用於玻璃的重力彎板爐以及重力彎曲方法
2023-06-29 10:32:21 3
專利名稱：用於玻璃的重力彎板爐以及重力彎曲方法
技術領域：
本發明涉及一種用於玻璃板的重力彎板爐，其具有多個在蓋形的爐子上部和槽形的爐子下部中的加熱組並且具有在爐壁的內側上的熱絕緣部。此外本發明涉及一種使用這樣的爐子重力彎曲玻璃板的方法。
背景技術：
從EP 0 317 409 B1中已知一種通過重力熱彎曲玻璃板的裝置，其使用具有至少一個預熱站和彎曲站的爐子。可運動的並且支承玻璃的結構將在爐子中的板從一個站運輸到另一個站。一個吹制站和一個或多個冷卻站連接於彎曲站。通過電阻加熱元件進行玻璃板的加熱，該電阻加熱元件設置在爐子的內壁上並且保持它的溫度不變。爐壁的熱容量應該限制在可運動的結構和玻璃板的熱容量下面的一個值。在冷卻站中玻璃到達一個溫度，通過該溫度繼續處理玻璃。通過要求玻璃板在各個站之間的傳輸，由於能導致不希望的材料應力的振蕩存在損壞的危險。此外傳輸系統的耐高溫的結構成本高，價格貴並且容易產生誤差。
DE 690 20 481 T2示出一種用於平板玻璃的彎曲和回火的設備，其具有用於加熱平板玻璃的爐子和在爐子中用於運動平板玻璃穿過爐子的運輸裝置。運輸裝置具有用於支撐平板玻璃的縱排爐子小輥子，它的位置能夠改變，以便實現期望的彎曲輪廓。為了冷卻直接用空氣吹平板玻璃。這特別在大面積的板時會導致材料應力，其會導致快速的碎裂。
在WO 01/23310 A1中所述的用於彎曲玻璃板的設備使用一種加熱爐，其設置有第一組在爐內壁面上的加熱元件和第二組與爐內壁無關的固定的加熱元件。第二組加熱元件相對於玻璃板的距離使每個加熱元件能夠單獨地改變。通過有選擇地使用第二組的加熱元件，玻璃板能夠被局部加熱，其中能夠實現在玻璃板中的預先確定的溫度分布。玻璃板位於彎曲模具上，該模具被運輸穿過爐子。但是單個加熱元件的調節在技術上成本是高的並且特別在變換彎曲任務時是不利的。在彎曲之後在冷卻區域中進行玻璃板的緩慢並因此時間成本非常高的冷卻。
EP 1 241 143 A2描述了一種退火爐，其在底部上和在上面的爐子區域中設有加熱元件以及用於熱對流的元件。玻璃板通過輥子傳輸穿過爐子，由此產生玻璃的不希望的機械負載。在縱向方向設置熱對流元件導致不同的熱對流區域，它們能夠相對互相改變。為了加熱玻璃板，通過從上面和下面的對流空氣直接吹玻璃板。在這種情況下構成的氣流特別在大的玻璃板時引起不均勻的加熱，其正如在冷卻過程時相對不均勻的氣流能夠導致顯著的材料應力。
為了防止在冷卻過程中非常易於破裂的玻璃板的跳躍，必須非常均勻地進行加熱過程和冷卻過程。從前面引用的現有技術中雖然已知將重力彎板爐分成多個用於預熱、彎曲和冷卻的區域。玻璃物品通過傳輸裝置被引導穿過這些區域。但是在各個區域之間的過渡區域中必然產生溫度波動。特別在加工相對較大的玻璃板時存在經過這樣區域過渡的問題，因為確定的玻璃板範圍還在彎曲區域中，而其他的玻璃板範圍已經被冷卻。在玻璃板中不均勻的溫度分布導致不希望的材料應力並且因此經常導致玻璃破裂。
為了實現技術上希望短的冷卻時間，傳統的重力彎板爐通過用冷空氣吹玻璃板實現加熱玻璃板的冷卻。特別地在大玻璃板情況下以這種方式實現均勻的冷卻是有問題的。在這裡不可避免產生的溫度波動再次產生有害的材料應力，這能夠導致玻璃板的破壞。
