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Verfahren zur Herstellung von Doppelisolierglasscheiben Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Abstand voneinander angeordneten,
am Rand miteinander verschweißten Doppelglasscheiben. Es sind bereits verschiedene
Verfahren zur Herstellung derartiger Doppelglasscheiben bekanntgeworden, darunter
auch solche, die eine Verschweißung oder Verschmelzung der Ränder der sie bildenden
Scheibenpaare vorschlagen. Diese Verfahren können jedoch nicht ohne weiteres an
einem sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorwärts bewegenden Fließband ausgeführt
werden. Außerdem sind zur Herstellung der Scheiben für jedes Scheibenformat gesondert
anzufertigende Formungsschalen notwendig. In einem Teil der vorgeschlagenen Verfahren
werden die zu verschmelzenden Scheiben als Ganzes über den Erweichungspunkt des
Glases hinaus erhitzt, wobei es schwierig ist, die Ebenflächigkeit der verwendeten
Glasscheiben zu erhalten oder wiederherzustellen.
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Gemäß einem bereits bekannten Vorschlag soll bei der Herstellung von
Doppelglasscheiben so verfahren werden, daß zwei in gleichmäßigem Abstand voneinander
angeordnete Glasscheiben am Rande fortlaufend miteinander verschweißt werden, wobei
die Abstandshalterung durch Abstandshalter erfolgt, die bei der schrittweise fortschreitenden
Randverschweißung aus dem Raum zwischen den Scheiben herausbewegt werden. Bei diesem
Verfahren wird der Deformierung der Glasscheiben also dadurch entgegengewirkt, daß
nicht der gesamte Scheibenrand, sondern nur jeweils ein Teil des Randes der Glasscheiben
auf die Verschweißungstemperatur gebracht wird, worauf die Scheiben an diesen erhitzten
Teilen
verschweißt werden. Auch hierbei ergeben sich aber noch Schwierigkeiten,
weil das bekannte Verfahren eine verhältnismäßig starke Erweichung der Scheiben
an der Verschweißungsstelle erfordert, um eine gute Verschweißung zu erreichen.
Man war bei diesem Verfahren weiter genötigt, die Scheiben bei dem Verschweißungsvorgang
relativ zu der Verschweißungsvorrichtung überaus vorsichtig zu bewegen und sie daher
auf besonderen, der jeweiligen Scheibengröße angepaßten Schlitten anzuordnen, wodurch
bei der Herstellung der Doppelglasscheiben ein schnelles Wechseln des jeweils hergestellten
Scheibenformats unmöglich gemacht wird.
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Weiter ist bereits vorgeschlagen worden, erweichte Glastafeln, wie
sie aus dem Schmelzprozeß gezogen werden, durch Walzen zur Herstellung von Doppelglasscheiben
zusammenzuarbeiten. Doch handelt es sich hier nicht um das Zusammenarbeiten der
Ränder von fertigen Glastafeln zur Herstellung von Doppelglasscheiben gemäß der
Erfindung.
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Erfindungsgemäß wird demgegenüber bei der Herstellung der Doppelglasscheiben
in der Weise gearbeitet, daß die miteinander zu vereinigenden Einzelscheiben durch
zwischen den aufgetemperten Scheiben, jedoch außerhalb der Verschweißungszone angeordnete
Abstandshalter in dem erforderlichen Abstand gehalten und zum Verschweißen relativ
zu einer Verschweißungsv orrichtung bewegt werden, die jeweils nur einen verhältnismäßig
kleinen Bereich der zu vereinigenden Scheibenränder bis über die Erweichungstemperatur
erhitzt, wobei die Scheibenränder durch zwei Walzen zusammengearbeitet werden, die
auf den beiden Außenseiten der zu vereinigenden Scheibenränder angreifen und diese
zusammenpressen.
