DE69220848T2

DE69220848T2 - Kontinuierlicher Ofen zum Heizen von Glasscheiben auf ihre Biege- und/oder Härtungstemperatur

Info

Publication number: DE69220848T2
Application number: DE69220848T
Authority: DE
Inventors: Hans Werner Kuster; Jean-Pierre Lacoste; Luc Vanaschen
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2012-05-08
Also published as: DE4115235C1; FI922110A; FI922110A0; FI94746C; EP0512922A3; ES2106843T3; US5290999A; FI94746B; EP0512922B1; DE69220848D1; EP0512922A2

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchlaufofen für die Erwärmung von Glasscheiben auf ihre Biege- und/oder Vorspanntemperatur, umfassend ein Heißgas- Tragbett und eine auf die Scheibenkanten einwirkende Mitnehmervorrichtung zum Transport der Glasscheiben über das Heißgas-Tragbett von einer Auflegestation bis zu einer Entnahme- oder Übergabestation. Die Erfindung betrifft ferner eine einen derartigen Ofen umfassende Biege- und Vorspannanlage für Glasscheiben.
Bei dem bekannten Durchlaufofen mit einem Heißgas-Tragbett (z.B. US-PS 3.223.501) ist das ebene Heißgas-Tragbett geradlinig ausgebildet und in Querrichtung zur Transportrichtung der Glasscheiben leicht gegen die Horizontale geneigt. Die Glasscheiben sind durch Rollen angetrieben, deren Drehachsen senkrecht zur Tragbettebene stehen und die entlang der tiefer gelegenen Längskante des Tragbetts angeordnet sind. Unter dem Einfluß der in Richtung der Neigung der Transportebene wirkenden Kraftkomponente (das Eigengewicht der Glasscheiben und ihre schwimmende Lagerung auf dem Tragbett) stehen die Glasscheiben mit einer Längskante in Kontakt mit den Mitnehmerrollen und werden durch Reibungsschluß mit den Mitnehmerrollen transportiert. Am Auflegeende des Ofens werden die Glasscheiben auf das Heißgas-Tragbett aufgelegt bzw. von Förderrollen auf dieses Heißgas-Tragbett übergeben. Die Entnahme bzw. die Übergabe der erhitzten Glasscheiben von dem Heißgas-Tragbett erfolgt am anderen Ende des geradlinig ausgerichteten Ofens, das heißt in einer mehr oder weniger großen Entfernung von der Beschickungsstelle des Ofens. Bei einem Durchlaufofen für Glasscheiben müssen selbst dann, wenn der Ofen voll automatisiert ist, die Beladestation und die Entladestation des Ofens ständig überwacht werden. Ein linearer Durchlaufofen weist aber eine verhältnismäßig große Länge auf, und die Beladestation und die Entladestation liegen infolgedessen derart weit auseinander, daß die Überwachung dieser beiden Stationen jeweils eine eigene Kontroliperson bzw. Bedienungsperson erfordert.
Der Erfindung hat die Aufgabe, einen Durchlaufofen für die Erwärmung von Glasscheiben mit kontinuierlichem oder mit taktweisem Durchlauf zu schaffen, der bei gleicher Kapazität wie ein entsprechender linearer Durchlaufofen aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung mit weniger Bedienungspersonal betrieben werden kann als die bekannten Durchlauföfen.
Der Durchlaufofen gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein kreisringförmig ausgebildetes, horizontal ausgerichtetes Heißgas-Tragbett und eine konzentrisch zum kreisringförmigen Tragbett angeordnete Mitnehmervorrichtung mit auf einer Kreisbahn geführten Mitnehmern aufweist, die jeweils eine Glasscheibe an wenigstens drei Punkten erfassen und sie auf einer Kreisbahn von der Auflegestation zur Entnahmestation führen.
Bei einem derartigen Rundofen liegen die Auflage- und die Entnahmestation dicht nebeneinander und können von ein und derselben Bedienungsperson bedient und/ oder überwacht werden. Damit kann ein solcher Ofen bzw. eine Biege- und/oder Vorspannanlage mit einem solchen Ofen auf verhältnismäßig begrenztem Raum und mit einem Minimum an Bedienungspersonal, und daher in äußerst wirtschaftlicher Weise, betrieben werden.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, von denen zeigen
