用于玻璃的重力弯板炉以及重力弯曲方法

专利名称：用于玻璃的重力弯板炉以及重力弯曲方法
技术领域：
本发明涉及一种用于玻璃板的重力弯板炉，其具有多个在盖形的炉子上部和槽形的炉子下部中的加热组并且具有在炉壁的内侧上的热绝缘部。此外本发明涉及一种使用这样的炉子重力弯曲玻璃板的方法。
背景技术：
从EP 0 317 409 B1中已知一种通过重力热弯曲玻璃板的装置，其使用具有至少一个预热站和弯曲站的炉子。可运动的并且支承玻璃的结构将在炉子中的板从一个站运输到另一个站。一个吹制站和一个或多个冷却站连接于弯曲站。通过电阻加热元件进行玻璃板的加热，该电阻加热元件设置在炉子的内壁上并且保持它的温度不变。炉壁的热容量应该限制在可运动的结构和玻璃板的热容量下面的一个值。在冷却站中玻璃到达一个温度，通过该温度继续处理玻璃。通过要求玻璃板在各个站之间的传输，由于能导致不希望的材料应力的振荡存在损坏的危险。此外传输系统的耐高温的结构成本高，价格贵并且容易产生误差。
DE 690 20 481 T2示出一种用于平板玻璃的弯曲和回火的设备，其具有用于加热平板玻璃的炉子和在炉子中用于运动平板玻璃穿过炉子的运输装置。运输装置具有用于支撑平板玻璃的纵排炉子小辊子，它的位置能够改变，以便实现期望的弯曲轮廓。为了冷却直接用空气吹平板玻璃。这特别在大面积的板时会导致材料应力，其会导致快速的碎裂。
在WO 01/23310 A1中所述的用于弯曲玻璃板的设备使用一种加热炉，其设置有第一组在炉内壁面上的加热元件和第二组与炉内壁无关的固定的加热元件。第二组加热元件相对于玻璃板的距离使每个加热元件能够单独地改变。通过有选择地使用第二组的加热元件，玻璃板能够被局部加热，其中能够实现在玻璃板中的预先确定的温度分布。玻璃板位于弯曲模具上，该模具被运输穿过炉子。但是单个加热元件的调节在技术上成本是高的并且特别在变换弯曲任务时是不利的。在弯曲之后在冷却区域中进行玻璃板的缓慢并因此时间成本非常高的冷却。
EP 1 241 143 A2描述了一种退火炉，其在底部上和在上面的炉子区域中设有加热元件以及用于热对流的元件。玻璃板通过辊子传输穿过炉子，由此产生玻璃的不希望的机械负载。在纵向方向设置热对流元件导致不同的热对流区域，它们能够相对互相改变。为了加热玻璃板，通过从上面和下面的对流空气直接吹玻璃板。在这种情况下构成的气流特别在大的玻璃板时引起不均匀的加热，其正如在冷却过程时相对不均匀的气流能够导致显著的材料应力。
为了防止在冷却过程中非常易于破裂的玻璃板的跳跃，必须非常均匀地进行加热过程和冷却过程。从前面引用的现有技术中虽然已知将重力弯板炉分成多个用于预热、弯曲和冷却的区域。玻璃物品通过传输装置被引导穿过这些区域。但是在各个区域之间的过渡区域中必然产生温度波动。特别在加工相对较大的玻璃板时存在经过这样区域过渡的问题，因为确定的玻璃板范围还在弯曲区域中，而其他的玻璃板范围已经被冷却。在玻璃板中不均匀的温度分布导致不希望的材料应力并且因此经常导致玻璃破裂。
为了实现技术上希望短的冷却时间，传统的重力弯板炉通过用冷空气吹玻璃板实现加热玻璃板的冷却。特别地在大玻璃板情况下以这种方式实现均匀的冷却是有问题的。在这里不可避免产生的温度波动再次产生有害的材料应力，这能够导致玻璃板的破坏。

发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于玻璃的重力弯板炉，其中必须实现不用冷空气直接吹玻璃板进行快速冷却并且其特别在大的玻璃板尺寸时允许在保持或者减小现在冷却时间的情况下的经济和均匀的冷却。此外应该提供一种在这样的重力弯板炉中实施的用于玻璃板的重力弯曲的方法。
这些任务和其他任务通过根据本发明的重力弯板炉实现，其中多个通道设置在热绝缘部中，为了从热绝缘部中排出热量，传热介质流过上述的通道。