發明內容
因此，本發明的任務在於提供一種用於玻璃的重力彎板爐，其中必須實現不用冷空氣直接吹玻璃板進行快速冷卻並且其特別在大的玻璃板尺寸時允許在保持或者減小現在冷卻時間的情況下的經濟和均勻的冷卻。此外應該提供一種在這樣的重力彎板爐中實施的用於玻璃板的重力彎曲的方法。
這些任務和其他任務通過根據本發明的重力彎板爐實現，其中多個通道設置在熱絕緣部中，為了從熱絕緣部中排出熱量，傳熱介質流過上述的通道。
根據本發明的重力彎板爐通過系統的間接冷卻實現彎曲的或者變形的板的經濟的和非常均勻的冷卻，通過傳熱介質過程熱量均勻地從該系統中引出。加熱的玻璃物體通過熱輻射直接釋放它的熱量並且通過在爐子中存在的空氣間接地釋放到爐壁上和在那裡安裝的絕緣層上。因此該熱量直接從絕緣部中排出，不必為了縮短冷卻時間用新鮮的空氣直接吹玻璃板。通過這樣的冷卻可以避免由進入的新鮮空氣產生的幹擾空氣運動。在爐子空間中提供一種靜止的空氣。因此同樣可以的是，加工其冷卻存在特別的問題的特大型玻璃板或者厚度高達大約20mm的玻璃板。這種新型冷卻的另一個優點是，通過放棄直接的空氣冷卻能夠防止在空氣中不可避免含有的顆粒對玻璃的汙染。
根據本發明的重力彎板爐放棄將爐子分成用於預熱、彎曲和冷卻的不同區域。由於這個原因，運輸玻璃板穿過爐子不再是必需的，因為整個爐內空間被看作執行各個方法步驟必須的參數。因此提供幾乎整個爐內空間用於加工非常大的玻璃板，所述玻璃板在現有技術中幾乎不能通過重力彎曲而變形。
根據本發明一個有利的實施例，爐內空間具有大於800mm的高度，大於2000mm的寬度以及大於2000mm的深度。特別有利的是爐內空間具有大約1050mm的高度，大約3470mm的寬度和大約6000mm的深度。一個這樣的爐子也適合用於寬度為大約3000mm並且深度為大約6000mm的超大型玻璃板。由於爐子的大尺寸同樣可以同時加工多個小玻璃板，從而在相同的過程條件下能夠成形大量片數。
根據一個優選的實施例，在爐子上部和爐子下部中的加熱組可以互相獨立地調節。熱輸出分布到在爐子上部中的七個加熱組和在爐子下部中的四個加熱組已經被證明特別是特別有利的。因此產生十一個單獨可調節的加熱區域，它們可以在玻璃上進行非常精確的溫度控制。通過這種高精度的溫度調節能夠避免局部地過熱。
已經證明有利的是，爐子上部藉助於螺杆提升裝置舉起並且其因此保持絕對水平。在爐子上部舉起的狀態下，爐子下部如此從爐子上部的覆蓋區域中移動離開，使得爐子下部的開口寬度是可進入的。通過爐子下部的可移動性可以明顯改進進料操作和取出操作。
在一個變化的實施例中，使用多個爐子下部和多個附加的冷卻位置用於彎曲的玻璃板的剩餘冷卻，其依據加工階段是敞開的或者由共同的爐子上部關閉。爐子上部因此還能有效地被使用，這導致在低機器成本情況下加工能力的提高。
一個有利的實施例使用中波的石英輻射器作為在爐子上部中的加熱組並且電阻加熱元件作為在爐子下部中的加熱組。石英輻射器優選地應該具有大約3600mm的特大長度。通過爐子上部的水平位置和爐子藉助於螺杆提升裝置實現的全面的均勻的舉起，敏感的石英輻射器在沒有側導板的情況下安裝。由於可以放棄側導板，能夠明顯減小了在石英材料中的材料應力的產生並且因此避免石英輻射器損壞的危險。石英輻射器藉助於碳化矽元件能夠固定在爐子上部上，其中碳化矽元件可以在高達1300℃的溫度下使用。
