DE1954423C3 - Vorrichtung zur Herstellung eines sehr festen Schichtkörpers aus Glas oder aus Glaskeramik oder aus Glas und Glaskeramik, bei dem der Wärmeausdehnungskoeffizient der Außenschichten niedriger ist als der des Kernteils - Google Patents

Description

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Materialzufuhr vom Behälter (16) in die entsprechenden Abgabekanäle (60, 64) ein über offene Endteile (70) mit der Kammer in Verbindung stehendes, einen oberen Teil

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines sehr festen Schichtkörpers aus Glas oder aus Glaskeramik oder aus Glas und Glaskeramik, bei dem der Wärmeausdehnungskoeffizient der Außensrhichten niedriger ist als der des Kernteils.

Das Hauptpatent 19 26 824 lehrt die Herstellung eines Schichtkörpers aus Glas oder aus Glaskeramik oder aus Glas und Glaskeramik, der sich durch sehr hohe Festigkeit auszeichnet und aus einem unter Dehnungsspannung stehenden Kernteil und wenigstens einer den Kernteil vollständig umhüllenden, unter Druckspannung stehenden Außenschicht besteht, mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten der Außenschichten als dem des Kernteils, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient (gemessen beim niedrigsten Erstarrungspunkt des Glases) bei dem aus Glas oder aus Gias und Glaskeramik bestehenden Schichtkörper wenigstens um 15 χ IO-'/°C niedriger als der des Kernteils bzw. bei dem nur aus Glaskeramik bestehenden Schichtkörper um wenigstens 5 χ 10 '/"C niedriger als der des Kernteils ist, das Verhältnis der Dicke des Kernteils (d\) zur Summe der Dicken aller Außenschichlen im Querschnitt (c/₂ + di) wenigstens 10:1 beträgt und der Schichtkörper so hergestellt ist, daß zunächst getrennte Ansätze von Kernleil und Außenschichl geschmolzen wurden und dann Körper aus Glas von solchen Schmelzen in geschmolzenem Zustand unmittelbar unter Bildung einer fehlerfreien Grenz- bzw. Oberfläche zusammengebracht werden, gemäß Patent 19 26 824.

Hierbei wurde zunächst nach dem Verfahren und unter Verwendung der Vorrichtung nach dem USA Patent 17 34 965 vorgegangen, das vorschlägt, nach den einzelnen Schichten getrennte, nach unten fließende Glasströme zu einer Schicht z\ vereinen (sog. Abwärtsziehverfahren). Dabei ergaben sich jedoch Schwierigkeiten bei der erforderlichen Gleichmäßigkeit der Schichtstärken sowie der .Schichtbindung. Auch bei dem Aufwärtsziehverfahren nach dem USA Paten¹ 32 18 143 ergaben sich die gleichen .Schwierigkeiten.

Wie sich herausstellte, entstehen diese ungünstigen Folgen weitgehend auf Grund von Fehlern an den Schichtgrenzflächen, insbesondere /wischen Kern· und Außenschicht, bzw Druck uiui /uggespannter Schicht.

V) Diese Grenzflächen sollen möglichsi weilgehend frei von Defekten sein.

Bereits A. Griffith weist in seiner grundlegenden Arbeit in > >The Phenomena of Rupture and Flow in Solids«, Philosophical Transactions of the Royal Society. London. BdCCXXi. S. 163 ff. auf die Bedeutung von Fehlerstellen für d'e gegenüber der theoretischen geringe empirische Festigkeit von Werkstoffen wie z. B. Glasfasern hin. Als Bedingungen der Festigkeit behandelt Griffith die Höchsttemperatur jeim Erhitzen vor Ausziehen der Faser, die Ausziehlemperatur. Verunreinigungen und das Alter der Faser
Als wesentliche Ursache der mangelnden Schichtbin'

''felting und Schichtstärkengleichmäßigkeit von Schichtkörpern wurde demgegenüber jedoch der Kontakt der Grenzflächen mit der Atmosphäre gefunden. Schon der bloße Kontakt der Glasströme oder -schichten vor ihrer Vereinigung mit der Atmosphäre, der Luft oder anderen gasförmigen Medien hat Grenzflächenfehlei¹ zur Folge.

