollers by actively turning the transport rollers along a transport direction.
  • the roller bed is used to transport glass panes into a bending chamber, the interior of which is heated to a high temperature suitable for bending the glass panes, which is, for example, in the range from 600 ° C. to 800 ° C.
  • a high temperature suitable for bending the glass panes which is, for example, in the range from 600 ° C. to 800 ° C.
  • multi-stage disc bending is generally required for complex disc shapes, which can also require the use of several bending molds, such bending chambers are typically much larger than the length of the transport rollers, so that the rotary bearings are located on one side of the transport rollers within the bending chamber and the pivot bearings are on the opposite side of the transport rollers outside the bending chamber.
  • the sections of the transport rollers located outside the bending chamber are also used for rotating the transport rollers.
  • Quartz material is typically used as the material for the transport rollers, which has the advantage of a relatively low coefficient of thermal expansion, so that the transport rollers, even if they have different temperatures at different roller sections, form a uniformly flat contact surface for the glass panes, thereby causing undesirable deformation of the glass panes on top is avoided.
  • Such rolls of quartz material are also known to those skilled in the art Rolls of so-called jused silica material known.
  • fused silica is advantageous in terms of avoiding contamination of the glass panes.
  • the transport rollers are typically rotatably supported at the two opposite ends.
  • a sleeve-shaped metal cap is placed on each of the ends, from which a bearing journal protrudes, which is inserted into a central opening of a metallic axial ball bearing.
  • the metal caps are each connected to the transport rollers in a rotationally fixed manner, for example by an adhesive connection and / or a non-positive connection, for example by means of shrink fitting.
  • DE 10 2009 018822 A1 discloses a roller bearing with an inner roller shell and an outer roller shell, between which roller bodies are located.
  • the two rolling shells are made of hard metal, the rolling elements made of hard metal or ceramic material.
  • DE 10 2016 2061 1 A1 discloses a roller bearing with a plurality of roller bodies made of different materials, wherein the first roller bodies have a metallic material and the second roller bodies have a ceramic material.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages mentioned above.
  • a roller bed for the overlying transport of glass panes comprises a plurality of stationary transport rollers, typically cylindrical transport rollers, which are each rotatably mounted about a central axis of rotation.
  • the transport rollers are parallel to each other, i.e. with parallel axes of rotation, arranged in one plane and together with their respective roller sections pointing upwards form a flat support surface for supporting glass panes.
  • the glass panes rest on the support surface with their own weight and are frictionally connected to the transport rollers so that they can be transported transversely to the transport rollers or transversely to the axes of rotation by actively rotating the transport rollers along a transport direction.
  • the two opposite ends (end sections) of each transport roller are each rotatably supported by a rotary bearing, so that the transport rollers can be rotated about their longitudinal axis by means of the rotary bearings.
  • the roller bed has at least one transport roller which is rotatably supported at its two ends by two rotary bearings, one end being directly coupled to a ceramic rotary bearing.
  • directly coupled means that the end of the transport roller is coupled directly to the ceramic rotary bearing, without the interposition of an attachment part on the transport roller that differs from the transport roller and that consists in particular of a material different from the material of the transport roller, such as a sleeve-shaped one Metal cap.
  • the end of the transport roller, which is coupled to the ceramic pivot bearing thus has no attachments attached to the transport roller, which are used for the pivot bearing of the transport roller or for coupling to the pivot bearing.
  • the end of the transport roll itself which is also from the Material of the transport roller is coupled to the ceramic pivot bearing.
  • “directly coupled” means that, depending on the design of the ceramic pivot bearing, the end of the transport roller is either connected to the ceramic pivot bearing or is rotatably connected.
  • the end of the transport roller is connected to the ceramic axial rotary bearing in a rotational test.
  • the ceramic axial rotary bearing typically has two concentric (ceramic) bearing sleeves, between which there are (ceramic) rolling elements, the end of the transport roller being connected to the inner bearing sleeve in a rotational test.
  • the end of the transport roller lies directly freely on the bearing rollers, the bearing rollers being passively rotated by actively rotating the transport roller or the transport roller being passively rotated by actively rotating the bearing rollers.
  • the roller bed typically has a plurality of transport rollers, each of which has an end which is directly coupled to a ceramic rotary bearing.
  • the inventors have surprisingly found that the (direct) ceramic rotary bearing of transport rollers, even in hot environments, such as in bending chambers, can achieve very satisfactory results with regard to the maximum useful life and wear of the transport rollers.
  • the invention thus advantageously avoids the problems described at the outset, which can occur with the use of metal caps for the rotary mounting of the transport rollers in hot environments.
  • a cooling of the ends of the transport rollers coupled with ceramic pivot bearings is not necessary, which saves costs and in particular reduces the complexity of the systems in which the roller bed is used.
  • Each ceramic rotary bearing consists exclusively of one or more ceramic materials, ie it has no non-ceramic material, in particular no metallic material.
  • Each ceramic rotary bearing preferably consists of at least one ceramic material which is selected such that a quotient which is formed from a counter is given by the absolute value of the difference between a coefficient of thermal expansion of the ceramic material of the ceramic rotary bearing and a thermal expansion coefficient of the material of the transport rollers , and a denominator given by the thermal Expansion coefficient of the ceramic material of the ceramic rotary bearing is less than 0.8, preferably less than 0.5, particularly preferably less than 0.2, in particular less than 0.1.
  • the transport rollers preferably each consist of quartz material, as a result of which the advantages described at the outset of only a very slight deformation of the transport rollers when sections of the transport rollers are at different temperatures, and of a reduced risk of contamination of glass panes transported on the support surface can be achieved.
  • the transport rollers can in particular also consist of at least one ceramic material, which can be the same as or different from the at least one ceramic material of the ceramic pivot bearings.
  • the ceramic rotary bearings can consist of a wide variety of ceramics.
  • the inventors have found that ceramic rotary bearings consisting of quartz (jused silica) or consisting of silicon nitride (S1 3 N 4 ) have proven to be particularly suitable.
  • the ceramic pivot bearing is a ceramic axial pivot bearing (e.g. axial ball bearing) in which the end of the transport roller coupled to the ceramic pivot bearing is inserted in a central opening in a rotationally fixed manner.
  • axial rotary bearing is to be understood in the sense of the invention as a rotary bearing which, in the state of rotary coupling with the transport roller, has a component which can be fixedly connected to the transport roller and can be rotated about an axis of rotation which is identical to the central axis of rotation of the transport roller .
  • the ceramic axial rotary bearing has two concentrically arranged (hollow cylindrical) ceramic bearing sleeves, between which there are ceramic rolling elements (eg balls) that enable the two bearing sleeves to rotate relative to one another about a common central axis of rotation.
  • the transport roller is non-rotatably connected to the inner bearing sleeve.
  • a non-rotatable connection of the inner position sleeve with the end of the transport roller can be done, for example, by friction.
  • the two concentric bearing sleeves and the rolling elements consist of at least one ceramic material.
  • the end of the at least one transport roller which is inserted non-rotatably into the opening of a ceramic axial rotary bearing, has a cylindrical shape and has a smaller diameter than the remaining part of the transport roller. This measure advantageously allows the radial dimension of the ceramic axial rotary bearing to be reduced.
  • the diameter of the cylindrical end of the transport roller is particularly advantageously selected such that a quotient, which is formed by a numerator, is given by the absolute value of the difference between a thermal expansion of the end of the transport roller and a thermal expansion of the ceramic axial rotary bearing, and a denominator, given by the thermal expansion of the ceramic axial rotary bearing, in each case based on the same radial direction, is less than 0.8, preferably less than 0.5, particularly preferably less than 0.2, in particular less than 0.1.
  • the roller bed has at least one transport roller with a first end, which is directly coupled to a ceramic rotary bearing, and a second end (opposite the first end), to which a metal attachment, in particular a metal cap, is attached , wherein the metallic attachment is directly coupled to a metallic pivot bearing.
  • the attachment consists of a metallic material, for example stainless steel, and is firmly connected to the end of the associated transport roller, for example by means of a material connection (for example adhesive) and / or a non-positive connection (for example by shrinking on) and / or a positive connection.
  • the roller bed typically has a plurality of Transport rollers on which one end is rotatably supported by ceramic and the other end is rotatably supported by metal.
