DE19736971A1 - Wärmeisolierender Überzug für ein Tragelement - Google Patents

Description

Gegenstände aus Glas werden für bestimmte Einsatzfälle einer weiteren Wärmebehandlung unterworfen, um die Gebrauchs­ eigenschaften zu verbessern. Dies erfolgt beispielsweise bei Glasscheiben, die an Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen oder in der Industrie Verwendung finden sollen und die zur Anpassung an die jeweils benötigte Form entsprechend zu biegen und/oder auch einer Temperaturbehandlung zu unterwerfen sind, um so die Festigkeitseigenschaften zu verbessern. Bei dieser Wärme­ behandlung müssen die Glasgegenstände, insbesondere Glas­ scheiben, von Tragelementen gehalten werden, die auch als Formungselemente dienen können. Hier kommt es sehr darauf an, daß die Tragelemente auf der Glasoberfläche keine Abdrücke hinterlassen, wenn beispielsweise eine zu biegende Glasschei­ be bis auf die Erweichungstemperatur erhitzt wird. Bei dem anschließenden Abkühlungsvorgang muß dafür Sorge getragen werden, daß sich die Glasscheibe insgesamt gleichmäßig ab­ kühlt und zwar auch in den Bereichen, in denen sie auf den Tragelementen aufliegt, um unerwünschte innere Spannungen zu vermeiden.

Da die Abkühlung mit Hilfe von Luft bewirkt wird, die Trage­ lemente in der Regel aus Metall bestehen und so eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen als das Glas, ist man dazu über­ gegangen, die Auflageflächen der Tragelemente, an denen diese mit dem Glas an Berührung kommen, mit einem wärmeisolierenden Überzug zu versehen.

Aus EP-A-312 439 ist ein Überzug für ein rahmenförmiges Tra­ gelement bekannt, der durch ein maschenförmiges Gewirk aus Faserbündeln besteht, die ihrerseits jeweils aus dünnen me­ tallischen Fasern gebildet sind, wobei die jeweilige Einzel­ faser einen Durchmesser von max. 50 µm aufweist. Derart aus­ gebildete Überzüge erfüllen die gestellten Anforderungen hin­ sichtlich Wärmeisolierung gegenüber dem Tragelement einer­ seits sowie Luftdurchlässigkeit für die Kühlluft andererseits in ausreichendem Maße. Der Nachteil dieses vorbekannten Über­ zugs besteht jedoch darin, daß das maschenförmige Gewirke keine innere Stabilität besitzt und beim Umlegen des Tragele­ mentes daher zusätzlich auf der der Berührungsfläche mit dem Glas abgekehrten Seite eine Verbindung der freien Kanten in Form einer Naht oder dergleichen vorgenommen werden muß. Ein weiterer Nachteil des vorbekannten Überzugs besteht darin, daß jeweils in den Kreuzungspunkten der einzelnen, das ma­ schenartige Gewirke bildenden Faserbündel knotenförmige Ver­ dickungen entstehen, an denen die dünnen Einzelfasern der nach außen freiliegenden Faserbündel einem verstärkten Ver­ schleiß und der Zerstörung ausgesetzt sind. Dies hat zur Fol­ ge, daß schon nach einer verhältnismäßig kurzen Einsatzzeit die Bindung in diesen Knotenstellen zerstört wird, so daß sich der Überzug, ausgehend von dieser Knotenstelle, nach Art einer "Laufmasche" auflöst. Da bei diesem Auflösungsvorgang nicht nur Teilbereiche des Überzugs betroffen sind, muß an dem betreffenden Tragelement der Überzug vollständig abgenom­ men und durch einen neuen Überzug ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überzug für ein derartiges Tragelement zu schaffen, dessen Handhabung beim Aufbringen vereinfacht ist und der eine höhere Standzeit in bezug auf den Verschleiß als auch in bezug auf eine dauer­ hafte und zuverlässige Isolationswirkung aufweist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem Über­ zug für ein Tragelement zum Halten, Formen und/oder Transpor­ tieren von erhitztem Glas, insbesondere von Glasplatten, die auf Biege- und/oder Vorspanntemperatur gebracht wurden, be­ stehend aus eine porösen Matte, die ein offenmaschiges Trä­ gergewebe aus Metalldraht aufweist, auf der eine Auflage aus wenigstens einer Lage eines aus metallischen Wirrfasern ge­ bildeten Faservlieses angeordnet ist, wobei Fasern und Draht aus einem nichtoxidierenden und hitzebeständigen Metall herge­ stellt sind, wobei ferner der Fasern der Faservliese unter­ einander und die Auflage mit dem Trägergewebe durch Tempera­ tureinwirkung fest miteinander verbunden sind und wobei die Matte mit Durchgangslöchern versehen ist. Ein derartiger Überzug hat den Vorteil, daß er eine hohe Formstabilität auf­ weist und durch einen einfachen Biegevorgang an die Kontur des Tragelementes angepaßt werden kann. Aufgrund der hohen Formstabilität ist es nicht erforderlich, sich berührende Ränder in Nahtbereichen noch zusätzlich zu verknüpfen oder zu vernähen. Da die Auflage aus Faservliesen besteht, die aus metallischen Wirrfasern gebildet werden, die ihrerseits un­ tereinander durch Temperatureinwirkung nach Art eines Sinter­ vorganges fest miteinander verbunden sind, ergeben sich auch auf der freien Oberfläche der Auflage keine besonders expo­ nierten Stellen. Selbst wenn im Oberflächenbereich durch lan­ gen Gebrauch freiliegende Faseroberflächen abgenutzt werden, führt dies nicht zu einer Auflösung des Faserverbundes, da bei einem Bruch von Einzelfasern immer nur die Verbindung zwischen unmittelbar nebeneinanderliegenden Fasern unterbro­ chen wird. Die Porosität der Matte insgesamt erzeugt eine gu­ te Isolierwirkung zwischen dem Tragelement einerseits und der aufliegenden Glasscheibe andererseits, so daß ein auf diese Zone beschränkter übermäßiger Wärmeabfluß vermieden ist. Die Anordnung der Durchgangslöcher in Verbindung mit der Porosi­ tät der Matte andererseits erlaubt eine gute Luftdurchlässig­ keit, wenn nach Abschluß der Wärmebehandlung des Glasproduk­ tes die Abkühlung durch Luft eingeleitet wird. Hierdurch ist wiederum eine gleichmäßige Abkühlung des Glasproduktes, ins­ besondere der Glasplatte insgesamt gewährleistet, so daß auch während des Abkühlvorganges kein unterschiedlicher Wärmeab­ fluß erfolgt, und damit der Aufbau von inneren Spannungen in der Glasplatte im Übergangsbereich zu den vom Tragelement ge­ stützten Zonen vermieden wird. Die Porosität der Matte ist bei ihrer Herstellung frei vorgebbar, so daß eine Anpassung an die jeweiligen Betriebserfordernisse möglich ist, so bei­ spielsweise das Maß der Wärmeisolierung, da die aus der Poro­ sität resultierenden kleinvolumigen Lufteinschlüsse, die eine "innere Konvektion" unterbinden, hier maßgeblichen Einfluß haben.

