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Verfahren zur Herstellung von aufgewickelten Glasbändern oder von
Plättchen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von aufgewickelten Glasbändern
oder von Plättchen aus einem durch ein gasförmiges Medium gebläht gehaltenen und
anschließend zusammengedrückten und aufgeschlitzten Glasschlauch, der kontinuierlich
aus einem Schmelzglasvorrat ausgezogen wird.
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Bei einem bekannten Verfahren wird aus einem festen Glaskörper unter
entsprechender Erwärmung ein Glaszylinder ausgezogen, in diesen Zylinder ein Gasstrom
eingeleitet und der derart geblähte Zylinder aufgeschnitten. Das bekannte Verfahren
geht dabei von einem vorgefertigten Glasrohr aus.
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Das bekannte Verfahren hat den grundsätzlichen Nachteil, daß mit ihm
nur absatzweise gearbeitet werden kann, d. h. nach dem Verbrauch des vorgefertigten
Glasrohres ein neues in die Herstellungsvorrichtung eingesetzt werden muß. Ein nicht
zum Stand der Technik gehörender Vorschlag geht von einem kontinuierlich erzeugten,
aus einem Schmelzglasvorrat ausgezogenen Glasschlauch aus, der durch ein gasförmiges
Medium gebläht gehalten, zusammengedrückt und seitwärts aufgeschlitzt wird.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Glasschlauch jedoch nicht
nur aufgebläht und zusammengedrückt, sondern nach dem Zusammendrücken erneut aufgebläht
und erst dann aufgeschlitzt, worauf die derart entstehenden Glasbänder aufgewickelt
oder zu Plättchen gebrochen werden.
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Das zweimalige Aufblähen gegenüber dem älteren Vorschlag verhindert
mit Sicherheit, daß sich die gegenüberliegenden Wandungen des Glasschlauches in
einem Zustand berühren, der ein Verkleben dieser Wandungen zur Folge haben würde.
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Auf diese Weise kann man die Stärke des fertigen Glasbandes wesentlich
reduzieren, d. h. das Aufblähen des Glasschlauches und seine Ausziehgeschwindigkeit
entsprechend steigern.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten dünnen Glasbänder
oder daraus gebrochenen Glasplättchen eignen sich hervorragend als Verstärkungsmaterial
für Kunstharze, Gummi, Asphalt, Portlandzement od. dgl. Die Zeichnung zeigt in Fig.
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Glasplättchen, Fig. 2
eine Vorderansicht der gleichen Vorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht einer Einknickwalze,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Verteilung eines Pulvers
in Luft, wobei verschiedene Teile abgebrochen gezeichnet sind, Fig. 5 eine Ansicht
einer Vorrichtung zur Herstellung von Filmen und Fig. 6 eine schematische, teilweise
auseinandergezogeneAnsicht zur Veranschaulichung der gegenseitigen Verhältnise von
Zug- und Saugwalzen. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung enthält eine Glasschmelzvorrichtung
11 zur Herstellung von Glasschmelze z. B. auch Glasbruch 10. Die Ausgangsstoffe
werden durch eine Rinne 12 eingeführt, die aus einer Gruppe von im wesentlichen
parallelen Stangen 13 besteht, die durch eine oder mehrere Bänder 14 zusammengehalten
werden. Die Rinne 12 ist mit einer elektrischen Widerstandsheizung 15 versehen.
Die Glasschmelzvorrichtung 11 weist elektrische Anschlußklemmen 16 und 17 auf, an
die eine elektrische Energiequelle zur Erhitzung des Schmelzgutes angeschlossen
ist.
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Am Boden der Glasschmelzkammer 11 befindet sich eine Ringöffnung 18,
durch die geschmolzenes Glas in Form eines Glaszylinders 25 austritt. Unter der
Ringöffnung 18 befindet sich ein Paar von zusammenwirkenden Zugwalzen 19, die den
Glaszylinder einknicken und den so zusammengeklappten Zylinder zu den Saugwalzen
21 vorrücken. Die Zugwalzen 19 werden durch mindestens einen elektrischen Motor
angetrieben.