  • the ceramic pivot bearing of a respective transport roller can be arranged in a hot environment, for example in a bending chamber for glass panes, wherein the metallic pivot bearing and associated metal add-on part can be arranged outside the hot environment.
  • the metallic attachments outside of the hot environment can advantageously be used for rotating the transport rollers, for example by using a pinion chain mechanism in which a pinion is connected in a rotationally fixed manner to a respective transport roller, for example in the area of the metallic attachment part. The problem described at the beginning does not occur, since the metal add-on parts and the metallic pivot bearings are arranged outside the hot environment.
  • the ceramic pivot bearing for the ceramic pivot bearing of the transport roller consists exclusively of one or more ceramic materials.
  • the metallic pivot bearing for the metallic pivot bearing of the transport roller preferably consists exclusively of one or more metallic materials.
  • the metallic pivot bearing for the rotatable mounting of a transport roller is advantageously a metallic axial pivot bearing, the metallic add-on part having a bearing journal which is inserted in a central opening of the metallic axial pivot bearing in a rotationally fixed manner.
  • the metallic thrust bearing e.g. thrust ball bearing
  • the metallic thrust bearing is typically constructed in analogy to the ceramic thrust bearing and has two concentrically arranged (hollow cylindrical) metallic bearing sleeves, between which there are metallic rolling elements (e.g. balls) that rotate the two bearing sleeves around a common one enable central axis of rotation.
  • the bearing journal of the metal add-on part is connected to the inner bearing sleeve in a rotationally fixed manner.
  • Such a rotationally fixed connection can be made, for example, by frictional connection.
  • the two concentric bearing sleeves and the rolling elements are made of a metallic material, e.g. stainless steel.
  • the roller bed comprises at least one (cylindrical) transport roller with one end which is directly coupled to a ceramic rotary bearing, the ceramic rotary bearing comprising at least two rotatable bearing rollers, in particular exactly two bearing rollers, made of at least one ceramic material.
  • the bearing rollers made of a ceramic material are arranged with their axes of rotation parallel to the axis of rotation of the rotatably coupled transport roller so that the end of the transport roller can be brought to rest directly on the bearing rollers (ie without an additional attachment being interposed).
  • One end of the transport roller lies freely on the at least two storage rollers and is supported downwards by the storage rollers, ie there is no fixed connection (only a frictional connection) between the transport roller and the storage rollers.
  • the coupling between the end of the transport roller and the at least two bearing rollers is such that the bearing rollers are rotated when the transport roller is actively rotated, or the transport roller is rotated by actively rotating the bearing rollers.
  • This embodiment of the invention enables simple maintenance and replacement of the transport roller and / or storage rollers, since they are not firmly connected to one another.
  • the associated ceramic roller bearing can be used further, which can save costs.
  • the ceramic bearing rollers consist exclusively of at least one ceramic material, ie they have no non-ceramic material.
  • the roller bed comprises a plurality of transport rollers which are rotatably mounted in a ceramic manner in this way.
  • the roller bed advantageously has at least one transport roller, in which one end is directly coupled to a ceramic roller bearing, and in which a metallic add-on part, in particular a metal cap, is fastened to the other end and is directly coupled to a metallic rotary bearing.
  • the metallic rotary bearing is particularly advantageously a metallic axial rotary bearing, the metallic add-on part having a (metallic) bearing journal which is inserted in a central opening of the metallic axial rotary bearing in a rotationally fixed manner.
  • At least one ceramic pivot bearing has a cover through which the penetration of Contamination, in particular dust, in the ceramic pivot bearing is reduced or completely blocked. This reduces the wear of the ceramic pivot bearing due to external contaminants and enables longer use even in relatively dusty environments, such as in a bending chamber for bending glass panes.
  • Each ceramic rotary bearing preferably has such a cover.
  • the invention further extends to a device for bending glass panes ("bending system”), which has a heatable bending chamber with at least one bending mold for bending glass panes and a roller bed according to the invention for bending glass panes from an area outside the bending chamber into the bending chamber transport.
  • the roller bed consists of a first set of transport rollers and a second set of transport rollers, the transport rollers of the first set being arranged at least partially, in particular completely, within the bending chamber and the transport rollers of the second set being arranged completely outside of the bending chamber.
  • the ceramic pivot bearing is located within the bending chamber for each transport roller.
  • each transport roller can be located inside or outside the bending chamber, it preferably being outside the bending chamber and preferably being a metallic pivot bearing.
  • a metallic add-on part for the fixed connection to the metallic pivot bearing is preferably attached to a respective transport roller of the first set in a rotationally fixed manner, the metallic add-on parts likewise being located outside the bending chamber.
  • the transport rollers of the first set of transport rollers are thus preferably each rotatably mounted with a ceramic bearing and at the other end with a rotating metal bearing, it being advantageous if the ceramic rotating bearing is located inside the bending chamber and the metallic rotating bearing is located outside the bending chamber.
  • each transport roller of the second set is rotatably mounted on two metallic pivot bearings, ie both ends of the transport rollers are rotatably supported on metal.
  • the device for bending glass panes has a preheating station for preheating glass panes to be bent, the roller bed according to the invention for transport of disks from the preheating station into the bending chamber, so that the roller bed is partly arranged in the bending chamber and partly in the preheating chamber.
  • the transport rollers (of the second set) completely penetrate the preheating chamber, their (preferably metallic) rotary bearings being located outside the preheating chamber.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a bending system according to the invention in a plan view from above, parts of the bending system, which are irrelevant for the understanding of the invention, are not shown.
  • Fig. 2 is a (vertical) sectional view of the bending system of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an end of a transport roller which is fixedly connected to a metal cap, a bearing journal of the bearing sleeve being received in a metallic axial ball bearing;
  • Fig. 4 is a schematic representation of an end of a transport roller which is received in a ceramic axial ball bearing, the
  • Diameter of the end is smaller than that of the transport roller
  • Fig. 5 is a schematic representation of an end of a transport roller which is received in a ceramic axial ball bearing, the
  • the diameter of the end is the same as that of the transport roller
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of a ceramic bearing roller of a ceramic roller bearing for a transport roller
  • Fig. 7 shows a further schematic perspective view of the ceramic
  • Fig. 8 is a schematic representation of the ceramic rotary bearing
  • Transport roller which rests freely on the bearing rollers of Figures 6 and 7.
  • FIGS. 1 and 2 in which an exemplary embodiment of the bending system 1 according to the invention for bending glass panes 8 is illustrated schematically.
  • the bending system 1 comprises a central bending chamber 2 with a bending shape 3 for bending glass panes 8 and a preheating chamber 4 for preheating glass panes 8 to be bent.
  • the preheating chamber 4 typically has different temperature zones with increasing temperatures in the direction of the bending chamber 2, the an the temperature zone adjacent to the bending chamber has the same temperature as the bending chamber 2, which is, for example, in the range from 700 ° C. to 800 ° C.
  • the roller bed 5 which is used to transport glass panes 8 from the preheating chamber 4 into the bending chamber 2.
  • the bending installation 1 comprises further components, such as a prestressing chamber for prestressing curved glass panes 8, which, however, are irrelevant for the understanding of the invention, so that the description and description thereof are unnecessary.
  • the roller bed 5 comprises a plurality of cylindrical transport rollers 6, which are each rotatably supported at their two ends about a central axis of rotation.
  • the transport rollers 6 are arranged parallel to one another (with parallel axes of rotation) in the same plane and, together with their respectively upwardly facing roller sections, together form a flat support surface 7 for supporting glass panes 8.
  • a glass disc 8 which only supports the support surface 7 rests by its own weight, shown schematically.
  • the glass panes 8 located on the support surface 7 have a frictional connection with the transport rollers 6 and can be rotated about them by actively rotating the transport rollers 6 respective axes of rotation are transported in a transport direction transverse to the axes of rotation.
  • the two opposite ends of each transport roller 6 are each rotatably supported in a rotary bearing 9, 9 ', which are not shown in FIG. 1 and FIG. 2.
  • the roller bed 5 can be divided into a first set 10 of transport rollers 6, which are each partially located within the bending chamber 2, and a second set 11 of transport rollers 6, which are arranged entirely outside the bending chamber 2 (ie partially in the preheating chamber 4) .
