DE1919673A1

DE1919673A1 - Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Brechen von Glas

Info

Publication number: DE1919673A1
Application number: DE19691919673
Authority: DE
Inventors: Dear Terrence Arnold
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1968-05-28
Filing date: 1969-04-18
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3589883A; FR2009446A1; GB1228513A; BE733619A

Description

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DR. JUR. DIPL-CHEM. WALTER BEIL

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DR. JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOLFF IΛ «I«« 1303

DR. JUR. HANS CHR. BEiL

FRANKFURT AM MAiN-HQCHST

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Unsere Nr.: 15 434

P P Gr Industries Inc. Pittsburgh, Pa., V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Brechen von Glas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen des Wulstrandes von einem Band aus Fensterglas, wobei Spannungen in dem Glas thermisch erzeugt werden und das Glas entlang der Linie der erzeugten Spannung getrennt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine Strahlungsquelle und Vorrichtungen zum Fokussieren der ausgestrahlten Energie auf dem Glasband.

Bei der Herstellung von Fensterglas wird ein Band aus geschmolzenem Glas in einer Ziehapparatur aus einer Schmelze gezogen und mittels Walzen nach oben gezogen. Das Band kühlt sich ab und erhärtet, worauf es abgetrennt oder gekappt wird. Wegen der rascheren Abkühlung am Rande und unter der Wirkung innerer Spannungen verdickt sich das Band zu einem Wulstrand. Neuere Fortschritte in der Technik des Temperas haben, wie es in den USA-Patenten 3.251.671 und 3.301.650 beschrieben ist, eine Temperung des Glases in der Ziehapparatur möglich gemacht. Bei der Herstellung eines kontinuierlichen Glasbandes ist eine sorgfältige Temperung erforderlich, damit ein Glas entsteht, das eine im wesentlichen gleichmäßig verteilte Restspannung und somit ein gutes Sohnittverhalten aufweist. Es gibt einen opti-

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malen Bereich an Restspannung, der das Glas für das Schneiden am geeignetsten macht. Hohe Spannungswerte erschweren das Sähneiden, indem sie die Neigung zu Sprüngen, die von der durch das Schneidwerkzeug gebildeten Reißlinie ausgehen, verstärken. Die Ausbildung des Wulstrandes führt zu einem ungleichmäßigen Spannungsmuster, das das Schneiden oder Abtrennen des Glases in den oberen Bereichen der Ziehapparatur erschwert.

Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen des Wulstrandes von dem Glasband in der Ziehapparatur. Die Eliminierung des Wulstrandes vor dem Schneiden führt zu einem Glasband mit gleichmäßiger Restspannung. Diese Gleichförmigkeit in der Spannung bietet mehrere Vorteile, die für das Ziehen von Fensterglas wichtig sind. Darunter ist z.B„ die Vereinfachung des Abtrennens oder Happens durch Wegfall der üblicherweise für den Wulstrand erforderlichen Toleranzen und die Verbesserung des anschließenden Temperas in der Maschine, bei dem temporäre Spannungen, die zu Verwerfungen führen könnten, vermindert werden, weil das Gfee über seine ganze Breite eine gleichmäßige Spannung aufweist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der Figur 1 eine Ziehapparatur zeigt,

Figur 2 ein seitlicher Schnitt durch diese Apparatur ist, und Figur 3 eine Ansicht der thermischen Abtrennvorrichtung ist.

Ein Glasband 11 wird aus einer Glasschmelze 12 gezogen. Das Band wird durch die Walzen 13 nach oben gezogen. Das Band kühlt sich langsam ab und erhärtet, so daß es in den oberen Bereichen der Ziehmaschine relativ kühl und fest ist. Eine punktfuraige Strahlungsquelle 14 ist in der Ziehapparatur angebracht und auf das Glasband in dem Bereich ausgerichtet, in dem das Glas die Schnittstrecke im Ziehverfahren erreicht. Die Strahlungsquelle ist auf einen Punkt fokussiert, der beim Vorbeibewegen des Bandes an der punktfö"rmigen Strahlungsquelle eine Bruchlinie beschreibt. Bei den üblichen Betriebsbedingungen wird durch die Strahlungsquelle in einem 5,5 mm starken Glasband ein Sprung erzeugt, wenn das Glas mit einer Geschwindigkeit von

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75 cm/min gezogen wird. Die Verwendung dieser kontaktfreien Strahlungsquelle ist die optimale Läsung einer Wärmeübertragung. Der Sprung verläuft wegen thermischer Spannungen entlang der Wirkungslinie der Strahlungsquelle. Es ist infolgedessen notwendig, die Spannungserzeugung durch die verwendete Strahlungsquelle genau zu lokalisieren.

Bei einen Test wurde eine Versuchsanlage aus einem Gerüst mit Ziehvorrichtungen und einer punktförmigen Strahlungsquelle aufgebaut, und eine Reihe von typischen Glasscheiben wurde verwendet. Die Scheibe wurde in dem Gerüst senkrecht hochgezogen· Es wurde eine Probe von 80 cm Höhe, 60 cm Breite und 5,5 mm Dicke verwendet. An der oberen Kante der Scheibe und der der Strahlungsquelle zugewandten Seite wurde eine Kerbe von 6 mm angebracht. Ein Kantenstreifen von 18,5 cm sollte abgetrennt werden. Deshalb wurde die Kerbe in 18,5 cm Abstand von der Kante angebracht. Die punktförmige Strahlungsquelle wurde an eine Energiequelle angeschlossen, die mit 130J& der Eingangsleistung oder etwa 160 Volt betrieben wurde. Die angekerbte Oberfläche des Glases wurde dann senkrecht nach oben bewegt und passierte die Strahlungsquelle mit der Geschwindigkeit und in dem Abstand wie oben angegeben. Der Sprung begann an der Kerbe und blieb etwa 1,25 bis 5 cm hinter dem Brennpunkt der Strahlungsquelle zurück; dieser Abstand blieb während des ganzen Tests der gleiche. Die senkrechte Reißlinie verlief gerade und wurde abgestoppt, als sie länger als 50 cm war.

