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Vorrichtung zum Ziehen von Scheibenglas
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ziehen von Scheibenglas, mit einer Ziehkammer die eine Öffnung aufweist, aus der die Glasscheibe aus einer Glasschmelze gezogen wird, wobei in der
Ziehkammer in einem Abstand oberhalb der Schmelze im wesentlichen parallel zur Scheibe Kühlanlagen angeordnet sind. Innerhalb der Kammer erstrecken sich Stauvorrichtungen, die von jeder der Kühlanlagen ausgehen und praktisch über die ganze Breite der Scheibe reichen. Aufgabe dieser Stauvorrichtungen ist es, die Geschwindigkeitsunterschiede der Luft, die in den zwischen jeder Kühlanlage und der Scheibe gebildeten Schächten aufwärts strömt, in beeinflussbarer Weise zu verringern.
Tatsächlich sind die in diesen Schächten auftretenden Luftströmungen jene Faktoren, welche die Qualität des gezogenen Glases ausschlaggebend bestimmen. Bekanntgewordene Stauvorrichtungen sind als oberhalb der Kühlanlagen angeordnete, horizontal verlaufende Schirme ausgebildet worden, die sich über die ganze Breite der Scheibe erstrecken und deren Innenkanten so nahe wie möglich an die Scheibenoberflächen heranreichen (franz. Patentschrift Nr. 1. 112. 625). Bei einer andern Anordnung sind die Stauplatten unter 450 gegen die Wurzel der Scheibe geneigt (USA-Patentschrift Nr. 2, 352, 539) und über ihnen sind noch kleine Kühler angeordnet.
Vorrichtungen der erstgenannten Art führen, wie die Erfahrung gezeigt hat, zu einer Verminderung der zulässigen Ziehgeschwindigkeit und sind wegen ihrer starren Anordnung an die jeweils herrschenden Bedingungen nur sehr schwierig anzupassen. Die an zweiter Stelle genannten Vorrichtungen lassen ausserdem in dem spitzen Winkel zwischen der Scheibe und den Schirmen einen relativ grossen Raum zur Ausbildung unkontrollierbarer Strömungen frei.
Ziel der Erfindung ist die Behebung dieser Mängel, die sich durch eine Konstruktion vermeiden lassen, bei welcher erfindungsgemäss die Stauvorrichtung zur einstellbaren Anordnung zwischen den Kühlanlagen und der Glasscheibe eingerichtet ist und einen undurchbrochenen, mit Kühleinrichtungen ausgestatteten Teil aufweist, welcher der Kühlanlage benachbart und von dem Kantenbereich der einen andern Teil der Stauvorrichtung bildenden, bis in die Nähe der Scheibe reichenden Blende getrennt ist.
Derartige Stauvorrichtungen sind hinsichtlich ihrer Stellung gegenüber der bcneiüe den jeweiligen Bedingungen bequem anpassbar und sorgen durch. den gekühlten Teil für eine gleichmässige Zirkulation der Luft. Diese Teile nehmen im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen nicht von der Scheibe, sondern von dem Bade ausgehende Wärme auf, führen auf diese Weise zu einer Konditionierung des Glases beim Ziehen und schalten überdies das unangenehme Werfen der Blenden aus.
Die erfindungsgemäss verbesserten Stauanordnungen lassen eine Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit im Vergleich mit der Geschwindigkeit zu, die bei Verwendung von nur aus festen Platten bestehenden Stauvorrichtungen erreichbar ist, bei denen nicht einzelne Teile im Inneren gekühlt werden können.
Feste Metallplatten geben durch Strahlung wieder Wärme an die Schmelze und an die Glasscheibe ab, wobei die Richtung dieser Rückstrahlung praktisch senkrecht zur Ebene der Stauvorrichtung verläuft. Dadurch wird die Viskosität der Glasscheibe in der Nähe ihrer Entstehungszone herabgesetzt und die Geschwindigkeit, mit der der flüssige Zustand in den festen übergeht, verringert, so dass die Ziehgeschwindigkeit gegenüber der unter Normalbedingungen einhaltbaren Geschwindigkeit vermindert werden muss.
