DE3142567A1 - Verfahren zur herstellung duenner glasschichten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung von Schichtglas nach dem Schwimmverfahren, wobei geschmolzenes Glas auf die Oberfläche einer Metallschmelze in ein Bad aufgebracht und in eine kontinuierliche Schicht oder ein kontinuierliches Band umgeformt wird, wobei das Glas während des Vorganges schwimmend auf der Metallschmelze vorgeschoben wird; das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für die Herstellung von Glasschichten mit einer Stärke von weniger als 1 mm geeignet.

Bei dem gut bekannten Schwimmverfahren wird geschmolzenes Glas auf der Oberfläche einer Metallschmelze, beispielsweise geschmolzenem Zinn, so verteilt, daß sich eine Glasschicht bildet, die allmählich beim Schwimmen auf der Metallschmelze abgekühlt wird, bis sich eine dimensionsstabile flache Schicht oder ein solches Band aus Glas bildet. Im Gleichgewichtszustand nimmt die auf der Metallschmelze schwimmende Schmelzglasschicht eine Gleichgewichtsstärke von etwa 6 bis 7 mm an.

Um mit dem Schwemmverfahren Glasschichten mit einer geringeren Stärke, als sie dieses Gleichgewichtsverfahren ergibt, herzustellen, wird üblicherweise ein noch nicht verfestigter Bereich des Glasbandes an der Metallschmelze in einer Wegrichtung des Glasbandes durch eine im abgekühlten und verfestigten Bereich des Glasbandes wirkende Zugkraft gestreckt, und zwar vom Auslaßende des Metallschmelze-Bades. In diesem Fall wirkt eine zusammenziehende Seitenkraft auf das Glasband ein, und üblicherweise wird dieser zusammenziehenden Kraft mittels von oben oder von der Seite einwirkender Walzen begegnet, die längs des Metallschmelzebades und oberhalb desselben so angeordnet sind, daß, sie die seitlichen Grenzbereiche des Glasbandes erfassen.. Aus diesem Grund müssen diese Grenzbereiche des Glasbandes in diesem Zustand stark genug sein, um eine sichere Anlage an diese seitlichen Walzen zu gewährleisten, es wird jedoch schwierig, diese Bedingung zu erfüllen, falls die Stärke des

Glasbandes im flachen Hauptbereich stark verringert werden soll. Aus diesem Grund ist es sehr schwierig, auf industrielle Art eine Glasschicht mit einer Stärke von weniger als 2 mm auf diese Weise zu erzeugen.

Als eine Verbesserung des Herstellverfahrens von Schichtglas durch das Schwimmverfahren ist aus der JP-OS 54(1979)-31012 eine Beeinflussung des auf ein Metallschmelzebad aufgebrachten Schmelzglasstromes dadurch bekannt, daß eine Art von Schütz mit kurzem Abstand vom Einlaßende des Metallschmelzebades ausgebildet wird und daß das geschmolzene Glas während seines Vorschubes unter diesem Schütz erhitzt wird. Insbesondere wird der Schütz durch einen länglichen massiven Klotz aus wärmebeständigem und elektrisch leitfähigem Material gebildet, der mit kurzen Abstand über der Metallschmelze-Oberfläche so befestigt ist, daß er sich quer zum VorschubsI:rom des geschmolzenen Glases erstreckt, so daß das geschmolzene Glas auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßende des Metallschmelzebades und den länglichen massiven Klotz gestaut wird und zum Hindurchtreten durch den Spalt zwischen der unteren Fläche des massiven Körpers und der Oberfläche der Metallschmelze in Abflußrichtung gebracht wird. Das Aufheizen des geschmolzenen Glases wird dadurch bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch das geschmolzene Glas zwischen dem als Schütz dienenden massiven Klotz und dem geschmolzenem Metall fließt, um joulesche Wärme zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird auch an der Abstromseite des als Schütz dienenden massiven Klotzes eine Zugkraft auf die Glasschicht ausgeübt. Das Verfahren ermöglicht die Erzeugung von Glasschichten mit sehr geringer Stärke.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einer Erzeugung von Glasschichten mit einer Stärke von etwa 1 mm nach dem in der genannten Offenlegungsschrxft angegebenen Verfahren die erzeugte Glasschicht Störungen in Form einer Anzahl kontinuierlicher Linien i.n der Laufrichtung des Glases auf dem

