DE1596641B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schichtglas in Bandform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Schichtglas in Bandform, bei dem ein zusätzlicher, vorgegebene Eigen- schäften des Schichtglases bestimmender Werkstoff in das das Band bildende schmelzflüssige Glas bei seinem Durchbruch durch einen Auslaßkanal zu einem Ausguß in Höhe des Ausgusses unter Druck eingeführt wird.

Durch die DT-AS 1 213 578 ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf einem Bad aus geschmolzenem Metall schwimmende Glasschichten aufeinander zu bewegt und durch senkrechtes Abziehen nach oben zu einem Glasband vereinigt werden. Hierbei kann das Badmetall, z. B. Zinn, als dünne Schicht zwischen den sich vereinigenden Glasschichten mitgenommen werden. Jedoch ist die Dicke dieser Zwischenschicht nicht regelbar, wie auch das Einführen anderer zusätzlicher Werkstoffe in dieser Weise nicht durchführbar ist Ferner ist eine feste Verbindung der einzelnen Schichten miteinander nicht gewährleistet

Zum Herstellen eines gefärbten Glases ist durch die US-PS 2 244468 bekannt in einen geschmolzenen Glaskörper, aus dem ein Glasband senkrecht abgezogen wird, gefärbtes Glas aus einem Speicher in dem Bereich zuzuführen, aus dem das Glasband abgezogen wird. Bei einer abgewandelten Bauform, bei der das Glasband aus dem Glaskörper durch horizontale Ziehwalzen abgezogen wird, erfolgt das Einführen des gefärbten Glases aus dem Speicher von oben in Form einer Schicht die in Richtung auf die Ziehwalzen mitgenommen wird. Eine genaue Eingliederung der Schicht aus gefärbtem Glas bietet hierbei Schwierigkeiten, da in dem Glaskörper unbeherrschbare Strömungen möglich sind. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei einem anderen bekannten Verfahren (US-PS 2 268 247), bei dem das Glasband ebenfalls durch senkrechtes Abziehen aus einem Glaskörper gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren so weiterzubilden, daß eine genaue Regelung der Menge und Dicke des zusätzlichen Werkstoffs unter Bildung einer einwandfreien Verbindung der Schichten ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß in dem Auslaßkanal ein laminarer Strom des Glases bewirkt wird und nach dem Einführen des zusätzlichen Werkstoffs in geschichteter Form der laminare Strom aufrechterhalten wird, und der geschichtete Glaskörper über den Ausguß auf ein Bad aus geschmolzenem Metall geleitet wird, auf dem aus dem geschichteten Glaskörper in bekannter Weise das Glasband gebildet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, daß das gebildete Schichtglas in Bandform die bekannten vorteilhaften Eigenschaften des Floatglases aufweist

Das Einführen des zusätzlichen Werkstoffs in das durch den Auslaßkanal strömende Glas kann über die ganze Breite des Auslaßkanals erfolgen; es kann aber auch das Einführen des zusätzlichen Werkstoffs in der Breite mit Unterbrechungen erfolgen, wenn beispielsweise dekorative Effekte in Form von Streifen in Längsrichtung des Glasbandes erzielt werden sollen. In anderen Fällen, beispielsweise zur Herstellung von getönten Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge, kann das Einführen des zusätzlichen Werkstoffs von beiden Seiten des Auslaßkanals nach einwärts gestuft erfolgen. Das endgültige Glasband kann dann in Längsrichtung unterteilt werden, um zwei in gleicher Weise gestuft getönte Längen zu erhalten, die in die gewünschte Form durch Schneiden und Biegen gebracht werden können.

Der eingeführte zusätzliche Werkstoff kann ein fluoreszierendes Glas sein, d. h. ein Glas, das Uran, Thalli-

um und verschiedene Metallsulfide enthält, die fluoreszieren, wenn sie von ultraviolettem Licht getroffen werden.

Ferner kann der eingeführte zusätzliche Werkstoff ein phototropisches oder photochromatisches Glas sein, beispielsweise ein Glas, das Silbersalze enthält, die beim Auftreffen von Sonnenstrahlen ihre Farbe ändern und in ihren normalen Zustand zurückkehren, wenn diese Bestrahlung aufhört Im Rahmen der. vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff »gefärbtes Glas« Gläser, die das endgültige Glasband dauernd tönen oder färben oder selbsttätig eine Farbänderung unter bestimmten Bedingungen bewirken. -

Bei einer Verfahrensführung, bei der als zusätzlicher Werkstoff ein gefärbtes Glas oder ein Glas mit anderen Brechungsexponenten als das durch den Auslaßkanal strömende Glas verwendet wird, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß ein zusätzliches Glas mit gegenüber dem durch den Auslaßkanal strömenden Glas verhältnismäßig hohem Wärmeausdeh- ao nungskoeffizienten verwendet wird.

