DE2047863A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Rege lung der Dicke von gezogenem Tafelglas - Google Patents

Description

Anmelderin: Corning Glass Works

Gorning, New York, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Dicke von gezogenem Tafelglas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zur Regelung der Dicke von frischgezogenem Tafelglas über die gesamte Breite des Glast) ands.

Beim Ausziehen von Tafelglas treten über die Bandbreite Temperaturschwankungen auf, die infolge unterschiedlicher Viskositäten zu ungleichmässiger Dicke des Glasbands, insbesondere zu sogenannter Streifenbildung, d. h. Stellen mit dünnerem Querschnitt, und ähnlichen Fehlern führen. Bisher wurde versucht, zusätzlich zur allgemeinen Kühlung des gesamten Glasbands örtliche, d. h. einzelne Stellen

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des Glasbands bestreichende Kühlmittel vorzusehen, um Temperaturabweichungen auszugleichen. Dabei entstehen an dem frisTi geformten Glasband aber kaminartige Luftströmungen, die ihrerseits wieder Viskositäts- und DickeSchwankungen in der Glasbahn verursachen und den angestrebten Erfolg damit wieder zunichte machen. Solche Luftströmungen entstehen insbesondere auch bei Verwendung von Kühlwasserrohren; auch hier entstehen dufch auftretende Luftströmungen ungünstige Temperaturgefälle. Bei Kühlmittelbehältern mit umlaufendem Kühlmittel besteht nicht nur ein erhebliches Temperaturgefälle zwischen dem Einlass- und dem Auslassende, sondern die Behälterwände wirken auch wie eine Wärmefalle, so dass die Glasbahn sehr unterschiedlich gekühlt wird.

Aufgabe der Erfindung ist eine gleichmässige Regelung der Temperatur des Glasbands über dessen gesamte Breite, zwecks Erzielung einer gleichmässigen Dicke der gezogenen Glastafel.

Diese Aufgabe löst das Verfahren der Erfindung in der Weise, dass eine Vielzahl einzelner Gasströme gegen die Rückfläche einer zwischen den Gasströmen und der frisch geformten Glasbahn angeordneten ununterbrochenen Trennplatte hoher Wärmeleitfähigkeit, niedriger Dehnung und hoher Emissivität ge-

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richtet wird, ohne mit der Glasbahn unmittelbar in Kontakt zu gelangen, und die Strömung der einzelnen Gasströme individuell so eingestellt "bzw. geregelt wird, dass durch selektiven Abzug der von dem Glas abgestrahlten und von der Trennplatte absorbierten Wärmeenergie die gesamte Glasbreite ein gleichmässiges Wärmeprofil erhält.

Nach dem Erfindungsvorschlag der die obige Aufgabe lösenden Vorrichtung wird gegenüber mindestens einer Seite der frisch gezogenen Glasbahn ein Gehäuse angeordnet, mit einer Stirnwand, deren ununterbrochene Rückfläche sich über die gesamte Bahnbreite des frisch gezogenen Glases erstreckt, in dem Gehäuse in einer über die gesamte Stirnwandbreite erstreckenden Reihe mehrere Leitungsrohre angebracht sind, deren Auslassöffnungen im Abstand von der Rückfläche der Stirnplatte enden, wobei der Durchfluss der an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossenen Leitungsrohre durch geeignete Regelmittel einzeln regelbar ist. ™

Hinsichtlich der Merkmale weiterer günstiger Ausgestaltungen der Erfindung sei auf die folgende Beschreibung und die Unteransprüche hingewiesen.