Dieses Erfordernis isl bei den bisher zur Herstellung von Schichtkörpern entwickelten Vorrichtungen, z. B. der Vorrichtung der DE-PS 8 03 122 zum Ziehen von Mehrschichtenstäben oder -röhren oder der Vereinigung von Glasbahnen durch Abziehen über eine den Schmelzspiegel überragende Trennwand nach der DE-PS 9 18 771 nicht berücksichtigt gelassen. Eine die Vereinigung der Schichten vor Kontakt mit der Atmosphäre ermöglichende, weitgehend grenzflächenfehlerfreie Schichtkörper nach dem Hauptpatent erzielende Vorrichtung stand bisher nicht zur Verfügung. Sie zu schaffen ist Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung der Erfindung dadurch gelöst, daß mit den unteren Enden eines Behälters für das Kernschichtmaterial und eines Behälters für das Außenschichtmaterial eine Dosiervorrichtung verbunden ist welche mit Fiächenteilen einen mittleren Abgabekanal für das Kernschichtmaterial bildet und einen, nach diesem ersten Kanal zu offenen Abgabekanal für das Außenschichtmaterial bildet und dieses vor Kontakt mit der Außenluft mit der Kernschicht vereinigt.

Weitere günstige Ausgestaltungen ergebe,, sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen.

F 1 g. I zeigt die Schmelzgutzufuhr mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht und teilweisem Längsschnitt:

Fig. 2 zeigt den zur Fig. 1 um 90' gedrehten Längsschnitt der Vorrichtung;

Fig. 3 und 4 /eigen in perspektivischer Teilansicht die Dosiervorrichtung in verschiedener Ausgestaltung:

F i g. 5 zeigt schematisch den Einbau der Dosiereinheit der Fig.4 in das Schmelzgutabgabeende der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 skizziert das Verhältnis der Dicke des Kernteils d, /ur Summe der Dicken aller Außenschichten, wie z. B. di. di im Querschnitt, welches nach dem Vorschlag des Hauptpatents wenigstens 10:1 betragen soll.

In dem Gehäuse 12 aus feuerfestem Material befindet sich die Schmel/gut/ufuhr 10 mit einem z. B. nach unten keilförmig zulaufenden Behälter 14 und einen diesen umgebenden, die Kammer 16 bildenden weiteren Behälter. Der innere Behälter nimmt das die Kernschicht bildende Material auf. während der äußere Behälter b/w. die Kammer 16 für das Material der Außenschicht bzw. Außenschichten vorgesehen ist. Zur Verstärkung sind die Verstrebungen 18, 20, 22 durch die Behälter geführt. Sie dienen günstigerweise gleichzeitig als Strömungswiderslänae geeigneter Auslegung, die eine gleichmäßige Verteilung des abgegebenen SchmelzguiS bewirken. Dem gleichen Zwecke dienen die unteren Verstärkungen 24, 26 im Behälter 14. Sie sind verhältnismäßig dicht an den Abgabekanten für das Schmelzgut angeordnet, um durch entsprechende Verdünnung des Schmelzgutbands einer unerwünschten Verdickung der Randteile der Schmelzgutbahn entgegenzuwirken.

Die unteren Fnden des Behälters 14 und der Kammer 16 sind z. B. durch die angeschweißte Dosiervorrichtung 28 miteinander verbunden. Diese ist z. B. doppelt mit einander gegenüberliegenden Einheiten gleichen Aufbaus ausgebildet und bildet einen durch die Flächen 32 begrenzten mittleren Längskanal 30 für die Abgabe des Kernschichtmaterials. Jede Dosiereinheit bildet zu beiden Seiten des Kanals 30 einen in diesen mündenden Abgabeschlitz oder -kanal 34, durch den das Außenschichtmaterial vorn Behälter 16 fließt.

Durch die Dosiereinheiten führen eine Reihe von Dosierkanälen 36, 38, die die Kammer 16 mit dem Behälter 14 verbinden. Die Kanäle 38 sind zu den Kanälen 36 in Längsrichtung versetzt angeordnet. Hierdurch werden die in die Kanäle 34 eintretenden Materials'.röme aufgetrennt, so daß die Entstehung von Streifenmustern und dergleichen auf der angegebenen Schmelzgutbahn vermieden wird. Größe und Zahl der Dosierkanäle 36, 38 werden so gewählt, daß ein Höchstmaß an Widerstand für den in den Kanal eintretenden Materialstrom hier gebildet und der für die Durchflußregelung erforderliche Widerstand der Kanalwände möglichst gering ist.

Die Auslaßöffnung des Kanals 34 :st von der Fläche 32 etwas abgesetzt, so daß das aus dem Behalter 16 strömende Schmelzgut ein an der Fläche des zwischen den Flächen 32 austretenden Kernschichtmaierials anliegendes Band bildet. Die Abgabekanten der Flachen 32 und des Kanals 34 werden zweckmäßig mit einem for den ständigen Materialstrom besonders widerstand· a higen Material überzogen. Durch eine Ausnehmung bzw. abgesetzte Kante 42 der unteren Fläche 40 der Dosiereinheit 28 wird ein klar konturiertes Band erzeugt und eine Benetzung durch geschmolzenes Material vermieden.

