DE69820018T2

DE69820018T2 - Rollenofen zum erhitzen von glasscheiben

Info

Publication number: DE69820018T2
Application number: DE69820018T
Authority: DE
Inventors: Guido Becker
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1997-07-05
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: KR20000068310A; PT928284E; US6363752B1; PL186983B1; CZ294148B6; EP0928284A1; WO1999002458A1; PL331994A1; ES2210781T3; DE19728787C1; CZ78399A3; BR9806055A; JP2001500100A; DE69820018D1; EP0928284B1; ATE255071T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenofen für die Erwärmung von Glasscheiben auf ihre Erweichungstemperatur.
Rollenöfen zum Aufheizen von Glasscheiben sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie werden eingesetzt, wenn die Glasscheiben in nachgeschalteten Anlagen gebogen oder vorgespannt werden, oder wenn auf die Glasscheiben aufgebrachte Emailfarben eingebrannt werden sollen. Die Erwärmung der Glasscheiben erfolgt dabei üblicherweise durch Wärmestrahlung, insbesondere durch elektrische Widerstandsheizungen. Die Rollenöfen können als Durchlauföfen ausgebildet sein oder als Öfen mit oszillierender Bewegung der Glasscheiben.
Wenn die Glasscheiben nicht auf beiden Seiten sehr gleichmäßig aufgeheizt werden, sind konvexe oder konkave Verformungen der Glasscheibe während des Aufheizvorgangs unvermeidlich. Dabei verformt sich die Glasscheibe auf der Seite, die stärker erwärmt wird, in konvexer Form. Die Gefahr derartiger Verformungen ist besonders ausgeprägt, wenn die Glasscheiben mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sind. Wenn beschichtete Glasscheiben erwärmt werden, befindet sich die beschichtete Seite in der Regel oben, da je nach Art der Beschichtung diese sonst beim Transport auf den Rollen beschädigt werden kann. Bei den Schichten kann es sich um Wärmestrahlen absorbierende Schichten handeln, wie es beispielsweise bei den Einbrennfarben der Fall ist, oder um Wärmestrahlen reflektierende Schichten, wie sie als Wärmeschutzschichten oder Sonnenschutzschichten zum Einsatz kommen. Während im ersten Fall die Oberseite der Glasscheibe im Ofen durch die Strahlungswärme stärker erhitzt wird, bleibt sie im anderen Fall deutlich kälter, weil die Wärmestrahlung von der Schicht reflektiert wird. Entsprechend verformen sich die Glasscheiben in diesen Fällen in entgegengesetzter Richtung.
Da es insbesondere bei Glasscheiben mit einer wärmereflektierenden Oberflächenschicht schwierig ist, die Glasscheibe mit Strahlungswärme gleichmäßig und ohne störende Durchbiegungen zu erwärmen, wurden Rollenöfen mit konvektiver Erwärmung der Glasscheiben entwickelt. Derartige Konvektionsöfen sind beispielsweise aus der DE 40 10 280 A1 und aus der DE 43 36 364 A1 bekannt.
Die DE 40 10 280 A1 berichtet über die Erwärmung beider Seiten der Scheibe durch Konvektion. Die GB 20 82 456 A berichtet über die Erwärmung der Glasscheiben beim Rol lentransport, wobei die Oberseiten der besagten Scheiben einer Erwärmung durch Leitung, Konvektion und Strahlung ausgesetzt werden, wobei die Luft über diesen Oberseiten in turbulenter Strömung verwirbelt wird.
Die WO 98/03439 A, die zum Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ gehört, berichtet über die Erwärmung der Scheibe durch Heizwiderstände, die oberhalb und unterhalb der Scheiben angebracht sind, außerdem sind unterhalb der Scheibe gleichmäßig Blasdüsen angebracht.
Bei bekannten Konvektionsöfen erfolgt die Erwärmung der Glasscheiben auf beiden Seiten durch das Anblasen mit einem heißem Gas. Zu diesem Zweck sind sowohl oberhalb als auch unterhalb der Transportebene der Glasscheiben, quer zur Bewegungsrichtung der Glasscheiben Düsenrippen angeordnet, die dicht oberhalb und unterhalb der Transportebene münden. Durch diese Düsenrippen werden die Glasscheiben mit heißer Luft angeblasen, die beispielsweise durch in den Strömungskanälen eingebaute elektrische Heizregister, auf eine Temperatur bis etwa 700°C erwärmt wird. Konvektionsöfen dieser Art sind bezüglich der Temperaturregelung der heißen Blasluft verhältnismäßig flexibel. Sie ermöglichen auch dann eine gleichmäßige Erwärmung, wenn die Glasscheiben auf einer Seite beschichtet sind.
Bei Konvektionsöfen der bekannten Art sind die Düsenrippen im unteren Teil des Ofens zwischen den Transportrollen angeordnet, wobei zwischen den Düsenrippen und den Transportrollen noch ein hinreichend großer Abstand vorhanden sein muss, um die Abströmung der heißen Luft zu ermöglichen. Das hat zur Folge, dass die Transportrollen einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander aufweisen. Dadurch sind ebenfalls die Abstände zwischen den tragenden Unterstützungslinien der Transportrollen verhältnismäßig groß. Insbesondere bei dünnen Glasscheiben wächst die Gefahr, dass sie sich bei Erreichen ihrer Erweichungstemperatur unter der Wirkung ihres Eigengewichts verformen. Dennoch wird das Eigengewicht durch die von unten gegen die Glasscheibe gerichteten Gasströme nicht entlastet, weil die Glasscheibe auch auf der oberen Seite an den gleichen Stellen mit dem gleichen Blasdruck angeblasen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenofen für die gleichmäßige Erwärmung der beiden Oberflächen von Glasscheiben zu entwickeln, der die bekannten Vorteile der konvektiven Erwärmung nutzt, ohne dass eine erhöhte Gefahr einer Deformation der auf den Transportrollen liegenden Glasscheiben unter der Wirkung ihres Eigengewichts besteht.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass oberhalb der Rollenbahn quer zur Bewegungsrichtung der Glasscheiben angeordnete Düsenrippen zum Aufblasen von heißem Gas vorgesehen werden, die so eine Konvektionsheizung bilden, und unterhalb der Rollenbahn ausschließlich Heizregister für die Erwärmung der Unterseite der Glasscheibe.
