DE2438371A1

DE2438371A1 - Verfahren und vorrichtung zum tempern von ornamentglas

Info

Publication number: DE2438371A1
Application number: DE2438371A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1973-08-13
Filing date: 1974-08-09
Publication date: 1975-02-27
Also published as: AR203489A1; BR7406670A; ZA745071B; TR18721A; FR2240893A1; CA1023147A; JPS5071709A; ES429237A1; FR2240893B1; IN142627B; US3914118A; AU7212174A; IT1016813B; GB1452071A; BE818814A

Description

PATE NTANWÄLTE

ο,pi. ing. Klaus Westphal Dr. rer. rat. Ot t O Btl CHh Öf

7730 VLLLdSlGEN-SCHWeNNINGEN

Seb.-Kneff^-Straße Λ

rv: 07721 -56343 :;' Wfestbuch Villingen

MÜNCHEN 60 (Pasing)· Floßmannstraße 3öa Telefon: £2223233233 039- 832446 TeIegr.:Westbuch München

Unser Zeichen: 818.2^

PILKINGTON BROTHERS LIMITED Prescot Road, St. Helens, Lancashire, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung zum Tempern von Ornamentglas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tempern eines kontinuierlichen Bandes von Ornamentglas mit aneinandergrenzenden Bereichen größerer und kleinerer Glasdicke, sowie einen Kühlofen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Tempern von gewalztem Ornamentglas, das dadurch hergestellt wird, daß geschmolzenes

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Glas von einem Zuführkanal zwischen einem Paar von parallelen, mit einem Abstand angeordneten formgebenden Walzen gewalzt wird. -Üblicherweise besitzt die obere Walze eine mit einem Muster versehene Oberfläche, die ein Muster in die obere Oberfläche der Glasplatte drückt. Das gewalzte Ornamentglasband wird von den formgebenden Walzen in einen Kühlofen und durch diesen geführt.

Nach dem Tempern besitzt die Ornamentglasplatte eine bestimmte Form der Flächenspannungsverteilung, die die Änderung der resultierenden Spannung über das Glas ist, wenn diese über die Dicke des Glases gemessen wird. Die resultierende Spannung ist die in der Glasdicke vorherrschende Spannung, die entweder eine Zugspannung oder eine Druckspannung ist. Infolge des Musters ist die Dicke des Glases in aneinandergrenzenden Bereichen verschieden, und dünne Glasbereiche grenzen an dicke Glasbereiche.

Wenn das Band durch den Kühlofen läuft, werden die dünnen Glasbereiche schneller abgekühlt als die dicken Glasbereiche, und ein Temperaturgradient entsteht zwischen den aneinandergrenzenden dicken und dünnen Glasbereichen, wenn das Glas durch die Temperzone des Kühlofens läuft. Dieser Temperaturgradient hat Druckspannungen in den dünnen Glasbereichen und Zugspannungen in den dicken Glasbereichen zur Folge, wenn das Glasband weiter abgekühlt wird. Dies hat zur Folge, daß resultierende Druckspannungen in den dünneren Bereichen der Glasplatte und resultierende Zugspannungen in den dickeren Bereichen der Glasplatte vorhanden sind.

Diese Art der Flächenspannungsverteilung in Ornamentglas nachdem Tempern kann Veranlassung zu Schwierigkeiten beim Schneiden

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geben, da eine Neigung zu einem laufenden Bruch besteht, der von dem Verlauf der Anreißlinie abweicht, die durch ein Schneidwerkzeug hergestellt wird, und der einer Sprunglinie mit einem Verlauf nachläuft, der durch die dünneren Glasbereiche bestimmt wird, in denen die resultierende Spannung eine Druckspannung ist.

Wenn das Glas mit einem tiefen Muster versehen ist, d. h. wenn große Dickenunterschiede zwischen aneinandergrenzenden Glasbereichen bestehen, werden hohe permanente Flächenspannungsdifferenzen zwischen den dicken und den dünnen Glasbereichen erzeugt. Die Anwesenheit solcher Spannungsunterschiede kann zu spontanen Brüchen des Glases führen, entweder während des Kühlens nach dem Tempern oder einige Zeit später, wenn das Glas kalt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Tempern eines Bandes von Ornamentglas zu schaffen, bei dem die während des Kühlens durch den Temperbereich von dem Glas abgegebene Wärmemenge so gesteuert wird, daß eine erwünschte geringe Größe der gesamten verbleibenden Spannungen in dem getemperten Glas erzeugt wird, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um die Größe der differentiellen Flächenspannungen, die zwischen aneinandergrenzenden dicken und dünnen Glasbereichen beim Tempern entstehen, auf einen"praktisch annehmbaren Wert zu verringern.

