DE1771291A1 - Verfahren zur Anwendung von Gaseinlaessen zur Querdehnung und Stabilisierung von Glas waehrend dessen Fertigung nach dem Schwimmverfahren - Google Patents

Description

Patentanwalt o_n Anr 1QRR

Dipl.-Ing. Karl Wsssel 1771291 machen, den

^Zeiohen:

i¹ ο r d - V/ e r 1: e Aktiengesellschaft K ö 1 η - D G u t ζ Ottopiats 2

"Vorfahren zur Anwendung von Gas einlass en zur Quer dehnung und Stabilisierung von Glas während dossen Fertigung nach dem Schwimm-

verfahrcn"

Vv.t diene Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Se. Ho. 637 39& vom 10 Mai 196? in den, Vereinigten Staaten von ITordamoriVa in Anspruch genommen.

Kur sbe gehrο ibung

Die J'-rfindung beinhaltet Gascinlässe, welche in Längsrichtung sowie etwas ausserhalb der iiänder eines Glasbandes angeordnet sind, das auf geschmolzenem Zinn in einer Schwimmkammer schwimmt, dio bei der Herstellung von Glas nach dem Schwimmverfahren verwendet wird. Kräftige Pumpen ziehen die in der Schwimmkammer vorliegende Gasatmosphäre seitlich nach auswärts über die Oberfläche der; Glases sowie seitlich von den Seitenwandungen der Kamnor nach innen. Das in Querrichtung über die Oberfläche des Glases gezogene Gas dehnt das Glas in Querrichtung bis zum Erreichen einer unterhalb der Gleichgewichtsdicke liegenden Dickey während das nach innen gesogene Gas die seitliche Lage des Glases stabilisiert.

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Ausführliche Beschreibung

Bei der Herstellung von Glas nach dem nchwinnverfahron wird geschmolzenes Glas auf einen geschmolzenem Metallbad schwimmend gehalten, wobei das Glasband eine Gleichgewichtsdicke von üblicherweise etwa 7 nun aufweist. Verfahren zur Erzeugung ran GIa:; mit einer zweckmässigeren Dicke nach dem ßchwimmverfahrori umf£.r;yen eine' Längs dehnung des Glases durch kraftgetriebeno Rollen cn d-..Τίΐ ilnde der Ochwimmka.mmor, seitliches Dehnen des Glacec durch nach aussen vorgespannte p_Lollen nahe den eintritt der ijch-tri.jzzüzi-.vzicv oder seitliche Dehnung des Glases nahe dem Eintritt au der "clr.ri.nukanmer durch Fluid zuleitung von nach aussen gerichteten !B¹IuIdauslässen. ¥egen der Instabilität des Bandes als ?olgn der Vielzahl der darauf wirkender ICCc.fte w -!Ihrend dieser seitlichen Dchnungsverfahren zeigt dan Uend das Bestreben, sich seitlich vor und .zurück auf der Oberfläche dee ochmelabados au bewegen. Di<.:,o Bewegung verzerrt da~ Gl?. 3 und bedingt andere ]?ohl".r bei d^.i fertigstellten Erzeugnis und Schwierigkeiten bei dor Herstellung.

ürfinduugsgemr-ss wird ein "/erfahren zur seitlichen Deliming von Glas auf eine Dicke geschaffen, die sich von der Gleichgevichtrjdicke während der Herstellung nach dem 3cliwir.inverfaL.ren unterscheidet, wobei die seitliche Lage des Glasbandes in der .jchv.'immkammer stabilisiert wird. Das Verfahren umfasst dar; Aufbringen eines stetigen Glasbanclos auf ein Mchmelsbad in ainor ;'Jchwir.3-kammer, Anbringung von Gaseinlässen neben den RV.ndern den !'-andes und Abziehen von Gas seitlich nach aussen nuor zu der OberflLlche des Bandes zu den GaseinlHcsen, um das Band seitlich r,u dehnen und dessen Dicke zu senken, v/ährend das Band durch die "chwimrr:-