Ein erfindungsgemäßer Rollenofen führt nicht nur zu einer erheblichen Verbesserung der optischen Qualität der Glasscheiben durch die Möglichkeit einer dicht aufeinander folgenden Anordnung der Transportrollen, sondern hat auch andere wesentliche Vorteile. Beispielsweise sind die Herstellkosten eines solchen Ofens erheblich niedriger als die Herstellkosten der bekannten Konvektionsöfen, da der Ofen unterhalb der Transportrollen eine wesentlich einfachere Konstruktion und eine wesentlich geringere Bauhöhe aufweist. Auch die Montagekosten für den erfindungsgemäßen Ofen verringern sich beträchtlich, da wegen der geringen Bauhöhe der Unterschale des Ofens keine Grube im Boden der Fabrikationshalle mehr erforderlich ist, sondern der Ofen oberhalb des Bodenniveaus auf einem geeigneten Fundament oder einer geeigneten Tragkonstruktion aufgestellt werden kann. Damit sind die Investitionskosten eines erfindungsgemäßen Ofens insgesamt deutlich günstiger als bei den bekannten Konvektionsöfen Gemäß einer ersten Ausführungsform sind Ventilatoren, die mit Antriebsmotoren außerhalb des Ofens verbunden sind, an den inneren Seitenwänden des Ofens angebracht.
Nach einer anderen Ausführungsform, die besonders an Durchlauföfen angepasst ist, sind die Ventilatoren auf dem Niveau der Dach-Wölbung angebracht, das heißt seitlich oberhalb des Rollenbetts und vorzugsweise entlang einer mittleren Achse parallel zum Rollenbett.
Gemäß dieser Ausführung führt die sehr symmetrische Anordnung der Ventilatoren mitten im Ofen zu einem einheitlicheren und gleichmäßigeren Ansaugen im Ofenraum. Zusätzlich sind die mit den Ventilatoren verbundenen Antriebsmotoren auch oberhalb des Ofens platziert, was, in Bezug auf die erste Realisierungsmöglichkeit, einen geringeren Platzbedarf entlang der Längsseite des Ofens ermöglicht.
Andererseits bietet diese zweite Ausführungsform der Erfindung mehr Platz für die Anbringung der Widerstände in den das Gas führenden Kanälen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Gas auf einer viel kürzeren Distanz wiederzuerwärmen. Dieser Vorteil kann die Schaffung eines kontrollierten Temperatur-Gradienten in der Länge des Ofens ermöglichen; es ist tatsächlich möglich, durch diese Ausführung, die Düsen, die unter einem Ventilator platziert sind und die die Temperatur steuern(kontrollieren), direkt zu versorgen, wobei die Temperatur des Gases, das zur Gesamtheit der Düsen des Ofens kommt, ebenfalls gesteuert (kontrolliert) werden kann. Ein solcher Temperatur-Gradient auf der Länge des Ofens kann besonders bei Durchlauföfen sehr (gefragt) erwünscht sein.
Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Ofen wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Von den Zeichnungen zeigt
1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rollenofen, und
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1.
Da der Aufbau sowohl von Konvektionsöfen als auch von Strahlungsöfen grundsätzlich bekannt ist, braucht auf die Konstruktionsdetails eines erfindungsgemäßen Ofens im einzelnen nicht eingegangen zu werden.
Wie es aus den Zeichnungen hervorgeht, umfasst ein erfindungsgemäßer Rollenofen ein Unterteil 1 und ein Oberteil 10. An dem Unterteil 1 sind außerhalb des beheizten Ofenraums geeignete Lager 2 vorgesehen, in denen die Transportwellen 3 in möglichst geringem Abstand voneinander gelagert sind. Die Transportwellen 3 werden mit Hilfe nicht dargestellter Vorrichtungen angetrieben. Wenn der Ofen als Durchlaufofen vorgesehen ist, erfolgt der Antrieb der Transportwellen 3 kontinuierlich in dem gleichen Drehsinn. Öfen mit geringerer Kapazität sind häufig mit einem Rollenantrieb mit wechselnder Drehrichtung versehen, so dass die Glasscheiben innerhalb des Ofens eine oszillierende Bewegung ausführen und dadurch der Ofen eine wesentlich geringere Baulänge aufweisen kann.
Im Unterteil 1 des Ofens sind elektrische Heizwiderstände 5, beispielsweise in Form von Heizwendeln, in der erforderlichen Anzahl angeordnet. Mit Hilfe dieser elektrischen Widerstände 5 wird die Unterseite der Glasscheibe 6 allein durch Strahlungsenergie erhitzt, und zwar zum Teil unmittelbar durch den direkten Strahlungsanteil, der zwischen den Transportwellen 3 unmittelbar auf die Glasscheibe auftrifft, und zum größeren Teil durch die von den erhitzten Transportwellen 3 ausgehende Sekundärstrahlung bzw. durch den unmittelbaren Kontakt der Glasscheibe mit den erhitzten Transportwellen 3.
Im Gegensatz dazu erfolgt im Oberteil 10 des Ofens die Erwärmung der oberen Seite der Glasscheibe 6 ausschließlich durch Konvektion, indem heißes Gas auf die Glasscheibe geblasen wird. Zu diesem Zweck sind über die gesamte Länge des Ofens quer zur Transportrichtung der Glasscheiben, das heißt parallel zu den Transportwellen 3, Düsenrippen 12, 13 angeordnet, die über Verteilerkanäle 14 bzw. 15 mit etwa 650 bis 700 °C erwärmter Luft versorgt werden.
Zum Zweck einer guten Durchmischung der heißen Luft und der Erreichung einer gleichmäßigen Temperatur sind in Längsrichtung des Ofens zwei Gruppen von Düsenrippen 12 und 13 vorgesehen. Während die Düsenrippen 12 über den Verteilerkanal 14 von einem Ventilator 17 mit heißer Luft versorgt werden, der in der Nähe des hinteren Endes des Ofens innerhalb des Ofenraums angeordnet ist, werden die Düsenrippen 13 über den Verteilerkanal 15 und einen Ventilator 18 mit heißer Luft versorgt, der seinerseits auf der dem Ventilator 17 entgegengesetzten Seite des Ofens und in der Nähe vom vorderen Ende des Ofens angeordnet ist.
Die Erwärmung der Luft erfolgt innerhalb der Verteilerkanäle 14 und 15 durch geeignete Heizregister 20, 21. Die Antriebsmotoren 22, 23 für die Ventilatoren 17, 18 sind selbstverständlich außerhalb des heißen Ofenraums angeordnet. Als Ventilatoren eignen sich sowohl Radiallüfter, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, als auch Querstromventilatoren. Bei Verwendung von Querstromventilatoren ist die Anordnung im wesentlichen so zu treffen, wie es in der DE 43 36 364 A1 beschrieben ist.
Selbstverständlich umfasst der Ofen darüber hinaus die üblichen Einrichtungen zur Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Heizwiderstände 5, 20, 21 und der Ventilatoren 17, 18, um entsprechend den jeweiligen Anforderungen eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der Glasscheiben zu gewährleisten. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtungen sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass sie voneinander unabhängig sind, so dass sie je nach den gewünschten Anforderungen auch eine unterschiedliche Beaufschlagung der Oberseite und der Unterseite der Glasscheiben mit der Wärmeenergie ermöglichen.