Ein praktisch annehmbarer Wert dieser differentiellen Flächenspannungen ist ein solcher, bei dem Schwierigkeiten beim Schneiden, wie sie oben erwähnt wurden, nicht auftreten, oder im Falle eines Glases mit einem tiefen Muster ist dies ein soldier Wert, bei dem die differentiellen Spannungsunterschiede zwischen den dicken und den dünnen Glasbereichen nicht dazu aus-

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reichen, einen spontanen Bruch des Glases anschließend an das Tempern zu verursachen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Tempern eines kontinuierlichen Bandes von Ornamentglas mit aneinandergrenzenden Bereichen größerer und kleinerer Glasdicke erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Abkühlen des Glases von seiner Formtemperatur zum unteren Ende des Tempertemperaturbereichs das Band durch eine Reihe von getrennten intensiven Wiederaufheizzonen geführt wird, die in Bewegungsrichtung des Bandes eine geringe Breite besitzen und in jeder von denen die dünneren Bereiche des Bandes stärker wieder aufgeheizt werden als die die!· cran Bereiche, so daß der zwischen den dickeren und dünneren Glasbereichen bestehende Temperaturgradient beim Durchtritt durch jede Zone verkleinert wird.

Vorzugsweise werden die dickeren und dünneren Glasbereiche auf im wesentlichen die gleiche Temperatur erwärmt, wenn sie durch jede Zone laufen, so daß die Flächenspannungsdifferenz, die zwischen aneinandergrenzenden dicken und dünnen Glasbereichen besteht., beim Tempern minimal gemacht w?.rd. Es kann jedoch auch ausreichen, wenn nur eine teilweise Verringerung des zwischen den dickeren und dünneren Glasbereichen bestehenden Temperaturgradienten in einigen oder allen Zonen erreicht wird, wem. die dabei erhaltene Flächenspannungsdifferenz in dem Glas von einem praktisch annehmbaren Wert ist.

Das Wiederaufheizen zur Verringei^ung des Temperaturgradient en kann begonnen werden, wenn das Glas von seiner Formgebungster oeratur abgekühlt wird.

Die Erfindung liefert auch einen Kühlofen zum Tempern einen

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durchlaufenden kontinuierlichen Bandes von Ornamentglas, der gekennzeichnet ist durch mehrere Heizeinrichtungen, die in dem Kühlofen zur intensiven Wiederaufheizung des Glases in im Abstand voneinander angeordneten Zonen vorgesehen sind, quer zum Ofen verlaufen und in der Ofenlängsrichtung eine geringe Breite besitzen, wobei in jeder dieser Zonen in den dünnen Glasbereichen eine stärkere Wiederaufheizung eintritt als in den dickeren Glasbereichen, so daß der zwischen den dickeren und dünneren Glasbereichen bestehende Temperaturgradient beim Durchtritt durch jede Zone verkleinert wird.

Die Heizeinrichtungen sind vorzugsweise Gasbrenner, die sich jeweils über die Ofenbreite parallel zu dem Glas erstrecken und Brenneröffnungen aufweisen, die im Abstand voneinander entlang der oberen Oberfläche angeordnet sind. Die Gasbrenner kennen oberhalb oder unterhalb der Bahn des Bandes angeordnet sein, oder sie können oberhalb und unterhalb der Bahn des Bandes angeordnet sein und einander über diese Bahn gegenüber angeordnet ^sein.

In einigen Fällen kann es notwendig sein, eine Reihe von Heizeirrichtungen in der Länge der Temperzone in dem Ofen vorzusehen, wobei in diesem Falle die Heizeinrichtungen an dem Anfang der Temperzone in dem Ofen und auf deren Ende zu und in im Abstand zueinander liegenden Stellen längs der Länge dieser Temperzone angeordnet sein können. In'einem einfacheren Falle kann es ausreichen, eine einzige Heizeinrichtung an einem Punkt entlang der Länge der Temperzone vorzusehen, wobei eine oder mehrere Heizeinrichtungen in dem Ofen in Durchlau fr ichtu teoberhalb der Temperzone angeordnet sind.

Hei zeinrichtungen können ebenfalls in der Vortemperzone des

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Ofens vorgesehen sein. Solche Heizeinrichtungen befinden sich in der Länge des Ofens von seinem Eingang bis zum Beginn der Temperzone. Insbesondere können sich Heizeinrichtungen an dpn Eingang des Ofens und an weiteren Punkten längs der Vorter?r-r-'zone befinden. Diese Heizeinrichtungen verringern den groPen Temperaturgradienten, der zwischen den dicken und den dünnen Teilen der Glasplatte entsteht, wenn diese von den formgebenden Walzen zu dem Kühlofen läuft.