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":i-V(iinoγ rresc^en und bis κιιπ ^riialt eines strukturell einstückigen '.■^!o:t'-■!.':1psr- ;;ekühlt wird...

jj!".n-f:licl.io Rohre mit L:^:..n;:s schlitten, die etwas ausserhalb des Ban- ■Λ-:-.' r.n :oorcin:'t oind, werden vorsugsweine verwendet, um die gas« -■.·;·■-,_■,·--^c ^c-nitni/.tnor-pli-iirc dor '"!ohwinnkormer rmnindes't seitlich tisch ;'vi,·. -on -ucr rii-r die OToerfliiche und seitlicli .^er-enülDer den Seiten-'•.'Γ.Γ,Λτπι"en eier Hanner nach innen ß'sr&n die Händer des Bandes sü r;:ir>cu. Όε,.-- nach aus sen über die ClDerflüche rh™e^0Tene G-as dehnt dar T-P-UCx in soitliclier Hichtun^ auf .^iinindent seine Gl ei clic e-'.'ichtrdiohc, irad das nach innen ^c^en die '!'Inder des Bandes £0- :;o;-^nr 'Jan stabilisiert die seitliche La^e des G-lsses innerhalb Jp ■■ .ic. !v.'iT.r.'ikr 'v.ncr ·

"Der .Λχν-. rim eic "seitliche Dehnung" ist vorliegend-verwendet, um sov.'ohl eiuo physikalische Ve?rbreiterun~ des I3an.deρ mit einer Dickenr.bnnhr.e gj.3 auch eine verrrildertc Yerengnni; des Bandes unter der " :Lir,.^ri?;:n!ii"; einer Laii^sdelimin^skrEft cu beschreiben, Vielehe eben-"p"¹.¹?- dessin Dicke reduziert. Im letsteren Fall kann die physikalische Breite- des Bandes tatsächlich konstant bleiben. Somit be- z±--^ri~. irich der Aus druck auf die aktive oder passive seitliche DehuuAi^.- Do-r Ausdruck "strukturell einstückig" besieht sich auf

Ir.:-, '.o.·-· axirroicliend ab.';olr^;hlt wurde, ur. durch nornale mocha.nisehe "iollon oder Förderer "ehandh'-bt cn werden, ohne dass eine Terserrun:*, ein Verderben der; Glases oder sonstige Defekte auftreten.

Di'- J.rrinüunr ist nachstehend anhand der /icichnungen näher erläiitort. LJiS zeigen;

t:",'.> 1 eine Jchwi.mmkanraer n:lt :3wei benonrler η ^T:ohren, w'lcho

_r]r. c_xfi<- ->ip"!.':^:/-;nc di-'-nend ?.'mfn ;].'":..!.-■■··; :-!■ η (M--ο ο:!.-, ν; ΊίΓΜ^κ,η

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angeordnet sind, in Draufsicht, wobei der obere Teil der. Kammer entfernt ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1, Pig.' 3 eine gegenüber Mg. 1 abgewandelte Atisführungsform einer Dchwimmkammer, bei welcher Gaseinlässe im Winkel nach aussen verlaufend, um ein Glasband seitlich zu dehnen, in Draufsicht sowie bei entferntem Oberteil der Kammer. -

Gemäss Fig. 1 verbindet ₍ein Einlass 10 einen Glasschmelz- und Kaffini orof.en (nicht gezeigt) mit dem Inneren einer Schwimmkammer 12, welche ein durch hitzebeständiges Hatorial 16 ausgekleidetes umgebendes Gehäuse H umfasst,

Geschmolzenes Metall 18, beispielsweise Zinn, bedeckt den Soden des Inneren der Kammer 12, und mehrere Kühlschlangen 20 verlaufen seitlich durch die Kammer 12 oberhalb des geschmolzenen Hctallα Ein Auslass 22 aus der Kammer 12 weist mehrere kraftgetriebene Rollen 24 auf.