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Es gelingt auf diese Weise, unter Vermeidung des bei der Herstellung
derartiger Doppelglasscheiben bisher erforderlichen großen apparativen Aufwands,
spannungsfreie Doppelglasscheiben jeden gewünschten Formats herzustellen. Da die
zu vereinigenden Einzelscheiben nur am Rande schrittweise über den Erweichungspunkt
erwärmt werden, bleibt dabei die ursprüngliche gute Ebenflächigkeit der Scheiben
voll erhalten. Das neue Verfahren läßt sich dabei leicht durch Regelung der Relativgeschwindigkeit
von Scheibe und Schweißvorrichtung sowie durch Einstellung der Schweißtemperatur
steuern und beispielsweise auf wechselnde Glasdicken und Glassorten einstellen.
Weiter kann die Ausgestaltung und Breite des Schweißrandes der vorgesehenen Rahmungsart
angepaßt werden.
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Bei der Herstellung der Scheiben werden diese entweder gegen eine
feststehende Verschweißungseinrichtung oder die Verschweißungseinrichtung gegen
die feststehenden Scheiben bewegt. Die eine Walze der Verschweißungsvorrichtung
arbeitet dabei vorzugsweise in der Ebene der Außenfläche der einen Scheibe, während
die einstellbare Gegenwalze gegenüber der Außenfläche der zweiten Scheibe derart
versetzt ist, daß sie die zweite Scheibe nach der ersten Scheibe zu abbördelt und
dann mit dieser zusammenarbeitet.
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Die untere Walze kann auch, vorzugsweise bei relativ zur Verschweißungseinrichtung
fest angeordneten Abstandshaltern, durch eine feste, zur Abstützung der Scheibe
nach Beendigung der Randenvärmung dienende Unterlage ausgetauscht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Verschweißungseinrichtung
auch aus einem oder mehreren den oberen Scheibenrand oder beide Scheibenränder aufheizenden
Brennern, einer anschließenden Walze oder einem anschließenden Walzenpaar zum Abbördeln
des oder der Scheibenränder, nachfolgenden Brennern zum Erwärmen beider Scheibenränder
und gegebenenfalls einem abschließenden Walzenpaar zur Führung und/oder zum Zusammenarbeiten
der Scheibenränder bestehen.
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Die mechanische Abstandshalterung kann im einfachsten Fall aus einer
Reihe von in bestimmten Abständen zwischen den Scheiben angeordneten bekannten Abstandsklötzen
aus einem hinreichend temperaturbeständigen Material bestehen, die im geeigneten
Augenblick vor dem Verschweißen entfernt werden. Die mechanische Abstandshalterung
ist dabei vorzugsweise an dem die Scheibe tragenden Transportschlitten befestigt
und bewegt sich mit diesem Schlitten und den daraufliegenden Scheiben relativ zur
Verschweißungseinrichtung, wobei die Abstandshaltung durch eine geeignete Ausklinkvorrichtung
kurz vor der Verschweißungseinrichtung automatisch entfernt wird. Die Abstandshaltung
kann aber auch fest mit der Verschweißungseinrichtung verbunden sein, so daß die
zu verschweißenden Scheiben über eine mechanische Abstandshaltung hinweg, beispielsweise
zwei übereinander und quer zur Bewegungsrichtung des Transportbandes angeordnete
Lagen dünner Walzen, auf die Verschweißungseinrichtung zu und an ihr vorbei geführt
werden.
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Zur Erleichterung des Verschw eißens kann außerdem zwischen die zu
verschweißenden Ränder ein niedriger als die Glasscheiben schmelzendes Glaslot mit
gleicher Wärmeausdehnung wie die Scheiben eingebracht werden.
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Die Umdrehung der Walzen zur Zusammenarbeitung der Scheibenränder
erfolgt entweder infolge der Reibung zwischen Glas und Walzen oder durch zwangläufigen
Antrieb der Walzen von außen, gegebenenfalls durch Kupplung mit den Antriebsmitteln
des die Scheiben bewegenden Transportmittels. Infolge des neuen Verfahrens ist es
möglich, Doppelscheiben mit gerändelten, miteinander verschweißten Kanten herzustellen,
indem man zum Verschweißen gerändelte Walzen verwendet.