根据本发明的重力弯板炉通过系统的间接冷却实现弯曲的或者变形的板的经济的和非常均匀的冷却，通过传热介质过程热量均匀地从该系统中引出。加热的玻璃物体通过热辐射直接释放它的热量并且通过在炉子中存在的空气间接地释放到炉壁上和在那里安装的绝缘层上。因此该热量直接从绝缘部中排出，不必为了缩短冷却时间用新鲜的空气直接吹玻璃板。通过这样的冷却可以避免由进入的新鲜空气产生的干扰空气运动。在炉子空间中提供一种静止的空气。因此同样可以的是，加工其冷却存在特别的问题的特大型玻璃板或者厚度高达大约20mm的玻璃板。这种新型冷却的另一个优点是，通过放弃直接的空气冷却能够防止在空气中不可避免含有的颗粒对玻璃的污染。
根据本发明的重力弯板炉放弃将炉子分成用于预热、弯曲和冷却的不同区域。由于这个原因，运输玻璃板穿过炉子不再是必需的，因为整个炉内空间被看作执行各个方法步骤必须的参数。因此提供几乎整个炉内空间用于加工非常大的玻璃板，所述玻璃板在现有技术中几乎不能通过重力弯曲而变形。
根据本发明一个有利的实施例，炉内空间具有大于800mm的高度，大于2000mm的宽度以及大于2000mm的深度。特别有利的是炉内空间具有大约1050mm的高度，大约3470mm的宽度和大约6000mm的深度。一个这样的炉子也适合用于宽度为大约3000mm并且深度为大约6000mm的超大型玻璃板。由于炉子的大尺寸同样可以同时加工多个小玻璃板，从而在相同的过程条件下能够成形大量片数。
根据一个优选的实施例，在炉子上部和炉子下部中的加热组可以互相独立地调节。热输出分布到在炉子上部中的七个加热组和在炉子下部中的四个加热组已经被证明特别是特别有利的。因此产生十一个单独可调节的加热区域，它们可以在玻璃上进行非常精确的温度控制。通过这种高精度的温度调节能够避免局部地过热。
已经证明有利的是，炉子上部借助于螺杆提升装置举起并且其因此保持绝对水平。在炉子上部举起的状态下，炉子下部如此从炉子上部的覆盖区域中移动离开，使得炉子下部的开口宽度是可进入的。通过炉子下部的可移动性可以明显改进进料操作和取出操作。
在一个变化的实施例中，使用多个炉子下部和多个附加的冷却位置用于弯曲的玻璃板的剩余冷却，其依据加工阶段是敞开的或者由共同的炉子上部关闭。炉子上部因此还能有效地被使用，这导致在低机器成本情况下加工能力的提高。
一个有利的实施例使用中波的石英辐射器作为在炉子上部中的加热组并且电阻加热元件作为在炉子下部中的加热组。石英辐射器优选地应该具有大约3600mm的特大长度。通过炉子上部的水平位置和炉子借助于螺杆提升装置实现的全面的均匀的举起，敏感的石英辐射器在没有侧导板的情况下安装。由于可以放弃侧导板，能够明显减小了在石英材料中的材料应力的产生并且因此避免石英辐射器损坏的危险。石英辐射器借助于碳化硅元件能够固定在炉子上部上，其中碳化硅元件可以在高达1300℃的温度下使用。
在另一个有利的结构中，在炉子底部上通过绝缘部设置有非常有承载能力的非传导的例如以格子形式的加热容纳器。该格子如此确定尺寸，使得它能够支撑弯曲模具和玻璃板的重大的质量。炉子底部区域通过格子被分成多个可移动的底部部分。为了容纳弯曲模具，可以取出单个炉子底部部分并且将弯曲模具定位在该位置上。借助于在炉子底部部分中的细分，能够重复地确定弯曲模具的定位。
此外有利的是，多个进气口设置在炉子底部中并且在该底部定位的加热元件的下面并且多个排气口设置在炉子上部中。根据需要可以调节这些开口从完全关闭至完全打开的状态。通过供应空气的流入和同时废气的排出，在炉子中获得可控制的循环空气运动。该循环空气运动例如在加热过程和弯曲过程期间提供均匀的温度分布。特别有利的是，通过鼓风机调节废气量。供应空气在流入炉子内时强制性地流过加热元件并且在那里有目的地被加热。因此避免冷的新鲜空气遇到加热的玻璃板。