Während es grundsätzlich möglich ist, die Durchgangslöcher in die poröse Matte durch einen Stanzvorgang einzubringen, ist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Durchgangslöcher durch ein Stanz-Streck- Verfahren in die poröse Matte eingebracht sind. Durch ein Stanz-Streck-Verfahren kann nicht nur mit kleineren Ausgangs­ breiten bei der Herstellung der porösen Matte gearbeitet wer­ den, sondern es werden auch Materialverluste vermieden. Beim Stanz-Streck-Verfahren werden nämlich in die poröse Matte nur versetzt zueinander angeordnete Schlitze eingestanzt und an­ schließend die Matte quer zur Erstreckung der Schlitze aus­ einandergezogen, so daß sich entsprechende Durchgangsöffnun­ gen bilden. Durch anschließendes Walzen wird die Oberflächen­ struktur geglättet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dicke der für das Faservlies verwendeten Fasern 1 bis 50 µm, vorzugsweise 5 bis 30 µm beträgt. Hierbei ist es fer­ ner vorteilhaft, wenn die ein- oder mehrlagige Vliesauflage ein Flächengewicht von 200 bis 2000 g/m², vorzugsweise 1200 g/m² aufweist.

Für den Draht des Trägergewebes wird eine Dicke von 0,08 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,13 mm vorgesehen. Das Trägergewebe selbst weist zweckmäßigerweise eine lichte Maschenweite von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm auf.

Die Porosität der Matte in den ungelochten Bereichen beträgt erfindungsgemäß 60 bis 80%, vorzugsweise 70%. Damit enthalten die verbleibenden Stege der Matte im Verhältnis zu den Fasern ein sehr großes, ruhendes Luftvolumen, durch das die gefor­ derte geringe Wärmeleitfähigkeit eingehalten werden kann. Die Größe der Durchgangslöcher beträgt zweckmäßigerweise 20 bis 40 mm², wobei die die Löcher jeweils begrenzenden Stege eine Breite von etwa 2 bis 5 mm aufweisen.