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Die Doppelscheiben können beispielsweise in der Weise rundum verschweißt
werden, daß sich, nach dem Einbringen der mechanischen Mittel zur Abstandshaltung,
zunächst eine Kante an einem Schweißaggregat vorbeibewegt und verschweißt wird,
wobei die mechanische Abstandshaltung jeweils kurz vor dem Eintritt der abgestützten
Stelle in die Brenner automatisch entfernt wird. In gleicher Weise können jeweils,
gegebenenfalls nach einer Drehung der Scheibe um 9o°, nach Beendigung der Verschmelzung
einer Kante die übrigen drei Kanten verschweißt werden. Vorzugsweise wird jedoch
in der Weise gearbeitet, daß die durch mechanische Mittel in dem gewünschten gegenseitigen
Abstand voneinander angeordneten
Scheiben zunächst an zwei gegenüberliegenden
Seiten und dann, nach Entfernung der mechanischen Abstandshalter und gegebenenfalls
einer Drehung von 9o°, an den beiden verbleibenden Seiten miteinander verschweißt
werden. Nach dem Entfernen der Abstandshalter werden die beiden Scheiben dann durch
den in der ersten Verfahrensstufe gebildeten Rand in dem gewünschten gegenseitigen
Abstand gehalten. Bei mit der Verschweißungseinrichtung fest verbundenen mechanischen
Abstandshaltern werden die Scheiben vorzugsweise zunächst an zwei gegenüberliegenden
Seiten verschweißt, wobei die Abstandshalter bis kurz vor der Aufheizung der Scheibenränder
zwischen diesen verbleiben und hinter der Verschwei-Bungseinrichtung die bereits
fertigen Schweißkanten die Abstandshaltung übernehmen. Bei der Verschwei-Bung der
beiden verbleibenden Seiten übernimmt ebenfalls der fertige Rand der beiden ersten
gegenüberliegenden Seiten die Abstandshaltung.
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Um bei größeren Scheibenformaten ein Einsinken der beiden Scheiben,
insbesondere der Scheibenmitten, zu verhindern, können die Scheiben, insbesondere
die Scheibenmitten, während des Verschweißungsvorganges, vor allem nach dem Herausnehmen
der Abstandshalter, durch an der Außenseite vorzugsweise der oberen Scheibe angreifende
Saugvorrichtungen in dem gewünschten gegenseitigen Abstand gehalten werden. Die
Scheiben «-erden vorzugsweise waagerecht liegend relativ zur Schweißvorrichtung
bewegt. Es ist aber auch möglich, die Scheiben in senkrechter Lage zu verschweißen.
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Es empfiehlt sich, die beiden zu verschweißenden Scheiben gleichmäßig
aufzutempern, damit beide Scheiben bei Beginn des Verschweißungsvorganges die gleiche
Temperatur haben und den Verschwei-Bungsvorgang selbst bei einer Temperatur oberhalb
des Entspannungspunktes, aber unterhalb des Erweichungspunktes des Glases zu beenden.
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Um einen Druckausgleich im Innern der zu verschweißenden Scheibe während
des Abtemperns zu ermöglichen, können in die Schweißränder an einer oder mehreren
Stellen, vorzugsweise an den Ecken, Kanülen, Drahtspiralen od. dgl. aus einem Metall
oder Material eingebracht werden, das beim Verschweißungsvorgang nicht am Glas klebt,
so daß die Kanülen, Spiralen od. dgl. nach dem Abtempern ohne Schwierigkeiten aus
der Schweißkante herausgezogen werden können.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen
schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i zwei zu vereinigende Scheiben,
von der Seite aus gesehen, während des Angreifens der Verschwei-Bungswalzen, Fig.