Erfindungsgemäß .kann auch ein Kühlofen der oben beschriebener. Art mit Heizeinrichtungen für das Band auf dem Weg von den Formwalzen zu dem Ofeneingang kombiniert sein. Diese Heizeirrichtungen machen die großen Temperaturdifferenzen minimal, die anderenfalls zwischen aneinandergrenzenden Bereichen der Glasplatte vor ihrem Eintritt in den Kühlofen auftreten kennen

Die Erfindung umfaßt schließlich auch das durch das oben teschriebene Verfahren hergestellte Ornamentglas.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeisrielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Mittellinie eines horizontalen Kühlofens, durch den ein Band vcn Ornamentglas läuft, das von einem Paar von Formwalzen austritt;

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung die Temperatur.":' teilung entlang des Glasbandes, das durch den Kühlofen der Fig. 1 läuft;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fi-.

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Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Brenner in dem Kühlofen der Fig. 1;

Fig.. 5 eine Draufsicht auf einen Teil eines Bandes von Ornamentglas;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt längs der Mittellinie eines Kühlofens, der dem Ofen der Fig. 1 ähnlich ist, aber eine andere Anordnung der Brenner aufweist; und

Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die Temperaturverr teilung entlang des Glasbandes zeigt, das durch den . Ofen der Fig. 7 läuft.

In der Fig. 1 ist ein horizontaler Kühlofen 1 von im allgemeinen rechteckigem Querschnitt gezeigt, durch welchen ein Band 2 von Ornamentglas auf Förderrollen 3 geführt wird. Das Glasband 2 wird aus geschmolzenem Glae geformt, das von einem Vorheizofen zu dem Spalt awischen wassergekühlten Formwalzen 4 fliePt, die unmittelbar an der Austrittsöffnung des flachen Kanals des Wannenvorheizofens 5 angeordnet sind.

Das gewalzte Band 2 des Ornamentglases,. das durch die Walzen 4 geformt wird, läuft über eine Reihe von Stützwalzen 6 auf seinem Weg zu dem Eingang des KUhlofens 1. Die obere Formwalze 4 hat ein vertieftes Muster in ihre Oberfläche eingeschnitten, se daf sie ein entsprechendes Muster auf der oberen Oberfläche des Glasbandes 2 formt. Das Muster kann beispielsweise die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Form besitzen. Dies ist ein sogenanntes "Butzen"-Mu8ter, das aus einer schweren Mitte 7 besteht,

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die durch dicke konzentrische Ringe 8 umgeben ist. Die Bereiche 9 zwischen den konzentrischen Ringen 8 und die den äußeren Ring umgebenden Bereiche bestehen aus dünnerem Glas. In einem typischen Beispiel ist die Mitte 7 der Butze 11 mm dick, die konzentrischen Ringe 8 sind 8 mm dick und die Flächen zwischen den Ringen 8 und die Außenseite des äußeren Ringes 8 sind U mm dick. Dieses Muster leitet sich von dem Butzenglas oder "Ochsenaugen"-Glas her, das in dem alten Kronglasverfahren hergestellt wurde, und die Butzen sind voneinander getrennt über die obere Oberfläche des Bandes 2 in der Weise verteilt, daß eine Glasplatte, die eine Anzahl von Butzen enthält, von dem Band geschnitten werden kann, und daß eine solche Platte in kleinere Platten für ein Verglasen geschnitten werden kann, von denen jede in der Mitte eine Butze aufweist.

Die Steuerung der gesamten Kühlung des Glasbandes 2 bei seinem Durchtritt durch den Kühlofen 1 wird in bekannter Weise dadurch erhalten, daß das Ausmaß der thermischen Isolierung, die durch die Ofenwände geliefert wird, in geeigneter Weise eingestellt wird. Als Alternative kann der Kühlofen 1 von der Art sein, bei der die Kühlgeschwindigkeit des Glasbandes dadurch gesteuert wird, daß eine Heizeinrichtung in der Ofenwand vorgesehen ist, in-dem z. B. Kanäle in der Ofenwand vorgesehen sind, durch welche heiße Gase strömen. In jeder Form des Ofens ist eine Temperzone 10 vorgesehen, in der das Glasband von der oberen Temperaturgrenze seines Temperbereiches, ζ. Β. 580 C, auf die untere Temperaturgrenze seines Temperbereiches, ζ. Β. 520° C, abgekühlt wird. Der Kühlofen hat eine Vortemperzone 11, die sich von dem Ofeneingang bis zum Beginn der Temperzone 10 erstreckt. Strahlungsheizeinrichtungen 12 sind in der Vortemperzone 11 oberhalb und unterhalb und an den Seiten des Glasbandes 2 vorgesehen. Die Strahlungsheizeinrichtungen 12 begrenzen die gesamte Kühlgeschwindigkeit des Bandes 2 beim Durchtritt durch die Vortemperzone 11.