Claims

Rollenofen für die Erwärmung von Glasscheiben (6) auf ihre Erweichungs-Temperatur, mit oberhalb der Rollenbahn quer zur Bewegungsrichtung der Glasscheiben (6) angeordneten Düsenrippen (12,13) zum Aufblasen von heißem Gas auf die Oberseite der Glasscheibe, um so eine Erwärmung dieser Oberseite durch Konvektion zu verwirklichen, dadurch gekennzeichnet, dass er unterhalb der Rollenbahn ausschließlich Heizwiderstände (5) für die Erwärmung der Unterseite der Glasscheiben enthält.
Rollenofen nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenrippen (12, 13) durch von Antriebsmotoren (22, 23) angetriebene Ventilatoren (17, 18) mit heißer Luft versorgt werden, wobei die Heizwiderstände (5) und die Antriebsmotoren (22, 23) mit Steuer- und Regeleinrichtungen versehen sind, die eine unterschiedliche Beaufschlagung der Oberseite und der Unterseite der Glasscheiben (6) mit Wärmeenergie ermöglichen.
Rollenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoren, die die Erwärmung durch Konvektion sicherstellen, an den Seitenwänden des Ofens positioniert sind.
Rollenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoren, die die Erwärmung durch Konvektion sicherstellen, auf der Höhe der Ofenwölbung positioniert sind.
Rollenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er oberhalb der Rollenbahn ausschließlich Düsenrippen für die Erwärmung der Oberseite der Glasscheibe enthält.