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Vorrichtung zum Ziehen von Flachglas
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die üblichen L-Blöcke 24 (Fig. 1-3) durch Blöcke 50 mit Innenflächen 51 ersetzt, die zur Glasfläche 10 geneigt stehen. Die geneigten Flächen 51 weisen Kanäle 52 auf, in denen Kühler 53 untergebracht sind. Zusätzliche Kühler 54 sind um Zapfen 55 schwenkbar angeordnet, die ihrerseits mittels Armen 56 in fester Verbindung mit den Blöcken 50 stehen. Die geneigten Flächen 51 bilden zusammen mit den Kühlern 54 kontinuierliche Kühlflächen, die die Kammer 37 begrenzen. Die Enden der Blöcke 50 und die Enden der Kühler 54 sind an die Abschlusswände 28 fest angeschlossen und verhindern so die Bewegung von Luft in die Kammer 37.
Jede der in den Fig. 2, 3 und 7 gezeigten Bauformen besitzt eine Kammer 37, welche den kritischen Bereich der Bildung der Glasfläche 10 einschliesst. Zum Verständnis dieser Aussage ist es notwendig : die Änderungen zu besprechen, welche hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften des Glases zwischen seinem Herausziehen aus dem Meniskus 16 und seiner Umwandlung in eine feste Fläche vorliegen.
Beim Meniskus 16 liegt die Glastemperatur ungefähr bei C, wobei die Eigenschaften des Glases im wesentlichen jene einer Newton'schen Flüssigkeit sind. Bei seiner Aufwärtswänderung wird das Glas gekühlt und beginnt, viskos-elastische Eigenschaften anzunehmen, bis inzwischen seine Temperatur auf ungefähr 8150C gesunken ist, wobei die viskos-elastischen Eigenschaften vorherrschen und man das Glas als im viskos-elastischenBereich befindlich bezeichnet. Bei einer Temperatur zwischen 7600C und 7050C geht das Glas durch den"plastischen Bereich"hindurch, bis die Temperatur auf einen Wert zwischen ungefähr 7050C und 6500C gesunken ist.
Während des ganzen viskos-elastischen und plastischenBereiches, innerhalb dessen das Glas noch gestreckt wird und an Geschwindigkeit zunimmt, ist es imstande, wegen der Störungen, die durch um dasselbe fliessende Luftströme verursacht sind, ein Muster anzunehmen. Wenn jedoch das Glas Fliesseigenschaften angenommen hat, die vorherrschend jene eines Festkörpers sind (was annähernd gleichzeitig mit dem Erreichen der Endgeschwindigkeit der Glasfläche der Fall ist), nimmt es ohne Rücksicht auf die Bewegungen der umgebenden Luft kein Muster mehr an.
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Bades 12.
Bei jeder Ausführungsform nach den Fig. 2, 3 und 7 besitzt die Kammer 37 einen engen Kanal 35 zur Steuerung des Luftstromes in die Kammer und aus derselben heraus. Ein Zufluss von Luft zur Kammer 37, ausser über den Kanal 35, ist im wesentlichen unzulässig. In allen Fällen liegt der Kanal 35 gerade jenseits des Endes des kritischen Bereiches der Gasbildung, so dass nach dem Austreten des Glases aus der Kammer 37 die Oberfläche des Glases nicht mehr für Deformationen durch Luftwirbel u. dgl. Störungen empfänglich ist. Daher könnte eine Musterbildung aut der Glasfläche nur innerhalb der Kammer 37, verursacht von Luftströmen innerhalb derselben, erfolgen.
VorErörterung der Art der Luftströme innerhalb der Kammer gemäss den Fig. 2, 3 und 7 soll noch einmal auf Fig. 1 zurückgegriffen werden, um den grundlegenden Unterschied der Luftströmung innerhalb der Kammer 37 und jener in einem bekannten Ziehofen deutlich zu machen.
Bei der Anordnung nach Fig. l liegt die Temperatur der Glasfläche 10 während ihres Durchganges durch die Kammer 22 erheblich oberhalb der normalenLufttemperatur in dieser Kammer, woraus sich ergibt, dass die Glasfläche eine Luftbewegung in der Richtung ihres Ziehens und längs ihrer Oberflächen her- vorruft. DieserLuftstrom erzeugtzonen niedrigenDruckes in der Nähe beider Seiten der Basis 16 der Glasfläche 10. Die Luftströme längs der Oberflächen der Glasfläche sind jene, die den natürlichen Hitzezugeffekt bilden. Die umfänglich der Glasfläche befindliche Luftschicht bewegt sich mit wesentlich grösserer Geschwindigkeit als die Glasfläche selbst. Um diesen Hitzezug zu bilden, muss ein Luftzustrom zu den Zonen niedrigen Druckes vorhanden sein.