Die Erfindung ward anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Tragelementes, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt gem. der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Form einer anderen Ausführungsform eines Tragelementes,

Fig. 4 einen Schnitt gem. der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Überzug,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Überzug gem. der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Herstellung von Durchgangslöchern.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird bei dem eingangs beschriebe­ nen Anwendungsfall das Tragelement durch ein Flachprofil 1 aus einem nichtoxidierenden hitzebeständigen Stahl herge­ stellt. Das Flachprofil weist in regelmäßigem Abstand zuein­ ander eine Vielzahl Ausnehmungen 2 in Form von Durchgangslö­ chern auf. Das beispielsweise für die Anwendung bei der Her­ stellung von gebogenen Automobilscheiben rahmenförmig ausge­ bildete Tragelement, ist umlaufend mit einem lösbaren Überzug in Form einer Matte 3 versehen, deren Aufbau nachstehend noch näher beschrieben wird.

Fig. 2 und 4 zeigen einen schematischen Schnitt gem. der Li­ nie II-II bzw. IV-IV in Fig. 1 bzw. Fig. 3. Die als Überzug verwendete Matte 3 besteht aus einem porösen Material, das, wie aus Fig. 5 ersichtlich, mit einer Vielzahl von Durch­ gangslöchern 4 versehen ist. Die Löcher 4 sind so angeordnet, daß die jeweils dazwischenliegenden Stege 5 in etwa die glei­ che Breite von 2 bis 5 mm aufweisen.

In Fig. 3 ist in einer perspektivischen Ansicht eine andere Ausführungsform eines Tragelementes dargestellt. Der Aufbau entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gern. Fig. 1. Anstelle der Durchgangslöcher 2 weist diese Ausführungsform randseitig eine Vielzahl von seitlich offenen Ausnehmungen 2 auf, die dem Randbereich eine kammerartige Struktur mit guter Luftdurchlässigkeit geben. Fig. 4 zeigt diese Ausführungsform in einem entsprechenden Schnitt.

Der Aufbau der porösen Matte 3 wird in Fig. 6 stark vergrö­ ßert und stark schematisiert in einem Querschnitt darge­ stellt, der dem Schnitt VI-VI in Fig. 5 entspricht. Die porö­ se Matte 3 besteht im wesentlichen aus einem offenmaschigen Trägergewebe 6, auf der eine Auflage 7 angeordnet ist, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus vier Lagen 7.1, 7.2, 7.3 und 7.4 aus metallischen Wirrfasern gebildeten Faservliesen besteht. Sowohl der Draht des Trägergewebes 6 als auch die Fasern der Auflage 7 bestehen aus einem nicht­ oxidierenden, hitzebeständigen Metall, beispielsweise aus ei­ nem Chrom-Nickel-Stahl, aus der Legierung Hastelloy, Inconel Monel oder entsprechenden Metallen oder Metallegierungen mit vergleichbaren Eigenschaften.

Die Fasern der einzelnen Faservliese untereinander sowie die Faservliese 7.1, 7.2, 7.3 und 7.4 miteinander sowie das Fa­ servlies 7.4 und das Trägergewebe 6 sind durch Temperaturein­ wirkung nach Art eines Sinterprozesses fest miteinander ver­ bunden. Das Trägergewebe 6 sowie die einzelnen Faservliese 7 werden hierzu aufeinandergelegt und im Vakuum, ggf. unter Aufbringung von mechanischem Druck auf die Oberfläche soweit erhitzt, daß an den Berührungspunkten die Fasern und die Drähte einen festen Verbund miteinander eingehen, gleichwohl die durch die übereinanderliegenden Faservliese vorgegebene Porosität erhalten bleibt. Bei der Verwendung von Chrom- Nickel-Stahl beträgt die Faserdicke vorteilhaft 12 µm, wobei die aus den vier Lagen gebildete Vliesauflage 7 ein Flächen­ gewicht von etwa 1200 g/m² und eine Porosität von etwa 70 bis 80% besitzt.