Fig.1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Anlage zum Herstellen gebogener und vorgespannter Glasscheiben;
Fig.2 eine Aufsicht auf die in Fig.1 dargestellte Anlage;
Fig.3 eine Schnittansicht in der vertikalen Ebene III-III in Fig.2;
Fig.4 eine Schnittansicht in der vertikalen Ebene IV-IV in Fig.2V und
Fig.5 eine Ansicht einer als Schablone ausgebildete Mitnehmervorrichtung.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, umfaßt der Ofen eine aus Stützen 1 und Querträgern 2 bestehende Tragkonstruktion, die einerseits das Heißgas-Tragbett 3 und andererseits das Oberteil 4 des Ofens tragen. Das Oberteil 4 des Ofens ist in einzelne Segmente unterteilt, die jeweils an Spindeln 5 befestigt sind und getrennt angehoben werden können. Das Heißgas-Tragbett 3 ist kreisringförmig ausgebildet, und die kreisringförmige Oberfläche, die mit Gasausströmöffnungen und mit Gasabströmöffnungen versehen ist, ist horizontal ausgerichtet und bildet eine ebene Fläche. Das kreisringförmige Tragbett 3 stellt keinen geschlossenen Kreisring dar, sondern ist zwischen der Auflegestation 6 und der Entnahmestation 7 unterbrochen. An dieser Stelle zwischen der Auflegestation 6 und der Entnahmestation 7 kann beispielsweise ein Scherbensammelbehälter 8 angeordnet sein, in dem gegebenenfalls die bei einem Glasbruch entstandenen Glasscherben aufgefangen werden können.
Der Raum unterhalb des eigentlichen Heißgas-Tragbetts 3 ist in eine Reihe von Segmenten unterteilt, und zwar im dargestellten Fall in insgesamt fünfzehn Kreisringsegmente 10 jeweils gleicher Größe. An der Stelle des sechzehnten Kreisringsegments befindet sich der Scherbenbehälter 8. Jedes der fünfzehn Kreisringsegmente 10 bildet unterhalb des Heißgas-Tragbetts 3 eine in sich geschlossene Kammer, in der der Heißgasstrom jeweils mittels eines von einem Motor 12 angetriebenen Ventilators erzeugt wird. Die Temperatur des Heißgasstroms kann in jedem Kreisringsegment gesondert geregelt werden. Gegebenenfalls ist das auch für den Gasdruck der Fall. Die Struktur der Ofensegmente wird unter Bezug auf die Fig. 3 noch im Detail beschrieben werden.
In der Auflegestation 6, in der das Heißgas-Tragbett 3 Raumtemperatur oder eine Temperatur nur verhältnismäßig wenig oberhalb der Raumtemperatur aufweist, ist keine Deckenkonstruktion vorhanden, so daß die Glasscheiben frei und ungehindert auf das Gas-Tragbett aufgelegt werden können. Das Auflegen der Glasscheiben kann von Hand oder mit Hilfe einer automatischen Auflegevorrichtung erfolgen. In der Entnahmestation 7 hingegen umfaßt die Deckenkonstruktion einen wärmeisolierenden Mantel 14, der die Glasscheiben in der Entnahmestation 7 am Abkühlen hindert.
Bei dem dargestellten Ofen erfolgt der Transport der Glasscheiben durch den Ofen zweckmäßigerweise taktweise, und zwar jeweils um das einem Kreisringsegment entsprechende Winkelmaß Der Transport kann jedoch auch mit gleichbleibender Geschwindigkeit kontinuierlich erfolgen, wobei der Auflegevorgang und der Entnahmevorgang mit dem Bewegungsvorgang der Glasscheiben sorgfältig abgestimmt werden müssen. Ebenso kann der Transport der Glasscheiben über das Heißgas-Tragbett auch mit sich periodisch ändernder Geschwindigkeit vorgenommen werden, beispielsweise einer hohen Winkelgeschwindigkeit von einem Kreisringsegment zum nächsten und einer stark verringerten Winkelgeschwindigkeit jeweils im letzten Wegabschnitt, um den Entnahmevorgang und den Auflegevorgang zu erleichtern.