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Unmittelbar unterhalb der Zugwalzen 19 befinden sich ein Paar Luftdüsen
22, denen Niederdruckluft durch Lufteinlässe 23 zugeführt wird, um das vorrükkende
Glasband
26 zu stabilisieren. Das Glasband hat die Neigung, sich bei Durchgang durch die
Luft zwischen den Walzensätzen zu wellen. Die aus den Luftdüsen austretende Luft
steuert das Glasband und reduziert die Wellung des Bandes beim Abwärtslauf desselben
zu den Saugwalzen. Diese zusätzliche Steuerung macht es möglich, eine unterbrechungsfreie
Produktion mit höchst gleichmäßigen Plättchen zu erzielen, die bisher nicht möglich
war.
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Über einen Lufteinlaß 24 in der Glasschmelzvorrichtung 11 wird unter
niedrigem Druck stehende Luft ins Innere des Glaszylinders 25 zugeführt. Diese Luft
bläst den Glaszylinder 25 auf und gelangt dann nach unten zwischen die Zugwalzen
19, wo sie das Glasband 26 ein zweites Mal aufbläst.
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Die Zugwalzen 19 weisen einen solchen Abstand auf, daß die Luft vom
Glaszylinder 25 nach unten in das Glasband 26 gelangen kann und dieses dadurch aufbläht,
wie man aus der Zeichnung erkennt. Die Ausbildung eines geringen Luftvolumens ist
deshalb möglich, weil die unterhalb der Zugwalzen 19 angeordneten Saugwalzen 21
im wesentlichen gegeneinander anliegen. Am Lufteinlaß 24 wird so viel Druck aufrechterhalten,
daß der Glaszylinder 25 nicht infolge des Atmosphärendruckes zusammenschlägt und
sich daher wie das Glasband leicht aufbläht. Der Glaszylinder 25 wird durch die
Zugwalzen 19 ausgezogen. Die Wandstärke des Glaszylinders wird wesentlich reduziert,
und er wird beim Durchgang durch die Zugwalze 19 abgeflacht. Das Ausziehen des Glases
erfolgt in der Nähe der Ringöffnung 18. Die Zugwalzen 19 sind vorzugsweise aus kaltgewalztem
Stahl hergestellt und mit unterschnittenen Oberflächen versehen, die den Durchlaß
für die Luft oder ein anderes Medium zu dem leicht aufgeblähten Glasband 26 ermöglichen.
Man kann jedoch auch außer kaltgewalztem Stahl anderes Material, z. B. rostfreien
Stahl, verwenden, wenn es nur den erodierenden Angriffen des heißen ausgezogenen
Glases zu widerstehen vermag.
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Innerhalb der Saugwalzen 21 sind Saugkästen 27 vorgesehen. Diese Saugkästen
sind in eine Saugkammer 28 und eine Druckkammer 29 unterteilt. Die Saugkammer 28
weist eine Luftleitung 31 auf, die an eine geeignete Saugpumpe od. dgl. angeschlossen
ist. Die Druckkammer 29 weist einen Lufteinlaß 32 auf, in den unter niedrigem Druck
stehende Luft eingeleitet wird. Der Rand der Saugwalzen 21 ist mit einer Vielzahl
von Löchern 33 versehen (Fig. 2). Unter den Saugwalzen 21 befindet sich ein Trichter
34 zur Sammlung des Endproduktes.
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Die Glasschmelzvorrichtung besteht aus Platinlegierungsblechen, die
mit Schweißsäumen zusammengeschweißt sind. Die Schmelzvorrichtung ist mit vier Bruchzuführungen
versehen, in die die Rinnen einmünden.
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Die durch den Einlaß 24 eingeführte Luft passiert einen Durchlaß,
der das Einlaßrohr 24 mit einem in der Mitte der ringförmigen Öffnung 18 angeordneten
umgekehrten Trichter oder Konus verbindet. Die Luft tritt aus dieser konusförmigen
Öffnung in das Innere des von der ringförmigen Öffnung nach unten fließenden Schmelzglaszylinders
25 ein.