在另一個有利的結構中，在爐子底部上通過絕緣部設置有非常有承載能力的非傳導的例如以格子形式的加熱容納器。該格子如此確定尺寸，使得它能夠支撐彎曲模具和玻璃板的重大的質量。爐子底部區域通過格子被分成多個可移動的底部部分。為了容納彎曲模具，可以取出單個爐子底部部分並且將彎曲模具定位在該位置上。藉助於在爐子底部部分中的細分，能夠重複地確定彎曲模具的定位。
此外有利的是，多個進氣口設置在爐子底部中並且在該底部定位的加熱元件的下面並且多個排氣口設置在爐子上部中。根據需要可以調節這些開口從完全關閉至完全打開的狀態。通過供應空氣的流入和同時廢氣的排出，在爐子中獲得可控制的循環空氣運動。該循環空氣運動例如在加熱過程和彎曲過程期間提供均勻的溫度分布。特別有利的是，通過鼓風機調節廢氣量。供應空氣在流入爐子內時強制性地流過加熱元件並且在那裡有目的地被加熱。因此避免冷的新鮮空氣遇到加熱的玻璃板。
直徑是大約40mm的進氣口和直徑是大約80mm的排氣口已經證明是特別有利的。在用於超大型玻璃板的玻璃彎曲爐的上述實施例中，使用大約六個進氣口和大約四個排氣口是特別有利的。
根據本發明為了實現上述的任務還提供一種用於在重力彎板爐中重力彎曲玻璃板的方法，所述爐子的爐壁內側具有熱絕緣部，在所述方法中在冷卻期間釋放到熱絕緣部上的熱量通過傳熱介質排出，該傳熱介質流過多個在熱絕緣部中設置的通道。
參考附圖，從優選的實施例的下面說明中得出本發明的其他優點，詳細描述以及進一步擴展。其中圖1是根據本發明的重力彎板爐的側視圖；圖2是從上面觀察帶有側向離開的爐子上部的重力彎板爐的視圖；
圖3是以縱向剖切面方式的重力彎板爐的詳圖；圖4是根據本發明的用於重力彎曲玻璃板的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出根據本發明的重力彎板爐的第一實施例的側視圖。爐子由槽形的爐子下部1和蓋形的爐子上部2組成，該爐子上部和下部優選地由多個部分構成。通過這種多部分結構爐子能夠容易地運輸、裝配和拆卸。
爐子上部2為了更容易地進行維護工作優選地靈活地裝配並且藉助於螺杆提升裝置3提升。提升的這種方式允許在提升過程期間和在舉起的狀態下爐子上部的絕對水平的位置。螺杆提升裝置3為此設置在爐子的至少兩側，優選地具有四個在爐子的角上的提升位置並且適應爐子上部的不小的重量。
爐子下部1可運動地安裝在導軌15上，以便能夠在爐子上部下離開運動。當然上部的移動也是可以的，以便打開通往爐內空間的入口。當蓋子即爐子上部被舉起幾釐米時，對於通過移動的打開是足夠的，以便實現在移動之後朝向爐子的完全進入。
多個由耐高溫的玻璃製成的視窗4如此設置在爐子的側壁上，使得它們允許彎曲過程的人工監測。視窗應該設置在不同的高度上，通過這些視窗操作人員能夠很好地觀察爐內空間的所有區域。