In dieser Weise kann eine reine Farbgebung oder eine gewünschte Filterwirkung erzielt werden. Durch Einführen eines Glases, das einen anderen Brechungsexponenten hat als das durch den Auslaßkanal strö- mende Glas wird ebenfalls eine Ornamentwirkung ermöglicht

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß ein zusätzlicher Werkstoff verwendet wird, der beim Wiedererhitzen submikroskopische Kristalle mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten bildet, die nach dem Abkühlen Druck beanspruchte Schichten im Glasband erzeugen. Es wird hierdurch ein Glasband erzeugt, das unter Druck stehende Außenschichten enthält

Durch Versuche wurde festgestellt daß der schichtförmige schwimmende Körper aus geschmolzenem Glas seine Schichtung beigehält wenn ihm ein ungehinderter Querfluß unter dem Einfluß der Schwere und der Oberflächenspannungen gestattet wird, welcher bekanntlich eine gute Parallelität des erzeugten Glasbandes gewährleistet In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, daß dem geschichteten schmelzflüssigen Glaskörper auf dem Bad aus geschmolzenem Metall in an sich bekannter Weise ein in Querrichtung ungehinderter Querfluß gestattet wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Auslaßkanal für geschmolzenes Glas mit einer einstellbaren Austrittsöffnung zu einem Ausguß und einem Behälter für ein geschmolzenes Metall, auf das das geschmolzene Glas vom Ausguß zugespeist wird, sowie einer oberhalb des Auslaßkanals vorgesehenen Fülleinrichtung für einen zusätzlichen: Werkstoff mit einer in das durch den Auslaßkanal strömende Glas ragenden Mündung. Eine derartige Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Mündung der Fülleinrichtung zwischen der oberen und unteren Begrenzung der Austrittsöffnung des Auslaßkanals einstellbar angeordnet ist

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Weise dargestellt In der Zeichnung ist

F i g. 1 ein mittlerer Längsschnitt durch einen von einem Schmelzofen führenden Auslaßkanal,

F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 2,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Füllkastens,

F i g. 4 ein Schnitt durch den Füllkästen nach der Linie IV-IV der F i g. 1 in Richtung des Pfeils IV in F i g. 2 gesehen,

Fig.5 eine Seitenansicht eines Glasbandes in der endgültigen Form und ; .;

F i g. 6 eine Darstellung einer abgewandelten Form der Austrittsmündung des Füllkastens. ___-___._._. . _

Ein von einem nicht dargestellten Schmelzofen kommender Auslaßkanal 1 hat einen Boden J2.Das_ durch den Auslaßkanal fließende Glas hat einen !Spiegel 3... Der Auslaßkanal ist von einem Dach 4 aus feuerfestem Werkstoff überdeckt durch das zwei Regelschieber 5 und 6 in den Auslaßkanal ragen. Der Regelschieber 5 schneidet nicht den Spiegel des durch den Auslaßkanal fließenden Glases, sondern endet dicht oberhalb dieses Spiegels. Er dient dazu, daß Gase vom Glasschmelzofen nicht in den Bereich des zweiten Regelschiebers 6 gelangen. . ;-■- - -.. vv^x.-

Der zweite Regelschieber 6 dient der Regelung des Zuflusses des geschmolzenen Glases längs des Bodens 2 des Auslaßkanals 1 und regelt damit die Zuspeisung des geschmolzenen Glases zum Bad. Die Weiterleitung des durch den Regelschieber 6 geregelten Glasstroms erfolgt durch einen Ausguß 7, der Seitenwände Ta und einen Boden 8 aufweist der im Ausführungsbeispiel sich an den Boden 2 des Auslaßkanals 1 anschließt und in einen steil nach unten geneigten Boden 9 übergeht Der Regelschieber 6 staut geschmolzenes Glas an, so daß nur eine gewünschte einstellbare Menge von geschmolzenem Glas über den Ausguß abfließt und auf ein Bad 10 aus geschmolzenem Metall geleitet wird, das in einem Behälter 11 enthalten ist Das Metall des Bades hat ein größeres spezifisches Gewicht als das geschmolzene Glas, so daß das geschmolzene Glas als schwimmender Körper von dem Bad getragen wird. Das Bad besteht vorzugsweise aus geschmolzenem Zinn oder einer Zinnlegierung, in der Zinn überwiegt