  • the transport rollers 6 each consist of quartz material. All pivot bearings 9, 9 'of the transport rollers 6 of the second set 11 of transport rollers 6 are located outside the preheating chamber 4 and thus outside the heated or hot area of the preheating chamber 4.
  • the outer environment of the preheating chamber 4 is much cooler and has an ambient temperature of for example at 21 ° C.
  • the one rotary bearing 9 of each transport roller 6 of the first set 10 of transport rollers 6 is located inside the hot bending chamber 2, the other rotary bearing 9 'outside the bending chamber 2.
  • the outer environment of the bending chamber 2 is much cooler than the interior of the Bending chamber 2, for example, an ambient temperature of 21 ° C.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an end 13 of a transport roller 6 made of quartz material, which is connected in a rotationally fixed manner to a one-piece metal cap 12 which consists of a metallic material, for example stainless steel.
  • the metal cap 12 is, for example, firmly connected to the end 13 of the transport roller 6 by an adhesive. It is also conceivable, for example, to thermally shrink the bearing sleeve onto the end 13, so that the metal cap 12 and the transport roller 6 are firmly connected to one another by a force fit.
  • the metal cap 12 has a cylindrical bearing journal 14 which is arranged centrally to the axis of rotation 15 of the transport roller 6 and which is connected in a rotationally fixed manner to a rotary bearing 9, 9 ′ designed in the form of a metallic axial ball bearing.
  • the axial ball bearing consists of a metallic material, especially stainless steel.
  • the axial ball bearing comprises two concentric (metallic) bearing sleeves, between which there are metallic balls, which cause a relative rotation of the two bearing sleeves about a common central axis of rotation is identical to the axis of rotation 15 of the transport roller 6, allow.
  • the exact structure of the thrust ball bearing is not shown in FIG. 3, since it is well known to the person skilled in the art from thrust ball bearings that are commercially available.
  • the bearing pin 14 is connected to the inner bearing sleeve in a rotationally fixed manner, for example by thermal shrinking.
  • the inner bearing sleeve defines an opening 16 for the bearing pin 14.
  • the end 13 of the transport roller 6, on which the metal cap 12 is placed, has a cylindrical shape with a smaller diameter than the transport roller 6 itself. This allows the radial dimension of the metal cap 12 and those of the thrust ball bearing can be reduced.
  • Figure 4 shows a schematic representation of an end 13 of a transport roller 6 made of quartz material, which is direct, i.e. is connected in a rotationally fixed manner without a metallic add-on part to a rotary bearing 9 designed in the form of a ceramic axial ball bearing.
  • the axial ball bearing consists of at least one ceramic material and has no non-ceramic material.
  • the ceramic axial ball bearing comprises two concentric bearing sleeves (made of ceramic material), between which balls (made of ceramic material) are located.
  • the end 13 (made of quartz material) of the transport roller 6 is non-rotatably connected to the inner bearing sleeve, for example by thermal shrinking.
  • the inner bearing sleeve defines an opening 16 into which the end 13 of the transport roller 6 is inserted in a rotationally fixed manner.
  • the end 13 of the transport roller 6 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the remaining part of the transport roller 6. This allows the radial dimension of the ceramic axial ball bearing to be reduced, so that a larger number of transport rollers 6 are arranged in the roller bed 5 by the distance adjacent transport rollers 6 is reduced. This advantageously reduces the forces acting on a transport roller 6 and its rotary bearing, so that its service life can be increased and the risk of breakage or damage is generally reduced.
  • FIG. 5 shows a variant of the ceramic rotary bearing of FIG. 4, which differs only in that the end 13 of the transport roller 6 has no reduced diameter with respect to the diameter of the remaining part of the transport roller 6.
  • the transport roller 6 can be fixed in the ceramic axial ball bearing without further processing.
  • a further embodiment of a ceramic rotary bearing of the transport rollers 6 is explained with reference to FIGS. 6 to 8.
  • the ceramic rotary bearing 9 mounted on a carrier 21 comprises two ceramic bearing rollers 17 with a cylindrical shape, which are each rotatably mounted in a holder 18.
  • each bearing roller 17 has a central bearing bore 20 which is penetrated by a bearing pin 19 fastened to the holder 18.
  • the bearing roller 17 is rotatable about the bearing pin 19, which defines the axis of rotation.
  • the bearing rollers 17 consist exclusively of at least one ceramic material.
  • the bracket 18 and the bearing pin 19 consist exclusively of at least one ceramic material.
  • the end 13 of the transport roller 6 lies freely on the two bearing rollers 17 and is supported downwards by the bearing rollers, there being no fixed connection, only a frictional connection, between the transport roller 6 and the bearing rollers 17.
  • the bearing rollers 17 By actively rotating the transport roller 6, the bearing rollers 17 (passive) also rotate.
  • the transport roller 6 can be rotated (passively) by actively rotating the bearing rollers 17. This enables simple maintenance and replacement of the transport roller 6 or the bearing rollers 17, since these are not firmly connected to one another.
  • all the transport rollers 6 can have a ceramic rotary bearing according to an embodiment as shown in FIGS. 4 to 8.
  • the transport rollers 6 of the second set 11 of transport rollers 6 are each rotatably supported at both ends 13, whereas the transport rollers 6 of the first set 10 of transport rollers 6 are each rotatably supported at one end 13 and are rotatably supported on the ceramic end 13.
  • the invention provides a roller bed and a device for bending glass panes, which, compared to a conventional roller bed, enable glass panes to be manufactured more easily and cost-effectively.
  • An elaborate cooling of the metallic rotary bearing of transport rollers inside a hot environment is not required.
  • the complexity of bending systems for glass panes is reduced. Downtimes due to maintenance or repair of a cooling system for metallic rotary bearings of transport rollers do not occur.
  • transport rollers can also be directly and rotatably coupled to a ceramic pivot bearing without metallic add-on parts in order to be used in a hot environment with a long service life and little wear.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rollenbett für den Transport von Glasscheiben mit einer Vielzahl paralleler Transportrollen, die gemeinsam eine Auflagefläche für Glasscheiben bilden, wobei jede Transportrolle an ihren beiden gegenüberliegenden Enden jeweils drehbar gelagert ist. Wesentlich hierbei ist, dass ein Ende mindestens einer Transportrolle mit einem keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist. Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, welche eine heizbare Biegekammer mit mindestens einer Biegeform zum Biegen von Glasscheiben, sowie ein erfindungsgemäßes Rollenbett zum Transport von Glasscheiben in die Biegekammer umfasst. Das Rollenbett besteht aus einem ersten Satz von Transportrollen und einem zweiten Satz von Transportrollen, wobei die Transportrollen des ersten Satzes jeweils zumindest teilweise innerhalb der Biegekammer und die Transportrollen des zweiten Satzes außerhalb der Biegekammer angeordnet sind, wobei die Transportrollen des ersten Satzes jeweils ein Ende aufweisen, das mit einem in der Biegekammer befindlichen keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist.

Description

Rollenbett für Glasscheiben
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Bearbeitung von Glasscheiben und betrifft ein Rollenbett zum aufliegenden Transport von Glasscheiben. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, welche ein erfindungsgemäßes Rollenbett umfasst.
Der Transport von Glasscheiben auf einem Rollenbett ist dem Fachmann aus der industriellen Serienfertigung von Glasscheiben bekannt. Ein solches Rollenbett umfasst eine Vielzahl stationärer Transportrollen, die parallel in einer Ebene angeordnet sind und mit ihren jeweils nach oben weisenden Rollenabschnitten gemeinsam eine ebene Auflagefläche für die Glasscheiben bilden. Jede Transportrolle ist an ihren beiden Enden drehbar gelagert. Die Glasscheiben liegen der Auflagefläche mit Eigengewicht auf und sind reibschlüssig mit den Transportrollen verbunden, so dass sie durch aktives Drehen der Transportrollen entlang einer Transportrichtung quer zu den Transportrollen transportiert werden können.