圖2示出從上面觀察帶有側向離開的爐子上部1的重力彎板爐。在爐子上部2藉助於螺杆提升裝置3舉起之後，爐子上部1側向上在導軌15上移動。以這種方式使用爐子上部1的整個開口寬度用來裝載和卸載要被彎曲的玻璃板，從而能明顯改善裝料操作和取出操作。
在圖2中也可以很好地看出爐子上部2的多部分類型的結構以及螺杆提升驅動器的優選的定位。此外在爐子下部1中示出多個以網格形式設置在爐子底部11上的底部部分16，其根據裝料情況能夠單獨地被拉出來，以便自由地添加用於不同的彎曲模具的放置表面。通過固定的網格能夠很好地複製彎曲模具的定位，所以保證在這方面的過程參數具有高的重複精度。
圖3以縱向剖視圖示出重力彎板機的詳圖。在爐子中，多個加熱組設置在槽形的爐子下部1和蓋形的爐子上部2中。優選地在爐子下部1中使用四個第一加熱組5，其每個帶有多個電阻加熱元件並且在爐子上部使用七個第二加熱組6，該第二加熱組每個帶有多個中波的石英輻射器。因此產生十一個單獨可調的加熱區域，它們在合適的調節下在爐子內提供特別均勻的溫度分布。
爐壁7具有由纖維材料製成的絕緣部8，其上表面具有由粘住纖維材料的介質構成的塗層。優選地使用水玻璃作為塗層。通過塗層可以避免，單個纖維從絕緣部中鬆開，否則它會汙染加工的玻璃。熱絕緣部8由多個層組成。在絕緣部8中設有多個通道9。為了從絕緣部8中排出熱量傳熱的介質流過這些通道9。本實施例使用空氣作為傳熱介質。作為備選能夠使用諸如水或油的合適的流體。
加熱的玻璃在冷卻階段期間通過熱輻射或者間接地通過熱傳導在絕緣部8上放出熱量。為了能夠有目的地控制和加快冷卻過程，通過通道9提供空氣。為此全部的通道9傳輸到共同的冷卻空氣主通道10上並且空氣通過鼓風機排出。為了繼續利用廢熱，冷卻空氣主通道10能夠連接於熱交換器上。備選使用的傳熱流體藉助於泵被泵送通過通道9。連續地冷卻絕緣部8的熱量導致整個爐內空間的均勻的冷卻。上述的冷卻過程以非常經濟的方式進行，因為不象現有技術以通常的新鮮空氣直接吹入到爐內空間，而是進行間接的冷卻。因此在爐內提供靜止的空氣。該冷卻是非常有效的並且導致冷卻時間縮短並從而使整個爐子的停留時間的縮短。
通道9適合於各種使用的傳熱介質。通道例如涉及直接在絕緣部中形成的通道或者在絕緣部中設置的管或管道。
在一個變化的實施例中，熱絕緣部8由不同的層構成。向內定向的層具有相當好的熱傳導係數，以便熱量儘可能快地傳導到通道9以及其中流動的傳熱介質上。與之相反，向外定向的層如此設計，使得產生儘可能好的熱絕緣。因此保持小的能量損失並且儘管存在高的內部溫度但爐子的外壁仍維持在一個表面溫度以避免在接觸時燃燒。
此外在所示的實施例中在爐子底部11中存在多個在第一加熱組5下面的進氣口12。多個排氣口13設置在爐子上部2中。供應空氣從進氣口12流入到在爐子底部11上設置的加熱組5並且在它進入到爐子空間之後直接影響爐內空間溫度。通過對加熱元件的適當的冷卻保證冷卻的空氣不會碰到在爐內空間中的玻璃板。在同時打開進氣口或者排氣口12、13時，在爐子中產生輕的空氣循環運動。該空氣循環運動例如在加熱過程和彎曲過程期間提供進一步的溫度均勻化。為了控制進氣量和排氣量，進氣口12和排氣口13能夠從完全關閉至完全打開的狀態之間調節。通過單個排氣口13流出的排出空氣被引導到共同的排氣主通道14上並且藉助於鼓風機排出。因此排出的廢氣量能夠通過鼓風機精確地調節。通過廢氣量確定在爐子中的空氣循環運動，該空氣循環運動因此在加熱過程或彎曲過程的每個階段中都可以理想地調節。