Von dem Dach 4 oberhalb des Auslaßkanals ragt ein Füllkasten 12 in den Auslaßkanal 1, der stromaufwärts Abstand von dem Regelschieber 6 hat Der Füllkasten 12 dient der Aufnahme des zusätzlichen Werkstoffs, der die vorgegebene Eigenschaft des endgültig gebildeten Glasbandes 13 aus Schichtglas bestimmt

Bei dem Ausführungsbeispiel besteht das durch den Auslaßkanal 1 strömende geschmolzene Glas aus üblichem Kalk-Soda-Glas, das durch den über den Füllkasten 12 eingeführten Werkstoff den Eindruck eines, gefärbten Glases erhalten soll· Es kann hierbei angestrebt werden, dem Glas ein farbiges'Äussehen zu geben oder dem endgültig gebildeten Glasband 13 eine bestimmte Farbfilterwirkung zu erteilen. Zu diesem Zwecke wird geschmolzenes gefärbtes Glas in den Füllkasten 12 eingebracht das einem statischen Druck in Richtung des Pfeils 14 ausgesetzt ist Dieser statische Druck.ist auf den Druck abgestellt der in derlaminaren Glasströmung längs des Auslaßkanals im iBereich-der Einführung des zusätzlichen Glases herrscht Es wird eine dünne Schicht des geschmolzenen Glases aus dem Füllkasten 12 in dem Glasstrom gebildet; die in den F i g. 1 und 3 durch die gestrichelte linieTiSjingedeutet ist Das zusätzliche geschmolzene Glas wird in einen Behälter 16 eingefüllt von dem zwei gleiche Füllkästen 17 sich nach unten erstrecken und in eine Kammer 18 einmünden. Das Dach 19 der Kammer 18 ist vollständig in den längs des Auslaßkanals 1 fließenden Glasstrom-eingetaucht Die Kammer 18 weist eine Austrittsöffnung 20 (F i g. 1) auf, die sich über die ganze Länge der Kam-

mer 18 erstreckt

Im Ausführungsbeispiel liegt die Austrittsöffnung 20 in einer Höhe, die etwa der Hälfte zwischen der unteren Kante des Regelschiebers 6 und dem Boden 2 des Auslaßkanals 1 entspricht, wobei es für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich ist, daß die Austrittsmündung 20 über die ganze Breite unterhalb der unteren Kante des Regelschiebers 6 liegt, die mit dem Boden 2 des Auslaßkanals dessen Austrittsöffnung bildet "

Durch Einstellung der Eintauchtiefe der Austrittsöffnung 20 des Füllkastens 12 in dem vorwärts gerichteten Glasstrom längs des Auslaßkanals 1 in einer Höhe unterhalb der unteren Kante des Regelschiebers 6, aber in Abstand von dem Boden 2 des Auslaßkanals und durch die Einstellung des Drucks auf das geschmolzene Glas im Füllkasten in bezug zum Druck des Glases in der Nähe des Bodens 2 im Bereich der Austrittsöffnung 21 des Auslaßkanals auf deren stromaufwärts liegender Seite wird ein laminarer Vorwärtsstrom des eingeführ- ao ten geschmolzenen Glases erzielt Die durch das Einführen erzielte schichtförmige Lagerung bleibt somit erhalten bis das Glas durch die Austrittsöffnung 21 austritt

Diese Schichtung bleibt auch weiterhin erhalten, während das geschmolzene Glas mit dem eingeführten geschmolzenen Glas über den Boden 8 und den steil nach unten geneigten Boden 9 zum Bad 10 fließt auf dem es in Form eines Bandes 9a fortbewegt wird. Dieses Band 9a bildet einen schwimmenden Körper aus geschmolzenem Glas, dessen Dicke wesentlich größer ist als das aus ihm gebildete endgültige Glasband 13, und wird entsprechend dem Abziehen des endgültigen Glasbandes 13 über den Ausguß ersetzt

Die Wärmebedingungen oberhalb des Bades 10 aus geschmolzenem Metall sind so eingestellt daß ein ungehinderter Querfluß des geschmolzenen Glases auf dem Bad bis zur Grenze des freien Flusses gestattet ist wodurch eine Verteilung des eingeführten Glases entsprechend der durch die Form der Austrittsöffnung 20 des Füllkastens 12 gegebenen gewährleistet ist.