In einer typischen Bauweise von Vorrichtungen zum Biegen von Scheiben dient das Rollenbett zum Transport von Glasscheiben in eine Biegekammer, deren Innenraum auf eine zum Biegen der Glasscheiben geeignete hohe Temperatur, die beispielsweise im Bereich 600°C bis 800°C liegt, aufgeheizt ist. Da für komplexe Scheibenformen in aller Regel eine mehrstufige Scheibenbiegung erforderlich ist, die auch den Einsatz mehrerer Biegeformen erfordern kann, sind solche Biegekammern typischer Weise sehr viel größer als die Länge der Transportrollen, so dass sich die Drehlager auf der einen Seite der Transportrollen innerhalb der Biegekammer und die Drehlager auf der gegenüberliegenden Seite der Transportrollen außerhalb der Biegekammer befinden. Die außerhalb der Biegekammer befindlichen Abschnitte der Transportrollen werden auch für einen Drehantrieb der Transportrollen genutzt.
Als Material für die Transportrollen wird typischer Weise Quarzgut eingesetzt, was den Vorteil eines relativ geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, so dass die Transportrollen auch dann, wenn sie an verschiedenen Rollenabschnitten unterschiedliche Temperaturen aufweisen, eine gleichmäßig ebene Auflagefläche für die Glasscheiben bilden, wodurch eine unerwünschte Verformung der aufliegenden Glasscheiben vermieden wird. Derartige Quarzgut-Rollen sind dem Fachmann auch als Rollen aus sogenanntem Jused silica“ Material bekannt. Zudem ist Quarzgut vorteilhaft im Hinblick auf eine zu vermeidende Verunreinigung der Glasscheiben.
Die Transportrollen sind typischer Weise an den beiden gegenüberliegenden Enden metallisch drehgelagert. Zu diesem Zweck ist auf die Enden jeweils eine hülsenförmige Metallkappe aufgesetzt, von der ein Lagerzapfen vorsteht, der in eine zentrale Öffnung eines metallischen Axialkugellagers eingefügt ist. Die Metallkappen sind mit den Transportrollen jeweils drehfest verbunden, beispielsweise durch eine Klebverbindung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels Aufschrumpfen.
Nun hat sich in der Praxis gezeigt, dass sich die feste Verbindung zwischen Metallkappen und Transportrollen durch die hohen Temperaturen innerhalb der Biegekammer lösen kann. Ursache hierfür ist eine nur schlechte Temperaturbeständigkeit der eingesetzten Klebstoffe sowie eine geringe Temperaturwechselbeständigkeit der festen Verbindung aufgrund stark verschiedener Wärmeausdehnungen der eingesetzten Materialien. Wenn sich die feste Verbindung zwischen Metallkappe und Transportrolle löst, ist eine einwandfreie Drehung der Transportrolle nicht mehr sichergestellt, so dass die Transportrolle ausgetauscht werden muss.
Um dieses Problem zu vermeiden, ist beispielsweise aus US 9758421 B2 bekannt, die auf die Transportrollen aufgesetzten Metallkappen durch ein in einem Kühlsystem zirkulierendes Kühlfluid zu kühlen. Jedoch ist dies mit relativ hohen Anschaffungs- und Unterhaltskosten für das Kühlsystem verbunden, das insbesondere für die hohen Temperaturen innerhalb der Biegekammer geeignet sein muss. Zudem ist eine regelmäßige Wartung des Kühlsystems erforderlich, wodurch sich die Stillstandzeit der Biegeanlage erhöht. Des Weiteren ist das Kühlsystem sperrig und schränkt die Gestaltungsmöglichkeiten der Biegeanlage ein.
DE 10 2009 018822 A1 offenbart ein Wälzlager mit einer inneren Wälzschale und einer äußeren Wälzschale, zwischen denen sich Wälzkörper befinden. Die beiden Wälzschalen bestehen aus Hartmetall, die Wälzkörper aus Hartmetall oder keramischen Material. DE 10 2016 2061 1 1 A1 offenbart ein Wälzlager mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern aus verschiedenen Materialien, wobei erste Wälzkörper ein metallisches Material und zweite Wälzkörper ein keramisches Material aufweisen.
Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden. Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Rollenbett für Glasscheiben mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Rollenbett für den aufliegenden Transport von Glasscheiben gezeigt. Das Rollenbett umfasst eine Vielzahl stationärer Transportrollen, typischer Weise zylindrische Transportrollen, die jeweils um eine zentrale Drehachse drehbar gelagert sind. Die Transportrollen sind parallel zueinander, d.h. mit parallelen Drehachsen, in einer Ebene angeordnet und bilden mit ihren jeweils nach oben weisenden Rollenabschnitten gemeinsam eine ebene Auflagefläche für die Auflage von Glasscheiben. Die Glasscheiben liegen der Auflagefläche mit Eigengewicht auf und sind reibschlüssig mit den Transportrollen verbunden, so dass sie durch aktives Drehen der Transportrollen entlang einer Transportrichtung quer zu den Transportrollen bzw. quer zu den Drehachsen transportiert werden können. Die beiden einander gegenüberliegenden Enden (Endabschnitte) einer jeden Transportrolle sind jeweils durch ein Drehlager drehbar gelagert, so dass die Transportrollen mittels der Drehlager um ihre Längsache gedreht werden können.
Gemäß vorliegender Erfindung weist das Rollenbett mindestens eine Transportrolle auf, die an deren beiden Enden durch zwei Drehlager drehbar gelagert ist, wobei ein Ende mit einem keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist. Der Ausdruck "unmittelbar gekoppelt" besagt, dass das Ende der Transportrolle direkt mit dem keramischen Drehlager gekoppelt ist, ohne Zwischenschaltung eines von der Transportrolle verschiedenen Anbauteils an der Transportrolle, das insbesondere aus einem von dem Material der Transportrolle verschiedenen Material besteht, wie beispielsweise eine hülsenförmige Metallkappe. Das Ende der Transportrolle, das mit dem keramischen Drehlager gekoppelt ist, weist somit keinerlei an der Transportrolle befestigte Anbauteile auf, die der Drehlagerung der Transportrolle bzw. zur Kopplung mit dem Drehlager dienen. Vielmehr ist das Ende der Transportrolle selbst, welches somit auch aus dem Material der Transportrolle besteht, mit dem keramischen Drehlager gekoppelt. Zudem wird durch "unmittelbar gekoppelt" besagt, dass das Ende der Transportrolle mit dem keramischen Drehlager, je nach Ausgestaltung des keramischen Drehlagers entweder drehtest oder aber drehbar verbunden ist. So ist bei einem keramischen Drehlager, das in Form eines keramischen Axialdrehlagers ausgebildet ist, das Ende der Transportrolle mit dem keramischen Axialdrehlager drehtest verbunden. Typischer Weise weist das keramische Axialdrehlager zwei konzentrische (keramische) Lagerhülsen auf, zwischen denen sich (keramische) Wälzkörper befinden, wobei das Ende der Transportrolle mit der inneren Lagerhülse drehtest verbunden ist. Bei einem alternativen keramischen Drehlager, das keramische Lagerrollen aufweist, liegt das Ende der Transportrolle den Lagerrollen unmittelbar frei auf, wobei durch aktives Drehen der Transportrolle die Lagerrollen passiv mitgedreht werden bzw. die Transportrolle durch aktives Drehen der Lagerrollen passiv mitgedreht wird. Typischer Weise verfügt das Rollenbett über eine Mehrzahl Transportrollen, die jeweils über ein Ende verfügen, das mit einem keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist.
Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass durch die (unmittelbare) keramische Drehlagerung von Transportrollen auch in heißen Umgebungen, wie in Biegekammern, sehr zufriedenstellende Ergebnisse im Hinblick auf die maximale Nutzdauer und den Verschleiß der Transportrollen erzielt werden können. In vorteilhafter Weise umgeht die Erfindung somit die eingangs geschilderten Probleme, die mit dem Einsatz von Metallkappen zur Drehlagerung der Transportrollen in heißen Umgebungen auftreten können. Eine Kühlung der mit keramischen Drehlagern gekoppelten Enden der Transportrollen ist nicht erforderlich, wodurch Kosten eingespart werden können und insbesondere die Komplexität der Anlagen, in denen das Rollenbett eingesetzt wird, vermindert ist.