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Metallschmelzebad aufweist und/oder eine Anzahl von Bläschen in der Glasmasse enthält. Es zeigt sich, daß es sehr schwierig, wenn nicht überhaupt unmöglich ist, Schichtglas mit zufriedenstellender Qualität durch das genannte Verfahren herzustellen, winn eine Stärke von weniger als etwa 1 mm erreicht werden soll. Daneben ergibt sich durch die elektrische Heizung des geschmolzenen Glases an dem Schütz oder in der Nähe desselben eine Vielzahl von Problemen für den Glasformungsvorgang, so daß sich eine Absenkung der Produktivität ergibt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ausbildung von Glasschichten mit dem Schwimmvorgang zu schaffen, das die Herstellung von ebenem Schichtglas mit relativ geringer Stärke bei gleichmäßig hoher Qualität auch dann erlaubt,

wenn die Stärke geringer als etwa 1 mm wird. »

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur- Ausbildung einer relativ dünnen Glasschicht in einer Glasformungskammer, die ein Metallschmelzebad enthält, mit einem Bodenaufbau, zwei einander zugewendeten Seitenwänden, einen Glasschmelze-Einlaßaufbau an einem Ende und einem Srhichtglas-Auslaßaufbau am anderen Ende und einem Dachaufbau zur Bestimmung eines I).nenraumes über dem Metallschmelzobad grundsätzlich dadurch, daß Glasschmelze auf die Oberfläche der Metallschmelze in der.i Bad aufgebracht und zur Verteilung über die Oberfläche der Metallschmelze zur Ausbildung einer dünnen Schicht aus Glasschmelze gebracht wird, daß die Glasschmelzeschicht in einer im wesentlichen zu den Seitenwänden parallelen Richtung gestreckt wird, um die Stärke der Glasschraelzschicht zu reduzieren und diese Schicht zum Auslaßaufbau hin vorzubewegen und die verdünnte Glasschmelzschicht abgekühlt wird. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht im wesentlichen darin, daß eine Schützwand in dem erwähnten Innenraum mit Abstand in Abstromrichtung von dem Glasschmelze-Ein- *- laßaufbau vorgesehen wird, die sich in Querrichtung über das Metallschmelzebad erstreckt und einen engen Vertikalspalt zwischen einem unteren Ende der Schützwand und der Oberfläche

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der Metallschmelze in dem Bad bildet, wodurch ein Glasschmelzestau auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßaufbau und der Schützwand gebildet wird und die erwähnte Glasschmelzeschicht wird dadurch gebildet, daß die Glasschmelze zum Ausfließen aus dem Stau durch den engen Vertikalspalt zwischen der Schutzwand und der Metallschmelze gebracht wird. Die dom Gl nsschmolzos 1·ειυ zugewendete Vorderseite der Schützwand sollte mit einer Fase oder Anschrägung versehen sein, die bis zum unteren Ende der Wand reicht, so daß die Oberfläche der Glasschmelze in dem Stau sich an diese Fase oder Abschrägung anlegt und der Vertikalabstand der Fase oder Abschrägung von der Metallschmelzenoberfläche mit zunehmendem Horizontalabstand von dem genannten Einlaßaufbau abnimmt, und die Rückseite der Schützwand sollte bis zum unteren Ende der Wand eine vertikale Fläche besitzen.

Die an der Vorderseite der Schützwand ausgebildete Fase oder Abschrägung läßt die Glasschmelze glatt in den Spalt zwischen der Schutzwand und der Metallschmelzenoberfläche eintreten, ohne an der Vorderseite der Schützwand stillzustehen, und übt einen zunehmenden Widerstand auf die Glasschmelze bei der Abströmung aus. Die Wirkung der vertikalen Rückflache der Schützwand . besteht darin, daß die Richtung einer unvermeidbaren Anziehungskraft in Folge der Affinität der Glasschmelze zu der Schütz- ' wand an der Austrittsstelle in der Glasschmelze senkrecht zur Richtung der auf die Glasschmelzenschicht einwirkenden Streck- und Zugkraft wird, so daß der Vorschub der Glasschmelze nicht unregelmäßig gestört wird, auch wenn die Zugkraft sich nicht gleichmäßig über die gesamte Länge der die Glasschmelzeschicht quer überstreckenden Schützwand ausbildet. Dementsprechend kann die Glasschmelze in e.ine dünne Schicht umgeformt und weiter gestreckt werden, ohne die gleichmäßige Viskosität zu verlieren. Aus diesem Grunde weisen nach diesem Verfahren ausgebildete Glasschichten keine linearen Störungen auf, auch wenn-ihre Stärke geringer als 1 mm ist.