Der Transport der Glasscheiben über das Heißgas-Tragbett 3 ist sichergestellt durch ein Karussell 16 mit insgesamt sechzehn radialen Armen 17, die jeweils durch gleiche Winkelabstände voneinander getrennt sind. Das Karussell 16 ist auf einer vertikalen Drehachse 18 drehbar gelagert. Die Drehachse 18 ist im Kreismittelpunkt der Kreisringfläche des Heißgas-Tragbetts 3 angeordnet. Ein von einer Prozeßsteuerung 20 gesteuerter Elektromotor 21 dient dem kontinuierlichen oder schrittweisen Drehantrieb des Karussells 16. Jeder Arm 17 des Karussells 16 trägt an seinem freien Ende einen geeigneten Mitnehmer, der an wenigstens drei Punkten jeweils mit einer Glasscheibe in Kontakt steht und sie in einer Kreisbahn über das Heißgasbett führt. Eine besonders zweckmäßige Konstruktion eines Mitnehmers wird später anhand der Fig. 5 näher beschrieben.
Statt als zentral angetriebenes Karussell kann die Mitnehmervorrichtung auch in der Weise ausgebildet sein, daß entlang der inneren Ofenwand außerhalb des Ofens eine auf einer zum Ofen konzentrischen Kreisbahn geführte endlose Kette vorgese hen ist, an der die in den Ofen hineinragenden Mitnehmer angeordnet sind. Die endlose Kette kann beispielsweise mit Hilfe eines angetriebenen Ritzels, das mit der Kette in Eingriff steht, mit der gewünschten Geschwindigkeit bzw. in dem gewünschten Takt angetrieben werden.
Der Aufbau des Ofens und die Konstruktion des Heißgas-Tragbetts sind in Fig.3 mit ihren wesentlichen Teilen dargestellt. Der das Heißgaskissen-Tragbett 3 bildende Unterteil des Ofens umfaßt ein auf geeignete Weise hitzeisoliertes Gehäuse 24 mit geschlossenem Boden und geschlossenen Seitenwänden Oben ist das Gehäuse 24 abgeschlossen durch eine ebene Platte 25 aus hitzebeständigem Werkstoff, die in regelmäßigen Abständen abwechselnd mit Gasausströmöffnungen 26 und Gasabsaugöffnungen 27 durchbrochen ist. Die Gasausströmöffnungen 26 verbinden die Oberseite der Platte 25 mit dem Zwischenraum 28 unterhalb der Platte 25. Dieser Zwischenraum 28 ist nach unten durch eine parallel zur Platte 25 angeordnete Zwischenwand 29 abgeschlossen. Unterhalb der Zwischenwand 29 befindet sich ein Raum 30, in dem ein Ventilator 31 vorgesehen ist. Der Ventilator 31 wird von dem auf der Außenwand des Gehäuses 24 angeordneten Elektromotor 12 angetrieben. Vor der Ansaugöffnung des Ventilators 31 ist ein elektrisches Heizregister 32 angeordnet, das zum Erwärmen der angesaugten Luft auf die gewünschte Temperatur dient.
Der von dem Ventilator 31 erzeugte Heißluftstrom wird in den Zwischenraum 28 geleitet und erzeugt darin einen Überdruck geeigneter Höhe, so daß die Heißluft aus den Öffnungen 26 in der Platte 25 ausströmt und das gewünschte Heißluftkissen für den reibungsfreien Transport der Glasscheiben bildet. Das heiße Gas strömt unterhalb der Glasscheiben durch die zwischen den Ausströmöffnungen 26 liegenden Abströmöffnungen 27 und kehrt durch die sich an die Abströmöffnungen 27 anschließenden und die Zwischenwand 29 durchdringenden Rohre 34 in den Raum 30 unterhalb der Zwischenwand 29 zurück. Auf diese Weise wird die heiße Luft im Kreislauf geführt, so daß nur eine geringe Erwärmung der Luft durch das Heizregister 32 erforderlich ist, wenn die Arbeitstemperatur des Ofens erreicht ist.
Die Deckenkonstruktion 4 des Ofens umfaßt ebenfalls ein auf geeignete Weise hitzeisoliertes Gehäuse 36V das zweckmäßigerweise in einzelne Segmente 36V unterteilt ist, die einzeln abgehoben werden können, wenn der Zugang zu dem Heißgas-Tragbett notwendig ist. Während die äußere Seitenwand 37 des Gehäuses 16 sich auf dem Unterteil des Ofens abstützt und so für einen dichten Abschluß der äußeren Seitenwand des Ofens sorgt, endet die innere Seitenwand 38 des Gehäuses 36 oberhalb des Unterteils des Ofens unter Bildung eines durchgehenden Spaltes 39, durch den die Arme 17 des Karussells in den Ofen hineinragen. Innerhalb des Gehäuses 36 sind elektrische Heizstrahler 40 angeordnet, die zum Erwärmen der Glasscheiben auf die jeweils in den einzelnen Zonen gewünschte Temperatur dienen.