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Es zeigen

die Figur 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung;

die Figur 2 die gleiche Vorrichtung in Aufsicht und teilweise im Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Figur 1;

die Figur 3 ein Schaubild, das die Regelung der Dicke von gezogenem Tafelglas durch das erfindungsgemässe Verfahren veranschaulicht;

die Figuren 4 und 5 perspektivische Einzelansichten weiterer Ausgestaltungen der Leitungsrohre mit verschiedenen Auslassöffnungen;

die Figur 6 im Längsschnitt ein Leitungsrohr mit einem Heizelement zur Verwendung in der erfindungsgemassen Vorrichtung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen als Beispiel eine Überlaufwanne 10 zum Abwärtsziehen von Glas entsprechend den USA Patenten 1,829,641 und 3,338,696, durch Zusammenführen der getrennten Schmelzbahnen 12 zu einer Bahn Tafelglas 14.

Zu beiden Seiten der frisch geformten Glasbahn 14 liegen die beiden Gehäuse 16 auf geeigneten Abstützungen 18 und

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feuerfesten Blöcken 20. Die Gehäuse 16 können z. B. durch ein Zahnstangengetriebe auf den Führungen oder Schienen quer zur Glasbahn 14- verschoben werden. Jedes Gehäuse enthält eine Deckwand 24-, eine Bodenwand 26, die Endwände 2B, eine Rückwand 30 und eine Stirnwand 32, z. B. aus feuerfestem Material. Die Stirnwand 32 muss aus einem Material hoher thermischer Leitfähigkeit und Emissivität und niedriger Dehnung bestehen, wie z. B. Siliziumkarbid beispielsweise mit einer Wärmeleitfähigkeit von 110 durchschnittlich 1200⁰G, einer Wärmedehnung von 4-5 χ 10"V⁰O und einer Emissivität von 0,9 (zeit- und temperaturkonstant). Die hohe Wärmeleitfähigkeit bewirkt einen raschen Temperaturaustausch durch die Stirnwand hindurch und gleicht durch Diffusion grössere Temperaturgefälle zwischen einzelnen Bereichen dieser Stirnwand aus. Da die Stirnwand beim Aufheizen und Abkühlen erheblichen TemperaturSchwankungen unterworfen ist, muss ihre Wärmedehnung gering sein, damit sie sich nicht wirft oder verbiegt, wie dies bei einer Metall- " wand der Fall wäre. Beim Verbiegen würde sich der .Abstand zur Glasbahn ändern, so dass infolge ungleichmässiger Abkühlung Streifen u. ä. Fehler im Glas entstünden. Durch Verwendung eines Materials hoher Emissivität wie Siliziumkarbid erreicht man eine konstante Strahlungsabsorption und eine gleichmässige Temperaturregelung, während ein anderes Material, insbesondere z. B. Metall, oxidiert, Kesselstein

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und dergleichen ansetzt und daher seine Emissivität im Laufe der Zeit und mit wechselnder Temperatur ändert.

Die Stirnwand 32 hat, ausser an den Stosstellen mit den anderen Wandteilen des Gehäuses keinerlei Berührung mit abstützenden Bauteilen und ist ununterbrochen, so dass Wärmediskontinuitäten vermieden werden und eine gleichmässige ψ Wärme- oder Kühlmittelverteilung über die gesamte Wandfläche gewährleistet ist. Gegebenenfalls kann das Gehäuse auf den Schienen 22 von der Glastafelbahn weiter weggezogen oder näher an sie herangeschoben werden.

In den Gehäusen 16 sind Kühlschlangen 34- vorgesehen, die an eine Kühlmittelquelle angeschlossen sind und die Gehäuse z. B. mit Wasser auf eine geeignete Betriebstemperatur kühlen. Mehrere Leitungsrohre 36 zur Aufnahme eines Luft- oder ^ Flüssigkeitsstroms sind im gleichen gegenseitig - Abstand in einer Reihe über die gesamte Breite aller Gehäuse so angeordnet, dass ihre Auslassöffnungen 38 in einem gewissen Abstand vor der Rückfläche 40 der Stirnwand 32 enden. Jede Leitung 36 reicht nach aussen durch eine öffnung 30 in dem Gehäuse 16 und ist am hinteren Ende gleitbar in einem Rahmenträger 44 gelagert, sowie mit je einem ebenfalls im Träger 44 gelagerten Durchflussmesser 46 über ein biegsames