In Strömungsrichtung hinter dem Einlass 10 sind Rohre 26, 28 an jeder Seite des Kammerinneren angeordnet und verlaufen winklig divergierend von der jeweils benachbarten Geitenwandung der Kammer 12 nach innen. Die Enden der Rohre 26 sind durch Aufschweissung einer (nicht gezeigten) Platte geschlossen. Absaugrohre 30, 32 sind an dem Rohr 26 nahe dessen Enden befestigt und verlaufen durch die Seitenwandung der Kammer 12. Die Rohre 30, 32 lagern das Rohr 26 in einem kurzen Abstand oberhalb der Fläche des geschmolzenen Metalls 18. In ähnlicher Weise sind Absaugrohre 34, 36 an dem Rohr 28 befestigt und verlaufen durch die benachbarte

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om,_NM.

Scltenwandung der Kammer 12.

In fjtrömungsrichtimg hinter den Rohren 26, 28 sind ähnliche Rohre 38, 40 längs der entsprechenden Seitenwandung der Kammer 12 angeordnet. Ab-saugrohre 42, 44 sind nahe den linden des Rohres >8 vorgesehen und -verlaufen durch die "benachbarte Seitenwandung der Kammer 12, während Ansaugrohre 46, 48 nahe den Enden des Rohres 40 "befestigt sind und durch die gegenüberliegende Seitenwandung der Kammer verlaufen.

Di© Absaugrohre 30, 32, 42, 44 sind mit einem Verteiler 50 verbunden, die Absaugrohre 34, 36, 46, 48 mit einem Verteiler 52, wobei beide Verteiler ausserhalb der Kammer 12 an gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnet sind. Der Verteiler 50 ist mit einem Einlass 54 einer G-aspumpe 56 verbunden; der Verteiler 52 ist in ähnlicher Yfeise mit einem Einlassrohr 58 einer Gaspumpe 59 verbunden.

G-emüss Fig. 2 weisen die Rohre 38j 40 entsprechende Längsschlitze 62, 64 in den unteren, nach innen gerichteten Umfangsteilen auf, welche mit den Rohrquerschnitten in Verbindung stehen. Der Verteiler 50 umfasst ein Rohr 66, das in einem grösseren konzentrischen Rohr 68 durch im Abstand befindliche Stege 70, 72 gelagert ist. Ein Rin^raum 74 liegt zwischen dem Rohr 66 mit dem Rohr 68 vor, und die iAuslassrohre 30, 32, 42, 44 sowie das Einlassrohr stehen mit dem Ringraum 74 in Verbindung.

Die Pumpe 56 ist über ein Auslassrohr 60 mit einem zweiten Verteiler 75 verbunden. Der Verteiler 75 ist in seinem Aufbau ähnlich 'dem Verteiler 50 und umfasst ein Rohr 76, das in einem grösseren

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konzentrischen Rohr 78 unter Bildung eines Ringraumos 60 gelagert ist. Das Rohr 60 steht mit dem Raum 80 in Verbindung. Hehrere Rücklaufrohre 82, von denen lediglich eines dargestellt ist, verbinden den Ringraum 80 mit der Oberseite des InnenraumcB der Kammer 12. Die Rohre 66, 76 stehen über eine (nicht gezeigte) Fluidpumpe miteinander in Verbindung. Einige der Rücklaufrohre stehen mit dem Innenraum der Kammer in Strömungsrichtung hinter den Rohren 38, 40 in Verbindung.

Der Verteiler 52 sowie ein ähnlicher Aufbau und ähnliche Anordnung wie der Verteiler 75 aufweisender Verteiler sind an der gegenüberliegenden Seite der Schwimmkammer 12 angeordnet, wo die Auslascrohre 34, 36, 46, 48 mit dem Ringraum in dem Verteiler 52 in Verbindung stehen.