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Um die Spannungen, die in dem Glas durch das Tempern erzeugt werden, zu steuern, sind voneinander getrennte Gasbrenner 13 unter dem Band 2 in der Temperzone 10 vorgesehen. Jeder der Gasbrenner 13 weist ein Rohr 14 auf, das sich über die Breite des Ofens 1 unter dem Band erstreckt. Die obere Oberfläche der Rohre 14 weist eine Reihe von Brenneröffnungen 15 entlang ihrer Länge auf, und die Rohre werden mit einer Gas-Luft-Mischung gespeist, die beim Austritt durch die Öffnungen 15 brennt und. eine Flamme bildet, die ein intensives Wiederaufheizen des Bandes 2 in einer schmalen langgestreckten Zone erzeugt, die sich über die Breite des Bandes 2- erstreckt und eine geringe Breite in der Bewegungsrichtung des Bandes 2 aufweist.

Die Brennerrohre IU sind an dem Anfang der Temperzone 10 des · Ofens und auf deren Ende zu angeordnet und ein weiteres Brennerrohr 14 ist an einem Zwischenpunkt entlang der Länge der Temperzone 10 vorgesehen. In der Vortemperzone ist ebenfalls ein Brennerrohr 14 in Bewegungsrichtung unmittelbar unterhalb der Strahlungsheizeinrichtung 12 vorgesehen. Am Eingang zu dem Kühlofen ist ebenfalls ein Brennerrohr 14 unmittelbar vor der Strahlungsheizeinrichtung vorgesehen.

Fig. 2 zeigt die Temperaturverteilung in einem Glasband, das ein Muster aufweist, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, während seines Durchtritts durch den Ofen 1.

Die strichpunktierten Linien A und B in Fig. 2 beziehen sich auf ein herkömmliches Tempern eines Bandes aus Ornamentglas ohne die Verwendung der Brenner 13. Die obere strichpunktierte Linie A stellt das Kühlen der dicken Teile des Bandes dar, z. B, der Mitte 7 und der konzentrischen Ringe 8 einer Butze. Die. untere strichpunktierte Linie B stellt das Kühlen des dünnen

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Körpers des Bandes 2 und der dünnen Bereiche 9 zwischen den konzentrischen Ringen 8 dar.

Das Band tritt aus dem Spalt zwischen den Walzen H mit einer einheitlichen Oberflächentemperatur von etwa 8 50° C aus. Wenn sich das unterstützte Band von den Walzen H zu dem Eingang des Kühlofens 1 bewegt, kühlen sich die dickeren Teile des Bandes auf etwa 700° C ab, während sich die dünneren Teile des Bandes schneller auf etwa 600° C abkühlen. Wenn das Band in den Kühlofen 1 eintritt, verringern die Strahlungsheizeinrichtungen 12 die Abkühlgeschwindigkeit sowohl der dickeren als auch der dünneren Teile des Bandes, so daß, wenn das Band das Ende der Strahlungsheizeinrichtungen 12 erreicht hat, die dickeren Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 640° C abgekühlt sind, während die dünnen Teile des Bandes sich allmählicher auf eine Temperatur von etwa 580° C abgekühlt haben. Auf diese Weise wird der Temperaturgradient von 100° C, der zwischen den dikken und den dünnen Teilen des Bandes am Ofeneingang besteht, auf 60° C verringert, wenn das Band das Ende der Strahlungsheizeinrichtungen 12 erreicht. Wenn das Band in die Temperzone eintritt, haben sich die dicken Teile des Bandes auf etwa 580° C abgekühlt, während die dünnen Teile des Bandes sich auf etwa 520° C abgekühlt haben. Beim Durchtritt durch die Temperzone kühlen sich die dicken Teile des Bandes bis zur unteren Grenze des Temperbereiches, z. B. bis 520° C ab. Beim Durchtritt durch die Temperzone kühlen sich die dünnen Teile des Bandes etwas schneller ab, so daß der Temperaturgradient von 60° C, der zwischen den dicken und dünnen Teilen des Bandes beim Eintritt des Bandes in die Temperzone besteht, aufrechterhalten wird und in der Tat leicht\vergrößert wird, wenn das Band durch die Temperzone läuft.

Nach dem Austritt aus der Temperzone 10 wird das Glasband

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schneller in der Nachtemperzone des Ofens abgekühlt, und wenn das Band aus dem Ofen austritt ist es auf eine Temperatur abgekühlt, bei der es gehandhabt werden kann.