直径是大约40mm的进气口和直径是大约80mm的排气口已经证明是特别有利的。在用于超大型玻璃板的玻璃弯曲炉的上述实施例中，使用大约六个进气口和大约四个排气口是特别有利的。
根据本发明为了实现上述的任务还提供一种用于在重力弯板炉中重力弯曲玻璃板的方法，所述炉子的炉壁内侧具有热绝缘部，在所述方法中在冷却期间释放到热绝缘部上的热量通过传热介质排出，该传热介质流过多个在热绝缘部中设置的通道。


参考附图，从优选的实施例的下面说明中得出本发明的其他优点，详细描述以及进一步扩展。其中图1是根据本发明的重力弯板炉的侧视图；图2是从上面观察带有侧向离开的炉子上部的重力弯板炉的视图；
图3是以纵向剖切面方式的重力弯板炉的详图；图4是根据本发明的用于重力弯曲玻璃板的方法的流程图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的重力弯板炉的第一实施例的侧视图。炉子由槽形的炉子下部1和盖形的炉子上部2组成，该炉子上部和下部优选地由多个部分构成。通过这种多部分结构炉子能够容易地运输、装配和拆卸。
炉子上部2为了更容易地进行维护工作优选地灵活地装配并且借助于螺杆提升装置3提升。提升的这种方式允许在提升过程期间和在举起的状态下炉子上部的绝对水平的位置。螺杆提升装置3为此设置在炉子的至少两侧，优选地具有四个在炉子的角上的提升位置并且适应炉子上部的不小的重量。
炉子下部1可运动地安装在导轨15上，以便能够在炉子上部下离开运动。当然上部的移动也是可以的，以便打开通往炉内空间的入口。当盖子即炉子上部被举起几厘米时，对于通过移动的打开是足够的，以便实现在移动之后朝向炉子的完全进入。
多个由耐高温的玻璃制成的视窗4如此设置在炉子的侧壁上，使得它们允许弯曲过程的人工监测。视窗应该设置在不同的高度上，通过这些视窗操作人员能够很好地观察炉内空间的所有区域。
图2示出从上面观察带有侧向离开的炉子上部1的重力弯板炉。在炉子上部2借助于螺杆提升装置3举起之后，炉子上部1侧向上在导轨15上移动。以这种方式使用炉子上部1的整个开口宽度用来装载和卸载要被弯曲的玻璃板，从而能明显改善装料操作和取出操作。
在图2中也可以很好地看出炉子上部2的多部分类型的结构以及螺杆提升驱动器的优选的定位。此外在炉子下部1中示出多个以网格形式设置在炉子底部11上的底部部分16，其根据装料情况能够单独地被拉出来，以便自由地添加用于不同的弯曲模具的放置表面。通过固定的网格能够很好地复制弯曲模具的定位，所以保证在这方面的过程参数具有高的重复精度。
图3以纵向剖视图示出重力弯板机的详图。在炉子中，多个加热组设置在槽形的炉子下部1和盖形的炉子上部2中。优选地在炉子下部1中使用四个第一加热组5，其每个带有多个电阻加热元件并且在炉子上部使用七个第二加热组6，该第二加热组每个带有多个中波的石英辐射器。因此产生十一个单独可调的加热区域，它们在合适的调节下在炉子内提供特别均匀的温度分布。
炉壁7具有由纤维材料制成的绝缘部8，其上表面具有由粘住纤维材料的介质构成的涂层。优选地使用水玻璃作为涂层。通过涂层可以避免，单个纤维从绝缘部中松开，否则它会污染加工的玻璃。热绝缘部8由多个层组成。在绝缘部8中设有多个通道9。为了从绝缘部8中排出热量传热的介质流过这些通道9。本实施例使用空气作为传热介质。作为备选能够使用诸如水或油的合适的流体。
加热的玻璃在冷却阶段期间通过热辐射或者间接地通过热传导在绝缘部8上放出热量。为了能够有目的地控制和加快冷却过程，通过通道9提供空气。为此全部的通道9传输到共同的冷却空气主通道10上并且空气通过鼓风机排出。为了继续利用废热，冷却空气主通道10能够连接于热交换器上。备选使用的传热流体借助于泵被泵送通过通道9。连续地冷却绝缘部8的热量导致整个炉内空间的均匀的冷却。上述的冷却过程以非常经济的方式进行，因为不象现有技术以通常的新鲜空气直接吹入到炉内空间，而是进行间接的冷却。因此在炉内提供静止的空气。该冷却是非常有效的并且导致冷却时间缩短并从而使整个炉子的停留时间的缩短。