Nach Durchlaufen des Ofens haben die Glasscheiben die gewünschte Temperatur von beispielsweise 650 ºC erreicht und werden in der Entnahmestation 7 aus dem Ofen entnommen. Die Entnahme der erhitzten Glasscheiben 41 erfolgt im dargestellten Fall mit Hilfe einer verfahrbaren Saugplatte 42. Die Saugplatte 42 ist über eine geeignete Halterung 43 und einen auf Schienen 44 verfahrbaren Wagen 45 derart verfahrbar, daß die Glasscheiben 41 durch Saugkraft an der Saugplatte 42 festgehalten und in eine neben dem Ofen angeordnete Bearbeitungsstation verbracht werden.
Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Bearbeitungsstation 48 ist eine kombinierte Biege- und Vorspannstation, in der die erhitzten Glasscheiben zwischen zwei wassergekühlten Biegeformen 49,50 in einem Arbeitsgang gebogen und durch schroffe Abkühlung thermisch vorgespannt werden. Während die untere gekühlte Biegeform 49 ortsfest angeordnet ist, ist die obere Biegeform 50 in senkrechter Richtung beweglich gelagert und kann durch einen Druckzylinder 51 angehoben und abgesenkt werden. Während sich die obere Biegeform 50 in angehobener Stellung befindet, wird die erhitzte Glasscheibe mit Hilfe der Saugplatte 42 auf der unteren Biegeform abgelegt. Anschließend fährt die Saugplatte 42 in ihre Ausgangsstellung zurück, und die obere Biegeform 50 wird mit Hilfe des Druckzylinders 51 gegen die untere Biegeform 49 gepreßt, wodurch die Glasscheibe gebogen und vorgespannt wird.
Geeignete Einrichtungen zum gleichzeitigen Biegen und Kontaktvorspannen sind als solche bekannt und beispielsweise in den DE 40 19 179 A1 und DE 40 19 181 A1 im einzelnen beschrieben. Selbstverständlich kann sich jedoch anstelle der dargestellten Biege- und Kontaktvorspanneinrichtung jede beliebige andere Biege- und/oder Vorspannvorrichtung seitlich an die Entnahmestation 7 anschließen.
Nachdem die obere Biegeform 50 in ihre obere Endstellung verbracht wurde, werden die gebogenen und vorgespannten Glasscheiben mit Hilfe eines Roboters 53 von der unteren Biegeform 49 entnommen und auf einen Förderer 54 übergeben.
Eine besonders vorteilhafte Mitnehmerkonstruktion für die Glasscheiben ist in Fig.5 dargestellt. Der jeweils an einem Arm 17 des Karussells angeordnete Mitnehmer besteht aus einer Schablone 56 aus hitzebeständigem Stahlblech, deren Innenkontur 57 der Außenkontur der Glasscheiben entspricht. Ebenso wie die Glasscheibe schwimmt die Schablone 56 auf dem Heißgas-Tragbett, so daß man hierdurch eine automatische Höhenführung der Schablone jeweils in der günstigsten Lage oberhalb der das Tragbett bildenden Oberfläche erhält. Die Schablone 56 ist mit einer Lasche 58 versehen, über die die Schablone 56 mit einem geeigneten Kupplungsstück 59 am Ende des Armes 17 des Karussells verbunden ist. Die Verbindung im Kupplungsstück 59 soll so gestaltet sein, daß die Position der Schablone 56 in radialer Richtung, das heißt in Richtung des Armes 17, und in tangentialer Richtung, das heißt im rechten Winkel zum Arm 17, mit hoher Genauigkeit durch die Position des Armes 17 festgelegt wird, wohingegen in der Höhenlage ein gewisses Spiel möglich sein soll.
Infolge der Zwangsgführung der Glasscheibe mit Hilfe der beschriebenen Mitnehmervorrichtung läßt sich auf einfache Weise eine sehr genaue Positionierung der Glasscheiben in der Entnahmestation 7 erreichen, was für die genaue Positionierung der Glasscheiben in der sich anschließenden Biegestation besonders wichtig ist.