Durch die erfindungsgemäss vorgeschlagene Kühlung der Stauanordnung wird die Zurückstrahlung von Wärmeenergie an die Glasschmelze und an die Glasscheibe in der Nähe der Basis, wenn nicht vermieden,
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so doch wesentlich herabgesetzt, so dass die Temperatur des Bades und der Glasscheibe in ihrem Ent- stehungsbereich nicht übermässig ansteigt und die Ziehgeschwindigkeit, nicht wie bei Verwendung der bekannten Vorrichtungen zur Verringerung des Wellenmusters wesentlich herabgesetzt werden muss. Die auf diese Weise erzielte Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit beeinträchtigt jedoch nicht die-durch die neue
Vorrichtung erreichte Abschwächung des Wellenmusters auf der Glasscheibe.
Es ist leicht verständlich, dass bei einer sehr viskosen Glasscheibe das Arbeiten der Ziehvorrichtung in geringerem Masse Schwankungen unterworfen ist, d. h., dass mit normalen Ziehgeschwindigkeiten ge- arbeitet werden kann, der Betrieb stetiger ist und die Gefahr, dass sich die Scheibe vom Schmelzfluss löst, geringer ist.
Die genannten Ergebnisse können aber nur dann erzielt werden, wenn nur der an die Kühlanlagen an- grenzende Teil mit Wasser gekühlt wird. Eine Kühlung der gesamten Stauvorrichtung würde zu einem gekühlte Bereich ganz in der Nähe der Scheibe führen und hätte zur Folge, dass starke Temperaturänderungen den sich mit der Scheibe in ZiehrichtungbewegendenLuftfilm zerstören und eine Wellung der Glasscheibe in diesem Bereich erzeugen würden.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass jeder Glasziehofen etwas anders arbeitet, was wahrscheinlich auf kleinere Unterschiede in den Ausmassen, auf Risse, Ritzen usw., der Lage solcher Risse zu dem Glasschmelzbehälter usw. zurückzuführen ist. Zur Erzielung bester Ergebnisse müssen daher auch die Stauvorrichtungen den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend auf-und eingestellt werden. Eine Möglichkeit, die richtige Ein- und Aufstellung zu erreichen, besteht darin, dass man die Luftströme innerhalb der Kammer beobachtet, zu welchem Zweck eine Rauch erzeugende Substanz an verschiedenen Punkten in die Kammer eingebracht werden kann. Diese Verfahrensweise erlaubt es dem beobachtenden Fachmann in den meisten Fällen, die-relativen Geschwindigkeiten der Luftströme miteinander zu vergleichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich bei der folgenden Beschreibung beispielsweiser Ausführungsformen, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen Fig. 1 einen Ziehofen mit erfindungsgemäss ausgebildeter Stauvorrichtung, Fig. 2 eine Stauvorrichtung in scliaubildlicher Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 111-111 der Fig. 2, Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Ziehofens, Fig. 5 dessen Stauvorrichtung in schaubildlicher Darstellung und Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.
In den einzelnen Figuren sind gleiche Teile immer mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In den Fig. 1 und 4 ist eine Glasscheibe 10 gezeigt, die aus einer Glasschmelze 12 in einem allgemein mit 14 bezeichneten Ziehofen, welcher der üblichen Konstruktion entspricht, von dem aber nur Teile dargestellt sind, gezogen wird. Ein Ziehbalken 16, der quer durch den Ziehofen 14 verläuft, befindet sich in der Schmelze 12. Die Glasscheibe 10 bildet in viskosem Zustand mit der Oberfläche der Schmelze 12, eine Basis oder einen Meniskus 18 ; sie wird aus der Schmelze 12 durchziehrollen 22 einer üblichen, allgemein mit 24 bezeichneten Ziehvorrichtung durch die Ziehkammer 20 des Ziehofens 14 gezogen. Die Ziehkammer 20 ist von der Schmelze 12, den üblichen L-förmigen Blöcken 26, Ventilator-Wasserkühlanlagen 28, Stirnwänden 30 und Auffangpfannen 32 begrenzt.