Dieses Beispiel ist typisch für die Ergebnisse, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch thermische Erzeugung von Spannungen in einem Glasband erzielt werden. Der Wulst rand wird durch geeignete Walzen erfaßt und allmählich von dem Band gelöst, worauf er mit anderem Glasabfall verworfen wird. Eine bevorzugte Strahlungsquelle war ein Infrarot-Punkterhitzer, welcher einen Sprung erzeugte, der etwa 2,5 bis 5 cm hinter dem Brennpunkt der Strahlungsquelle nachlief. Diese Methode des Abtrennens des Wulstrandes beim Ziehverfahren beseitigt alle Nachteile, die auftreten, wenn ein Glasband mit den durch den Wulstrand verursachten Spannungen geritzt und gekappt werden soll. Die Fähigkeit

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der Strahlungsquelle, einen Riß zu erzeugen, ohne die Oberfläche des Glases zu berühren, ist ein bedeutender Vorteil, weil Oberfläohenschäden und andere Probleme vermieden werden, die bei der mechanischen Behandlung eines sich vertikal bewegenden ' Glasbandes zum Zwecke des Anreißens und Brechens auftreten.

Es wurde gefunden, daß Glas gebrochen werden kann, wenn mit einer Wärmequelle vorübergehende thermische Spannungen entlang einer gewünschten Bruchlinie erzeugt werden. Diese temporäre thermische Spannungskonzentrierung wird durch eine in bestimmtem Abstand vom Glas aufgestellte Wärmequelle hervorgerufen. Sie Spannungen können um einen frei gewählten Spannungspunkt, wie z.B. einen Defekt im Glas, einer Einkerbung oder einem Kratzer konzentriert werden. Der Wirkungsmechanismus besteht wahrscheinlich darin, daß sich ein vorübergehender Wärmegradient in der Dicke des Glases aufbaut, der das bestehende Gleichgewicht zwischen Druck und Zug stört, wobei die entstehenden unausgeglichenen Kräfte den Bruch bewirken.

Geeignete Wärmequellen sind Laser, Maser, Lampen, Flammen, Gasstrahlen und reflektierte Energiestrahlungen und/oder Kombinationen solcher Energiequellen. Die Strahlungsenergie wird entlang der gewünschten Bruchlinie für eine Zeitdauer konzentriert, die von der Dicke und der Zusammensetzung des Glases abhängt. Das Glas kann unter geringerem Energieaufwand geschnitten werden, wenn vor der Anwendung der Strahlungsquelle eine Einkerbung oder ein Kratzer an der Seite des Glasbandes und der gewünschten Bruchstelle angebracht wird, die als Kernpunkt für tie Konzentrierung der Spannungen wirken. Die Einwirkung einer Wärmequelle auf eine einen Defekt oder einen Kratzer aufweisende Oberfläche ist eine höchst wirksame Methode, das Sprengen eines Glases einzuleiten. Manchmal kann ein Biegen um eine durch die Einkerbung gehende Linie am schnellsten zu einem Bruch führen. Die Strahlungsquelle kann auch, besonders bei dicken Gläsern, an beiden Seiten des Glasbandes angebracht werden, wodurch die zur Erzeugung der Wärme spannungen erforderliche Zeit verkürzt wird. Es kann auch eine Energiequelle von 125 cm Länge zum auftrennen des Glases verwendet werden. Die Erfindung bietet ein wirtschaftliches Verfahren für die Abtrennung von Kanten oder

Streifen von einem sich bewegenden Glasband.

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Claims

Patentansprüche

M «J Verfahren zum Auftrennen eines Glasbandes in einer Fensterglas-Ziehapparatur, in der das Glasband aus einer Schmelze nach oben gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ziehapparatur eine Wärmequelle in der Nähe des Glasbandes, jedoch außer Kontakt mit demselben, angebracht wird, deren Energie auf einen bestimmten Funkt auf dem an der Wärmequelle sich vorbeibewegenden Glasband fokussiert wird, so daß Wärmespannungen in dem Glas entstehen, die zu einem Sprung und damit zu einer Auftrennung des Glases entlang der von dem Brennpunkt der Wärmequelle gezeichneten Linie führen.
2. Vorrichtung zum Auftrennen eines Glasbandes in einer Fensterglas-Ziehapparatur, bestehend aus einer Strahlungsquelle in der Nähe des Glasbandes, jedoch außer Eontakt mit diesem, Mitteln zu» Fokussieren der Strahlungsenergie auf einen bestimmten Funkt des Bandes, und Mitteln zum Vorbeibewegen des Bandes an der Strahlungsquelle.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasband entlang der gewünschten Bruchlinie angeritzt und die Energie der Strahlungsquelle auf diese Reißlinie fkussiert wird.

Für

FFG Industries Inc. Pittsburgh, Fa., V.St.A.

Rechtsanwalt

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