圖4以簡化的流程圖示出根據本發明用於重力彎曲玻璃板的方法的主要步驟。該方法優選地在前述的重力彎板爐中實施。
該方法在步驟20中開始。在步驟21中藉助於螺杆提升裝置舉起爐子上部並且接著移動爐子下部。在步驟22中至少一個玻璃板插入到至少一個位於爐子下部中的彎曲模具中。爐子如此確定尺寸，以致於能加工具有高達3000mm的寬度、高達6000mm的深度和大約20mm的厚度的玻璃板。當然也能夠加工多個插入到多個彎曲模具中的小玻璃板。
在接著的步驟23中藉助於多個在爐子上部和爐子下部中加熱組均勻地加熱並且熱透玻璃板到彎曲溫度。為了支持加熱過程或彎曲過程，在爐子中能夠產生空氣循環運動。為了這個目的供應空氣通過在爐子底部中的多個進氣口到達爐子內部中，其中同時廢氣通過多個在爐子上部中設置的排氣口從爐內空間中導出。為了調節供應空氣量和廢氣量，這些開口是可以調節的。此外，廢氣量也能通過鼓風機調節。
在變形結束之後，在步驟24中接著進行玻璃板的第一冷卻階段。在該冷卻期間，加熱的玻璃板首先將熱量釋放到絕緣部上。為了排出這些熱量，例如水或空氣的傳熱介質流過多個在絕緣部中設置的通道。它實現爐內空間的均勻並且相對快的冷卻直到到達預定的溫度，其中通過到達確定的硬度在玻璃板中不再產生有害的材料應力。
緊接著在步驟25中通過周圍空氣從進氣口額外地流入或者也通過爐子上部的輕輕舉起加速進一步冷卻。從一個確定溫度開始，爐子完全打開，以便移動爐子下部離開。
然後繼續冷卻玻璃板，直到在步驟26中在沒有損壞危險的情況下取出該玻璃板。最後該方法在步驟27中結束。
重力彎板爐的其他實施例和相稱的方法步驟是可以想到的。
附圖標記1 爐子下部2 爐子上部3 螺杆提升裝置4 視窗5 第一加熱組6 第二加熱組7 爐壁8 絕緣部9 通道10 冷卻空氣主通道11 爐子底部12 進氣口13 排氣口14 排氣主通道15 導軌16 底部部分
權利要求
1.一種用於玻璃板的重力彎板爐，具有多個在槽形的爐子下部(1)和蓋形的爐子上部(2)中的加熱組(5、6)，並且具有在爐壁(7)內側上的熱絕緣部(8)，其特徵在於，在熱絕緣部(8)中設有多個通道(9)，為了從熱絕緣部(8)中排出熱量傳熱介質流過上述的通道。
2.如權利要求1所述的重力彎板爐，其中爐子的內部空間具有大於800mm的高度，大於2000mm的寬度以及大於2000mm的深度。
3.如權利要求1或2所述的重力彎板爐，其中熱絕緣部(8)由耐熱並且不導熱的纖維材料構成，並且熱絕緣部的朝向爐內部的表面具有由粘合纖維的介質組成的塗層。
4.如權利要求1-3中任一項所述的重力彎板爐，其中使用具有高熱容量的空氣或流體作為傳熱介質。
5.如權利要求1-4中任一項所述的重力彎板爐，其中加熱組(5、6)可以互相獨立地調節。
6.如權利要求1-5中任一項所述的重力彎板爐，其中爐子上部(2)藉助於螺杆提升裝置(3)被舉起，並且爐子下部(1)在爐子上部(2)的舉起狀態下可以如此移動，以致於爐子下部(1)的整個開口寬度是可進入的。