Jedes keramische Drehlager besteht ausschließlich aus einem oder mehreren keramischen Materialien, d.h. weist kein nicht-keramisches Material, insbesondere kein metallisches Material, auf. Vorzugsweise besteht jedes keramische Drehlager aus mindestens einem keramischen Material, das so gewählt ist, dass ein Quotient, der gebildet ist aus einem Zähler, gegeben durch den Absolutwert der Differenz eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Materials des keramischen Drehlagers und eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Transportrollen, und einem Nenner, gegeben durch den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Materials des keramischen Drehlagers, weniger als 0,8, bevorzugt weniger als 0,5, besonders bevorzugt weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1 beträgt. Hierdurch können die thermischen Wechselbelastungen zwischen Transportrollen und keramischen Drehlagern erheblich reduziert werden, so dass auch bei einer Nutzung in heißen Umgebungen eine besonders hohe Nutzdauer realisiert werden kann. Nennenswerte Verbesserungen sind bereits im genannten Bereich von weniger als 0,8 erkennbar. Sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der Lebensdauer können insbesondere bei Werten kleiner 0,2 erreicht werden. Vorzugsweise bestehen die Transportrollen jeweils aus Quarzgut, wodurch die eingangs geschilderten Vorteile einer nur sehr geringen Verformung der Transportrollen, wenn Abschnitte der Transportrollen eine verschiedene Temperatur aufweisen, sowie einer verminderten Gefahr einer Verunreinigung von auf der Auflagefläche transportierten Glasscheiben erreicht werden können. Die Transportrollen können insbesondere auch aus mindestens einem keramischen Material bestehen, welches zum mindestens einen keramischen Material der keramischen Drehlager gleich oder hiervon verschieden sein kann.
Die keramischen Drehlager können je nach zu erreichendem Ausdehnungskoeffizienten aus den verschiedensten Keramiken bestehen. Die Erfinder haben festgestellt, dass keramische Drehlager bestehend aus Quarzgut ( Jused silica“) oder bestehend aus Siliciumnitrid (S13N4) sich als besonders geeignet erweisen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das keramische Drehlager ein keramisches Axialdrehlager (z.B. Axialkugellager), bei dem das mit dem keramischen Drehlager gekoppelte Ende der Transportrolle in eine zentrale Öffnung drehfest eingefügt ist. Unter dem Begriff "Axialdrehlager" ist im Sinne der Erfindung ein Drehlager zu verstehen, das im Zustand der Drehkopplung mit der Transportrolle eine mit der Transportrolle fest verbindbare Komponente aufweist, die um eine Drehachse gedreht werden kann, die mit der zentralen Drehachse der Transportrolle identisch ist.
In einer typischen Bauweise verfügt das keramische Axialdrehlager über zwei konzentrisch angeordnete (hohlzylindrische) keramische Lagerhülsen, zwischen denen sich keramische Wälzkörper (z.B. Kugeln) befinden, die eine relative Drehung der beiden Lagerhülsen um eine gemeinsame zentrale Drehachse ermöglichen. Die Transportrolle ist mit der inneren Lagerhülse drehfest verbunden. Eine drehfeste Verbindung der inneren Lagehülse mit dem Ende der Transportrolle kann beispielsweise durch Kraftschluss erfolgen. Im keramischen Axialdrehlager bestehen die beiden konzentrischen Lagerhülsen und die Wälzkörper aus mindestens einem keramischen Material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Ende der mindestens einen Transportrolle, das in die Öffnung eines keramischen Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist, eine zylindrische Form auf und hat einen geringeren Durchmesser als der verbleibende Teil der Transportrolle. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise die radiale Abmessung des keramischen Axialdrehlagers vermindert werden. Besonders vorteilhaft ist der Durchmesser des zylindrischen Endes der Transportrolle hierbei so gewählt, dass ein Quotient, der gebildet ist durch einen Zähler, gegeben durch den Absolutwert der Differenz einer thermischen Ausdehnung des Endes der Transportrolle und einer thermischen Ausdehnung des keramischen Axialdrehlagers, und einen Nenner, gegeben durch die thermische Ausdehnung des keramischen Axialdrehlagers, jeweils bezogen auf eine selbe Radialenrichtung, weniger als 0,8, bevorzugt weniger als 0,5, besonders bevorzugt weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1 beträgt. Auf diese Weise kann durch eine Verminderung der radialen Abmessung des Endes bzw. Endabschnitts der Transportrolle eine sehr vorteilhafte Angleichung der thermischen Ausdehnungen von Transportrolle und keramischem Axialdrehlager erreicht werden, um den Verschleiß bei Temperaturwechseln zu vermeiden und die Nutzdauer zu erhöhen. Nennenswerte Verbesserungen sind bereits im genannten Bereich von weniger als 0,8 erkennbar. Sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der Lebensdauer können insbesondere bei Werten kleiner 0,2 erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Rollenbett über mindestens eine Transportrolle mit einem ersten Ende, das mit einem keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist, und einem zweiten Ende (gegenüberliegend zum ersten Ende), an dem ein metallisches Anbauteil, insbesondere eine Metallkappe, befestigt ist, wobei das metallische Anbauteil mit einem metallischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist. Das Anbauteil besteht aus einem metallischen Material, beispielsweise Edelstahl, und ist mit dem Ende der zugehörigen Transportrolle fest verbunden, beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung (z.B. Klebung) und/oder kraftschlüssige Verbindung (z.B. durch Aufschrumpfen) und/oder formschlüssige Verbindung. Typischer Weise weist das Rollenbett eine Mehrzahl von Transportrollen auf, bei denen das eine Ende keramisch drehgelagert und das andere Ende metallisch drehgelagert ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das keramische Drehlager einer jeweiligen Transportrolle in einer heißen Umgebung, beispielsweise in einer Biegekammer für Glasscheiben, angeordnet werden, wobei das metallische Drehlager und zugehöriges metallisches Anbauteil außerhalb der heißen Umgebung angeordnet werden können. Hierdurch können einerseits Kosten eingespart werden, da metallische Drehlager im Allgemeinen kostengünstiger sind als keramische Drehlager. Zum anderen können die metallischen Anbauteile außerhalb der heißen Umgebung vorteilhaft für einen Drehantrieb der Transportrollen genutzt werden, beispielsweise durch Anwendung eines Ritzel-Ketten-Mechanismus, bei dem ein Ritzel drehfest mit einer jeweiligen Transportrolle beispielsweise im Bereich des metallischen Anbauteils verbunden wird. Die eingangs geschilderte Problematik tritt nicht auf, da die metallischen Anbauteile und die metallischen Drehlager außerhalb der heißen Umgebung angeordnet sind. Eine Kühlung der keramischen Drehlager innerhalb der heißen Umgebung ist nicht erforderlich. Das keramische Drehlager zur keramischen Drehlagerung der Transportrolle besteht ausschließlich aus einem oder mehreren keramischen Materialien. Das metallische Drehlager zur metallischen Drehlagerung der Transportrolle besteht vorzugsweise ausschließlich aus einem oder mehreren metallischen Materialien.
Vorteilhaft handelt es sich bei dem metallischen Drehlager zur drehbaren Lagerung einer Transportrolle um ein metallisches Axialdrehlager, wobei das metallische Anbauteil einen Lagerzapfen aufweist, der in eine zentrale Öffnung des metallischen Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist. Das metallische Axialdrehlager (z.B. Axialkugellager) ist typischer Weise in Analogie zum keramischen Axialdrehlager aufgebaut und verfügt hierbei über zwei konzentrisch angeordnete (hohlzylindrische) metallische Lagerhülsen, zwischen denen sich metallische Wälzkörper (z.B. Kugeln) befinden, die eine relative Drehung der beiden Lagerhülsen um eine gemeinsame zentrale Drehachse ermöglichen. Der Lagerzapfen des metallischen Anbauteils ist mit der inneren Lagerhülse drehfest verbunden. Eine solche drehfeste Verbindung kann beispielsweise durch Kraftschluss erfolgen. Im metallischen Axialdrehlager bestehen die beiden konzentrischen Lagerhülsen und die Wälzkörper aus einem metallischen Material, z.B. Edelstahl. Gemäß einer vorteilhaften Variante umfasst das Rollenbett mindestens eine (zylindrische) Transportrolle mit einem Ende, das mit einem keramischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist, wobei das keramische Drehlager mindestens zwei drehbare Lagerrollen, insbesondere genau zwei Lagerrollen, aus mindestens einem keramischen Material umfasst. Die Lagerrollen aus einem keramischen Material sind mit ihren Drehachsen parallel zur Drehachse der drehgekoppelten Transportrolle so angeordnet, dass das Ende der Transportrolle auf den Lagerrollen unmittelbar (d.h. ohne Zwischenschaltung eines weiteren Anbauteils) zur Auflage gebracht werden kann. Das eine Ende der Transportrolle liegt den mindestens zwei Lagerrollen frei auf und wird durch die Lagerrollen nach unten hin abgestützt, d.h. es liegt keine feste Verbindung (nur eine reibschlüssige Verbindung) zwischen der Transportrolle und den Lagerrollen vor. Die Kopplung zwischen dem Ende der Transportrolle und den mindestens zwei Lagerrollen ist dergestalt, dass die Lagerrollen beim aktiven Drehen der Transportrolle mitgedreht werden oder die Transportrolle durch aktives Drehen der Lagerrollen mitgedreht wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine einfache Wartung und Austausch der Transportrolle und/oder Lagerrollen, das diese nicht fest miteinander verbunden sind. Zudem ist bei einem Austausch einer Transportrolle eine weitere Nutzung des zugehörigen keramischen Rollenlagers möglich, wodurch Kosten eingespart werden können. Die keramischen Lagerrollen bestehen ausschließlich aus mindestens einem keramischen Material, d.h. weisen kein nicht-keramisches Material auf. Typischer Weise umfasst das Rollenbett eine Mehrzahl von Transportrollen, die auf diese Weise keramisch drehgelagert sind.