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U-Verbindungsstück und ein Leitungsstück 50 verbunden. Die mit je einem Regelventil 52 versehenen Durchflussmesser sind über die Leitung 56 an das Sammelrohr ^A angeschlossen. Das biegsame U-Yerbindungsstück 48 und die gleitbare Abstützung durch den Träger 44 ermöglichen eine Bewegung der Leitungen 36 auf die Rückfläche 40 zu und von dieser hinweg, wodurch eine Regelung des Wärmeaustauscheffekts durch den auftreffenden Gasstrom oder Flüssigkeitsstrahl vorgenommen werden kann. t

Das Schaubild der Figur 3 veranschaulicht die Wirkungsweise anhand des Profils der Dicke einer frisch ausgezogenen Glasbahn. Etwa 15 x 2,7'4 cm rechts von der Mittel- oder Nulllinie der Bahn sieht man einen sogenannten Streifen, d. h. einen zu dünnen Querschnitt. Die Korrektur erfolgt z. B. durch Verstellen der Ventile 52 der diesem Streifen benachbarten Leitungen 36, so dass die entsprechenden Stellen der Rückfläche 40 der Gehäusestirnwand 32 stärker gekühlt wer- g den.

BEISPIEL

Das Regelventil 52 der gegenüber der Mitte des Streifens gelegenen Leitung 36 wird auf einen Kühlmitteldurchfluss in Form eines LuftStroms von etwa 0,08496 cbm/Std. und die

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Ventile der benachbarten Leitungen auf einen Durchfluss von 0,0708 cbm/Std., bzw. 0,05664 cbm/Std., bzw. 0,02852 cbm/Std· eingestellt. Da die Leitungen 36 vorzugsweise in einem gegenseitigen Abstand von etwa 2,54 cm sowie auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn versetzt angeordnet sind,

/cm lässt sich eine präzise Regelung bis zu 1,27'VOm Rand der Bahn erreichen. Die hohe Leitfähigkeit der Siliziumkarbidplatte verteilt den Kühlmittelstrom sehr gleichmässig, so dass die Viskosität an der Fehlerstelle entsprechend erhöht und eine sehr gleichmässige Dicke der neu ausgezogenen Bahn erzielt wird, (vgl. die gestrichelte Linie der Figur 3). Die von der Sammelleitung 54 abgegebene Kühlluft wird dabei etwas über Atmosphärendruck gehalten, z. B. durch einen Ventilator.

Die Figuren 4 und 5 zeigen weitere günstige Ausgestaltungen der Auslassöffnungen oder Düsen der Leitungen 36 mit denen verschiedenartige Strömungsformen möglich sind. Die Figur zeigt das Leitungsrohr 36, in dessen Abschlusswand 58 mehrere, auf einer Geraden im Abstand angeordnete, kreisförmige Auslassöffnungen 60 vorgesehen sind, während die Ausgestaltung der Figur 5 schlitzförmige Auslassöffnungen 62 zeigt. In beiden Fällen entstehen präzise regelbare Düsenströme geringer Bandbreite.

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In der weiteren Ausgestaltung der Figur 6 ist in den Leitungen 36 ein Heizelement 64, 25. B. ein an eine regelbare Stromquelle angeschlossener Platindraht vorgesehen. Hierdurch lässt sich durch mehr oder weniger starke Erwärmung des LuftStroms eine weitere Regelung erreichen. Durch Betätigung der Heizelemente werden bestimmte Stellen der Gehäusestirnplatte weniger stark gekühlt, so dass zusätzlich zur Ventilregelung eine individuelle Kontrolle des Wärmeaustauschers an bestimmten Stellen möglich wird. Die Aus- I lassenden 38 bzw. 58 der Leitungen sind vorzugsweise der Form oder Stellung der Gehäusestirnplatte angepasst, im gezeigten Ausführungsbeispiel also z. B. abgeschrägt, um das Kühlmittel noch gleichmässiger zu verteilen. Die Gehäuse sind im übrigen geschlossen, um einen unerwünschten Kühlmittelkontakt mit der Glasbahn zu vermeiden. Der Abfluss des Kühlmittels erfolgt durch die Auslässe in der Rückwand 30 des Gehäuses.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind unabhängig von der Glaszusammensetzung brauchbar, da die Viskosität aller Gläser mit fallender Temperatur zunimmt. Das Abwärtsziehverfahren dient hier nur als Beispiel. Möglich ist auch die Verwendung im gebräuchlichen Aufwärtsziehverfahren. Bei einem mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung

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durchgeführten Versuchsbeispiel konnte eine Glasbahn auf eine gleichmässige Dicke über ihre gesamte Breite mit Abweichungen von nicht mehr als 4,57 /u/2,54- cm Bandbreite gezogen werden.

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Claims (1)

1. Patent anSprüche

   lJ Verfahren zur Regelung der Dicke von frisch geformtem Tafelglas über dessen gesamte Breite, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl einzelner Gasströme gegen die Riickfläche einer zwischen den Gasströmen und der frisch geformten Glasbahn angeordneten ununterbrochenen Trennplatte hoher Wärmeleitfähigkeit, niedriger Dehnung und hoher Emissivität gerichtet wird, ohne mit der Glasbahn unmittelbar in Kontakt zu gelangen, und die Strömung der einzelnen Gasströme indi- { viduell so eingestellt bzw. geregelt wird, dass "durch selektiven Abzug der von dem Glas abgestrahlten und von der Trennplatte absorbierten Wärmeenergie die gesamte Glasbreite ein gleichmässiges Wärmeprofil erhält.

   2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Gasströme vor Auftreffen auf die Trennwand selektiv erhitzt werden.

   5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrefffläche einzelner Gasströme auf die Trennplatte verändert wird.

   4-. Verfahren gemäss Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströme in gleichem Abstand auf zu beiden Seiten der Glasbahn' angeordnete Trennwände gerichtet werden.

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   5- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber mindestens einer Seite der frisch gezogenen Giasbahn ein Gehäuse (16) angeordnet ist, mit einer Stirnwand (32), deren ununterbrochene Rückfläche (40) sich über die gesamte Bahnbreite des frisch gezogenen Glases erstreckt, in dem Gehäuse in einer über die gesamte Stirnwandbreite erstreckenden Reihe mehrere Leitungsrohre (36) angebracht sind, deren Auslass öffnungen (38) im Abstand von der Rückfläche der Stirnplatte enden, wobei der Durchfluss der an eine gemeinsame Sammelleitung (54) angeschlossenen Leitungsrohre durch geeignete Regelmittel (46, 52) einzeln regelbar ist.

   6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Trennplatte aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit und Emissivität und niedriger Dehnung besteht, wie z. B. Siliziumkarbid oder dergleichen.

   7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse mit entsprechenden Leitungsrohren und Auslassöffnungen auf jeder Seite der frisch gezogenen Giasbahn angeordnet ist.

   ORiGiNAt INSPECTED

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   8. Vorrichtung gemäss Anspruch 5> 6 oder 7? dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsrohre durch Mittel (44-, 48) auf die Rückfläche der Stirnplatte zu und von dieser hinweg bewegt werden können.

   9. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen der Leitungsrohre zur Erzielung präziser Strömungsregelung, ζ. B. in Form von Schlitzen (62) oder Löchern (60) in einer sonst geschlossenen Endfläche (58) ausgebildet sind.

   10. Vorrichtung gemäss Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass die Endflächen (38, 58) der Leitungsrohre um einen dem Neigungswinkel der Stirnplatte oder Stirnplatten (32) entsprechenden Winkel abgeschrägt sind.

   11. Vorrichtung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Leitungsrohren Heizelemente (64) angebracht sind.

   12. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 5-11» dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gehäuse von der Glasbahn zu oder von ihr hinweg verschiebbar ist.

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