Claims

1. Durchaufofen für die Erwärmung von Glasscheiben auf ihre Biege- und/oder Vorspanntemperatur, mit einem Heißgas-Tragbett (3) und mit einer auf die Kanten der Glasscheiben (41) einwirkenden Mitnehmervorrichtung (16, 17, 56) zum Transport der Glasscheiben über das Heißgas-Tragbett von einer Auflegestation (6) bis zu einer Entnahme- oder Übergabestation (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas-Tragbett (3) kreisringförmig ausgebildet und horizontal ausgerichtet ist, und daß die Mitnehmervorrichtung konzentrisch zum kreisringförmigen Heißgas-Tragbett (3) angeordnet ist und auf einer Kreisbahn geführte Mitnehmer (56) aufweist, die jeweils eine Glasscheibe an wenigstens drei Punkten erfassen und sie auf einer Kreisbahn von der Auflegestation (6) zur Entnahmestation (7) führen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Heißgas- Tragbett (3) enthaltende Unterteil des Ofens in Segmente (10) unterteilt ist, in denen jeweils der das Heißgaskissen erzeugende Gasvolumenstrom und die Gastemperatür getrennt regelbar sind.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Heißgas-Tragbett (3) bildende Platte (25) mit Gasausströmöffnungen (26) und mit Gasabströmöffnungen (27) versehen ist, wobei die Gasausstromöffnungen (26) mit einem von der Platte (25) und einer parallel hierzu angeordneten Zwischenwand (29) begrenzten Kammer (28), und die Gasabströmöffnungen (27) über die Kammer (28) durchdringende Rohre (34) mit einer nach oben durch die Zwischenwand (29) begrenzten Kammer (30) in Verbindung stehen und das heiße Gas durch einen Ventilator (31) im Kreislauf geführt ist.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugstutzen des in einer der Kammern (28, 30) angeordneten Ventilators (31) ein die Temperatur des heißen Gases steuerndes elektrisches Heizregister (32) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmervorrichtung aus einem in der Mittelachse (18) des Ofens drehbar gelagerten Drehstern (16) mit sich in radialer Richtung erstreckenden Armen (17) besteht, an deren Enden jeweils ein Mitnehmer (56) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmervorrichtung aus einer entlang der inneren Ofenwand außerhalb des Ofens auf einer zum Ofen konzentrischen Kreisbahn geführten endlosen Kette besteht, an der in den Ofen hineinragende Mitnehmer angeordnet sind.

7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer für die Glasscheiben (41) jeweils aus einer der Form der Glasscheiben entsprechenden Schablone (56) aus hitzebeständigem Stahlblech oder dergleichen bestehen und auf dem Heißgas-Tragbett (3) schwimmend gelagert sind.

8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerschablone (56) über die gesteuerte Drehbewegung der Mitnehmervorrichtung (16, 17, 56) zumindest in der Entnahmestation (7) mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit positionierbar ist.

9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine in der Entnahmestation (7) oberhalb des Heißgas-Tragbetts (3) in radialer Richtung verschiebbar angeordnete Saugplatte (42) zur Übergabe der erhitzten Glasscheiben (41) in eine neben dem Ofen angeordnete Bearbeitungsvorrichtung (48).

10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die neben dem Ofen angeordnete Bearbeitungsvorrichtung eine eine untere wassergekühlte Biegeforrn (49) und eine obere wassergekühlte Biegeform (50) umfassende Biege- und Kontaktvorspannvorrichtung (48) ist.