Vorteilhaft weist das Rollenbett mindestens eine Transportrolle auf, bei der ein Ende mit einem keramischen Rollenlager unmittelbar koppelt ist, und bei der an dem anderen Ende ein metallisches Anbauteil, insbesondere eine Metallkappe, befestigt ist, das mit einem metallischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist. Besonders vorteilhaft ist das metallische Drehlager ein metallisches Axialdrehlager, wobei das metallische Anbauteil einen (metallischen) Lagerzapfen aufweist, der in eine zentrale Öffnung des metallischen Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist. Die Vorteile einer Kombination aus einer keramischen Drehlagerung und einer metallischen Drehlagerung einer Transportrolle wurden bereits dargelegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein keramisches Drehlager eine Abdeckung auf, durch welche das Eindringen von Verunreinigungen, insbesondere Staub, in das keramische Drehlager vermindert oder gänzlich blockiert ist. Dies verringert den Verschleiß des keramischen Drehlagers durch äußere Verunreinigungen und ermöglicht eine längere Verwendung auch in relativ staubreichen Umgebungen, wie beispielsweise in einer Biegekammer zum Biegen von Glasscheiben. Vorzugsweise verfügt jedes keramische Drehlager über eine derartige Abdeckung.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben ("Biegeanlage"), welche eine heizbare Biegekammer mit mindestens einer Biegeform zum Biegen von Glasscheiben sowie ein erfindungsgemäßes Rollenbett aufweist, um zu biegende Glasscheiben von einem Bereich außerhalb der Biegekammer in die Biegekammer zu transportieren. Hierbei besteht das Rollenbett aus einem ersten Satz von Transportrollen und einem zweiten Satz von Transportrollen, wobei die Transportrollen des ersten Satzes jeweils zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb der Biegekammer und die Transportrollen des zweiten Satzes jeweils vollständig außerhalb der Biegekammer angeordnet sind. Bei den Transportrollen des ersten Satzes von Transportrollen befindet sich bei einer jeden Transportrolle das keramische Drehlager innerhalb der Biegekammer. Das jeweils andere Drehlager einer jeden Transportrolle kann sich innerhalb oder außerhalb der Biegekammer befinden, wobei es sich vorzugsweise außerhalb der Biegekammer befindet und vorzugsweise ein metallisches Drehlager ist. In dem letztgenannten Fall ist vorzugsweise ein metallisches Anbauteil zur festen Verbindung mit dem metallischen Drehlager drehfest an einer jeweiligen Transportrolle des ersten Satzes angebracht, wobei sich die metallischen Anbauteile gleichermaßen außerhalb der Biegekammer befinden. Die Transportrollen des ersten Satzes von Transportrollen sind somit vorzugsweise jeweils mit einem Ende keramisch drehgelagert und mit dem anderen Ende metallisch drehgelagert, wobei es vorteilhaft ist, wenn sich die keramische Drehlagerung innerhalb der Biegekammer und die metallische Drehlagerung außerhalb der Biegekammer befindet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine jede Transportrolle des zweiten Satzes an zwei metallischen Drehlagern drehbar gelagert, d.h. beide Enden der Transportrollen sind metallisch drehgelagert. Hierdurch können Kosten eingespart werden durch Verwenden von metallischen Drehlagern. Beispielsweise weist die Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben eine Vorwärmstation zum Vorwärmen von zu biegenden Glasscheiben auf, wobei das erfindungsgemäße Rollenbett zum Transport von Scheiben von der Vorwärmstation in die Biegekammer dient, so dass das Rollenbett teilweise in der Biegekammer und teilweise in der Vorwärmkammer angeordnet ist. Vorteilhaft durchsetzen die Transportrollen (des zweiten Satzes) die Vorwärmkammer vollständig, wobei sich deren (vorzugsweise metallische) Drehlager außerhalb der Vorwärmkammer befinden.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Biegeanlage in einer Aufsicht von oben , wobei Teile der Biegeanlage, die für das Verständnis der Erfindung ohne Belang sind, nicht dargestellt sind ;
Fig. 2 eine (Vertikal-)Schnittansicht der Biegeanlage von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Endes einer Transportrolle, das mit einer Metallkappe fest verbunden ist, wobei ein Lagerzapfen der Lagerhülse in einem metallischen Axialkugellager aufgenommen ist;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Endes einer Transportrolle, das in einem keramischen Axialkugellager aufgenommen ist, wobei der
Durchmesser des Endes geringer ist als jener der Transportrolle;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Endes einer Transportrolle, das in einem keramischen Axialkugellager aufgenommen ist, wobei der
Durchmesser des Endes gleich ist zu jenem der Transportrolle;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht einer keramischen Lagerrolle eines keramischen Rollenlagers für eine Transportrolle; Fig. 7 eine weitere schematische perspektivische Ansicht der keramischen
Lagerrolle von Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der keramischen Drehlagerung einer
Transportrolle, welche den Lagerrollen der Figuren 6 und 7 frei aufliegt.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet, worin ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Biegeanlage 1 zum Biegen von Glasscheiben 8 schematisch veranschaulicht ist. Die Biegeanlage 1 umfasst eine zentrale Biegekammer 2 mit einer Biegeform 3 zum Biegen von Glasscheiben 8 sowie eine Vorwärmkammer 4 zum Vorwärmen von zu biegenden Glasscheiben 8. Die Vorwärmkammer 4 weist in Richtung zur Biegekammer 2 typischer Weise verschiedene Temperaturzonen mit zunehmenden Temperaturen auf, wobei die an die Biegekammer angrenzende Temperaturzone eine selbe Temperatur wie die Biegekammer 2 hat, die beispielsweise im Bereich von 700°C bis 800°C liegt.
Des Weiteren ist ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Rollenbett 5 gezeigt, welches zum Transport von Glasscheiben 8 von der Vorwärmkammer 4 in die Biegekammer 2 dient. In aller Regel umfasst die Biegeanlage 1 weitere Komponenten, wie beispielsweise eine Vorspannkammer zum Vorspannen gebogener Glasscheiben 8, die jedoch für das Verständnis der Erfindung ohne Belang sind, so dass sich deren Darstellung und Beschreibung erübrigt.
Wie in der Aufsicht von Figur 1 gut erkennbar, umfasst das Rollenbett 5 eine Vielzahl zylindrischer Transportrollen 6, die jeweils an ihren beiden Ende um eine zentrale Drehachse drehbar gelagert sind. Die Transportrollen 6 sind zueinander parallel (mit parallelen Drehachsen) in einer selben Ebene angeordnet und bilden mit ihren jeweils nach oben weisenden Rollenabschnitten gemeinsam eine ebene Auflagefläche 7 für die Auflage von Glasscheiben 8. In Figur 1 ist eine Glasscheibe 8, welche der Auflagefläche 7 nur durch Eigengewicht aufliegt, schematisch dargestellt. Die auf der Auflagefläche 7 befindlichen Glasscheiben 8 haben eine reibschlüssige Verbindung mit den Transportrollen 6 und können durch aktives Drehen der Transportrollen 6 um ihre jeweiligen Drehachsen in einer Transportrichtung quer zu den Drehachsen transportiert werden. Die beiden einander gegenüberliegenden Enden einer jeden Transportrolle 6 sind jeweils in einem Drehlager 9, 9' drehbar gelagert, welche in Figur 1 und Figur 2 nicht näher dargestellt sind.
