DE2137475A1

DE2137475A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flachglas

Info

Publication number: DE2137475A1
Application number: DE19712137475
Authority: DE
Inventors: Howard Allan Big Fiats N.Y. Leibowitz (V.StA.)
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1970-07-29
Filing date: 1971-07-27
Publication date: 1972-02-03
Also published as: JPS5415568B1; DE2137475C3; FR2099658A1; BE770628A; US3607182A; FR2099658B1; DE2137475B2; GB1359195A

Description

Anmelderin: Corning Glass Works
Corning, N. Y., USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flachglas

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas, in dem zwei aus einem Trog überlaufende und über einen Formkeil nach unten fliessende Schmelzglasströme nach der Vereinigung zu einer Tafel ausgezogen werden, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung·

Zur Herstellung von Flachglas nach dieser Methode besteht die Vorrichtung des USA Patents 1,673)907 aus einem oberen Überlauftrog und einem unter diesem angeordneten, getrennten, sich nach unten zu einer Vereinigungskante verjüngenden Formkeil. In der Vorrichtung des USA Patents 1,891,370 ist der untere Formkeil mit dem oberen Trogteil in einer die Wärmedehnung berücksichtigenden Weise lose verbunden.

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Bei dem so hergestellten Flachglas entstehen unerwünschte Streifen, Schlieren, optische Verzerrungen und dergleichen. Wenig erfolgreich blieben Versuche, diese Fehler durch Anbringen eines Gasbrenners zwischen dem Trogteil und dem Formkeil zu beseitigen.

Wie sich herausstellte, beruhen die Fehler vornehmlich auf Blasen, Luft- oder Gaseinschlüssen, die in der Glasschmelze zwischen dem Trogteil und dem Formkeil entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines im Überlauf-Abwärtsziehverfahrens hergestellten Glases ohne Schlieren, Streifen, optische Verzerrungen und dergleichen.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung dadurch gelöst, dass das an Randteilen des Schlitzes Blasen enthaltende geschmolzene Glas durch mittige Anlegung eines Vakuums an den Schlitz über eine Abzugsleitung oder einen Abzugskanal in einen an das Leitungs- oder Kanalende angeschlossenen Sammelbehälter geleitet, dort in schmelzflüssigem Zustand gesammelt und durch Einstellung des Vakuums in geregelter Weise am Boden des Sammelbehälters abgezogen wird.

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Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung sieht vor, dass ein Kanal am einen Ende mit einem zwischen einem oberen Überlauftrogteil und einem unteren Formkeil gebildeten Schlitz und am anderen Ende über eine Leitung mit einem Sammelbehälter verbunden ist, durch ein Vakuumsystem ■ an den Sammelbehälter, die Leitung, den Kanal und den Schlitz ein Vakuum gelegt werden kann, durch das Glas von den Rändern des Schlitzes in Sammelbehälter abgezogen wird,und getrennte Heizungen für die Leitung und den Sammelbehälter und ein Abzug zur regelbaren Entnahme von geschmolzenem Glas aus dem Sammelbehälter vorgesehen sind.

An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

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

die Figur 2 den zur Vorrichtung gehörenden, voneinander getrennten Überlauftrog und Formkeil perspektivisch;

die Figur 3 die Vorrichtung im Querschnitt entlang der Schnittlinie 3-3 der Figur 1.

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Der zweiteilig aufgebaute Flachglasformer 10 besteht aus dem oberen Trogteil 12 und dem unteren Formkeil 14. Der obere Trogteil bildet einen langgestreckten Trog 16 mit den Überlaufkanten 18 und den gegenüberliegenden Seitenwänden 20. Geeignete Endblöcke begrenzen die jeweils gewünschte Überlaufbreite des Glasstroms.

Die nach unten zusammenlaufenden Seitenwände 22 des unteren Formkeils 14 bilden an der Wurzel eine die Glasziehlinie festlegende Kante 24. Die Oberfläche des Formkeils 14 ist vorzugsweise zurückgesetzt und bildet an der Stoßstelle des oberen und unteren Teils 12, 14 einen Schlitz 26, der mit einem entlang der Oberfläche des Formkeils 14 entlang verlaufenden Abzugskanal 28 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Abzugskanal und dem Schlitz ist vorzugsweise durch geeignete Mittel, z. B. eine mit mehreren öffnungen oder Durchlässen versehene Platte 30 einstell- bzw. dosierbar.