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Die Schmelzvorrichtung kann mit einem Rotor versehen sein, der das
geschmolzene Glas umrührt und eine gleichmäßige Temperatur innerhalb der Schmelze
sicherstellt. Der Rotor kann hohl sein, so daß Luftleitungen od. dgl. vom Oberteil
der Schmelzvorrichtung nach unten in den entstehenden Glaszylinder eingeführt werden
können. In Fig. 3 ist eine Einzelansicht einer Zugwalze 19 dargestellt: Die Zugwalze
besteht aus einer Welle 48 mit einer Radscheibe 49 und einer hinterschnittenen Walze
51. Die Lagerflächen sind durch die Bezugszeichen 52 und 53 angedeutet. Die hinterschnittene
Fläche 54 der Zugwalze 47 wirkt mit einem ähnlichen hinterschnittenen Flächenteil
auf einer gegenüberliegenden Walze zusammen, so daß ein Durchlaß entsteht, durch
den das zweite Aufblasen des Glasbandes 26 erfolgt. In Fig. 4 ist eine Luft-Pulver-Mischvorrichtung
55 dargestellt, die im Zusammenhang mit den Druckkammern 29 der Saugkästen 27 Verwendung
findet. Die Mischvorrichtung weist eine umlaufende Welle 56 auf, auf der ein zylindrisches
Gitter 57 montiert ist, welches sich innerhalb des zylindrischen Gehäuses 58 dreht.
Am Oberteil des Gehäuses 58 befindet sich ein Auslaß 59 für die Mischung aus Luft
und Pulver, in die ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitender Luftinjektor 60, 61
eingepaßt ist. In der Nähe des Luft-Pulver-Auslasses befindet sich die Pulverfüllöffnung
62, durch die das Pulver aufgegeben wird. Am Boden des Gehäuses 58 befinden sich
zwei Niederdrucklufteinlässe 63, die verengte Öffnungen aufweisen.
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In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der der Glaszylinder 64 beim Vorrücken durch die Zugwalzen 65 teilweise zusammengeklappt
wird, wobei dann ein zweiter Aufblasvorgang innerhalb des Glasschlauches 66 beim
Vorrücken des Bandes zu den Saugwalzen 67 erfolgt. Die Zugwalzen und die Saugwalzen
nach Fig. 5 entsprechen denen nach den Fig. 1 und 2. Innerhalb der Saugwalzen 67
befinden sich Saugkästen 68 mit Auslaßleitungen 69, die an eine geeignete, nicht
gezeichnete Saugvorrichtung angeschlossen sind. Der Glasschlauch 66 wird aufgeschlitzt,
und es läuft jeweils ein einzelner Film 71 über ein Viertel des Umfanges der Saugwalzen
67 und wird dann auf das Förderband 72 abgelegt. Das Förderband ist mit Saugkästen
versehen, die das Haften des Filmes auf der Bandfläche unterstützen. Der Film 71
wird auf die Walze 73 aufgewickelt. Gegebenenfalls kann man einen der Saugkästen
ausfüllen, so daß aus dem einen Film Plättchen hergestellt werden, während der andere
Film als kontinuierliche Filmschicht zu einer Rolle aufgewickelt wird. Zur Herstellung
der Plättchen wird Niederdruckluft über die Saugkammer 29 auf eine Saugwalze aufgebracht,
das Förderband entfernt, und die Plättchen werden in einem Trichter gesammelt. Diese
Anordnung ist zweckmäßig, wenn sowohl Plättchen als auch ein Film in das zu verstärkende
Harzprodukt eingebaut werden sollen. Der Film auf der einen Saugwalze wird mit Harz
überzogen, und die Plättchen auf der anderen Saugwalze werden auf die Oberfläche
des Überzuges gerichtet, um derart einen besonderen Überzugs- oder Oberflächeneffekt
zu erzielen.