通道9适合于各种使用的传热介质。通道例如涉及直接在绝缘部中形成的通道或者在绝缘部中设置的管或管道。
在一个变化的实施例中，热绝缘部8由不同的层构成。向内定向的层具有相当好的热传导系数，以便热量尽可能快地传导到通道9以及其中流动的传热介质上。与之相反，向外定向的层如此设计，使得产生尽可能好的热绝缘。因此保持小的能量损失并且尽管存在高的内部温度但炉子的外壁仍维持在一个表面温度以避免在接触时燃烧。
此外在所示的实施例中在炉子底部11中存在多个在第一加热组5下面的进气口12。多个排气口13设置在炉子上部2中。供应空气从进气口12流入到在炉子底部11上设置的加热组5并且在它进入到炉子空间之后直接影响炉内空间温度。通过对加热元件的适当的冷却保证冷却的空气不会碰到在炉内空间中的玻璃板。在同时打开进气口或者排气口12、13时，在炉子中产生轻的空气循环运动。该空气循环运动例如在加热过程和弯曲过程期间提供进一步的温度均匀化。为了控制进气量和排气量，进气口12和排气口13能够从完全关闭至完全打开的状态之间调节。通过单个排气口13流出的排出空气被引导到共同的排气主通道14上并且借助于鼓风机排出。因此排出的废气量能够通过鼓风机精确地调节。通过废气量确定在炉子中的空气循环运动，该空气循环运动因此在加热过程或弯曲过程的每个阶段中都可以理想地调节。
图4以简化的流程图示出根据本发明用于重力弯曲玻璃板的方法的主要步骤。该方法优选地在前述的重力弯板炉中实施。
该方法在步骤20中开始。在步骤21中借助于螺杆提升装置举起炉子上部并且接着移动炉子下部。在步骤22中至少一个玻璃板插入到至少一个位于炉子下部中的弯曲模具中。炉子如此确定尺寸，以致于能加工具有高达3000mm的宽度、高达6000mm的深度和大约20mm的厚度的玻璃板。当然也能够加工多个插入到多个弯曲模具中的小玻璃板。
在接着的步骤23中借助于多个在炉子上部和炉子下部中加热组均匀地加热并且热透玻璃板到弯曲温度。为了支持加热过程或弯曲过程，在炉子中能够产生空气循环运动。为了这个目的供应空气通过在炉子底部中的多个进气口到达炉子内部中，其中同时废气通过多个在炉子上部中设置的排气口从炉内空间中导出。为了调节供应空气量和废气量，这些开口是可以调节的。此外，废气量也能通过鼓风机调节。
在变形结束之后，在步骤24中接着进行玻璃板的第一冷却阶段。在该冷却期间，加热的玻璃板首先将热量释放到绝缘部上。为了排出这些热量，例如水或空气的传热介质流过多个在绝缘部中设置的通道。它实现炉内空间的均匀并且相对快的冷却直到到达预定的温度，其中通过到达确定的硬度在玻璃板中不再产生有害的材料应力。
紧接着在步骤25中通过周围空气从进气口额外地流入或者也通过炉子上部的轻轻举起加速进一步冷却。从一个确定温度开始，炉子完全打开，以便移动炉子下部离开。
然后继续冷却玻璃板，直到在步骤26中在没有损坏危险的情况下取出该玻璃板。最后该方法在步骤27中结束。
重力弯板炉的其他实施例和相称的方法步骤是可以想到的。
附图标记1 炉子下部2 炉子上部3 螺杆提升装置4 视窗5 第一加热组6 第二加热组7 炉壁8 绝缘部9 通道10 冷却空气主通道11 炉子底部12 进气口13 排气口14 排气主通道15 导轨16 底部部分
权利要求
1.一种用于玻璃板的重力弯板炉，具有多个在槽形的炉子下部(1)和盖形的炉子上部(2)中的加热组(5、6)，并且具有在炉壁(7)内侧上的热绝缘部(8)，其特征在于，在热绝缘部(8)中设有多个通道(9)，为了从热绝缘部(8)中排出热量传热介质流过上述的通道。
2.如权利要求1所述的重力弯板炉，其中炉子的内部空间具有大于800mm的高度，大于2000mm的宽度以及大于2000mm的深度。