Das endgültige schichtförmige Glasband 13 wird aus dem schwimmenden Körper aus geschmolzenem Glas 22 abgezogen. Die Grenzen des freien Querflusses sind durch die gestrichelten Linien 22a angedeutet

Wird geschmolzenes Glas in das längs des Auslaßkanals 1 strömende Glas eingeführt so kann dieses eine geringere Temperatur als das durch den Auslaßkanal 1 strömende Glas aufweisen. Das eingeführte Glas hat dann eine höhere Viskosität als das es umgebende Glas der laminaren Strömung. Die unterschiedliche Viskosität verhindert eine Diffusion des eingeführten geschmolzenen Glases in das andere Glas während der verschiedenen Stufen der Herstellung bis zur Bildung des schichtförmigen Glasbandes.

Wie bereits erwähnt ist die Kammer 18 des Füllkastens 12 vollständig in das längs des Auslaßkanals 1 fließende Glas eingebettet, so daß dieses oberhalb und unterhalb der Kammer 18 vorbeiströmt, wobei eine wesentliche Störung der laminaren Strömung vermieden ist da jeder der Füllkästen stromlinienförmig gebildet ist wie dies in F i g. 3 durch die strichpunktierten Linien 24 angedeutet ist Ferner ist der Kasten 18 an den Seiten außerhalb der Füllkästen 17 bogenförmig ausgestaltet und verbreitert sich zu der die Austrittsöffnung 20 enthaltenden Unterfläche.

Die Seitenwände 7a des Ausgusses 7 können beheizt sein, um Wärmeverluste des Glases beim Durchlaufen des Ausgusses zu verhindern.

Im Ausführungsbeispiel ist die Austrittsöffnung 20 des Füllkastens ein durchgehender dünner Schlitz. Sie könnte aber auch in Form einer üblichen Büchse zur Herstellung von Glasfasern ausgebildet sein, also eine Vielzahl von einzelnen Strömen in das durch den Auslaßkanal 1 fließende Glas einführen, um beispielsweise ornamentale Streifen zu bilden. Die Büchse ist dann mit üblichen Nippeln versehen, durch die das geschmolzene Glas aus der Büchse unter Druck ausgetrieben wird.

Die kontinuierliche Zuspeisung aus der Büchse kann in bekannter Weise durch Aufschmelzen von Scherben oder Kugeln eines Glases geeigneter Zusammensetzung bewirkt werden.

Mit einer Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 4 kann eine durchgehende dünne und gleichmäßige Schicht gefärbten Glases in das endgültige schichtförmige Glasband 13 eingegliedert werden. Diese Schicht aus gefärbtem Glas liegt parallel zu den Oberflächen 13a und 136 des Glasbandes und erstreckt sich über dessen ganze Breite. Die Schicht gefärbten Glases ist außergewöhnlich gleichmäßig in ihrer Dicke, wie dies F i g. 5 veranschaulicht Gleiche Ergebnisse können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann erzielt werden, wenn andere Eigenschaften als Farbe oder Filterwirkungen dem Glas zusätzlich gegeben werden sollen.

Die in Fig.5 gezeichnete Schicht 15 ist in die aus den ursprünglichen laminaren Strom gebildeten Schichten 13a und 136 eingegliedert, wodurch das Glas ursprünglich nicht aufweisende" Eigenschaften erhält

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß es bei der Ausbildung der Vorrichtung wesentlich ist daß der Füllkasten mit der Austrittsöffnung in dem Auslaßkanal in bezug zu dessen Boden und der unteren Kante des Regelschiebers 6 richtig eingestellt ist

Um Unterschiede in der Geschwindigkeit über die Breite des Auslaßkanals auszugleichen — im allgemeinen ist die Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Auslaßkanals größer als in den Randbezirken — kann der Füllkasten so ausgebildet sein, daß das im mittleren Teil zugeführte Glasvolumen größer ist als das neben dem Auslaßkanal der Seitenwände. Es ist klar, daß an Stellen höherer Strömungsgeschwindigkeit im Auslaßkanal eine dünnere Schicht d. h. beispielsweise eine schwächere Färbung, erzielt wird und daß durch eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts der Austrittsöffnung des Füllkastens eine ausgleichende Vergrößerung des Volumens erreichbar ist Dies ist in F i g. 6 durch den größeren Querschnitt 20a schematisch dargestellt Eine derartige Ausbildung entfällt natürlich, wenn man im mittleren Bereich eine geringere Einführung von geschmolzenem Glas im Verhältnis zu den Randbezirken wünscht