Die Ventilator-Kühlanlagen 28 befinden sich jeweils zwischen einemL-Block26und dem Unterbau der Ziehvorrichtung 24 und erstrecken sich praktisch bis zu den Stirnwänden 30 des Ziehofens 14. Der untere Teil der Ziehvorrichtung 24 wird durch die meist U-förmigen Auffangpfannen 32 praktisch geschlossen. Diese Auffangpfannen sind als Kühlanlagen ausgebildet und so angeordnet, dass sie gebrochenes Glas, das unter Umständen in der Vorrichtung herunter-
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paar 22 der Ziehvorrichtung 24 eingebaut. Die Klappen 38 erstrecken sich praktisch über die ganze Breite der Ziehvorrichtung 24. Die Brenner 36 verlaufen quer in der Kammer 20 und sind mindestens so lange wie die Scheibe 10 breit ist.
Ausser den Brennern 36 und den Klappen 38 enthält die Vorrichtung einstell- bare Stauelemente 40, die zwischen der Glasscheibe 10, vorzugsweise in einem gewissen Abstand davon und denKühlanlagen 34 angeordnet sind. Diese Stauelemente 40 bestehen aus einemnichtdurchbrochenen, mit einer Flüssigkeit gekühlten Teil 42 und einer nichtdurchbrochenen, wärmebeständigen Blende 44.
Wie in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt ist, besteht der zur Kühlung mit einer Flüssigkeit ausge- staltete Teil 42 der Stauvorrichtung aus nebeneinanderliegenden Hohlteilen 46, die einen z. B. recht- eckigen Querschnitt aufweisen und an eine Sammelleitung 48 angeschlossen sind, um den Durchfluss der Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zu ermöglichen. Ein- und Auslass-Leitungen 50 für die Kühl- flüssigkeit sind an einander gegenüberliegenden Stellen mit einem der Hohlteile 46 bzw. mit der
Sammelleitung 48 verbunden. Diese Leitungen 50 führen durch Öffnungen in den Stirnwänden 30 und dienen auch zur Einstellung der Stauelemente 40 in die gewünschte Winkellage. Der wärmebeständige
Blendenteil 44 des Stauelementes 40 besteht aus einer flachen Metallplatte 52 mit einem durchgehenden und zu ihr senkrechten Flansch 54.
Verbindungsstücke 56 dienen zur Befestigung der Teile 42 und 44 an- einander. Diese Verbindungsstücke bestehen aus verhältnismässig kurzen Metallhülse 58, die an dem
Flansch 54 in Abständen befestigt sind, und aus zweimal abgebogenen Metallstäben 60 mit in entgegen- gesetzte Richtung weisenden Schenkeln, von denen der eine mit dem wassergefüllten Teil 42 verbunden, z. B. verschweisst, ist. Diese Stäbe sind in den gleichen Abständen ausgeteilt wie die Hülsen 58, wobei die freien Schenkel zum Einschieben in die Hülsen miteinander fluchtend ausgerichtet sind. Die Teile 42 und 44 können auf diese Weise leicht miteinander verbunden und wieder getrennt und ausserdem gegeneinander abgewinkelt werden.
Ein wichtiges Merkmal dieser Konstruktion ist ein Zwischenraum 62 zwischen dem mit einer Flüssigkeit gekühlten Teil 42 und dem festen Teil 44 des Stauelementes 40.
Dieser Zwischenraum 62 wirkt als Wärmeisolator zwischen den beiden Teilen und verhindert praktisch jede Wärmeübertragung zwischen den beiden Teilen. Jedoch würde ein freier, unbedeckter Zwischenraum die Wirkungen des Stauelementes hinfällig machen, da der Luftstrom dann in oder aus der Zone zwischen Stauelement, Glasscheibe, Schmelze und der angrenzenden Kühlanlage nicht eingeschlossen würde. Anders gesagt, der Grad der Isolierung würde wesentlich verringert, und das ist nicht erwünscht.