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Im Betrieb wird der Glasschmelzvorrichtung 11 über die Klemmen 16
und 17 Strom zugeführt, um die Schmelzvorrichtung auf die Betriebstemperatur zu
bringen. Außerdem wird den Klemmen 20 der Heizvorrichtungen 15 Strom zugeführt,
um das Ausgangsmaterial in der Rinne 12 vor dem Einführen desselben in die Glasschmelzvorrichtung
11 vorzuwärmen. Die Glaskörner werden auf etwa 150 bis 180° C vorerhitzt, bevor
sie in die Schmelzvorrichtung eingeführt werden. Das Glas fließt in Form eines Hohlzylinders
aus der Öffnung 18 infolge seines Gewichtes aus. Bei der Abwärtsbewegung des Glaszylinders
25 und bei der Annäherung an die Zugwalzen
19 werden diese Walzen
in Bewegung gesetzt, und der Zylinder wird zusammengeklappt und durch die Walzen
vorgerückt. Durch den Einlaß 24 wird Luft zugeführt, so daß der Glaszylinder zur
Form einer Birne, wie man aus Fig. 1 und 2 erkennt, ausgedehnt wird. Dabei wird
das Glas zusätzlich zu der durch die Zugwalzen 19 ausgeübten Zugkraft ausgezogen.
Hinter den Walzen 19 entsteht ein Glasschlauch 26, der in Richtung der Saugwalzen
wandert. Die durch den Einlaß 24 eingeführte Luft gelangt nach unten zwischen den
Walzen 19. hindurch und trennt die Wandungen des Glasschlauches 26, so daß sich
der Schlauch zu einem im allgemeinen elliptischen Querschnitt öffnet (Fig. 1 und
2). Man kann gegebenenfalls auch ein anderes Medium an Stelle von Luft durch den
Einlaß 24 einführen. So kann man beispielsweise ein inertes Gas einführen, um Schädigungen
der Glasoberflächen zu vermeiden, so daß diese in ihrem »status nascendi« verbleiben.
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Der Glasschlauch 26 wird zwischen die Saugwalzen 21 eingeführt, nachdem
die Saugwalzen angelaufen sind. Ein Sauggebläse oder eine andere geeignete Vorrichtung
entfernt die Luft aus der Saugkammer 28 durch die Luftleitung 31. Der Glasschlauch
26 wird beim Durchgang durch die Saugwalzen 21 zusammengeklappt und an den Kanten
aufgeschlitzt, so daß zwei Filme entstehen, wobei j e ein Film der Oberfläche jeder
der beiden Saugwalzen folgt. Der Film 30 folgt der Oberfläche der Saugwalze so lange,
bis der Film die Druckkammer 29 (Fig. 1) erreicht, wo der Film in kleine Plättchen
40 aufgebrochen wird, die nach unten in einen Trichter 34 fallen.
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Die Stellung der Zugwalzen zueinander und zu dem Glaszylinder, dem
Glasband und den Saugwalzen erkennt man am deutlichsten aus Fig.6. Diese Figur zeigt,
daß die Zugwalzen 19 einen Abstand aufweisen, so daß die gegenüberliegenden Wandungen
50 des teilweise zusammengeklappten Glaszylinders 25 einander nicht berühren. Der
Glasschlauch 26 bläht sich dann zwischen den Zugwalzen 19 und den Saugwalzen 21
auf. Die gegenüberliegenden Schlauchwandungen werden beim Durchlaufen des Schlauches
zwischen den Saugwalzen sehr eng aneinandergebracht, berühren sich jedoch vorzugsweise
nicht, damit sie nicht im »status nascendi« aneinanderhaften, weil Plättchen mit
nur einfacher Stärke bei Harz- und Glaskombinationen besondere Vorteile ergeben.