Wegen des Temperaturgradienten, der zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes besteht, wenn dieses durch die Temperzone des Ofens läuft, besitzt das Band, wenn es endgültig auf die Umgebungstemperatur abgekühlt ist, eine FlMchenspannungsverteilung, die durch eine resultierende Druckspannung, welche in den dünneren Teilen des Bandes herrscht, und eine resultierende Zugspannung, welche in den dickeren Teilen des Bandes herrscht, gebildet wird. Im Falle eines Glases, das ein zufällig verteiltes kleines Muster besitzt, kann diese Flächenspannungsverteilung zu Schwierigkeiten beim Schneiden des Bandes in Stücke Veranlassung geben. Wenn eine Anreißlinie für das Schneiden die dickeren und dünneren Teile des Bandes überquert und gegen das Ende eines Schnittes zu, kann eine Neigung dazu bestehen,_ daß ein laufender Bruch von der Anreißlinie abweicht und entlang der dünneren Teile des Musters verläuft, in denen eine resultierende Druckspannung besteht.

Im Falle des in den Fig. 5 und 6 gezeigten Butzenmusters wird das Band so geschnitten, daß eine Butze in der Mitte jeder geschnittenen Glasscheibe liegt, so daß die Anreißlinien durch die dünnen Teile des Bandes verlaufen, die jede Butze umgeben. Schwierigkeiten beim Schneiden können nicht entstehen, jedoch andere Schwierigkeiten bei einem solchen Muster, bei dem eine große Dickendifferenz zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Musters besteht, stammen von den hohen differentiellen Spannungsunterschieden, die nach dem herkömmlichen Tempern zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Glases bestehen. Dies kann zu spontanen Brüchen des Bandes führen, während es

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durch die Nachtemperzone des Ofens läuft, oder ein Bruch der geschnittenen Stücke des Bandes kann zu irgendeinem späteren Zeitpunkt auftreten.

Diese Schwierigkeiten werden durch die in dem Ofen 1 vorgesehenen Brenner 13 beseitigt. Die ausgezogene Linie C in Fig. 2 zeigt, wie die Verwendung der Brenner 13 die Art der Abkühlung der dickeren Teile des Bandes steuert, und die ausgezogene Linie D zeigt, wie die Abkühlungsweise der dünnen Teile des Bandes bewirkt wird.

Das gewalzte Ornamentband verläßt die Formwalzen U bei einer Temperatur von etwa 850° C. Wenn das Band den Eingang des Kühlofens erreicht, haben sich die dicken Teile des Bandes auf etwa 700° C abgekühlt, und die dünnen Teile des Bandes haben sich schneller auf etwa 600° C abgekühlt. Das Band wird dann beim Durchtritt über den ersten Brenner 13 am Eingang des Ofens 1 wieder aufgeheizt. Dieser Brenner 13 erhöht die Temperatur der dicken Teile des Bandes auf etwa 7 30 C, während die Temperatur der dünnen Teile des Bandes auf etwa 670° C erhöht wird. Auf diese Weise wird der Temperaturgradient von 100° C, der zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes am Eingang zu dem Ofen 1 besteht, durch die Wirkung des ersten Brenners 13 auf etwa 60° C verringert. Beim Durchtritt durch die Strahlungsheizeinrichtungen 12 und beim Erreichen des zweiten Brenners 13 in der Vortemperzone 11 haben sich die dicken Teile des Bandes auf etwa 630° C abgekühlt, und die dünnen Teile des Bandes haben sich langsamer auf etwa 610° C abgekühlt. Das Band wird beim Durchtritt über den zweiten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 wieder aufgeheizt, wodurch die Temperatur der dicken Teile des Bandes auf etwa 640° C ansteigt, während die Temperatur der dünnen Teile des Bandes auf etwa 6 35 C

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ansteigt. Auf dem Weg von dem zweiten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 zu dem ersten Brenner 13 in der Temperzone 10 kühlen die dicken Teile des Bandes auf etwa 600° C und die dünnen Teile des Bandes auf eine etwas niedrigere Temperatur ab. Das Band wird beim Durchlauf über den ersten Brenner 13 in der Temperzone 10 wieder aufgeheizt, wobei die Temperatur sowohl der dicken als auch der dünnen Teile des Bandes auf etwa 610 C ansteigt. In gleicher Weise kühlen die dicken und die dünnen Teile des Bandes auf dem Weg von dem ersten zu dem zweiten Brenner 13 in der Temperzone und auf dem Weg von dem zweiten zu dem letzten Brenner 13 in der Temperzone ab. An dem zweiten Brenner 13 in der Temperzone werden die dicken und die dünnen Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 580° C wieder aufgeheizt, und an dem letzten Brenner 13 in der Temperzone werden die dicken und die dünnen Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 550 C wieder aufgeheizt.

Durch die Verwendung der Brenner 13 entsteht nur ein vernachlässigbarer Temperaturgradient zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes, wenn dieses Band durch die Temperzone tritt, im Vergleich zu dem herkömmlichen Temperverfahren, und die differentiellen Spannungsunterschiede, die sich zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes bei vollständigem Abkühlen ausbilden, sind stark verringert.