2a, 2 b und 2 c die gleichen Scheiben in einem Schnitt nach den Linien
a, b und c der Fig. i, Fig.3 zwei zu vereinigende Scheiben mit einer relativ
zur Verschweißungseinrichtung bewegten und automatisch vor der Verschweißungseinrichtung
entfernbaren Abstandshalterung, Fig. q zwei zu vereinigende Scheiben mit einer gegenüber
der Verschweißüngseinrichtung feststehenden Abstandshalterung. Bei dem neuen Verfahren
werden die Scheiben i und 2 zunächst durch Dazwischenlegen an sich bekannter mechanischer
Mittel 3, beispielsweise Abstandsklötze oder Zungen aus Asbest, Quarz, keramischem
Material oder zunderfestem Metall od. dgl., in dem gewünschten gegenseitigen Abstand
voneinander angeordnet. Die Scheiben werden darauf in einem Temperofen auf eine
Temperatur erwärmt, die etwas unterhalb des Erweichungspunktes des betreffenden
Glases liegt.
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Die Scheiben werden während des anschließenden Zusammenarbeitens und
V erschweißens gegenüber einer VerschweiBungsvorrichtung relativ bewegt. Bei der
in den Fig. 2a, 2 b und --c dargestellten Arbeitsweise besteht die Vorrichtung aus
einem Aggregat von Brennern q., durch die eine Randzone von etwa io bis 25 mm über
die Erweichungstemperatur des Glases hinaus erwärmt wird. Es müssen insbesondere
diejenigen Ränder gut durchgewärmt werden, welche abgebogen werden sollen. In der
Zeichnung sind drei Brenner q. zur Erwärmung der zu verschweißenden Glasränder vorgesehen,
und zwar ein von der Seite angreifender Brenner und je ein von oben und unten angreifender
Brenner. Es können aber auch zwei Brenner verwendet werden, die unter einem Winkel
auf die Kanten der Scheibe gerichtet sind. Die Erwärmung kann auch auf beliebige
andere Weise, z. B. elektrisch, vorgenommen werden. Unmittelbar hinter den Brennern
befinden sich zwei Walzen 5, 6, von denen die untere Walze auf die Höhe der Unterfläche
der zuunterst liegenden Scheibe i eingestellt ist, während die obere, verstellbar
angeordnete Walze bis zu dem gewünschten Abstand auf die untere Walze herabgedrückt
werden kann. Sobald das durch die Brenner erwärmte Glas beim langsamen Vorschub
gegenüber den Walzen in deren Bereich kommt, bördelt die obere Walze das Glas der
oberen Scheibe winklig ab und drückt es in noch heißem Zustand an die untere Scheibe.
Der obere und der untere Scheibenrand werden dabei durch die Walzen zusammengearbeitet
und miteinander verschweißt.
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Die VerschweiBungseinrichtung kann auch in der Weise ausgebildet sein,
daß vor den Walzen zunächst nur ein oder mehrere Brenner zur Erwärmung des Randes
der oberen Scheibe oder auch beider Scheiben vorgesehen sind, worauf der oder die
erwärmten Scheibenränder durch eine Walze oder ein Walzenpaar abgebördelt werden.
Anschließend erfolgt die Verschweißung der beiden Scheibenränder durch weitere Brenner
und gegebenenfalls ein sich anschießendes Walzenpaar.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsweise werden die Scheiben i
und 2 von einem mit stetigem Vorschub bewegten Transportschlitten 9 an der durch
die Brenner q. gebildeten Aufheizungsvorrichtung vorbeigeführt. Als mechanische
Abstandshalter dienen Zungen 3, die über ein drehbares Gestänge 7 an dem Schlitten
9 angebracht sind. In einem bestimmten Abstand vor den Brennern q. befindet sich
eine Ausklinkvorrichtung 8, die eine Drehung der Abstandshaltung 3 um go° und ein
Herabfallen der Zungen 3 auf den Schlitten 9 bewirkt, sobald die Ausklinkvorrichtung
8 an das winklig abgebogene
untere Ende des Gestänges 7 drückt.