Die Rohre 38, 40 befinden sich in Strömungsrichtung genügend vor dem Auslass 22, um zu verhindern, dass die Rohre Gas aus einen (nicht gezeigten) Kühlofen abziehen. Zusätzlich and die Gaseinlüsse in den Rohren vorzugsweise ausreichend innerhalb gegenüber den Seitenwandungen der Schwimmkammer angeordnet, so dass daa rund um die Einlasse vorliegende leichte Vakuum nicht das hitzebestäniige Material 16 beeinflusst, das verhältnismässig porös ist.

Das Innere der Schwimmkammer 12 oberhalb des geschmolzenen Metalls kann durch eine Schutzgasatmosphäre leicht unter Druck gesetzt v/erden, welche das geschmolzene Zinn nicht oxidiert. Eine typische hierfür geeignete Atmosphäre besteht im wesentlichen aus Stickstoff mit geringen Mengen (bis etwa 4 /S) eines reduzierenden Gases, beispielsweise Wasserstoff. Geringe Mengen von Kohlenmonoxid können auf Wunsch zugegeben werden, Jedoch sollten, wenn

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überhaupt, lediglich Spuren von Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf vorliegen.

Im Betrieb wird von dem Einlass 10 geschmolzenes Glas aus dem Ofon auf die Oberfläche des geschmolzenen lletalls 18 in Form eines= Bandes 84 abgegeben, dessen Ränder durch ausgezogene und gestrichelte Linien 85 bzw« 87 in Pie· 1 dargestellt sind. Das Band 84 wird gekühlt, wenn es sich in der Schwimmkammer 12 nach rechts bewegt, und stellt eine strukturell einstückige Schicht eines Glases dar, wenn es die kraftgetriebenen Rollen 24 erreicht. Die Rollen 24 üben genügende Kraft auf das Glas aus, uri das Band durch die Schwimrakanmer su ziehen.

Die Gaspumpe 56 und die entsprechende Pumpe 59» die mit dem Ringrann in den Verteiler 52 verbunden ist, ziehen die gasförmige, in der Kammer 1D vorliegende Atmosphäre, in die Schlitze 62, 64 und ?ilinliche Schlitze in den Rohren 26, 28, Die Rohre 26, 28, 38, 40 sind gerade ausserhalb des Bandes 84 angeordnet und gerade oberhalb der Fläche, des geschmolzenen lletalls 18, so dass in die Schlitze eingezogenes Gas seitlich nach auswärts über die Oberfläche des Bandes 84 strömt, wie dies durch Pfeile 86, 83 in Fig. 2 veranschaulicht ist, sowie ferner seitlich nach innen gegen die Ränder des Bandes, wie dies durch Pfeile °0, 92 veranschaulicht ist.

Das über die Oberfläche des Bandes verlaufende Gas bewirkt eine seitliche Dehnung des Bandes. Das durch die Pfeile 90, 92 veranschaulichte Gas stabilisiert die seitliche Lage des Bandes in der Schwimmkammer, beispielsweise wegen einer Bewegung des Bandes

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gegen das Iiohr 38 hin, steigert den Druck des Gases ^O und steigert forner die hierbei auf den benachbarten Rand den Landes ausgeübte Kraft. Gleichzeitig erzeugt die Geschwindigkeitssteigorung den in do η iJchlitz 64 eintretenden Gases 92 ein Vakuum an diesem "benachbarten Rand. Tionit weisen die Bandränäor eine messbare Beziehung zu den Schlitzen auf. Der durch, das Gas [)0 ausgeübte Druck und das durch das Gas '■)? gebildete Vakuum wirken zusanmen, un das Band in ceine richtige seitliche Lage zurückzu drücken.