Der obere Formtrog 12 ist auf dem unteren Formkeil 14 durch mehrere Tragblöcke 34 an beiden Längsenden abgestützt, während der Formkeil 14 seinerseits auf den in die Ausnehmungen 38 eingreifenden Trägern 36 sitzt.

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Eine durch Widerstandsdrähte oder -windungen 42 heizbare Leitung 40 verbindet den Abzugskanal 28 mit dem Sammelbehälter 44. Durch die Heizelemente 46 wird das Glas in dem Sammelbehälter in schmelzflüssigem Zustand gehalten. Das an den Behälterboden angeschlossene Abzugsrohr 48 ist ebenfalls mit Heizelementen 50 versehen. Ausserdem ist am unteren Ende des Abzugsrohrs 48 ein Strahlungsheizer vorgesehen,'durch den das Glas beim Abzug ebenfalls schmelzflüssig gehalten werden kann. Durch einen Stöpsel 54 kann das Abzugsrohr verschlossen werden, so dass ein Vakuum aufgebaut und Glasschmelze in dem Behälter gesammelt werden kann.

Die Leitung 40 und der Sammelbehälter 44 können in einem beheizten Muffelofen angeordnet werden. Vorzugsweise aber wird die Temperatur von Leitung 40, Sammelbehälter 44 und Abzugsrohr 48 durch die getrennten Heizelemente 42, 46 und 50 einzeln geregelt. Der Sammelbehälter kann über das in seinen oberen Teil führende Rohr 56 an eine geeignete, regelbare Vakuumquelle, Vakuumpumpe 58 oder dergleichen angeschlossen werden.

Die in den Trog 16 gegebene Schmelzmasse G fliesst über die oberen Kanten 18 entlang den gegenüberliegenden Wänden 22 nach unten, an der unteren Kante 24 zusammen und wird als ver-

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einigte Bahn abgezogen. Vor der Betrieb sauf nähme wird das Abzugsrohr 48 mit einem Stöpsel 54 verschlossen, damit durch die Vakuumpumpe 58 über die Vakuumleitung 56 ein Vakuum in dem Sammelbehälter aufgebaut werden kann. In der Glasschmelze G enthaltene oder entstehende Blasen B fliessen, wie die Figur 3 zeigt, entlang den Wänden 20 nach unten, sammeln sich an den Aussenrändern des Schlitzes 26 zwischen dem Trog 12 und dem Formkeil 14 und bilden in der gezogenen Glastafel Schlieren, Streifen und unerwünschte optische Verzerrungen. Das von der Vakuumpumpe über den Sammelbehälter 44, die erhitzte Leitung 40 und den Kanal 28 an den Schlitz 26 gelegte Vakuum zieht aber das die Blasen B enthaltende Glas von den Aussenrändern des Schlitzes in die Mitte, durch die Öffnungen 32 der Deckplatte 30 nach unten in den Kanal 28 und über die erhitzte Leitung 40 in den Sammelbehälter 44.

Im abschnittsweisen Betrieb wird das Vakuum aufrechterhalten₉ bis der Sammelbehälter nahezu gefüllt ist. Dann wird das Vakuum unterbrochen und die Heizung 50 um das Abzugsrohr eingeschaltet, um etwa erstarrtes Glas zu schmelzen. Aus s er dem wird der Stöpsel 54 herausgezogen und durch Einschalten des Heizstrahlers 52 das abzuziehende Glas schmelzflüssig gehalten.

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Wenn der Behälter fast leer ist, werden die Heizer 50 und 52 abgeschaltet, so dass das Abzugsrohr abkühlt und das in ihm erstarrende Glas einen den Behälter verschliessenden Glaspfropfen bildet. Zur besonders raschen Erstarrung des Glaspüopfens kann noch eine Luftkühlung vorgesehen werden. Der Ablauf wird dann unter erneuter Anlegung eines Vakuums wiederholt, bis alle Blasen abgezogen sind. Der Stöpsel ist für den weiteren Betrieb entbehrlich, der Behälter wird jeweils durch Erhitzen des Abzugsrohrs und Ausschmelzen des Glaspfropfens entleert. Die Heizelemente 42 und 46 für die Leitung 40 und den Behälter 44 bleiben angeschaltet, um das in den Behälter strömende und in diesem gesammelte Glas schmelzflüssig zu halten.