Das Rollenbett 5 kann unterteilt werden in einen ersten Satz 10 von Transportrollen 6, die sich jeweils teilweise innerhalb der Biegekammer 2 befinden, sowie einen zweiten Satz 11 von Transportrollen 6, die gänzlich außerhalb der Biegekammer 2 (d.h. teilweise in der Vorwärmkammer 4) angeordnet sind. Die Transportrollen 6 bestehen jeweils aus Quarzgut. Alle Drehlager 9, 9' der Transportrollen 6 des zweiten Satzes 11 von Transportrollen 6 befinden sich außerhalb der Vorwärmkammer 4 und somit außerhalb des geheizten bzw. heißen Bereichs der Vorwärmkammer 4. Die äußere Umgebung der Vorwärmkammer 4 ist sehr viel kühler und weist eine Umgebungstemperatur von beispielsweise 21 °C auf. Im Unterschied hierzu befindet sich das eine Drehlager 9 einer jeden Transportrolle 6 des ersten Satzes 10 von Transportrollen 6 innerhalb der heißen Biegekammer 2, das andere Drehlager 9' außerhalb der Biegekammer 2. Die äußere Umgebung der Biegekammer 2 ist sehr viel kühler als der Innenraum der Biegekammer 2, wobei beispielsweise eine Umgebungstemperatur von 21 °C vorliegt
Im Weiteren werden anhand der Figuren 3 bis 5 verschiedene Drehlagerungen der Transportrollen 6, die jeweils auf Axialkugellagern basieren, näher erläutert.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Endes 13 einer Transportrolle 6 aus Quarzgut, die mit einer einteiligen Metallkappe 12, welche aus einem metallischen Material, beispielsweise Edelstahl, besteht, drehfest verbunden ist. Die Metallkappe 12 ist beispielsweise durch einen Klebstoff mit dem Ende 13 der Transportrolle 6 fest verbunden. Denkbar ist beispielsweise auch, die Lagerhülse auf das Ende 13 thermisch aufzuschrumpfen, so dass die Metallkappe 12 und die Transportrolle 6 durch Kraftschluss fest miteinander verbunden sind. Die Metallkappe 12 weist einen zentrisch zur Drehachse 15 der Transportrolle 6 angeordneten, zylindrischen Lagerzapfen 14 auf, der mit einem in Form eines metallischen Axialkugellagers ausgebildeten Drehlager 9, 9' drehfest verbunden ist. Das Axialkugellager besteht aus einem metallischen Material, insbesondere Edelstahl. Das Axialkugellager umfasst zwei konzentrische (metallische) Lagerhülsen, zwischen denen sich metallische Kugeln befinden, die eine relative Drehung der beiden Lagerhülsen um eine gemeinsame zentrale Drehachse, welche identisch zur Drehachse 15 der Transportrolle 6 ist, ermöglichen. Der genaue Aufbau des Axialkugellagers ist in Figur 3 nicht dargestellt, da dieser dem Fachmann aus im Handel verfügbaren Axialkugellagern wohlbekannt ist. Der Lagerzapfen 14 ist mit der inneren Lagerhülse drehfest verbunden, beispielsweise durch thermisches Aufschrumpfen. Die innere Lagerhülse umgrenzt eine Öffnung 16 für den Lagerzapfen 14. Das Ende 13 der Transportrolle 6, auf das die Metallkappe 12 aufgesetzt ist, hat eine zylindrische Form mit einem kleineren Durchmesser als die Transportrolle 6 selbst. Hierdurch kann die radiale Abmessung der Metallkappe 12 und jene des Axialkugellagers verringert werden.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Endes 13 einer Transportrolle 6 aus Quarzgut, das direkt, d.h. ohne ein metallisches Anbauteil mit einem in Form eines keramischen Axialkugellagers ausgebildeten Drehlager 9 drehfest verbunden ist. Das Axialkugellager besteht aus mindestens einem keramischen Material und weist kein nicht-keramisches Material auf. Analog zum metallischen Axialkugellager von Figur 3, umfasst das keramische Axialkugellager zwei konzentrische Lagerhülsen (aus keramischen Material), zwischen denen sich Kugeln (aus keramischen Material) befinden. Das Ende 13 (aus Quarzgut) der Transportrolle 6 ist mit der inneren Lagerhülse drehfest verbunden, beispielsweise durch thermisches Aufschrumpfen. Die innere Lagerhülse umgrenzt eine Öffnung 16, in die das Ende 13 der Transportrolle 6 drehfest eingefügt ist. Das Ende 13 der Transportrolle 6 hat eine zylindrische Form mit einem kleineren Durchmesser als der übrige Teil der Transportrolle 6. Hierdurch kann die radiale Abmessung des keramischen Axialkugellagers verringert werden, so dass eine größere Anzahl von Transportrollen 6 im Rollenbett 5 angeordnet werden, indem der Abstand benachbarter Transportrollen 6 reduziert wird. Dies vermindert in vorteilhafter Weise die auf eine Transportrolle 6 und deren Drehlagerung einwirkenden Kräfte, so dass deren Lebensdauer erhöht sein kann und generell die Gefahr eines Bruchs oder einer Beschädigung vermindert wird.
In Figur 5 ist eine Variante der keramischen Drehlagerung von Figur 4 gezeigt, die sich nur dadurch unterscheidet, dass das Ende 13 der Transportrolle 6 keinen verringerten Durchmesser in Bezug auf den Durchmesser de übrigen Teils der Transportrolle 6 aufweist. Die Transportrolle 6 kann bei dieser Ausgestaltung ohne weitere Bearbeitung im keramischen Axialkugellager fixiert werden. Anhand der Figuren 6 bis 8 wird eine weitere Ausgestaltung einer keramischen Drehlagerung der Transportrollen 6 erläutert. Demnach umfasst das auf einem Träger 21 gelagerte keramische Drehlager 9 zwei keramische Lagerrollen 17 mit zylindrischer Form, die jeweils in einer Halterung 18 drehbar gelagert sind. Zu diesem Zweck weist jede Lagerrolle 17 eine zentrische Lagerbohrung 20, welche von einem an der Halterung 18 befestigten Lagerstift 19 durchsetzt wird. Die Lagerrolle 17 ist um den Lagerstift 19, welcher die Drehachse definiert, drehbar. Die Lagerrollen 17 bestehen ausschließlich aus mindestens einem keramischen Material. Vorteilhaft bestehen auch die Halterung 18 und der Lagerstift 19 ausschließlich aus mindestens einem keramischen Material.
Wie in Figur 8 gezeigt, liegt das Ende 13 der Transportrolle 6 den beiden Lagerrollen 17 frei auf und wird durch die Lagerrollen nach unten hin abgestützt, wobei keine feste Verbindung, lediglich eine reibschlüssige Verbindung, zwischen der Transportrolle 6 und den Lagerrollen 17 vorliegt. Durch aktives Drehen der Transportrolle 6 drehen die Lagerrollen 17 (passiv) mit. Gleichermaßen kann die Transportrolle 6 durch aktives Drehen der Lagerrolen 17 (passiv) mitgedreht werden. Dies ermöglicht eine einfache Wartung und Austausch der Transportrolle 6 bzw. der Lagerrollen 17, da diese nicht fest miteinander verbunden sind.
