DE2158253A1

DE2158253A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Tafelglas

Info

Publication number: DE2158253A1
Application number: DE19712158253
Authority: DE
Inventors: Stanley Asahel; Lapinsky George David; Wilson Richmond Wright; Corning N.Y. Cortright (V.StA.)
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1970-11-27
Filing date: 1971-11-24
Publication date: 1972-06-29
Also published as: CA955057A; FR2115460A1; FR2115460B1; DE2158253B2; GB1354006A; BE775818A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Tafelglas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum raschen, steuerbaren, gleichmässigen Abkühlen einer frisch aus der Schmelze gezogenen Glastafel.

Beim Ausziehen von Tafelglas aus einer Schmelze muss die frisch gezogene Tafel gekühlt und ihre Viskosität erhöht werden, damit das Band nicht reisst Tind die Form der Tafel erhalten bleibt. Unabhängig davon wird auch vorgeschlagen, eine über die Bandbreite reichende, stufenweise Kühlung vorzusehen, um Dickenunterschiede der Glastafel möglichst auszugleichen, vgl. das USA-Patent 3,223,502.

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Das im Auf- oder Abwärtsziehverfahren geformte Glas wird meist in der sogenannten Übergangszone vor dem Eintritt in die Anlasszone gekühlt. Infolge von Luftströmungen, Wirbelströmungen, Konvektionsströmungen und dergleichen ist die Kühlwirkung aber ungleichmässig, und es entstehen kaminartige, die Glasform- und -anlasszonen störende Strömungserscheinungen.

Die Kühlung erfolgt daher oft auch durch in der Übergangszone nahe der Glastafel angeordnete Wasserkühler, siehe die USA-Patent 2,896,376 und 3,223,502. Auch hier ist die Kühlwirkung aber ungleichmässig, weil die Kühlwassertemperatur beim Durchlauf ansteigt. Ferner entstehen auch hier durch Konvektionsströme an den Wänden der meist metallenen Kühlgehäuse die unerwünschten, kaminartigen Strömungserscheinungen. Schliesslich bereitet die' Regelung der ausgetauschten Wärmeenergie Schwierigkeiten.

Die Erfindung hat eine Vorrichtung und ein Verfahren zum raschen, über die gesamte Tafelbreite gleichmässigen und zuverlässig regelbaren Abkühlen von Tafelglas zur Aufgabe. Gegebenenfalls soll auch eine getrennt steuerbare Regelung ungleichmässiger Dicken der Glasbandbreite, z. B. stärkerer Randteile, keilförmiger Profile und dergleichen ermöglicht werden.

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Das Verfahren der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass ein Kühlmittelstrom mit hoher Geschwindigkeit und längs zur Ziehrichtung durch einen Durchlasspalt hinter einer im Abstand von der Glastafel und über deren gesamte Breite reichenden Wand geleitet und gegebenenfalls die Strömungsgeschwindigkeit in jeweils verschiedenen Zonen entlang der Vandbreite unterschiedlich geregelt bzw. verändert wird.

Die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung sieht vor, dass ein der frisch gezogenen Glastafel benachbartes Gehäuse eine der Glastafel gegenüberliegende Stirnwand aus einem Material grosser Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmedehnung und starker Wärmeabstrahlung von der Rückseite aufweist, und die Rückseite der Stirnwand mit dem Gehäuse eine Durchlaßspalte für einen Kühlmittelstrom hoher, veränderlicher Geschwindigkeit über die gesamte Breite der Glastafel bildet.

In den Zeichnungen zeigen

/eine
die Figur l'die erfindungsgemässe Vorrichtung enthaltende Glasziehvorrichtung in Frontansicht und teilweise im Schnitt in der Übergangszone;

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die Figur 2 im Schnitt eines der Gehäuse mit der erfindungsgemässen Vorrichtung;

die Figur 3 das Gehäuse der Figur 2 in Seitenansicht; die Figur 4 die gegenüberliegenden Gehäuse in Aufsicht.

In der Figur 1 sind in der zwischen der Glastafelformzone 14 und der Anlasszone 16 liegenden Übergangs ζ one 12 die gegenüberliegenden, luftgekühlten Gehäuse 10 angeordnet. In der Formzone wird geschmolzenes Glas G durch eine Formöffnung oder über einen Formkeil mit geeigneten Kantenrollen 18 zu einer Glastafel S ausgezogen. Meist sind die feuerfesten Gehäuse 20 um die Formzone 14 mit zusätzlichen Kühlern versehen, um eine gleichmässige Stärke über die gesamte Tafelbreite zu erzielen, solange das Glas noch geschmolzen oder teils geschmolzen ist.