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Bei dem erfindun jsgemüßen Verfahren wird die Verformung der Glasschmelze in >iine dünne Schicht durch Benutzung einer Schutzwand ohne besondere Erhitzung der Glasschmelze erreicht, da festgestellt wurde, daß ein Erhitzen der Glasschmelze an-dieser Stelle zu örtlichen Siedeerscheinungen der Glasschmelze mit Erzeugung von Bläschen in derselben führt, und daß dann, wenn die Erhitzung durch Stromfluß durch die Glasschmelze bewirkt wird, zusätzliche Bläschenbildung in der Glasschmelze entsteht. Dementsprechend wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine dünne Glasschicht ohne Bläschen erzielt.·

Bei der vorliegenden Erfindung ist es sehr günstig, den Innenraum der Glas-Formungskammer in'einen stromauf gelegenen Raum und einem stromab gelegenen Raum durch Einführen einer wärmeisolierenden Wand an einem Abschnitt zu unterteilen, der etwas stromab von der Schützwand liegt, um so einen schmalen Raum zwischen dem unteren Ende dieser wärm«'isolierenden Wand und der Metallschmelze zu lassen und eine Atmosphäre mit ausreichend hoher Temperatur nur in dem stromauf gelegenen Raum aufrechtzuerhalten, während in dem stromab gelegenen Raum eine Atmosphäre mit ausreichend niederer Temperatur aufrechterhalten wird.

Um einen möglichen kleinen Unterschied in der Temperatur der Glasschmelze zwischen in Querrichtung zentralen Bereichen und Seitenbereichen des erwähnten Schmelzenstaus auszugleichen und dadurch dünne Glasschichten mit r.chr gil π.ί chmäßiger Stärke zu erhalten, wird bevorzugt die untere Endfläche der Schützwand so ausgebildet, daß die vertikale Spaltbreite oder Spalthöhe zwischen der unteren Endfläche der Schützwand und der Metallschmelze in dem in Querrichtung zentralen Bereich des Metallschmelzebades am kleinsten und in beiden Seitenbereichen am größten ist.

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Es wirkt sich auch günstig auf die Ebenheit der Glasschicht und auf die Gleichförmigkeit ihrer Stärke aus, wenn eine Wehr-Wand in dem Metallschmelzebad in einem Bereich eingebaut wird, der u mittelbar stromab von der Schutzwand liegt und sich so in Q lerrichtung zum Bad erstreckt, daß nur eine dünne Metallschmslzeschicht über der oberen Endfläche der Wehr-Wand bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schnitt-Seitendarstellung einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbaren Glasformungsvorrichtung, I

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Schützbereiches aus Fig. 1 zur Erklärung einer primären Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 und 6 Darstellungen ähnlich Fig. 4 mit unterschiedlich ausgeführten bekannten Schütz-Klötzen,

Fig. 7 eine geänderte Ausführung des Schützbereiches in der Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenschnittdarsteilung,

Fig. 8 und 9 Rückansichten von unterschiedlich ausgelegten Schützwänden zur Verwendung in der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 10 ein Schaubild zur Erklärung der bevorzugten Form der unteren Endfläche der Schützwand, aus Fig, 9,

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Fig. 11 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Glasbandes von vorne/

Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 11 eines Glasbandes, dessen Stärke unzufriedenstellend ungleichmäßig ist,

Fig. 13 eine Schnitt-Seitenansicht nines IlaupKibaclin-i tt.es einer gegenüber Fig. 1 leicht abgewandelten Glasumformungsvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung einer sehr dünnen Glasschicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 14 eine Draufsicht auf ein Teil der Vorrichtung nach Fig. 13,

Fig. 15 eine vergrößerte Darstellung des Schützbereiches der Vorrichtung nach Fig. 13,

Fig. 16 eine Darstellung ähnlich Fig. 15 mit eingezeichneten Pfeilen der Metallschmelzebewegung, und

Fig. .17 eine Darstellung ähnlich Fig. 15 des geringfügig abgewandelten Schützbereichs der Vorrichtung nach Fig. 13.

In Fig. 1 ist eine Glasform>cammer 10 für das Schwimmverfahren dargestellt, in der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Glasschicht ausgebildet wird, über einen Zuführkanal 12 ist diese Glasformkammer 10 mit einem (nicht dargestellten) Glasschraelzund-Reinigungsofen verbunden. In der Kammer 10 wird durch eine hitzebeständige Grundplatte oder Bodenplatte 18, zwei sich in Längsrichtung erstreckende hit zebeständige Seitenwände 20 (Fig. 2) und eine Abdichtungs- oder Abschlußplatte am Einlaßende ein mit geschmolzenem Metall 25, z.B. Zinn oder eine Zinnlegierung, gefülltes Metallschmelzebad 16 gebildet. Der Glaseinlaß zu dem Metallschmelzebad 16 wird durch

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eine hitzebeständige Lippenplatte 26 und. einen Steuerschlitz 28 aus einem hitzebeständigem Material in bekannter Weise gebildet.