Für die Schmelzgutversorgung der Behälter 14 und 16 sind die Rohre 44 bzw. 48 mit den Heizelementen 46 bzw. 50 vorgesehen. Die Vorrichtung besteht günstigerweise aus Platin oder einer Platin-Rhodiumlegierung und kann mit einer Heizanlage ausgestattet sein, die das Materia! in in Behältern 14 und 16 in der Schmel 'phase mit verschiedener Viskosität hält.

Nach der günstigen Ausgestaltung entsprechend den F i „. 4 und 5 sind in der Dosiereinheit 58 drei senkrecht zueinander versetzte Abgabekanäle 60, 62, 64 vorgesehen, jeder dieser Kanäle führt in den Kanal 30 und besitzt mehrere diesen Kanal mit einem der Materialbehälter verbindende Dosieröffnungen bzw. kauäle 66. Das Gehäuse 68 verbindet den Kanal 60 mit der Kammer bzw. dem Behälter 16.

Mit der so ausgestalteten Vorrichtung läßt sich ein siebenschichtiges Band oder Tafelglas herstellen. Der Zentralkern wird durch das aus dem Behälter 14 in den Kanal 30 strömende Glas (oder sonstiges Schmelzmaterial) und zwei Außenschichten durch aus dem Behälter 16 in die Kanäle 60 strömende Glas gebildet. Zwei weitere Schichten bestehen ajs in die Kanäle 62 gespeistem Kerns<:hichtmaterial, und zwei weitere Außenschleifen bestehen aus Material der Kammer 16. Wesentlich hierbei ist. daß sämtliche Schichten in dem begrenzten Raum des Abgabekanals 30 und vor Austritt in die Atmosphär· aufgelegt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: der Dosiervorrichtung bildendes Gehäuse (68) vorgesehen ist.

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Schichtkörpers aus Glas oder aus Glaskeramik oder aus Glas und Glaskeramik, der sich durch sehr hohe Festigkeit auszeichnet und aus einem unter Dehnungsspannung stehenden Kernteil und wenigstens einer den Kernteil vollständig umhüllenden, unter Druckspannung stehenden Außenschicht besteht, mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten der Außenschicht(en) als dem des Kernteils, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient (gemessen beim niedrigsten Erstarrungspunkt des Glases) bei dem aus Glas oder aus Glas und Glaskeramik bestehenden Schichtkörper wenigstens um 15 χ IO-⁷/°C niedriger als der des Kernteils bzw. bei dem nur aus Glaskeramik bestehenden Schichtkörper um wenigstens 5 χ 10-V⁰C niedriger als der <)es Kernteils ist, das Verhältnis der Dicke des Kernteils td\) zur Summe der Dicken aller AuUensehichien im Querschnitt (d* + dz) wenigstens 10:1 beträgt und der Schichtkörper so hergestellt ist, daß zunächst getrennte Ansätze von Kernteil und Außenschichten geschmolzen wurden und dann Körper aus Glas von solchen Schmelzen in geschmolzenem Zustand unnvuelbar unter Bildung einer fehlerfreien Grenz- bzw. Oberfläche zusammengebracht werden, gemäß Patent 19 26 824, dadurch gekennzeichnet, daß mit den unteren Enden eines Behälters für das Kernschichtmaterial (t'J, und eines Behälters für das Außentchiehtmaterial (16) eine Dosiervorrichtung (28) verbunden ist, welche mit Flächenteilen (32) einen mittleren Abgabekanal (36) für -^as Kernschichtmaterial bildet und einen nach diesem ersten Kanal zu offenen Abgabekanal (34) für das Außenschichtmaterial bildet und dieses vor Kontakt mit der Außenluft mit der Kernschicht vereinigt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16) den Behälter (14) umgibt und die Dosiervorrichtung aus gegenüberliegenden, gleichen, die Behälter miteinand:¹" verbindenden Einheiten aufgebaut ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (14, 16) durch gleichzeitig als Schmelzgutverteiler wirkende Querverstrebungen (18, 20,22,24,26) verfestigt sind.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14) nach unten keilförmig zuläuft.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgabekanal (34) und der Behälter (16) durch Dosierkanäle (36, 38) mit gegebenem Strömungswiderstand miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dosiereinheit drei senkrecht versetzt angeordnete Abgabekanäle (60, 62, 64) aufweist, wobei der mittlere Kanal jeweils für das Kernschichtmateria! und die äußeren Kanäle das Material für entsprechende Außenschichtenaufneh-