Eine nichtdurchbrochene Abschirmung 64 aus einem isolierenden Stoff, der der verhältnismässig starken Ofenhitze zu widerstehen vermag, wie z. B. Asbest, überbrückt den Zwischenraum 62, über die gesamte Länge des Stauelementes 40. Je eine Kante der Abschirmung 64 ist durch Vernieten oder durch eine andere Befestigungsart mit jedem der Teile 42 und 44 verbunden, die auf diese Weise voneinander thermisch gut isoliert sind.
Die oberen Enden der Kühlanlagen 34 umgreifen Pratzen von Halterungen 66, die einen U-förmigen Teil aufweisen, mit dem ein Rohrabschnitt 70 starr verbunden ist. Eine U-förmige Lasche 72, die starr mit dem Stauelement 40 verbunden ist, umschliesst den freien Teil des zugehörigen Rohrabschnittes 70, wodurch Gelenke gebildet werden, um welche die Stauelemente 40 verschwenkt und auf ihre günstigste Lage eingestellt werden können. Die Ausbildung der Halterungen 66, d. h. die Länge ihrer Teile, ist davon abhängig, ob zwischen dem gekühlten Teil des Staugliedes 40 und der Kühlanlage 34 ein Zwischenraum vorgesehen ist oder nicht bzw. von dessen Grösse.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der in Fig. 1 wiedergegebenen Form durch die konstruktive Anordnung der Stauelemente unterscheidet, die nun mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnet sind.
Der Hauptunterschied zwischen der Anordnung der Stauelemente 40 (nach Fig. 1) und der Stauelemente 80 nach Fig. 4 besteht darin, dass kein Zwischenraum zwischen dem gekühlten Teil 82 und dem festen, wärmebeständigen Teil 84 vorgesehen ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten in der Konstruktion der Stauvorrichtung 80. Zu beachten ist ein nichtdurchbrochener, wassergekühlter Teil 82, der aus nebeneinanderliegenden Hohlelementen 86 mit z. B. rechtec : : kigemQuerschnittbesteht, die an eine Sammelleitung 88 angeschlossen sind, um den Durchfluss einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zu ermöglichen. Ein- und Auslass-Leitungen 90 für die Kühlflüssigkeit sind an den gegenüberliegenden Stellen der Hohlteile 86 bzw. der Sammelleitung 88 angeschlossen. Diese Leitungen 90 führen durch Öffnungen in den Stirnwänden 30 und ermöglichen ein Verschwenken der Stauvorrichtung 80 zur Einstellung in die gewünschte Winkellage. Die undurchbrochene, hitzebeständige Blende 84 der Stauanordnung 80 besteht aus einer flachen Metallplatte 92, die den gekühlten Teil 82 teilweise überdeckt.
Verbindungsangeln 94 in Form von verhältnismässig kurzen Metallhülsen 96, die in gewissen Abständen entlang der Platte 92 und in einem Abstand von dem den gekühlten
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Teil 82 teilweise überlagernden Teil dieser Platte und U-förmigen Metallstäben 98 festgemacht sind, von denen ein Schenkel mit dem gekühlten Teil 82 verbunden ist, wogegen der andere Schenkel den in die zugehörige Hülse 96 einschiebbaren Zapfen bildet, dienen dazu, die Teile 82 und 84 miteinander schwenkbar zu verbinden.
Entsprechend ausgebildete Halterungen 100 sind je mit einem kurzen Rohrabschnitt 102 verbunden, der drehbar innerhalb U-förmiger Verbindungslaschen 104 aufgenommen ist, die ihrerseits mit dem ge- kühlten Teil 82 verbunden sind, wodurch ein Gelenk gebildet wird, mit dessen Hilfe die Stauanordnung
80 in die richtige Winkellage gebracht werden kann. Jede der Halterungen 100 sitzt auf dem oberen Teil der Kühlanlage 34, so dass die Anordnung 80 innerhalb des Ziehofens 14 in die richtige Lage gebracht werden kann. Wird eine andere Kühlanlage verwendet, so muss die Halterung entsprechend abgeändert werden.