Bei der Verwendung von Chrom-Nickel-Stahl für das offenma­ schige Trägergewebe ist die Verwendung von Drähten mit einer Dicke von 0,13 mm bei einer Maschenweite von 0,4 mm zweckmä­ ßig. Durch die Temperaturbehandlung bei der Herstellung der Matte 3 erhält die Matte, deren Steifigkeit im wesentlichen durch die Steifigkeit des Trägergewebes bestimmt wird, eine genügende Verformbarkeit, so daß die Matte bequem auf das Flachprofil 1 als Überzug durch Umlegen um das Flachprofil 1 aufgebracht werden kann, wie dies in Fig. 2 und Fig. 4 sche­ matisch dargestellt ist. Die freiliegenden Ränder 8.1 und 8.2 des als Mattenstreifen konfektionierten Überzugs können dann, wie Fig. 2 und Fig. 4 zeigen, einfach zusammengedrückt wer­ den, so daß die Matte 3 zuverlässig am Flachprofil 1 fixiert ist. Die Matte 3 kann in Eckenbereichen zur Anpassung an Run­ dungen und Winkeln ein- und/oder ausgeschnitten werden, wobei die Stoßstellen aneinanderstoßender Kanten bei einiger Sorg­ falt so gegeneinandergestoßen werden können, daß hier eine gleichmäßige glatte Oberfläche vorhanden ist.

Sofern einzelne überbeanspruchte Zonen des Überzuges vorzei­ tig verschleißen, ist es nicht erforderlich, den gesamten Überzug des Tragelementes zu entfernen, sondern hier kann aufgrund der selbsttragenden, formstabilen Struktur der Matte 3 das verschlissene Teilstück herausgeschnitten und durch ein neues Teilstück ersetzt werden. Eine derartige Reparatur ist nicht nur kostengünstiger sondern verlangt auch weniger Zeit­ aufwand. Insgesamt ergibt sich mit einer derartigen Matte 3 gegenüber einem gewirkten Überzug eine wesentlich längere Standzeit.

Während es grundsätzlich möglich ist, aus einem entsprechend breit bemessenen Mattenstreifen 3 die in Fig. 5 gezeigten Durchgangslöcher 4 auszustanzen, ist es zweckmäßig, wenn, wie aus Fig. 7 ersichtlich, in einen Mattenstreifen 3 mit dem an­ hand von Fig. 6 beschriebenen Aufbau in einem Stanzvorgang versetzt zueinander angeordnete Längsschlitze 4.1 durchge­ stanzt werden. Anschließend wird der Mattenstreifen quer zum Verlauf der Längsschlitze 4.1, wie durch wie Pfeile 9 ange­ deutet, um ein vorgegebenes Maß auseinandergezogen, so daß sich die Schlitze 4.1 öffnen und somit Durchgangslöcher 4 entstehen, die der in Fig. 5 gezeigten Konfiguration entspre­ chen. Mit einer derartigen Verfahrensweise entfallen die beim Durchstanzen von Löchern auftretenden Materialverluste. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zunächst schmalere Mat­ tenstreifen als Ausgangsmaterial hergestellt werden können, die dann anschließend nach dem Stanzen der Längsschlitze 4.1 auf die erforderliche Breite gestreckt werden.

Claims (7)

1. Überzug für ein Tragelement zum Halten, Formen und/oder Transportieren von erhitztem Glas, insbesondere von Glasplat­ ten, die auf Biege- und/oder Vorspanntemperatur gebracht wur­ den, bestehend aus einer porösen Matte (3), die ein offenma­ schiges Trägergewebe (6) aus Metalldraht aufweist, auf der eine Auflage (7) aus wenigstens einer Lage (7.1, 7.2) eines aus metallischen Wirrfasern gebildeten Faservlieses angeord­ net ist, wobei Fasern und Draht aus einem nichtoxidierenden und hitzebeständigen Metall hergestellt sind, wobei ferner die Fasern des Faservlieses (7.1, 7.2) untereinander und die Auflage (7) mit dem Trägergewebe (6) durch Temperatureinwir­ kung fest miteinander verbunden sind und wobei die Matte (3) mit Durchgangslöchern (4) versehen ist.

2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (4) durch ein Stanz-Streck-Verfahren in die poröse Matte (3) eingebracht sind.

3. Überzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Fasern 1 bis 50 µm, vorzugsweise 5 bis 30 µm beträgt.

4. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vliesauflage (7) ein Flächengewicht von 200 bis 2000 g/m², vorzugsweise etwa 1200 g/m² aufweist.

5. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht des Trägergewebes (6) eine Dicke von 0,08 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,13 mm beträgt.

6. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Trägergewebe (6) eine lichte Maschenweite von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm besitzt.

7. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Porosität der Matte (3) 60 bis 80%, vor­ zugsweise 70% beträgt.