Nach dem Ausklinken der Abstandszungen 3 werden die Scheibenränder x und 2 von den
Brennern 4 der Aufheizungseinrichtung über den Erweichungspunkt hinaus erwärmt und
in den nachfolgenden Walzen 5 und 6 zusammengearbeitet. In dieser Weise werden nacheinander
jeweils nach einer Drehung des Schlittens g um go° alle vier Seiten miteinander
verschweißt. Es können auch gleichzeitig zwei einander gegenüberliegende Seiten
und nach einer einzigen Drehung des Schlittens um go° die beiden verbleibenden offenen
Seiten miteinander verschweißt werden.
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In Fig. 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Scheiben i und 2
gegen eine mit der Aufheizungsvorrichtung zusammen fest angeordnete mechanische
Abstandshaltung bewegt werden. Die untere Scheibe i wird von der unteren Lage von
Walzen To getragen, die obere Scheibe 2 von einer darüber befindlichen zweiten Lage
von Walzen 1i, während die seitliche Führung der Scheiben durch Führungsrollen 12
gewährleistet wird. Die Scheiben werden von einer von oben angreifenden, mit stetigem
Vorschub bewegten Transportstange 13 über die unteren Walzen To und die bis vor
die Aufheizungseinrichtung reichenden Walzen 1i an die Brenner 4 gebracht, wo die
Ränder über den Erweichungspunkt erwärmt und von einer oberen Walze 6 gegen eine
der unteren Führungswalzen To gedrückt und auf diese Weise zusammengearbeitet werden.
Nach Beendigung der Randverschweißung an zwei gegenüberliegenden Seiten übernehmen
diese fertigen Ränder die Abstandshaltung, während die Scheiben durch die Transportstange
13 auf eine nicht gezeichnete Unterlage geschoben werden. Nach einer Drehung von
go° werden die beiden verbleibenden Kanten verschweißt.
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Durch Einlegen dünner Kanülen od. dgl. in die zu verschweißenden Ränder
können Öffnungen geschaffen werden, durch welche der Druckausgleich beim Abtempern
erfolgt und durch die nach dem Abtempern der Scheiben getrocknete Gase, z. B. getrocknete
Luft, in die Glasscheibe eingeführt werden kann. Die Öffnungen werden schließlich
mit einem wasserbeständigen Kitt abgedichtet.
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Der Zwischenraum zwischen den Doppelglasscheiben kann statt durch
Luft auch mit einem Strahlen absorbierenden, z. B. gefärbten Medium gefüllt werden,
beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem mehr oder weniger erstarrenden Kunststoff
od. dgl. Weiter können die Außenseiten nach dem Verfahren der Verbundglastechnik
durch Auflegen einer Deckscheibe geschützt werden.
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Es ist ferner möglich, nach dem neuen Verfahren auch mehrfache Glasscheiben
mit mehr als einem Luftzwischenraumherzustellen.Bei dreifachenScheiben beispielsweise
wird eine mittlere Glasscheibe mit zwei äußeren Glasscheiben verschweißt, deren
Ränder nach der mittleren Glasscheibe zu abgebogen sein können.
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Die zu verschweißenden Scheiben können aus klarem oder farbigem oder
die Wärme besonders stark absorbierendem Glas bestehen. Besonders vorteilhaft ist
es, die Außenflächen der Doppelscheiben oder eine Außenfläche mit einem halbdurchlässigen,
temperatur-und witterungsbeständigen Belag zu versehen, der z. B. die Wärmestrahlung
des Sonnenlichtes selektiv reflektiert. Bei Verwendung solcher für die Ultrarotstrahlung
eine verringerte Wärmedurchlässigkeit zeigender Gläser ergibt sich ein besonders
vorteilhaftes Bauelement, das einerseits den konvektiven Wärmeaustausch verhindert,
andererseits aber auch einen Schutz gegen zu starke Wärmeeinstrahlung bietet.