Bei dem herkömmlichen Temperνerfahren, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, beträgt die Temperaturdifferenz zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes am Ausgang von dem Kühlofen etwa 50 bis 60 C, was in etwa ein repräsentativer Wert für den Temperaturgradienten ist, der zwischen den dicken, und den dünnen Teilen des Bandes besteht, wenn dieses durch die Temperzone des Ofens läuft. In dem beschriebenen erfindungsgemäßen Be.i-

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spiel beträgt die Temperaturdifferenz, die zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes am Ausgang, von dem Ofen besteht,'nur etwa 15 bis 20° C.

Bei dem erfindungsgemäßen Temperverfahren hat die Anordnung einer Anzahl von Brennern 13 in der Temperzone des Ofens, die die dicken und die dünnen Teile des Bandes auf im wesentlichen die gleiche Temperatur wieder aufheizen, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine maximale Verringerung der differentiellen Flächenspannungsunterschiede zur Folge, die zwischen den dikken und dünnen Teilen des Bandes entstehen, wenn dieses vollständig abgekühlt wird, so daß die differentiellen Spannunpsunterschiede minimal werden. Es kann jedoch in einigen Fällen ausreichend sein, die Spannungsunterschiede teilweise auf einen Wert zu verringern, der in Hinblick auf das einfache Schneiden der Glasplatten oder auf das Vermeiden von spontanen Sprüngen des Glases nach dem Tempern annehmbar ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß weniger Brenner 13 in der Temperzone des Kühlofens verwendet werden, und daß das Band so wieder aufgeheizt wird, daß eine teilweise Verringerung des Temperaturgradienten, der zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Bandes besteht, erhalten wird, während dieses durch die Temperzone des Ofens läuft.

In Fig. 7 ist ein horizontaler Kühlofen 1 dargestellt, der dem Ofen der Fig. 1 ähnlich ist, jedoch eine verschiedene Verteilung der Brenner 13 aufweist.

Zwei Brenner 13 sind in der Vortemperzone 11 des Ofens vorgesehen, der erste auf das in Durchlaufrichtung abwarf liegende Ende der Strahlungsheizeinrichtungen 12 zu und der zweite auf das in Durchlaufrichtung abwärts liegende Ende der Vortemperzone 11 zu. Ein weiterer Brenner 13 ist am Eingang des Ofens voree-

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sehen. Gegen das Ende der Temperzone 10 des Ofens ist ein einzelner Brenner 13 vorgesehen.

Fig. 8 zeigt die Temperaturverteilung in einem Glasband, das ein Muster aufweist, wie.es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, während des Durchtritts durch den Kühlofen 1 der Fig. 7.

Die strichpunktierten Linien A und B in Fig. 8 beziehen sich wieder auf ein herkömmliches Tempern eines Bandes von Ornamentglas ohne Verwendung der Brenner 13. Die Abkühlungskurven A und B sind die gleichen wie in Fig. 2, wobei die obere strichpunktierte Linie A das Abkühlen der dicken Teile des Bandes, z. B. der Mitte 7 und der konzentrischen Ringe 8 einer Butze, und die untere strichpunktierte Linie B die Abkühlung des dünnen Körpers des Bandes 2 und der dünnen Eö?eiche 9 zwischen den konzentrischen Ringen 8 darstellen.

Die ausgezogene Linie C in Fig. 8 zeigt, wie die Verwendung der Brenner 13 die Abkühlungsweise der dicken Teile des Bandes steuert, und die ausgezogene Linie D zeigt, wie die Abkühlungsweise der dünnen Teile des Bandes bewirkt wird.

Das gewalzte mit dem Muster versehene Band verläßt die Formwalzen H mit einer Temperatur von etwa 8 50° C. Wenn das Band den Brenner 13 am Eingang des Ofens erreicht, haben sich die dicken Teile des Bandes auf etwa 700° C abgekühlt, und die dünnen Teile des Bandes haben sich schneller auf etwa 600° C abgekühlt. Das Band wird dann beim Durchtritt über den Brenner am Eingang des Ofens 1 wieder aufgeheizt. Dieser Brenner 13 erhöht die Temperatur der dicken Teile des Bandes auf etwa 710 C, während er die Temperatur der dünnen Teile des Bandes auf etwa 6 50 C erhöht. Dadurch wird der Temperaturgradient