Für einen kontinuierlichen Betrieb wird der verschlossene Behälter zunächst teilweise wie zuvor mit geschmolzenem Glas gefüllt. Nach Herausziehen des Stöpsels werden aber durch Regulierung der Heizelemente 50, 52 sowie der Vakuumpumpe 58 die Glasviskosität und Ziehkraft so eingestellt, dass ein gleichmassiger Glasstrom aus dem Behälter abgezogen wird, gleichzeitig aber der Glasspiegel hoch genug bleibt, um den Behälter vakuumdicht abzuschliessen.

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Anstelle des am einen Ende mit der Leitung 40 verbundenen, und am anderen Ende geschlossenen Kanals 28 können auch zwei Leitungen an gegenüberliegenden Enden des Kanals angeschlossen werden.

Die Durchlassöffnungen J2 der Abdeckplatten 30 sind vorzugsweise so programmiert bzw. ausgelegt, dass ein Druckabfall entlang dem Kanal 28 ausgeglichen wird und über die gesamte Länge des Schlitzes 26 ein gleichmässiges Vakuum erzielt wird. Statt der Abdeckplattenöffnungen kann aber auch der Kanal entsprechend ausgelegt werden.

Die Vorrichtung 10 besteht aus geeignetem, z. B. stark aluminiumoxidhaltigen Material, die Abdeckplatte, die beheizte Leitung und der Sammelbehälter ebenfalls oder aus Platin oder einer Platin-Ehodium-Legierung.

Der Durchsatz des Vakuumsystems hängt von der Glasviskosität ab, die wiederum der Temperatur umgekehrt proportional ist. Der Durchsatz ist daher stark variabel und ist grosser bei vergleichsweise weichen Gläsern und niedrigen Temperaturen.

Da Leitung und Sammelbehälter durch getrennt regelbare Heizelemente beheizt werden, bleibt das vom Schlitz abgezogene

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Glas auch, dann schmelzflüssig, wenn ausnahmsweise keine Blasen vorhanden sind und daher auch kein Vakuum zu ihrer Entfernung nötig ist. So wie Glasfehler, insbesondere optische Verzerrungen, Streifen usw. auftreten, kann das Vakuum erneut angelegt werden; dabei besteht keine Gefahr, dass die Leitung zusammenfällt oder der Schlitz verzerrt wird, da die Vorrichtung ja mit geschmolzenem Glas gefüllt ist. Der Ablauf kann beliebig wiederholt werden, wobei das Abzugsrohr einfach durch Erhitzen geöffnet wird.

Die Erfindung sei anhand des nicht beschränkenden Beispiels weiter erläutert.

Geschmolzenes Glas wurde bei einer Temperatur von II70 und mit einem Durchsatz von 775 kg/Std. in den Überlauftrog einer zweiteiligen Formvorrichtung aus feuerfestem Aluminiumoxid gegeben. Eine fortlaufende Bahn von geschmolzenem Glas einer Viskosität von 300.000 Poise wurde von der unteren Vereinigungskante mit einer Geschwindigkeit von 1,27 m/Min, abgezogen. In dem unteren Formkeil war ein sich über die gesamte Länge der Oberfläche erstreckender, 10 cm breiter und 2,54- cm tiefer und mit dem Schlitz zwischen dem Trog und dem Formkeil in Verbindung stehender Vakuumkanal vorgesehen. Als Dosiervorrichtung diente zwischen dem Schlitz und dem Kanal eine Abdeckplatte mit im Abstand von 3>8 cm angeordneten, 8 mm weiten

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öffnungen. Durch, eine Heizwindung wurde die den Kanal mit dem Sammelbehälter verbindende Leitung auf 1200° erhitzt. Die Sammelbehälterheizung wurde auf 1175° eingestellt. Die Heizwindung und Strahlungsheizung für das Abzugsrohr blieben abgeschaltet.