Da das ir. dem" Inner on der Kammer 12 vorliegende Gas sich auf einer veriiültnismässig hohen Temperatur befindet, ist on vorzuziehen, das Gas zu kühlen, bevor es in die Pumpe [36 und deren entsprechende Pumpe eintritt. Dies wird für die Pumpe [><": drrch die Verteiler 50, 75 bewirkt. >Jin UlirmoaustauHchmediuxi vivd in den Rohren 66, 76 durch die diese Kolire verbindenden ]{ohro "/j.rkuliert. In dem Verteiler 50 absorbiert dieses Iledium v.^;ilrne von dem durch den iiaum 'M- verlaufenden Gas, und diese Y/ürne wird zu dem Gas in dem -einlass 75 zurückgeführt, bevor das Gas wiederum -ü¹-die Kammer eintritt. liine V/arme pumpenanordnung kann zwischen den Verteilern 50, 75 verwendet werden, wenn dies notwendig ist.

Gcm^:;.r:s Pig. 3 v/erden die Gaseinlüsse verwendet, um cir. GlPobr.nd aktiv seitlich zu dehnen, und nicht passiv, wie dies, in Fig. 1 gezeigt wurde. Die Köhre 26', 28' sind dichter an dem jJinlr.oc 10' angeordnet und verlaufen winklig nach aus sen (τ,ΰβοη die jeweils benachbarte ooitenwand der Kammer 12' hin. Die Rohre 38', 40' sind in Str-nungsrichtung hrntov den Rohren 26' bzw. .⁰O¹ angeordnet und verlaufen im wesentlichen i>arallrl zu den write

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düngen dor Kammer 12·. Jedes dieser Rohre ist gemäss der obigen Beschreibung aufgebaut und wird durch geeignete Aboaugrohre gelagert. (ITiclit gezeigte) Caopumpon sind nit den Auslassrohren verbunden und ziehen Gas in die Schlitze der Rohre, wie dies vorangehend beschrieben wurde.

Menn ein geschmolzenes Glasband aus dem Einlass 10' auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls 18 verläuft, wird durch die Pfeile 04, 96 dargestelltes Gas seitlich und in· Längsrichtung stromaufwärts über die Oberfläche des Bandes 64' gesogen. Die seitlichen Bestandteile des Gases 94, 96 dehnen aktiv das Band in Querrichtung, und die stromaufwärtigen Längskomponenten wirken auf die Fläche des Bandes, um die in Längsrichtung ziehenden, durch die Rollen 24' ausgeübten Kräfte zu beschränken. Diese ziehenden Kräfte bewirken eine Herausziehen des geschmolzenen Bandeo auf dem Auslas.⁰», wobei die Kontinuität des Bandes unterbrochen wird. Geriffelte Rollen können längs der Ränder des Bander-, iii Pig. 1 vorgesehen werden, um auf Wunsch die Zugkräfte zu begrenzen.

liacli inn on zxx den fJchlitcon in den liolivon 26', 25', ;M ', 40' gezogenes Glas stabilisiert dar-, Band in der Kammer in seitlicher Richtung. Jeitlich nach aussen gegen die Oberfläche des Bandes nu do η ;Jchlil:;on in den Rohron ob¹, 40' gezogene:*. G-^f-: bewirkt eine paar.'ivf; seitliche Dehnung, wie in Verbindung mit Fig. 1 , 2 beschrieben.

Anstelle von Rohren mit Lan/::: π elil it non können ,j·¹ .r.'är nich einstellbare L'J:;on als i'luidoinl^;".';. ··. ,i-non. Jode Du:jo ouov j-uc:: ','. Α\ϊ

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kann mit einer eigenen Fluidpumpe verbunden sein, um die ^loxibilität der Anordnung zu steigern. Die Rohre oder JXlr.cn r;ind vorzugsweise nit Kohlenstoff, Bornitrid oder anderen :Jtoffcn beschichtet, v/elche ein !Festhaften an dem Glasband verhindern, fo.ll^ mit diesem eine Berührung erfolgt, und ferner eine Korrosion durch das geschmolzene Zinn unmöglich machen. Obgleich die Rohre vorzugsweise parallel su dem benachbarten Rand des Bandes verlaufen, können auch demgegenüber divergierende oder konvergierende fe Rohre verwendet v/erden. Dem Band kann erlaubt werden, auf Gleichgewichtsdicke zu gelangen, bevor die seitliche Dehnung oder die seitlichen Dehnungskräfte hierauf ausgeübt v/erden können, sobald das geschmolzene Glas auf das geschmolzene Hetall gelangt, iilter oder andere Stoffe, die zur Entfernung von Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf oder anderen schädlichen Stoffen von dem Gas dienen, können in dem Gasri'.ckzirkulationssystem angeordnet werden.