3.如权利要求1或2所述的重力弯板炉，其中热绝缘部(8)由耐热并且不导热的纤维材料构成，并且热绝缘部的朝向炉内部的表面具有由粘合纤维的介质组成的涂层。
4.如权利要求1-3中任一项所述的重力弯板炉，其中使用具有高热容量的空气或流体作为传热介质。
5.如权利要求1-4中任一项所述的重力弯板炉，其中加热组(5、6)可以互相独立地调节。
6.如权利要求1-5中任一项所述的重力弯板炉，其中炉子上部(2)借助于螺杆提升装置(3)被举起，并且炉子下部(1)在炉子上部(2)的举起状态下可以如此移动，以致于炉子下部(1)的整个开口宽度是可进入的。
7.如权利要求1-6中任一项所述的重力弯板炉，其中中波的石英辐射器用作在炉子上部(2)中的第一加热组(5)并且电阻加热元件用作在炉子下部(1)中的第二加热组(6)，并且石英辐射器在没有侧导板的情况下被安装。
8.如权利要求1-7中任一项所述的重力弯板炉，其中有承载能力的加热容纳器以格子的形式通过热绝缘部(8)设置在炉子底部(11)上，炉子底部区域通过格子分成多个可移动的底部部分(16)，并且弯曲模具能够代替可移动的底部部分设置在炉子底部上。
9.如权利要求1-8中任一项所述的重力弯板炉，其中多个进气口(12)设置在炉子底部(11)中并且在该炉子底部中设置的加热组(6)的下面并且多个排气口(13)设置在炉子上部(2)中，并且这些开口可以在完全关闭状态至完全打开的状态之间调节。
10.如权利要求9所述的重力弯板炉，其中流出的废气量通过鼓风机调节。
11.一种用于在重力弯板炉中重力弯曲玻璃板的方法，所述重力弯板炉的炉壁内侧具有热绝缘部(8)，所述方法包括下列方法步骤将至少一个玻璃板插入(21)至少一个位于炉子上部(1)中的弯曲模具中；借助于多个加热组(5、6)加热并且热透(23)玻璃板到弯曲温度；在变形之后冷却玻璃板；其特征在于，重力弯板炉在到达预定的凝固温度之后才被打开，并且至少直到该时间点在冷却(24)期间释放到热绝缘部(8)上的热量通过传热介质排出，该传热介质流过多个在热绝缘部(8)中设置的通道(9)。
12.如权利要求11所述的用于重力弯曲玻璃板的方法，其中宽度高达3000mm、深度高达6000mm和厚度大约20mm的玻璃板能够被加工。
13.如权利要求11或12所述的用于重力弯曲玻璃板的方法，其中为了插入(21)玻璃板炉子上部(2)借助于螺杆提升装置(3)被举起并且接着如此远地移动炉子下部(1)，使得炉子下部(1)的整个开口宽度供插入过程使用。
14.如权利要求11-13中任一项所述的用于重力弯曲玻璃板的方法，其中在加热过程或弯曲过程期间(23)供应空气从多个在炉子底部(11)中的位于加热组(5)下面的进气口(12)进入炉子内部，并且废气通过多个设置在炉子上部(2)中的排气口(13)从炉内空间中排出，其中这些开口(12、13)可以在完全关闭状态至完全打开的状态之间调节。
15.如权利要求14所述的用于重力弯曲玻璃板的方法，其中流出的废气量通过鼓风机调节。
16.如权利要求11-15中任一项所述的用于重力弯曲玻璃板的方法，其中该方法利用如权利要求1-10中任一项所述的重力弯板炉实施。
全文摘要
本发明涉及一种用于玻璃板的重力弯板炉，具有多个在槽形的炉子下部(1)和盖形的炉子上部(2)中的加热组(5)(16)，并且具有在炉壁(7)内侧上的热绝缘部(8)。根据本发明在热绝缘部中设有多个通道(9)，为了排出热绝缘部中的热量传热介质流过上述的通道。此外本发明还涉及一种用于玻璃板的重力弯曲方法，该方法优选地通过这样的炉子实施。
文档编号C03B23/02GK1902137SQ200480039366
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月23日 优先权日2003年12月29日
发明者阿克塞尔·恩格斯, 格尔德·黑尼施 申请人:埃里奥克－凯尔维特姆