Zu Beginn des Glasabzugs in den Schlitz wurde an den Sammelbehälter ein Vakuum von 76 cm Wassersäule gelegt. Sobald sich etwas Glas in dem Behälter angesammelt hatte, Schlitz und Leitung also mit geschmolzenem Glas gefüllt waren, wurde das Vakuum auf 254 cm Wassersäule gesteigert. Sobald der Glasspiegel im Behälter bis 2,54- cm unter der Decke stand, wurde das Vakuum abgeschaltet und der Stöpsel aus dem Abzugsrohr herausgezogen. Gleichzeitig wurden die dem Abzugsrohr zugeordneten Heizelemente angeschaltet und das Glas im Abzugsbereich herausgeschmolzen. Dabei wurde die Temperatur der Heizelemente für den Sammelbehälter auf 1250° erhöht, um die Glasviskosität zu senken und die Entleerung zu beschleunigen. Sobald der Glasspiegel bis auf 2,54- cm über dem Behälterboden gesunken war wurden die Heizelemente des Abzugsrohrs abgeschaltet, so dass sich ein den Behälter verschliessender Glaspfropfen bildete. Auch wurde die Sammelbehälterheizung auf 1175° eingestellt.

Die durch Beheizung der Leitung und des Sammelbsaälters erzielte Glasviskosität betrug im Beispielfall 20.000 - 25.000 Poise.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur streifen-, schlieren- und verzerrungsfreien Herstellung von Flachglas, das von einem Überlauf teil als
Schmelze in zwei Strömen über die Seitenwände eines getrennten, mit dem Überlaufteil einen Längsschlitz bildenden Form-

/das
keils fliesst, dadurch gekennzeichnet, dass'an Randteilen des Schlitzes (26) Blasen enthaltende, geschmolzene Glas durch
mittige Anlegung eines Vakuums an den Schlitz über eine Abzugsleitung oder einen Abzugskanal in einen an das Leitungsoder Kanalende angeschlossenen Sammelbehälter geleitet, dort in schmelzflüssigem Zustand gesammelt und durch Einstellung
des Vakuums in geregelter Weise am Boden des Sammelbehälters abgezogen wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum periodisch unterbrochen, ein Abzugsteil des Behälters erhitzt und Glas durch diesen abgezogen und vor Wiederanlegen des Vakuums der Behälter durch Abkühlen und Erstarren von Glas im Abzugsteil verschlossen wird.

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3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Glas aus dem Sammelbehälter kontinuierlich abgezogen und die Abzugsgeschwindigkeit durch gleichzeitige Regelung von Glasviskosität und -zugkraft durch Einstellung der an den Abzugsteil gelegten Wärmeenergie und der Stärke des Vakuums geregelt ■ wird.
4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum mittig so an den Schlitz gelegt wird, dass geschmolzenes Glas von gegenüberliegenden Kanten gleichmässig nach Innen gezogen wird, und durch entsprechende Dosierung des Vakuums ein Druckabfall entlang dem Abzugskanal oder der Abzugsleitung ausgeglichen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (28) am einen Ende mit einem zwischen einem oberen Überlauf trogteil (16) und einem unteren lormkeil (14-) gebildeten Schlitz (26) und am anderen Ende über eine Leitung (40) mit einem Sammelbehälter (44) verbunden ist, durch ein Vakuumsystem (56, 58) an den Sammelbehälter, die Leitung, den Kanal und den Schlitz ein Vakuum gelegt werden kann, durch das Glas von den Rändern des Schlitzes in Sammelbehälter abgezogen wird, und getrennte Heizungen (42, 46)

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für die Leitung und den Sammelbehälter und ein Abzug (48)
zur regelbaren Entnahme von geschmolzenem Glas aus dem Sammelbehälter vorgesehen sind.
6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass Dosiermittel (30, 32) zur Einstellung eines gleichmässigen Vakuums über die gesamte Schlitzlänge zwischen dem Schlitz und
dem Kanal angeordnet sind·
7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermittel aus einer Abdeckplatte (30) für den Kanal mit entsprechend bemessenen Durchlassöffnungen für das Vakuum (32) bestehen.
8. Vorrichtung gemäss .Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Abzug aus einem von einer regelbaren Heizwindung (50) umgebenen und am unteren Ende von einem Heizer (52) bestrahlten
Auslassrohr bestehen.
9. Vorrichtung gemäss Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumsystem an den Oberteil des Sammelbehälters angeschlossen ist.

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10. Vorrichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal sich in der Oberfläche des Formkeils über die gesamte Schlitzlange erstreckt, am einen Ende geschlossen und am anderen Ende mit der Leitung verbunden ist.

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