Obgleich die Dicke der frischen Glastafel S in der Formzone festgelegt wird, muss in der Übergangszone eine ausreichende Menge Wärmeenergie von der Glastafel abgezogen werden, damit das Glasband beim Eintreten in weitere Zonen, insbesondere in die Anlasszone 16 und beim erneuten Erhitzen intakt bleibt. Der Träger aus feuerfestem Material 22 kann ebenfalls hohl ausgebildet und mit Kühlmitteln versehen sein.

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Möglich ist auch die Ausbildung des Trägers als ein weiteres Übergangsgehäuse 10, da sich bei mehreren, übereinander gestapelten mit getrennter Temperaturregelung versehenen Gehäusen die Notwendigkeit eines gesonderten Anlassofens erübrigt .

Die beiden gegenüberliegenden Übergangsgehäuse 10 der Figur 1 sind einander gleich, so dass nur eines beschrieben wird. Es wird von einem Traggerüst 24, 26 abgestützt und besteht aus der Stirnwand 28, der Decke 30, dem Boden 32, der Rückwand 34, den Endblöcken 36 (Fig. 4) und bildet eine Durchlaßspalte 38 für das Kühlmittel. Wie die Pfeile der Fig. 2 andeuten, wird das Kühlmittel, z. B. Luft durch eine mit einem Drahtmaschenfilter 42 versehene Einlaßsammelleitung 40, die an einer Konsole 46 der Rückwand 34- befestigt ist und mit ausgerichteten, durch die Konsole und die Rückwand gehenden Einlassöffnungen 44 verbunden ist, in das Gehäuse 10 gesaugt und strömt durch die Durchlaßspalte 38 und die in der Konsole 46 und der Rückwand 3^ angebrachten Auslassöffnungen 50 wieder aus.

Durch die Abteilungen 52 der Konsole 46 werden entlang der Rückseite der Gehäuse 10 mehrere, z. B. fünf an Auslassleitungen 54 angeschlossene Auslassöffnungen 50 gebildet. Die Auslassleitungen 54 enthalten zweckmässig die zur Vereinfachung der Zeichnung nur in der Figur. 1 gezeigten Regel-

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ventile oder -schieber 5ö und sind an eine mit einem Hauptregelventil oder -schieber 60 ausgestattete Auslaßsammelleitung 58 angeschlossen. Die Luft wird z. B. durch eine an die Sammelleitung 58 angeschlossene Saugpumpe oder ähnliche, ein Teilvakuum erzeugende Vorrichtung, durch das Gehäuse 10 gefördert.

Das Gehäuse 10 enthält auf den Schienen 66 verschiebbare Heizblöcke 64. Diese bestehen aus dem feuerfesten Körper 68 in einem Metallgehäuse 70, mit einem, mit den in Isolatoren 76 angeordneten Heizelementen 74- versehenen vorderen Teil 72, und einer über die gesamte Breite reichenden Eückenplatte 78 mit einem Paar Stellblöcken 80, die je einen Haltering 82 mit einer Einstellschraube 84- tragen. Ein fester Block 86 ist an der Konsole 46 befestigt und mit den Stellblöcken 80 ausgerichtet. Eine der Stellschrauben ist in den Block 86 geschraubt, so dass die Blockanordnung 64- entlang den Schienen zur Veränderung der Spaltbreite der Spalte 48 und damit der Geschwindigkeitsänderung des Luftstroms verschoben werden kann.

Die Arbeitsweise ist folgende. Aus der Glasschmelze G wird in der Formzone 14 die Glastafel S gezogen und mit den Kantenrollen 18 weiter in die Übergangszone 12 gefördert« Hier wird der Glastafel ein erheblicher Teil Wärmeenergie entzo-

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gen, so dass sie weitgehend erstarrt und bei der Weiterbeförderung in die Anlasszone 16 ihre Form beibehält.

Durch das Gebläse 62 wird bei entsprechender Einstellung des Hauptventils 60 normalerweise ein Unterdruck in der Sammelleitung 58 erzeugt, so dass durch die Sammelleitung 40 und die Einlassöffnungen 44 Luft in das Gehäuse gesaugt wird, die längs zur Glasziehrichtung durch die Spalte 48 entlang der z. B. aus Siliziumkarbid bestehenden Stirnwand über die Auslassöffnungen 50 und Leitungen 54 wieder ausströmt. Da jede Auslassleitung 54 mit einem Regelventil 56 versehen und mit einer über eine bestimmte Breite bzw. ein Segment des Gehäuses reichenden Auslassöffnung 50 verbunden ist, kann der die einzelnen waagerechten Teilflächen der Stirnwand bestreichende Luftstrom für jeden Bereich einzeln eingestellt und geregelt werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, z. B. die meist stärkeren Kanten oder Randteile der Glastafel stärker und damit das gesamte Glastafelvolumen gleichmässig zu kühlen. Hierzu werden z. B. die Ventile 56 der die Tafelränder bestreichender- Leitungen 54 weiter geöffnet als die

übrigen Ventile. Andere Möglichkeiten, unterschiedliche Kühlmittel-^/geschwindigkeiten einzustellen, ergeben sich dem Fachmann.