In erster Linie stellt die Ziehmaschine eine solche Luftquelle dar. Diese Luft tritt in die Kammer 22 zwischen der Glasfläche 10 und den Auffangpfannen 30 mit einer unter jener der Glasfläche 10 liegenden Temperatur ein und strömt an den als Kühler ausgebildeten Auffangpfannen, ferner an den Gebläsekühlern 26 und den L-Blöcken 24 zwischen den Abschlusswänden 28 stets mit einer relativ niedrigen Temperatur vorbei, derart, dass ein Bereich an jeder Seite der Glasfläche 10 und im allgemeinen begrenzt durch die Auffangpfannenkühler 30, die Gebläsekühler 26, die L-Blöcke 24 und die Wände 28, eineSekundärquelle kälterer Luft wird.
Die Temperatur in diesem Sekundärbereich wird quer zu demselben schwanken, u. zw. wird sie in der Nähe der Abschlusswände 28 niedriger sein, so dass also auch die Luft in verschiedenen Teilen dieses Bereiches in der Temperatur verschieden ist. VondiesemBereich fliesstLuft zur Niederdruckzone an der Basis 16 auf beidenSeiten der Glasfläche 10.
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Menge kühlerer Luft und, was noch wichtiger ist, Luft mit relativ hohen Geschwindigkeiten verschiedener
Grössenordnung zu der Niederdruckzone angespeist wird.
Diese kühlere Luft mit unterschiedlicher Tempe- i ratur und Geschwindigkeit in derQuerrichtung der Kammer 22 stört auf ungleichmässige Weise die m ; t der
Glasfläche wandernde Luft, wodurch die üblichen Längswellenmuster in der Richtung des Ziehens hervor- gerufen werden. An den Enden herumfliessende Ströme kühlerer Luft bewegen sich gleichfalls zu den
Niederdruckzonen an der Basis 16 der Glasfläche 10 und stören die mit der Glasfläche in Richtung ihres
Ziehens bewegte Luft, wodurch Querwellenmuster entstehen.
Es wird insbesondere auf die wichtige Rolle der Kühler 32 hingewiesen, durch welche kräftige Ströme kalter Luft gegen die Glasfläche 10 hervorgerufen werden. Auf die oberen Flächen des Kühlers 32 auftref- fende Luft wird kühler und sinkt daher nach unten. Bei ihrem Abfallen wird sie von den mit ihr in Kon- takt gelangenden unteren Teilen des Kühlers 32 weiter abgekühlt, mit der Folge eines Ansteigens ihres spezifischen Gewichtes und damit einer Erhöhung ihrer nach unten gerichteten Geschwindigkeit. Wenn die
Luft-an den Boden des Kühlers 32 angelangt ist, ist sie nicht nur relativ zur Glasfläche erheblich abge- kühlt, sondern, sie hat auch eine grosse Geschwindigkeit erlangt und wird somit von der durch das Glas- bad 12 gebildeten Prallwand mit grosser Geschwindigkeit abgelenkt.
Der natürliche Hitzezug um die heisse Glasschicht 10 strebt danach, Luft an sich heranzuziehen. Diese Wirkung in Kombination mit jener
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nerhalb der Kammer 37 nach den Fig. 2, 3 und 7. Kühlelemente 60 entsprechen den Kühlern 34 nachFig. 2, den Kühlern 38 nach Fig. 3 oder der Kombination der geneigten Kühlflächen 51 mit den Kühlern 54 nachFig. 7. Die heisseGlasfläche 10 ruft einen Hitzezug hervor, so dass ein kontinuierlicher, aufwärtsund parallel zur Fläche 10 gerichteter Luttstrom entsteht.