Die gegenüberliegenden Wandungen des teilweise zusammengeklappten Glaszylinders
werden beim Durchgang zwischen den Zugwalzen 19 wieder getrennt, und zwar weiter,
als dem Abstand der gegenüberliegenden Wandungen des zusammengeklappten Glasbandes
beim Durchgang zwischen den Saugwalzen 21 entspricht, so daß sich ein Druck innerhalb
des Glasschlauches 26 ausbilden kann, durch den der Glasschlauch ein zweites Mal
aufgebläht wird.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, in Luft dispergiertes
Pulver zur Abdeckung der Flächen der Glasplättchen bei ihrer Bildung vorzusehen,
um sicherzustellen, daß die Plättchen Einzelplättchen bleiben und nicht infolge
ihrer im »status nascendi« befindlichen Oberflächen aneinanderhaften. Dies gilt
insbesondere, wenn die Glasplättchen verpackt und zu einem nachfolgenden Verbraucher
geliefert werden. Wenn auf der anderen Seite Plättchen mit Oberflächen im »status
nascendi« mit einem zweiten Material, beispielsweise Harz bei der Herstellung von
verstärktem Harz, kombiniert werden sollen, dann ist es vorteilhaft, kein Pulver
einzufüllen, sondern die Plättchen nach unten in einen Behälter fallen zu lassen,
der das Harz enthält, so daß sie sich innig mit dem Harz mischen. Die Mischung aus
Harz und Plättchen wird dann geformt oder stranggepreßt oder in anderer Weise weiterverarbeitet.
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Das in Form des Zylinders vorliegende Glas kann nach zwei Richtungen
hin weiterbearbeitet werden. Dies ist ein Ergebnis der Ausdehnung des Glaszylinders
gleichzeitig mit seinem Ausziehen nach unten. Der durch Einführung von Niederdruckluft
in die Glaszylindermitte entstehende Ballon dehnt das Glas nach außen sehr stark
aus, und gleichzeitig zielen die Zugwalzen das Glas kräftig nach unten. Diese in
zwei Richtungen erfolgende Bearbeitung erteilt dem entstehenden Glasfilm eine besondere
Zugfestigkeit. Die Bearbeitung des Glases auf diese Weise orientiert die Mizellen
oder Mikrostruktur des Glases, wobei die Mizellen sowohl in Längsrichtung als auch
seitlich orientiert werden. Die auf den Film durch das in zwei Richtungen wirkende
Ausziehen übertragene Zugfestigkeit bleibt auch erhalten, wenn der Film in die Plättchen
aufgebrochen ist. Es zeigt sich dann die Zugfestigkeit ähnlich der in Polyesterharzfilmen
u. dgl.
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Die durch erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Plättchen oder
Filme können vor ihrer Verbindung mit Harzen, Gummi od. dgl. nachbehandelt werden.
So kann man beispielsweise die Plättchen mit Metall überziehen. Solche metallüberzogenen
Plättchen begünstigen die Fluoreszenz und die Lichtreflexion von Harzflächen, die
mit solchen Plättchen verstärkt sind. Man kann die Plättchen oder den Film mit verschiedenen
Kupplungsmitteln oder Klebemitteln zur Verbindung von Glas behandeln, um derart
bessere zusammengesetzte Produkte zu erhalten.
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Die Anwendungsmöglichkeiten für Glasplättchen und Glasfilme sind sehr
vielfältig und groß. Man kann mit diesen Materialien Harze, Gummi, Zement, Mastixzusammensetzungen,
Glas, Papier oder Verbindungen dieser Stoffe verstärken. Metallüberzogene Plättchen
finden Verwendung zur Verstärkung von Harzen bei der Herstellung von Reflektoren,
Leuchtbuchstaben, Warnknöpfen für Straßen, Sicherheitsüberzüge, Bildschirme, Dachbezüge
u. dgl. Die Plättchen eignen sich auch zur Zugabe zu Harzgegenständen und verstärken
deren Zugfestigkeit und verbessern ihre elektrische Leitfähigkeit. Außerdem wird
durch die Einführung von Plättchen in Harz die Wärmefestigkeit bedeutend verbessert.
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Die Plättchen können in Gelüberzüge zur Oberflächenbehandlung verstärkter
Kunststoffgegenstände eingeführt werden, um derart die Lichtreflexion und Leuchtfähigkeit
dieser Oberflächen zu schaffen oder zu verbessern.
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Man kann die Plättchen auch zur Verstärkung von Gipsgegenständen und
Portlandzement verwenden, um die Zugfestigkeit solcher Produkte zu verbessern. Auch
zur Verstärkung von Papier eignen sich die Glasplättchen. Sie werden dem Papierbrei
zugegeben und mit diesem oder der Zellulosefaser vollständig gemischt, so daß ein
hitzebeständiges und sehr zugfestes Produkt entsteht.