Tn Fig. 2 sind Craph.it klotze 24 dargestellt, die Eckbereiche am Einlaßende des Metallschmelzebades 16 einnehmen. In einigem Abstand vom Einlaßende überquert eine wärmeisolierende Wand 30 den Raum zwischen d m beiden Seitenwänden 20 so, daß das untere Ende dieser Wand 30 sich etwas über der Oberfläche der Metallschmelze 25 befindet. Der Dachaufbau der Kammer zwischen dem Einlaßende und der wärmeisolierten Wand 30 besteht aus einem oder mehreren flachen Bogen bzw. Bögen 32, die eine relativ weit oben gelegene Decke ergeben, während der Dachaufbau 34 in einem Bereich, der in Strömungsrichtung nach der Wand 30 liegt, näher an dem Boden 18 der Kammer angebracht ist.

Tn Strömungsrichtung vor dor wärmeisolierenden Wand 30 ist, dieser benachbart, eine wärineisolierende Hilfswand 31 vorgesehen, die ebenfalls den Zwischenraum zwischen beiden Seitenwänden 20 überspannt, jedoch noch einen beträchtlich großen Spalt zwischen ihrer Unterseite und der Metallschmelzenoberfläche läßt. An dieser Hilfswand 31 ist eine Schützwand 36 in Form einer vertikalen Wand befestigt. Die Schützwand 36 erstreckt sich quer zum Metallschmelzebad 16, endet·jedoch, wie Fig. 2 zeigt, mit etwas Abstand von den beiden Seitenwänden 20. Zwischen dem unteren Abschluß der Schützwand 36 und der Oberfläche der Metallschmelze 25 ist nur ein sehr geringer Spalt. Wenn deshalb geschmolzenes Glas 15 in das Metallschmelzebad 16 eingeführt wird und sich als abwärts fließender Strom über die Oborflache der Lippenplatte 26 mit einer Strömungsrate ergießt, die durch die Vertikalstellung des Steuerschützes 28 bestimmt wird, bildet sich ein Stau 40 aus Glasschmelze auf der Metallschmelze 25 zwischen den Seitenwänden 20, der Abdicht-Platte 22 und der Schützwand 36,

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wenn auch die Glasschmelze allinähl ich und kontinuierlich aus diesem Stau 40 durch den Spalt, zwischen der Schütz-Wand 36 und der Metallschmelze 25 sowie den seitlichen Spalten 52 zwischen cer Schutzwand 36 und den Seitenwänden 20 ausfließenkann.

Damit unterteilen die wärmeisolierende Wand 30 und die Schützwand 36 den Innenraum der Glasformungskaminer 10 in einen stromaufwärts gelegenen Raum 42 und einen stromabwärts gelegenen Raum 44. Im stromaufwärts gelegenen Raum 42 befinden sich mit ausreichendem /\bstand über dem Glasschmelzestau 40 Heizelemente 46, durch die die Gasatmosphäre in diesem Raum 42 so weit aufgeheizt wird, daß eine unerwünschte Absenkung der Temperatur der Glasschmelze AO durch die natürliche Wärmeabstrahlung verhindert wird. Im stromabwärts gelegenen Raum AA befindet sich ein Kühler 48, um die Gasatmosphäre in diesem Raum 44 abzukihlen. Um eine nichtoxidierende Gasatmosphäre in der Glasformungskammer 10 aufrechtzuerhalten und dadurch eine Oxidation der Metallschmelze 25 zu verhindern, wird ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff kontinuierlich in den stromab gelegenen Raum über Gaszuleitungen 54 im Dachaufbau 34 eingeführt. Das Auslaßende der Kammer 10 j st "locker" durch Vorhänge 56 aus Asbestr-Gewebe odor dergleichen abgedichtet. Durch die kontinuierliche Einführung des Gasgemisches ergibt sich im stromab gelegenen Raum 44 ein leicht gegenüber der Umgebung erhöhter Innendruck, und ein Teil des Gasgemisches tritt durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schutzwand 36 und den Seitenwänden 20 in den stromauf gelegenen Raum 42 ein, während ein anderer Anteil des Gasgemisches durch die zwischen den Vorhängen 56 und dem in der Kammer 10 ausgebildeten Glasband 60 bestehenden Spalte, ausfließt, und ebenso durch die Spalte zwischen dem Glasband 60 und den Bauteilen des Metallschmelzebades 16.

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Der hitzebeständige Boden 18 besitzt einen relativ abgesenkten Abschnitt 17, der sich vom Einlaßende bis etwa unter die wärmeisolierende Wand 30 erstreckt, und einen relativ flachen Bereich 19, der sich in Auslaßrichtung anschließt, um eine Konvektion der Metallschmelze 25 zu unterdrücken, die durch die Glasschmelze an der Metallschmelze abgegebene Wärme erzeugt wird. Es ist jedoch auch möglich, gemäß Fig. 13 ein Metallschmelzebad mit gleichförmiger Tiefe zu verwenden, wenn die Zuführrate von Glasschmelze 15 pro Zeiteinheit richtig gesteuert und/oder eine andere Einrichtung zur Unterdrückung der Konvektion benutzt wird.