Der Füllkasten 12 ist im Ausführungsbeispiel in einer Öffnung des Daches 4 aus feuerfestem Werkstoff gehalten, wobei .Stützen 12a auf dem Dach 4 aufliegen, wodurch die Austrittsöffnung 20 in der gewünschten Höhe gehalten wird. Durch Winkelverstellung der Stützen 12a, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Schneckengetriebe, kann die wirksame Fläche der Austrittsöffnung 20 eingestellt werden und damit der Einfluß des an dieser vorbeifließenden laminaren Stroms geändert werden.

Um den linearen Fluß des eingeführten Glases 15 entsprechend der gewünschten Höhenlage zum Ausguß 7 zu gewährleisten, kann ein nicht dargestellter Schild von der stromabwärts liegenden Wand des Füllkastens vorgesehen sein, um als Zusatzgerät das einge-

führte geschmolzene Glas in den Vorwärtsstrom des durch den Auslaßkanal 1 fließenden Glases einzulenken. Der Schild kann aus einem Platinblech bestehen, das der Strömungslinie des aus dem Füllkasten ausströmenden Glases angepaßt ist Die schichtförmige bewegliche laminare Masse, die sich längs des Auslaßkanals 1 fortbewegt, wird durch die örtlichen Kräfte in dem Glas bei der Annäherung und beim Durchfließen der Austrittsöffnung 21 unter dem Regelschieber 6 verdichtet und dies tritt ein, gleichgültig weiche Form der eingeführte Werkstoff hat, seien es Flitter oder eine viskose Flüssigkeit wie geschmolzenes Glas. Dem Ausguß fließt eine schichtförmige thermisch gleichmäßige Glasmasse zu, die eine verhältnismäßig dünne Schicht des eingefügten Werkstoffs enthält Wird geschmolzenes Glas eingeführt, so wird dieses mit dem durch den Auslaßkanal 1 zuströmenden Glas verschweißt, so daß das endgültig gebildete Glasband ein monolithisches Gebilde darstellt . :'_ "' -V =

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 539/131

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Schichtglas in Bandform, bei dem ein zusätzlicher, vorgegebene Eigenschaften des Schichtglases bestimmender Werkstoff in das das Band bildende schmelzflüssige Glas bei seinem Durchbruch durch einen Auslaßkanal zu einem Ausguß in Höhe des Ausgusses unter Druck eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auslaßkanal ein laminarer Strom des Glases bewirkt wird und nach dem Einführen des zusätzlichen Werkstoffs in geschichteter Form der laminare Strom aufrechterhalten wird und der geschichtete Glaskörper über den Ausguß auf ein Bad aus geschmolzenem Metall geleitet wird, auf dem aus dem geschichteten Glaskörper in bekannter Weise das Glasband gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Werkstoff über die ao volle Breite des Auslaßkanals in den laminaren Glasstrom eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des eingeführten zusätzlichen Werkstoffs über die Breite des Auslaßkanals unterschiedlich eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ~bei dem als zusätzlicher Werkstoff ein gefärbtes 'Glas oder ein Glas mit anderen Brechungsexponenten als das durch den Auslaßkanal strömende Glas verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Glas mit gegenüber dem durch den Auslaßkanal strömenden Glas verhältnismäßig hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Werkstoff verwendet wird, der beim Wiedererhitzen submikroskopische Kristalle mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten bildet, die nach dem Abkühlen Druck beanspruchte Schichten im Glasband erzeugen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem geschichteten schmelzförmigen Glaskörper auf dem Bad aus geschmolzenem Metall in an sich bekannter Weise ein in Querrichtung ungehinderter Querfluß gestattet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Auslaßkanal für geschmolzenes Glas mit einer einstellbaren Austrittsöffnung zu einem Ausguß und einem Behälter für ein geschmolzenes Metall, auf das das geschmolzene Glas vom Ausguß zugespeist wird, sowie einer oberhalb des Auslaßkanals vorgesehenen Fülleinrichtung für einen zusätzlichen Werkstoff mit einer in das durch den Auslaßkanal strömende Glas ragenden Mündung, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Fülleinrichtung zwischen der oberen und der unteren Begrenzung der Austrittsöffnung des Auslaßkanals einstellbar angeordnet ist