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von 100 C, der zwischen den dicken und dünnen Teilen des Bandes am Eingang des Ofens 1 besteht, auf etwa 60° C durch die Wirkung des ersten Brenners 13 verringert. Beim Durchtritt durch die Strahlungsheizeinrichtungen 12 und beim Erreichen des ersten Brenners 13 in der Vortemperzone 11 sind die dicken Teile des Bandes auf etwa 620° C abgekühlt, und die dünnen Teile des Bandes sind etwas langsamer auf etwa 58 5 C abgekühlt. Das Band wird beim Durchlaufen über den ersten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 erneut wieder aufgeheizt, wobei die Temperatur der dicken Teile des Bandes auf etwa 630 C ansteigt, während die Temperatur der dünnen Teile des Bandes auf etwa 600° C anste^g:. Auf dem Weg von dem ersten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 zu dem zweiten Brenner 13 gegen das Ende der Vortemperzone 11 zu kühlen sich die dicken Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 610° C ab, während sich die dünnen Teile des Bandes auf etwa 580 C abkühlen. An dem zweiten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 werden die dicken Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 620 C wieder aufgeheizt, während die dünnen Teile des Bandes auf etwa 590° C wieder aufgeheizt werden. Auf dem Weg von dem zweiten Brenner 13 in der Vortemperzone 11 zu dem nächsten Brenner 13, der sich gegen das Ende der Temperzone 10 zu befindet, kühlen die dicken Teile des Bandes auf eine Temperatur von etwa 550 C ab, während die dünnen Teile des Bandes auf etwa 520° C abkühlen. Beim Durchlaufen über den Brenner 13 in der Temperzone 10 werden die dicken Teile des Bandes auf etwa 560 C wieder aufgeheizt, während die dünnen Teile des Bandes auf etwa 540° C wieder aufgeheizt werden. Nach dem Austritt aus der Temperzone 10 des Kühlofens kühlt sich das Band im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit ab, und wenn das Band aus dem Ofen austritt, haben sich die dicken Teile des Bandes auf etwa 400° C abgekühlt, während sich die dünnen Teile des Bandeauf etwa 3 80° C abgekühlt haben.

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Auch wenn bei dem in Fig. 8 dargestellten Temperverfahren die dicken und die dünnen Teile des Bandes nicht auf die gleiche Temperatur wiederaufgeheizt werden, insbesondere in der Temperzone 10, und weniger Brenner für das Wiederaufheizen des Bandes in der Temperzone im Vergleich zu dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren verwendet werden, wird immer noch eine beträchtliche Verringerung der Spannungsdifferenzen erreicht, die zwischen den dicken und dünnen Teilen des Bandes bestehen. Dies ist eine Folge der Verkleinerung des Temperaturgradienten, der zwischen den dicken und dünnen Teilen des Bandes herrscht, wenn das Band über den Tempertemperaturbereich (z. B. etwa 30° C) abgekühlt wird, im Vergleich zu dem Temperaturgradienten von etwa 60 C, der zwischen .den dünnen und dicken Teilen des Bandes herrscht, während des Abkühlens über den Tempertemperatur·- bereich bei dem herkömmlichen Temperverfahren.

Die folgende Tabelle gibt Beispiele für Flächenspannungsmessungen an, die an dem in den Fig. 6 und 5 gezeigten Butzenmuster ausgeführt wurden. Beispiel 1 betrifft das Tempern dieses Glasmusters in herkömmlicher Weise ohne die Verwendung der Brenner 13. Die Beispiele 2 und 3 betreffen Temperzyklen, die einen erfindungsgemäßen Ofen verwenden, der die in Fig. 7 dargestellten Wiederaufheizbrenner 13 aufweist.

Beispiel	RESULTIERENDE DRUCKSPANNUNG (Nanometer pro cm Glasdicke) Stelle E Stelle F Stelle G	70
1	230 140	50
2	130 80	30
3	110 70

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Spannungsmessungen wurden an den Stellen E, F und G der Fig. 5 vorgenommen, d. h, in dem dünnen Bereich E zwischen den zwei inneren Ringen 8, in dem dünnen Bereich F zwischen den zwei äußeren Ringen 8 und in dem dünnen Bereich G des Glases , der den äußeren Ring 8 umgibt und den Hauptkörper des Bandes bildet. Die in der Tabelle angegebenen Werte sind repräsentative Werte für die resultierende Druckspannung, die in diesen Bereichen herrscht, und beruhen auf einem Vergleich der Lichtwegdifferenzen, die zwischen zwei durch die Dicke des Glases laufenden linearpolarisierten Lichtwellen gebildet werden, wie sie mit einem bekannten Standardverfahren bestimmt werden.

In Beispiel 1, das sich auf ein herkömmliches Temperverfahren bezieht, stellen die Meßwerte hohe Werte der resultierenden Druckspannung in den inneren Teilen des Musters dar, und es folgt daraus, daß die dicken Teile des Glases, wie z. B. die Mitte 7 der Butze und die Ringe 8 entsprechend hohe kompensierende Werte der Zugspannung aufweisen.