Da Glasschmelze 15 kontinuierlich dem Glasschmelzestau zugeführt wird, fließt die in dem Stau 40 enthaltene Glasschmelze allmählich in Strömungsrichtung ab, und zwar größtenteils durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 3 6 und der Oberfläche der Metallschmelze 25, teilweise jedoch auch durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schützwand 36 und den Seitenwänden 20. Beim Durchtritt durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 bildet die Glasschmelze eine dünne Schicht oder ein' dünnes Band 60, das auf der Metallschmelze 25 schwimmt. Durch die Wirkung von angetriebenen Aushebewalzen 62, die außerhalb einer am Auslaßende des Metallschmelzebades 16 angeformten Auslnßlippo 58 angeordnet sind, und auch durch die Einwirkung von (nicht dargestellten) dahinter angebrachten Förderwalzen, wird eine Zugkraft auf das Glasband 60 ausgeübt. Deshalb wird das Glasband 60 gestreckt und schreitet längs der Oberfläche der Glasschmelze 25 zum Auslaßende des Metallschmelzebades hin fort. Bei dieser Wanderung des Glasbandes 60 wird dieses allmählich abgekühlt und es ergibt sich eine dimensionsstabiles Band noch vor der Ankunft an der Austrittslippe 58. Damit wird die Endstärke des Glasbandes 60 nicht direkt durch die Vertikalhöhe

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des Spaltes zw:I ischon cU>r Schutzwand 3(. und der Oberfläche der Metallschmelze 25 bestimmt. Die Endstärke hängt auch von anderen Faktoren, wie der Viskosität der Glasschmelze, der Größe der erwähnten Zugkraft und der Vorschubgeschwindigkeit des Glasbandes 60 ab.

Da' ein kleiner Anteil der Glasschmelze im Stau 40 durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schützwand 36 und den Seitenwänden 20 ausströmt, ohne den engen Spalt zwischen der Wand 36 und der Metallschmelze 25 durchlaufen zu haben, besitzt das Glasband 60 gemäß Fig. 2 seitliche Grenzbereiche 61 mit beträchtlich größerer Stärke als die des ebenen Hauptbereiches. Dementsprechend kann die Glasformungskammer 10 wahlweise mit Obenrollen oder Seitenrollen 64 ausgerüstet werden, die an den seitlichen Grenzbereichen 61 des" Glasbandes 60 von oben her angreifen, um ein seitliches Zusammenziehen des Glasbandes 60 zu unterdrücken.

Die Form des unteren Endabschnittes der Schützwand 36 mit ihrer besonderen Bedeutung für die Erfindung wird run anhand der Fig. 4 besprochen. Wie sich aus der bisherigen Beschreibung und den Figuren 1 bis 3 ergibt, ist nur der untere Endabschnitt der Schutzwand 36 mit der Glasschmelze im Glasschmelzestau in Berührung. Entsprechend ist die Gestaltung des restlichen oberen Abschnittes der Schützwand 36 unwichtig. An der dom Glasschmelzestau 40 zugewendeten Vorderseite besitzt die Schutzwand 36 in dem oberen Abschnitt eine vertikale ebene Fläche, aber, wie gesagt, kann dieser Abschnitt auf jede übliche Weise gestaltet werden.

Der untere Endabschnitt der Vorderseite ist mit einer Fase oder einer verjüngten Fläche 36b so ausgebildet, daß die Oberfläche 41 der Glasschmelze vom Stau 40 her immer an dieser sich verjüngenden Fläche 36banliegt; der Vertikalabstand zwischen dieser Fasnn- odor sich verjüngenden lMfiche 36b und

der Oberfläche der Metallschmelze 25 wird mit zunehmendem Horizontalabstand vom Einlaßende des Metallschmelzebades 16 immer geringer. Mit anderen Worten, die durch den Spalt zwischen der Unterseite der Schützwand 36 u id der Metallschmelze 25 fließende Glasschmelze erfährt einen wachsenden Widerstand durch die Schutzwand 36 bei fortschreitender Abströmung. An der stromabwärts gelegenen Rückseite besitzt der untere Endabschnitt der Schützwand 36 eine vertikal gerichtete ebene Fläche 36c, die mit der Unterkante der Schützwand 36 abschließt. Die Unterkante 36d der Schützwand 36 ist allgemein horizontal gestaltet in dem Bereich zwischen der Fase 36b und der vertikalen Fläche 36c, jedoch ist die Breite dieser ebenen Fläche 36d nicht entscheidend. Der Horizontalabstand zwischen der Fase 36b und der vertikalen Endfläche 36c kann ohne weiteres so verringert werden, daß die Fase fast bis zu einer scharfen Kante reicht.