Im erfindungsgemäßen Rollenbett 5 können grundsätzlich alle Transportrollen 6 eine keramische Drehlagerung gemäß einer Ausgestaltung, wie in den Figuren 4 bis 8 gezeigt, aufweisen. Bevorzugt ist jedoch, dass nur die innerhalb der Biegekammer 2 befindlichen Drehlager 9 der Transportrollen 6 eine keramische Drehlagerung gemäß einer Ausgestaltung, wie in den Figuren 4 bis 8 gezeigt, aufweisen, und dass alle außerhalb der Biegekammer 2 befindlichen Drehlager 9, 9' eine metallische Drehlagerung gemäß der Ausgestaltung, wie in Figur 3 gezeigt, aufweisen. Demnach sind die Transportrollen 6 des zweiten Satzes 1 1 von Transportrollen 6 jeweils an beiden Enden 13 metallisch drehgelagert, wohingegen die Transportrollen 6 des ersten Satzes 10 von Transportrollen 6 jeweils mit einem Ende 13 metallisch drehgelagert und mit dem anderen Ende 13 keramisch drehgelagert sind.
Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich, dass durch die Erfindung ein Rollenbett sowie eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben bereitgestellt wird, durch die, verglichen mit einem herkömmlichen Rollenbett, eine einfachere und kostengünstigere Herstellung von Glasscheiben ermöglicht ist. Eine aufwändige Kühlung der metallischen Drehlagerung von Transportrollen innerhalb einer heißen Umgebung ist nicht erforderlich. Die Komplexität von Biegeanlagen für Glasscheiben ist vermindert. Stillstandzeiten aufgrund einer Wartung oder Reparatur eines Kühlsystems für metallischen Drehlagerung von Transportrollen treten nicht auf. Für den Fachmann war überraschend, dass Transportrollen auch ohne metallische Anbauteile mit einem keramischen Drehlager unmittelbar drehgekoppelt werden können, um mit langer Nutzdauer und geringen Verschleiß in einer heißen Umgebung eingesetzt zu werden.
Bezugszeichenliste
1 Biegeanlage
2 Biegekammer
3 Biegeform
4 Vorwärmkammer
5 Rollenbett
6 Transportrolle
7 Auflagefläche
8 Glasscheibe
9, 9' Drehlager
10 erster Satz von Transportrollen
11 zweiter Satz von Transportrollen
12 Metallkappe
13 Ende
14 Lagerzapfen
15 Drehachse
16 Öffnung
17 Lagerrolle
18 Halterung
19 Lagerstift
20 Lagerbohrung
21 Träger

Claims

Patentansprüche
1. Rollenbett (5) für den Transport von Glasscheiben (8) mit einer Vielzahl paralleler Transportrollen (6), die gemeinsam eine Auflagefläche (7) für Glasscheiben (8) bilden, wobei jede Transportrolle (6) an ihren beiden gegenüberliegenden Enden (13) jeweils drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (13) mindestens einer Transportrolle (6) mit einem keramischen Drehlager (9) unmittelbar gekoppelt ist.
2. Rollenbett (5) nach Anspruch 1 , bei welchem das keramische Drehlager (9) ein keramisches Axialdrehlager ist, wobei das Ende (13) der Transportrolle (6) in eine zentrale Öffnung (16) des keramischen Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist.
3. Rollenbett (5) nach Anspruch 2, bei welchem das in die Öffnung (16) eingefügte Ende (13) der Transportrolle (6) eine zylindrische Form aufweist und einen Durchmesser hat, der geringer ist als ein Durchmesser der Transportrolle (6).
4. Rollenbett (5) nach Anspruch 3, bei welchem der Durchmesser des Endes (13) der Transportrolle (6) so gewählt ist, dass ein Quotient mit einem Zähler, gegeben durch den Absolutwert der Differenz einer thermischen Ausdehnung des Endes (13) der Transportrolle (6) und einer thermischen Ausdehnung des keramischen Axialdrehlagers, und einem Nenner, gegeben durch die thermische Ausdehnung des keramischen Axialdrehlagers, jeweils bezogen auf eine selbe Radialenrichtung, weniger als 0,8, bevorzugt weniger als 0,5, besonders bevorzugt weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1 beträgt.
5. Rollenbett (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches mindestens eine Transportrolle aufweist, bei der ein erstes Ende (13) mit einem keramischen Drehlager (9) unmittelbar gekoppelt ist und bei der an einem zweiten Ende (13) ein metallisches Anbauteil, insbesondere eine Metallkappe (12), befestigt ist, das mit einem metallischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist.
6. Rollenbett (5) nach Anspruch 5, bei welchem das metallische Drehlager ein Axialdrehlager ist, wobei das metallische Anbauteil einen Lagerzapfen (14) aufweist, der in eine zentrale Öffnung (16) des Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist.
7. Rollenbett (5) nach Anspruch 1 , bei welchem das keramische Drehlager (9) ein Rollenlager ist, das mindestens zwei keramische Lagerrollen (17) aufweist, wobei ein Ende (13) der Transportrolle (6) den keramischen Lagerrollen (17) aufliegt, so dass die keramischen Lagerrollen (17) durch Drehen der Transportrolle (6) mitgedreht werden oder die Transportrolle (6) durch Drehen der keramischen Lagerrollen (17) mitgedreht wird.
8. Rollenbett (5) nach Anspruch 7, welches mindestens eine Transportrolle (6) aufweist, bei der ein erstes Ende (13) mit einem keramischen Rollenlager (9) unmittelbar gekoppelt ist, und bei der an einem zweiten Ende (13) ein metallisches Anbauteil, insbesondere eine Metallkappe (12), befestigt ist, das mit einem metallischen Drehlager unmittelbar gekoppelt ist.
9. Rollenbett (5) nach Anspruch 8, bei welchem das metallische Drehlager ein Axialdrehlager ist, wobei das metallische Anbauteil einen Lagerzapfen (14) aufweist, der in eine zentrale Öffnung (14) des Axialdrehlagers drehfest eingefügt ist.
10. Rollenbett (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Transportrollen (6) aus einem Material bestehen, das so gewählt ist, dass ein Quotient aus dem Zähler, gegeben durch den Absolutwert einer Differenz eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials des keramischen Drehlagers und eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Transportrollen (6), und einem Nenner, gegeben durch den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials des keramischen Drhlagers, weniger als 0,8, bevorzugt weniger als 0,5, besonders bevorzugt weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1 beträgt.
11. Rollenbett (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem das keramische Drehlager (9) mindestens einer Transportrolle (6) eine Abdeckung aufweist, durch welche das Eindringen von Verunreinigungen, insbesondere Staub, in das keramische Drehlager (9) gehindert ist.
12. Vorrichtung (1 ) zum Biegen von Glasscheiben (8), welche umfasst: eine heizbare Biegekammer (2) mit mindestens einer Biegeform (3) zum Biegen von Glasscheiben (8),
ein Rollenbett (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zum Transport von Glasscheiben (8) in die Biegekammer (2), wobei das Rollenbett (5) aus einem ersten Satz (10) von Transportrollen (6) und einem zweiten Satz (1 1 ) von Transportrollen (6) besteht, wobei die Transportrollen (6) des ersten Satzes (10) jeweils zumindest teilweise innerhalb der Biegekammer (2) und die Transportrollen (6) des zweiten Satzes (1 1 ) außerhalb der Biegekammer (2) angeordnet sind, wobei die Transportrollen (6) des ersten Satzes (10) jeweils ein Ende (13) aufweisen, das mit einem in der Biegekammer (2) befindlichen keramischen Drehlager (9) unmittelbar gekoppelt ist.
13. Vorrichtung (1 ) zum Biegen von Glasscheiben (8) nach Anspruch 12, bei welchem die Transportrollen (6) des ersten Satzes (10) jeweils ein Ende (13) haben, das mit einem in der Biegekammer (2) befindlichen keramischen Drehlager (9) unmittelbar gekoppelt ist, wobei das andere Ende mit einem außerhalb der Biegekammer (2) befindlichen metallischen Drehlager (9') gekoppelt ist.
14. Vorrichtung (1 ) zum Biegen von Glasscheiben (8) nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem die Enden (13) einer jeden Transportrolle (6) des zweiten Satzes (10) an zwei metallischen Drehlagern (9, 9') drehbar gelagert sind.
15. Vorrichtung (1 ) zum Biegen von Glasscheiben (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, welche eine Vorwärmkammer (4) zum Vorwärmen von Glasscheiben (8) aufweist, wobei das Rollenbett (5) teilweise in der Vorwärmkammer (4) und teilweise in der Biegekammer (2) angeordnet ist und zum Transport von Glasscheiben (8) von der Vorwärmkammer (4) in die Biegekammer (2) dient.
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