Bei den Ziehöfen nach Fig. 1 und 4 verringern die Stauanordnungen 40 oder 80 die Menge der Luft, die aus den Zonen niedrigen. Druckes zur Basis der Scheibe, also in Ziehrichtung fliesst und dienen damit der weiteren Herabsetzung der Geschwindigkeit dieses sich in Ziehrichtung bewegenden Luftstromes. Da nun die Menge der aus den Zonen an der Basis der Glasscheibe herausfliessenden Luft verringert wird, wird gleichzeitig auch die in diese Zonen fliessende Luftmenge weiter reduziert. Da nun die Luftbewegung in der Ziehrichtung verringert ist, wirken sich auch die Schwankungen der Geschwindigkeit und Temperatur nicht so stark aus, so dass die Störungen der verhältnismässig dünnen Luftschicht an der Oberfläche der
Glasscheibe ausgeschaltet und damit die Wellenmusterung der Scheibe vermieden oder wesentlich verringert wird.
Werden die Stauanordnungen 40 oder 80 in einem bestimmten Abstand zu den Kühlanlagen 34 angebracht, so erzeugen sie noch einen zusätzlichen Schachteffekt, wodurch die Luft zwischen den Kühlanlagen und der erzeugten, sich in Ziehrichtung fortbewegenden Luft-Schutzhülle abgeleitet und in zyklische Bahnen in der Zone der Sekundär-Quelle gelenkt wird. Die Querströme werden in diesen Schacht hineingezogen, so dass sie wirkungslos werden und kein diagonales Wellenmuster auf der Scheibe erzeugen können. Der zusätzliche Schachteffekt verhindert ferner das Auftreten unerwünschter zyklischer Luftströme in der Zone niedrigen Druckes in der Nähe der Basis 18 der Glasscheibe 10.
Mit den Stauvorrichtungen 40 wurden dann zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn sie, wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, so angebracht wurden, dass der Abstand von den Kühlanlagen etwa 2,5 cm, der Neigungswinkel zur Glasscheibe 10 hin gegen die Horizontale 400 und der Abstand von der Scheibe etwa 1, 3 cm betrug. Mit den Stauanordnungen 80 wurden befriedigende Ergebnisse erzielt, wenn sie, wie die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen, einen Abstand von den Kühlanlagen von etwa 2, 5 cm, einen Neigungswinkel zur Glasscheibe 10 hin gegen die Horizontale von etwa 300 und einen Abstand von der Glasscheibe von etwa 1, 3 cm aufwiesen.
Es ist auch möglich, dann zufriedenstellende Ergebnisse mit dem Ziehofen zu erzielen, wenn die Stauvorrichtungen 40 oder 80 an die Kühlanlagen anstossen. Doch wird ein Abstand von 3,8 bis 5, 1 cm bevorzugt. Man kann ferner den Abstand zwischen der Stauanordnung 40 oder 80 und der Glasscheibe 10 bis zu l, 9 cm, vergrössern und immer noch verbesserte Glasscheiben mit entsprechend abgeschwächtem Wellenmuster erzielen.
Vergrössert man den Abstand noch weiter, so wird eine geringere Verbesserung der Glasscheibe erzielt, da dann die Stauvorrichtung nicht mehr als wirksamer Isolator wirkt. Eine Verkleinerung des Abstandes zwischen der Stauvorrichtung und der Glasscheibe 10 beeinträchtigt den Ziehvorgang sehr und ist daher nicht ratsam.
Vergleichsweise wird angeführt, dass bei Verwendung der erfindungsgemässen, wassergekühlten Stauvorrichtung der Ziehgeschwindigkeitsverlust gegenüber einer Vorrichtung ohne Stauelemente. unabhängig von der Dicke des Glases 6 - 80/0 betrug. Bei Verwendung massiver, wärmebeständiger Stauelemente betrug der Geschwindigkeitsverlust 15 - 200/0 gegenüber einer Vorrichtung ohne Stauelemente. Durch die erfindungsgemässen Anordnungen wird also der Geschwindigkeitsverlust weitgehend aufgeholt.
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