Die eben beschriebene Ausgestaltung des unteren Endabschnittes der Schützwand 3 6 wurde auf Grundlage der Feststellung entworfen, daß das Auftreten von linearen Störungen oder Verwerfungen an dünnen Glasschichten, die nach dem in der bereits genannten JP-OS 54(1979)-31012 beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, von der Form der Schützwand oder des Schützklotzes hervorgerufen werden. Es wurde auch nachgewiesen, daß die in den so erzeugten dünnen Glasschichten auftretenden Bläschen infolge des Erhitzungsvorganges der durch den Formspalt tretenden Glasschmelze entstehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb die Glasschmelze aus dem Stau 40 nicht besonders erhitzt, bevor oder während sie durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 hindurchtritt.

Zum Vergleich sind in Fig. 5 und 6 zwei in der genannten JP-OS empfohlene Ausgestaltungen einer Schützwand 66 in vergleichbarer Darstellung zu Fig. 4 gezeigt-..

Jn Fig. 5 weist der untere Endabschnitt einer Schützwand 66 an der vorderen, dem Glasschmelzestau 4OA zugewendeten Seite

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eine vertikale Fläche 66a auf, während eine gefaste (und leicht gekrümmte) Fläche 66b sich vom unteren Ende der vertikalen Fläche 66a zur rückseitigen vertikalen Fläche 66c so erstreckt, daß der Vertikalabstand zwischen der leicht gekrümmten Unterfläche 66b und der Oberfläche der Metallschmelze 25 zunehmend mit anwachsendem Horizontalabstand vom Einlaßende des Metallschmelzebades 16 größer wird. In diesem Falle erreicht die Oberfläche 41A des Glasschmelzestaus 4OA die vordere vertikale Fläche 66a der Schützwand 66 und legt sich an diese an. Aus diesem Grund fließt ein Anteil der Glasschmelze in der Nähe der Stauoberfläche 4IA nicht glatt in den Spalt zwischen der Wand 66 und der Metal schmelze 25 hinein, sondei'n staut sich längs der vorderen Veriikalflache 66a der Wand 66, wie es durch die Pfeile 71 und 73 dargestellt ist, und bildet an der Benetzungslinie der Glasschmelze längs der Vorderfläche 66a der Wand 66 eine Anhebunq 70 aus. ΓηΓο1<]ο dit-Hcvr liVMchc I nuny I)IoUiL der olu>re Anteil der Glasschmelze länger im Stau 40A als der untere Anteil, und das durch den Spalt zwischen der Schützwand 66 und der Metallschmelze 25 fließende Glas erhält eine ungleichförmige Viskosität... Wenn das entstehende Glasband 6OA gestreckt wird bei der Umwandlung in eine dünne Glasschicht, entsteht durch diese Üngleichförmigkejten der Viskosität der Glasschmelze die bekannte Erscheinung von linearen Störungen.

In Fig. 6 ist der untere Abschnitt der bekannten Schützwand. zu einer abgerundeten und sanft geneigten Fläche 66d ausgebildet. An der (stromabwärts-seitigen) Rückseite dieser Schützwand 66 ist eine Art Fortsatz 66e ausgebildet, an dem die abgerundete Fläche 66d mit einer scharfen Kante 75 endet. Wegen der abgerundeten und sanft geneigten Form der unteren Endfläche 66d wird die Möglichkeit eines Rückstaus oder einer Bremswirkung auf einen oberen Abschnitt der Glasschmelze 40A verringert, die zur Ausbildung einer Randanhebung an der Vorderseite der Schützwand 66 führen würde, aber dennoch legt sich die Oberfläche 41A der Glasschmelze 4OA an die vertikale Fläche 66a auch in diesem Fall an. Trotzdem ergeben sich bei einer mit dieser Ausführung der

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Schützwand 66 hergestellten dünnen Glasschicht lineare Störungen. Das hat vermutlich zwei Gründe. Erstens tritt eine ungleichmäßige Streckung des Glasbandes 6OA infolge des Fortsatzes 66e an der Schützwand 66 auf. In diesem Fall verteilt sich die Reaktionskraft auf die Zugkraft, die auf die obere und untere Fläche des Glasbandes 60A ausgeübt wird, nicht gleichmäßig über die Berührungsfläche zwischen der Glasschmelze und der Schutzwand 66, sondern konzentriert sich beträchtlich an der scharfen Kante 75 des Fortsatzes 66e. Das Glasband 60A wird tatsächlich unmittelbar nach der Abtrennung von der Schützwand 66 an der Kante 75 gestreckt und insbesondere tritt eine große Streckung des Glasbandes 60A an der oberen Fläche auf, die sich von der Kante 75 der Schützwand 66 ablöst. Eine derartige lokal verstärkte Streckung führt zu linearen Störungen in einem Oberflächenbereich der so erzeugten Glasschicht.