ilrfindungsgemäss kann die Stabilisierung und Dehnung des Gle.sbandes gleichzeitig oder für sich durchgeführt werden. Bs kann ^ eine aktive oder passive seitliche Dehnung erreicht werden, und Kräfte, welche verhindern, dass die Längskraft das Band durch die Schwimmkammer sieht, können ohne physikalisch e Berührung des Glaees vorgesehen sein, ^ine verbesserte .,;iialität wird erreicht, indem das Band durch die Schwimmkammer mit ausreichender Ltlngskraft gezogen wird, um das Band seitlich zu verschraalern, und indem ausreichend Gas seitlich nach aussen über die Bandoberfläche gezogen wird, um die Verschm^lerung zu vermindern, wobei das Band passiv seitlich gedehnt wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche ·

   1. Verfahren zum seitlichen Dohnen von G-lr.n auf eine sich von desron Gloichrrowichtsdieke unterscheidonde Dicke während ."lcr Ilern-t ellung nach dem Schwemmverfahren, vrobei ein end-Io nor C-ISF.band auf einem Schmelzbad in einer Schwimmkammer "schwinmen ^olaoS.en und unter Kühlung aus der Schwimmkammer ab-esogen v,^rird, gekennseichnet durch aoitlicli nach aus sen anrichteten Abziehen Λ?·οη G-as !"-lDer die Cborflüche des GlaseD zn ueloen don HKlndern des Bandes angebrachte Gasein-

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ^ehennEeichnet, dass das

   Gas in Längsrichtung stromaufvrirts über die Fläche des Glas-

   bandee _;'TeEor;eu wird, un den das Glasband durch die Schwimm-: lcarEier siehenden Kräften su \fiderstehen.

   ?. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadiirch gekennzeichnet, daes die Breite des Glasbaiides durch die auf diese in Lrngsrichtuiij wirkende Abaugskraf t reguliert wird.

   4. Verfaliren nach einen der AnsT)i-üche 1 - T, dadurch gekennzeichnet, dass, das Gas H-^ickstoff, :..o!ilennonoxid und Tiasser-"toff nit nicht mehr als Spuren von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf enthält. ■

   5, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - A, gekennzeichnet durch Untordr-iicksetrAing des Inneren der üehwir.mkainmer mit dem Gas

   ^ der 'juevßchnitt-o nn_r Gac-einlMsso in der \/eise,

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   dass irgendein rund um die Einlasse vorliegendes Valniuri nicht das Innere der Schwimmkammer erreicht.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» gekennzeichnet durch seitlich nach innen gegen jeden Rand des G-I as "bande α gerichtetes Abziehen des G-ases unter Erzeugung einer; Vakuums an den Gaseinlassen, Dosierung des seitlich nach innen zwi schen dem Rand des Bandes sowie dem "betreffenden Gaseinlass abgezogenen Gases, so dass die Bewegung des Glasbandrandes

   φ gegen den Gaseinlass den auf diesen Rand wirkenden Gasdruck steigert, um das Gla-s"band von dem Gaseinlass wegzudrücken.

   7. Schwimmkammer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Rändern dos G-lasbandes Gaseinlässe (26, 28, 38, 40) in Formen mit L?vn.£;sschlitsen versehenen Rohren vorgesehen sind, welche sich seitlich nach innen und vertikal oberhalb der Ränder doc Bandes öffnen, wobei die Gaseinlässe das Gas über der Oberfläche des Glasbandes seitlich nach aussen und daneben seitlich nach innen gegen dessen Ränder ziehen.

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