Da Luft durch den Kanal 35 infolge ihrer Aufwärtsströmung parallel zur
Glasfläche aus der Kammer 37 abgezogen wird, wird sie durch Luft ersetzt, die zwischen den Kühlern 60 und der Glasfläche 10 durch den Kanal 35 zuströmt und dies, weil alle andern Einströmstellen, wie be- reits dargelegt, abgeschlossen sind. Die durch den Kanal 35 zutretende Luft wird von den Kühlern 60 ab- gekühlt und tendiert vorerst dazu, lotrecht nach unten zu fallen. Bei diesem Absinken in Richtung zur Glasschmelze 12 wird sie einer Erwärmung von der Fläche der letzteren unterworfen und dadurch wieder zum Aufsteigen veranlasst.
Dies führt zu einer Rückführung von Luft zu den Kühlern 60, u. zw. von Luft, die ursprünglich von den Kühlern gekühlt und von diesen weg abgesunken ist, jetzt aber eine Wiedererhitzung erfährt. Luft, die den Boden der Kühler erreicht und hierauf längs der Oberfläche der Schmelze fliesst, wird zum Teil durch den Hitzezug um die Glasfläche 10 aufwärts gezogen, um die Kammer 37 zu verlassen und wird teilweise wieder zu den Kühlern 60 zurückgeführt.
Die kombinierte Wirkung der drei primärenEinflüsse auf die Luft innerhalb der Kammer 37, nämlich das Abkühlen durch die Kühler 60, das Anheizen durch die Oberfläche der Glasschmelze 12 und die Anziehung durch den Hitzezug um die Glasfläche 10, bewirkt die Bildung einer Luftbewegung innerhalb der Kammer 37, wie sie im wesentlichen durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt ist. Diese Pfeile sind in starken Linien, in dünneren Linien und in unterbrochenen Linien dargestellt, um die Verschiedenheiten der Luftgeschwindigkeit in der Kammer 37 zu versinnbildlichen. Die stark ausgezogenen Linien bedeuten Luft mit grosser Geschwindigkeit, die dünnerenLinien eine mittlere und die unterbrochenenLinien eine niedrige Luftgeschwindigkeit.
Gemäss dem durch die Pfeile dargestellten Strömungsverlauf wird Luft innerhalb der Kammer 37 nächst dem Ende der kritischen Zone der Glasbildung veranlasst, zuerst ganz allgemein abwärts und weg von der Glasfläche 10 zu fliessen. Die an der Fläche der Kühler 60 abwärts fliessende Luft strömt jedoch nicht, so wie unter Bezug auf die Fig. 1 beschrieben, kaskadenförmig nach abwärts, sondern wird weit weniger beschleunigt, denn sobald die der Luft wegen ihrer Kühlung verliehene Fallgeschwindigkeit über eine bestimmte Grenze ansteigt, bewegt sich die Luft abwärts und von den Kühlern weg, mischt sich mit wärmerer Luft und wird schliesslich den Kühlern in einem höhergelegenen Niveau und mit darauffolgende Verlust an Fallgeschwindigkeit wieder zugeführt.
Daraus folgt, dass der Luftstrom an der Basis der Kühler 60 eine verhältnismässig geringe Geschwindigkeit aufweist.
Das Wiederzuströmen von Luft innerhalb der Kammer 37 zu den Kühlern ergibt einkontinuierliches Durchmischen kühlerer mit wärmerer Luft, wodurch das Entstehen grosser Temperaturgradienten innerhalb der Kammer 37 vermieden wird. Die Stärke der Konvektionsströme innerhalb der Kammer 37 ist daher sehr klein und die Geschwindigkeit der an die Glasfläche 10 herangezogenen Luft
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ist infolgedessen gering, so dass in der Richtung des Ziehens bewegte Luft nur geringe Störungen der der Oberfläche der Glasschicht 10 anhaftenden Luftschicht hervorruft.
Wie bereits erwähnt, besteht als Ergebnis der kontinuierlich mit der Glasschicht 10 aus der Kammer hinausbewegten Luft über den Kanal 35 ein kontinuierlicher Luftstrom in die Kammer 37. Da der einwärts gerichtete Luftstrom im Kanal 35 hinsichtlich des auswärts gerichteten Luftstromes in verkehrter Richtung verläuft, bremsen sich die Luftströme gegenseitig ab. Eine Verzögerung des einwärts gerichteten Luftstromes ist günstig, weil dadurch die nach unten gerichtete Geschwindigkeit der Luft vermindert wird und die Seitwärtsbewegung derselben gegen die Kühler 60 hin eine Erleichterung erfährt. Im Sinne der Erfindung ist jedoch dieTatsache wichtiger, dass das Verzögern des nach aussen gerichteten Luftstromes dem Hitzezug um dieGlasschicht 10 gerade entgegenwirkt.