Als zweiter Grund erscheint die Einwirkung einer Anziehungskraft infolge der Affinität der Glasschmelze an der Schützwand 66, die in ungünstiger Richtung auf das Glasband 6OA einwirkt. Wegen der scharfen Kante 75 des Fortsatzes 66e der Schützwand 66 besitzt die durch den Pfeil A dargestellte Anziehungskraft eine Komponente, die der Hauptrichtungs-Zugkraft F beim Strecken des Glasbandes 6OA entgegenwirkt. Deswegen gibt eine geringe Ungleichmäßigkeit der Verteilung der Anziehungskraft über die Querrichtung des Glasbandes 6OA eine Vergrößerung der Ungleichmäßigkeit der Streckkraft, und infolge dessen bilden sich dadurch lineare Störungen an der gebildeten Glasschicht aus. Weiter ergibt die umgekehrt zur Streckkraft wirkende Anziehungskraft ein Zurückbleiben von Teilen der Glasschmelze an den Oberflächen des Fortsatzes 66e der Schützwand 66 und damit einen weiteren Grund für die linearen Störungen der ausgebildeten Glasschicht. .

Demgegenüber läßt die in Fig. 4 dargestellte Fasen- oder sich verjüngende Fläche 36b der Schützwand 36 nach der Erfindung die Glasschmelze in dem Stau 40 glatt oder sanft in den Spalt zwischen dem unteren Ende dieser Wand 36 und der Metallschmelze 25 hineinfließen. Dementsprechend bewegt sich auch ein oberer

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Abschnitt der Glasschmelze im Stau 40 in Richtung des Pfeiles 77 glatt und sanft und es gibt kaum Tendenzen, an der Fläche der Schützwand 36 zurückzubleiben oder zu stagnieren. Einen zusätzlichen Vorteil bildet die Fase 36b noch insoweit, als ilie Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze bei Annäherung an das abstromseitige Ende des Spaltes zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 ansteigt, so daß sich ein beträchtlicher Viskos.i tiätswiderstand der Glasschmelze ergibt, der als Reaktionskraft gegen die auf das Glasband 60 einwirkende Streckkraft wirkt. Dadurch wird die Konzentration der Reaktionskraft an der Kante zwischen der vertikalen Fläche 36c der Wand 36 und der Oberfläche der Glasschmelze aufgelöst. Es ist in diesem Fall unnötig, das Glasband 60 unmittelbar in Abstromrichtung hinter der Schützwand sehr zu strecken, da die Stärke des Glases am abstromseitigen Ende des Spaltes zwischen der Wand 36 und der Metallschmelze 25 bereits sehr gering ist.

Die Berührung der Glasschmelze mit der Schützwand 36 reißt an der unteren Kante der hinteren Vertikalfäche 36c der Wand 36 ab. Deswegen wirkt die infolge der AffiniLät der Glasschmelze zur Wand 36 entstehende Anziehungskraft A auf das Glasband 60 nur in einer senkrecht zur Hauptrichtung F der Streckkraft stehenden Richtung ein. Das bedeutet, daß die ungleichmäßige Verteilung der Anziehungskraft A über die Breite des Glasbandes 60. keinen oder nur einen verschwindend geringen Einfluß auf die Gleichförmigkeit der Streckkraft F besitzt. Es besteht daneben keine Möglichkeit, daß Glasschmelze längs der Rückfläche 36c der Schützwand 36 infolge der Anziehungskraft A hängenbleibt oder stagniert. Aus diesen Gründen ist eine erfindungsgemäß durch Verwendung der Schützwand 36 in der beschriebenen Form hergestellte dünne Glasschicht im wesentlichen frei von linearen Störungen.

Als Material für die Schützwand 36 wird bevorzugt ein hitzebeständiges Material eingesetzt, das durch die Glasschmelze nicht so gut benetzt wird, z.B. Graphit oder Bornitrid, im Hinblick auf das Hängenbleiben von Glasschmelze längs irgendeiner Fläche der Wand 36.

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Mit Hinblick auf das Entstehen einer Anzahl von Bläschen in einer dünnen Glasschicht, die nach dem bekannten Verfahren hergestellt wurde, wurde bestätigt, daß die Grundursache für dieses Phänomen die Widerstandsheizung der Glasschmelze im Spaltbereich ist. Obwohl der Mechanismus der Blasenbildung noch nicht vollständig aufgeklärt ist, sind doch zwei-naheliegende Gründe zu nennen.