In den Beispielen 2 und 3, die sich auf ein gemäß dem Verfahren der Fig. 8 getempertes mit Butzenmuster versehenes Ornamentglas beziehen, sind die resultierenden Druckspannungen in den dünnen inneren Teilen des Butzenmusters deutlich verringert. Die resultierenden Zugspannungen in den dicken Teilen des Glases sind entsprechend verringert, so daß die Flächenspannungsunterschiede zwischen den dicken und den dünnen Teilen des Glases im Vergleich zu dem herkömmlichen Tempern des Beispiels 1 deutlich verringert sind. In den Beispielen 2 und 3 besitzen die Spannungen einen in der Praxis annehmbaren Wert, so daß das Glas geschnitten werden kann, ohne daß laufende Sprünge von der Anreißlinie entlang der dünneren Bereiche des Glases abweichen, in denen die resultierende Spannung eine Druckspannung ist. Die

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Flächenspannungsdifferenz ist ebenfalls kleiner als der Wert, der Veranlassung zu spontanen Brüchen des Glases geben kann, entweder während der Abkühlstufe nach dem Tempern oder später, wenn das kalte Glas gelagert wird.

In vielen Fällen ist es ausreichend, die Spannungen auf einen annehmbaren Wert zu verringern, indem das erfxndungsgemMße Verfahren in der Weise ausgeführt wird, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Wird das Verfahren der Erfindung in der Weise ausgeführt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, in der die dikken und die dünnen Teile des Bandes mehrere Male beim Durchlauf durch die Temperzone 10 auf die gleiche Temperatur wiederaufgeheizt werden, so kann eine größere optimale Verringerung der Spannungen erhalten werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Tempern eines kontinuierlichen Bandes von Ornamentglas mit aneinandergrenzenden Bereichen größerer und kleinerer Glasdicke, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abkühlen des Glases von seiner Formtemperatur zum unteren Ende des Tempertemperaturbereichs das Band durch eine Reihe von getrennten intensiven Wiederaufheizzonen geführt wird, die in Bewegungsrichtung des Bandes eine geringe Breite besitzen und in jeder von denen die dünneren Bereiche des Bandes stärker wiederaufgeheizt werden, als die dickeren Bereiche, so daß der zwischen den dickeren und dünneren Glasbereichen bestehende Temperaturgradient beim Durchtritt durch jede Zone verkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederaufheizen in wenigstens einer der Wiederaufheizzonen innerhalb des Tempertemperaturbereichs stattfindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederäufheizen in mehreren der Wiederaufheizzonen bei verschiedenen Temperaturen innerhalb des Tempertemperaturbereichs stattfindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas durch wenigstens eine dieser Wiederaufheizzonen geführt wird, während es von seiner Formterr.yeratur zu dem Tempertemperaturbereich abgekühlt wird, so daß der Temperaturgradient, der zwischen den dickeren und

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und den dünneren Bereichen des Glases besteht, verkleinert wird, bevor das Glas, den Tempertemperaturbereich erreicht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die dickeren und dünneren Bereiche des Glases beim Durchtritt durch jede Zone auf im wesentlichen die gleiche Temperatur aufgeheizt werden.

6. Kühlofen zum Tempern eines durchlaufenden kontinuierlichen Bandes von Ornamentglas, gekennzeichnet durch mehrere Heizeinrichtungen (13), die in dem Kühlofen (1) zur intensiven Wiederaufheizung des Glases in im Abstand voneinander angeordneten Zonen vorgesehen sind, quer zum Ofen verlaufen und in der Ofenlängsrichtung eine geringe Breite besitzen, wobei in jeder dieser Zonen in den dünnen Glasbereichen eine stärkere Wiederaufheizung eintritt als in den dickeren Glasbereichen, so daß der zwischen den dickeren und dünneren Glasbereichen bestehende Temperaturgradient beim Durchtritt durch jede Zone verkleinert wird.

7. Kühlofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (13) Gasbrenner sind, die sich jeweils über die Breite des Ofens (1) parallel zu dem Glas erstrekken und entlang ihrer oberen Oberfläche im Abstand angeordnete Brenneröffnungen (15) aufweisen.

8. Kühlofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (13) am Anfang der Temperzone (10) des Ofens (1) und gegen deren Ende zu angeordnet sind und sich im Abstand voneinander getrennt an Stellen entlang der Länge der Temperzone (10) befinden.

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9. Kühlofen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Heizeinrichtung (13) sich in der Vortemperzone (11) des Ofens befindet.

10. Kühlofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Heizeinrichtung (13) in der Temperzone (10) des Kühlofens vorgesehen ist.

11. Kühlofen nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Heizeinrichtungen (12) für das Glasband auf seinem Weg von den Formwalzen (H) zu dem Ofeneingar.g vorgesehen sind.

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