Die sich daraus ergebende Verminderung der Geschwindigkeit des aufwärts und parallel zur Glasfläche 10 gerichteten Luftstromes setzt die Wirbelbildung der Grenzschicht der der Glasfläche anhaftenden Luft weiter herab.
InQuerrichtung derZiehkammer 37 fliessende Luft ist im wesentlichen wegen der Dichtheit zwischen denEnden des Kühlers 60 und denAbschlusswänden 28 des Ofens ausgeschaltet, wie dies bereits früher geschildert worden ist. Ein derartiger Luftstrom stellt daher keine Störungsquelle für die der Glasfläche 10 anhaftende Luftschicht dar.
Es ist zu erkennen, dass die Kühler gemäss den Fig. 2, 3 und 7 zur Strahlungskühlung der Glasfläche 10 dienen, was auch für die Kühler 32 gemäss Fig. 1 gilt. Die Kühler nach den Fig. 2, 3 und 7 haben jedoch zusätzliche Aufgaben. Erstens bilden sie Wände der Kammer 37 und zweitens ist die wegen ihrer Neigung gegen die Horizontale auf die mit ihr inBerührung kommendeluft ausgeübte Kühlwirkung einesolche, dass dadurch eine geringere Luftmenge der Basis der Glasfläche 10 zuströmt als im Falle der Verwendung der Kühler 32.
Zum Abschliessen der Kammern 37 gemäss den Fig. 2, 3 und 7 kann jede Art von Kühlern verwendet werden. Falls gewünscht, können die gegen die Glasfläche 10 gerichteten Kühlerflächen mit Wärmeabsorptionskissen ausgestattet sein. Es kann dann eine Regelung des Grades der Strahlungskühlung durch Ein- setzen oder Wegnehmen der Kissen vorgenommen werden.
Wie weiter oben erwähnt, ist die Höhe der Grenze der kritischen Zone der Bildung der Glasfläche 10 meist etwa 450-480 mm über der Oberfläche der Schmelze gelegen ; der Kanal 35 befindet sich gerade oberhalb dieser Stelle. Um den Steuerungsgrad des Luftstromes durch den Kanal 35 zu verbessern, wird dieser so eng wie möglich ausgelegt. Im allgemeinen ist es möglich, mit einer Kanalbreite in der Grö- ssenordnung von 25 mm zu arbeiten, doch wurde tatsächlich auch schon zufriedenstellend mit einerspaltbreite von zirka 12 mm gearbeitet. Die optimalespaltbreite wird jedoch zweckmässig durch Versuch bzw. nach etwaigen Fehlergebnissen bestimmt. Vorzugsweise sind die Kühler scharnierartig montiert, um die Einstellung eines breitenKanals während des Anfahrens und ein späteres Engerstellen des Kanals im Betrieb zu ermöglichen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zumZiehen von Flachglas innerhalb einesZiehofens aus einer Wurzel (Meniskus), die an einer Stelle über der Badoberfläche des geschmolzenen Glases liegt, an der unterhalb der Oberfläche sich gegebenenfalls einziehbalken befindet, wobei die Glasbandbildungszone oberhalb der Badoberfläche von einer Kühler aufweisendenZiehkammer umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehkammer im wesentlichen dreieckigeQuerschnittsform aufweist und von zwei direkt gekühlten Wänden begrenzt ist, die sich von einer Stelle, die nur unter Freilassung eines schmalen, zum Durchtritt des Glasbandes dienenden Spaltes am oberen Ende der Glasbandbildungszone liegt, nach unten und aussen bis zu einer durch die Wurzel gelegten Horizontalebene in der Nähe der Wände des Ziehofens erstrecken,
wobei in an sich bekannter Weise mit Hilfe zusätzlicher Einrichtungen jedes Abwärtsfliessen kühler Luft zur Badoberfläche ausserhalb der gekühlten Wände verhindert und Luft praktisch nur durch den eingeengten Kanalzutreten kann.
2. Vorrichtung nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass zumHintanhalten einesAbwärtsfliessens kühler Luft zur Badoberfläche ausserhalb der Kühlwände eine luftdichte Verbindung zwischen diesen und dem Ziehofen vorgesehen ist.