7.如權利要求1-6中任一項所述的重力彎板爐，其中中波的石英輻射器用作在爐子上部(2)中的第一加熱組(5)並且電阻加熱元件用作在爐子下部(1)中的第二加熱組(6)，並且石英輻射器在沒有側導板的情況下被安裝。
8.如權利要求1-7中任一項所述的重力彎板爐，其中有承載能力的加熱容納器以格子的形式通過熱絕緣部(8)設置在爐子底部(11)上，爐子底部區域通過格子分成多個可移動的底部部分(16)，並且彎曲模具能夠代替可移動的底部部分設置在爐子底部上。
9.如權利要求1-8中任一項所述的重力彎板爐，其中多個進氣口(12)設置在爐子底部(11)中並且在該爐子底部中設置的加熱組(6)的下面並且多個排氣口(13)設置在爐子上部(2)中，並且這些開口可以在完全關閉狀態至完全打開的狀態之間調節。
10.如權利要求9所述的重力彎板爐，其中流出的廢氣量通過鼓風機調節。
11.一種用於在重力彎板爐中重力彎曲玻璃板的方法，所述重力彎板爐的爐壁內側具有熱絕緣部(8)，所述方法包括下列方法步驟將至少一個玻璃板插入(21)至少一個位於爐子上部(1)中的彎曲模具中；藉助於多個加熱組(5、6)加熱並且熱透(23)玻璃板到彎曲溫度；在變形之後冷卻玻璃板；其特徵在於，重力彎板爐在到達預定的凝固溫度之後才被打開，並且至少直到該時間點在冷卻(24)期間釋放到熱絕緣部(8)上的熱量通過傳熱介質排出，該傳熱介質流過多個在熱絕緣部(8)中設置的通道(9)。
12.如權利要求11所述的用於重力彎曲玻璃板的方法，其中寬度高達3000mm、深度高達6000mm和厚度大約20mm的玻璃板能夠被加工。
13.如權利要求11或12所述的用於重力彎曲玻璃板的方法，其中為了插入(21)玻璃板爐子上部(2)藉助於螺杆提升裝置(3)被舉起並且接著如此遠地移動爐子下部(1)，使得爐子下部(1)的整個開口寬度供插入過程使用。
14.如權利要求11-13中任一項所述的用於重力彎曲玻璃板的方法，其中在加熱過程或彎曲過程期間(23)供應空氣從多個在爐子底部(11)中的位於加熱組(5)下面的進氣口(12)進入爐子內部，並且廢氣通過多個設置在爐子上部(2)中的排氣口(13)從爐內空間中排出，其中這些開口(12、13)可以在完全關閉狀態至完全打開的狀態之間調節。
15.如權利要求14所述的用於重力彎曲玻璃板的方法，其中流出的廢氣量通過鼓風機調節。
16.如權利要求11-15中任一項所述的用於重力彎曲玻璃板的方法，其中該方法利用如權利要求1-10中任一項所述的重力彎板爐實施。
全文摘要
本發明涉及一種用於玻璃板的重力彎板爐，具有多個在槽形的爐子下部(1)和蓋形的爐子上部(2)中的加熱組(5)(16)，並且具有在爐壁(7)內側上的熱絕緣部(8)。根據本發明在熱絕緣部中設有多個通道(9)，為了排出熱絕緣部中的熱量傳熱介質流過上述的通道。此外本發明還涉及一種用於玻璃板的重力彎曲方法，該方法優選地通過這樣的爐子實施。
文檔編號C03B23/02GK1902137SQ200480039366
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月23日 優先權日2003年12月29日
發明者阿克塞爾·恩格斯, 格爾德·黑尼施 申請人:埃裡奧克－凱爾維特姆