■Die verschiedensten Glasformen sind hierdurch gleichmässig kühlbar, wie z. B. keilförmige Glasbahnen, die an der Keilbasis stärker gekühlt werden müssen.

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Durch den Kühlmittelstrom wird der Stirnwand 28 und dadurch der Glastafel Wärme entzogen. Die Stirnwand Gesteht daher zweckmassig aus einem Material hoher. Emissivität, so dass es die von der Glastafel abgestrahlte Wärme gut absorbiert; hoher Wärmeleitfähigkeit, so dass die absorbierte Wärmeenergie rasch auf die Rückseite der Stirnwand geleitet und vom Kühlmittel aufgenommen werden kann; und niedriger Wärmedehnung, um gegenüber der Glastafel eine ebene, verwerfungsfreie Glasfläche zu behalten.

Die Breite der Durchlaßspalte 4-8 in dem Raum 38 des Gehäuses 10 ist einstellbar, z. B. durch Verschieben der Blockanordnung 4-6 entlang den Schienen 66 vermittels der Stellschrauben 84. Damit ist die Strömungsgeschwindigkeit des die Rückseite der Stirnwand 28 bestreichenden Kühlmittels regelbar, z. B. zwecks Anpassung an verschiedene Glasziehgeschwindigkeiten. Eine weitere Regelung ist durch Einstellung des Hauptventils 60 möglich.

Der nicht unbedingt erforderliche, aber günstige Heizer 72 kann durch Betätigung der Heizelemente 74- die Übergangszone z. B. zur Einbringung des Glasbands bei Beginn der Arbeit, oder im Falle eines Bandrisses beheizen.

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Die beispielsweise für das Abwärtsζiehverfahren beschriebene Erfindung ist entsprechend im Aufwärtsziehverfahren anwendbar.

Die Verwendung des Unterdrucks ist zwar besonders günstig, weil ohne weiteres der das Glas u. TJ. beschädigende Luftablass in die Übergangszone vermieden wird. Bei entsprechenden Vorsichtsmassregeln kann aber auch Überdruck verwendet werden.

Ferner kann der Durchfluss auch gleichsinnig anstatt im ansich bevorzugten Gegenstrom erfolgen. Da die Übergangsgehäuse getrennt regelbar sind, können auch mehrere Übergangsgehäuse zu beiden Seiten der Glastafel übereinander gestapelt werden und bewirken dann z. B. gleichzeitig das Anlassen des Glases.

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Claims

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Patent ansprüche

Verfahren zum raschen, steuerbaren Abkühlen frisch aus einer Glasschmelze in eine Formzone und von da "bei noch hoher Temperatur in eine Übergangsζone gezogener Glastafeln, das unterschiedliche Dicken der Glastafel "berücksichtigt und diese über ihre ganze Breite gleichmässig kühlt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittelstrom mit hoher Geschwindigkeit und längs zur Ziehrichtung durch einen Durchlaßspalt hinter einer im Abstand von der Glastafel und über deren gesamte Breite reichenden Wand geleitet und gegebenenfalls die Strömungsgeschwindigkeit in jeweils verschiedenen Zonen entlang der Wandbreite unterschiedlich geregelt bzw. verändert wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit durch Änderung der Spaltbreite geregelt wird.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlaßspalt hinsichtlich der !Pormzone auf Unterdruck gehalten wird.
4-. Verfahren gemäss Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömung über die Wandbreite aus mehreren Einzelströmungen zusameensetzt, deren Geschwindigkeit unabhängig voneinander geregelt wird.

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5· Verfahren gemäss Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung entgegengesetzt zur Ziehrichtung fliesst.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein der frisch gezogenen Glastafel benachbartes Gehäuse (10) eine der Glastafel gegenüberliegende Stirnwand (28) aus einem Material grosser Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmedehnung und starker Wärme- abstrahlung von der Bückseite aufweist und die Rückseite der Stirnwand mit dem Gehäuse eine Durchlaßspalte (48) für einen Kühlmittelstrom hoher, veränderlicher Geschwindigkeit über die gesamte Breite der Glastafel bildet.
7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit Einlassen (44) und Auslassen (50) für das Kühlmittel versehen ist und an die Auslässe Mittel zur Förderung von Kühlmittel durch die Durchlaßspalte (48) umgekehrt

zur Ziehrichtung der Glastafel angeschlossen sind. ™
8. Vorrichtung gemäss Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass die Auslässe an eine Reihe von waagerecht entlang dem Gehäuse angeordnete, mit Regelventilen (56) versehene Auslassleitungen (54) angeschlossen sind.
9. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse verstellbare Mittel (46, 66, 84-) zur Veränderung der Breite des Durchlaßspalts (4-8) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 6-9» dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse Heizmittel (72) für die Über gangszone angebracht sind.

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