Erstens wird durch einen Strom mit hohor Stromdichte in dem Materialklotz, der die Schützwand bildet und der gleichzeitig als Elektrode benutzt wird, eine allmähliche Diffusion des Wandmaterials in die Glasschmelze durch die Elektromigration in der Wand bewirkt, und das diffundierte Material reagiert mit der Glasschmelze unter Erzeugung eines gasförmigen Zersetzungsproduktes, das die Bläschen in der Glasschmelze verursacht. Wenn beispielsweise Kohlenstoff als Material für die Schützwand dient und ein Strom von 200 A bei einer Spannung von 25 V kontinuierlich in die Glasschmelze geschickt wird, werden die in Berührung mit der Glasschmelze stehenden Oberflächen des Graphitblockes schon nach wenigen Stunden rauh und wellig. Es tritt bei einer derartigen Erosion des Graphitblockes dauernde Bläschenbildung in der Glasschmelze auf. Daneben ergibt eine derartige Aufrauhung der Graphitflächen ein häufiges Auftreten von beträchtlichen linearen Störungen in der erhaltenen Glasschicht. Um eine solche Erosion eines Schützblockes vollständig zu verhindern, ergibt sich die Notwendigkeit, eine Hochfrequenz-Leistungsversorgung einzusetzen, durch die die Gleichstromkomponente vollständig unterdrückt werden kann, jedoch wird diese Art der Heizung als unwirtschaftlich angesehen.

Zweitens ist eine ungleichmäßige Stromdichte in der Glasschmelze bei elektrischer Widerstandsheizung so gut wie unvermeidbar und demzufolge wird die Glasschmelze ungleichförmig erhitzt. Wenn Glasschmelze durch einen Kanal von dem Glasschmelzofen zu dem Metallschmelzbad geführt wird, wird unvermeidbar die Glasschmelze in den seitlichen Grenzbereichen abgekühlt, die längs der Seitenwände des Kanals fließen, da die Außenflächen der Seitenwände

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der Umgebungsluft ausgesetzt sind. Ks tritt deswegen immer ^ ein Temperaturgradient in der Glasschmelze vor der Schutzwand auf in Querrichtung zur Glasschmelzenströmung. Das bedeutet, daß die Temperatur der Glasschmelze im Zentralbereich am höchsten ist und zu den boiden Seiten leicht abnimmt. Wenn nun ein elektrischer Strom durch die Glasschmelze mit einem solchen Temperaturgradienten geschickt wird, wird die Stromdichte im Zentralbereich mit der höchsten Glastemperatur am größten, da der elektrische Widerstand der Glasschmelze mit ansteigender Temperatur abnimmt. Damit wird der Temperaturunterschied zwischen dem.Zentralbereich und den Seitenbereichen der Glasschmelze noch vergrößert. Demzufolge wird die Glasschmelze im Zentralboreich unnötig hoch erhitzt, bir. sie siedoartige Erscheinungen mit Erzeugung von Bläschen zeigt. Andererseits wird die Glasschmelze in den seitlichen Randbereichen kaum bis zur gewünschten Temperatur aufgeheizt, insbesondere, wenn die Temperatur im Hinblick auf den Zentralbereich des Staus der Glasschmelze geregelt wird. Da es schwierig ist, aus Glasschmelze mit zu niedriger Temperatur Glasschichten von annehmbarer Qualität zu erhalten, wirkt sich die Anwesenheit eines merklichen Temperaturgradienten in der Glasschmelze ungünstig auch vom Produktivitätsstandpunkt aus.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht nicht die "Absicht, die Glasschmelze 40 in der Nähe der Schützwand 36 zu erhitzen, und die Schützwand 36 ist deswegen auch nicht mit Heizeinrichtungen versehen. Jedoch wird im stromaufseitigen Raum 42 über dem Glasschmelzestau 40 eine ausreichend hohe Temperatur durch die Heizelemente 46 aufrechterhalten. Die wärmeisolierende Wand 30 und die Schützwand 36 dienen als wirksame Unterteilung zwischen dem stromaufseitigen Raum 42 und dem stromabseitigen Raum 44, in dem der Kühler 48 vorgesehen ist, so daß eine Atmosphäre mit erwünschter und fast gleichmäßig hoher Temperatur im stromaufseitigen Raum 42 leicht sichergestellt werden kann.

» 4 κ

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Dabei sollten die Heizelemente 46 ausreichend weit von der Schutzwand 36 entfernt sein, so daß diese nicht zwangsweise aufgeheizt wird. Dabei sollten auch die Vertikalabstände der Heizelemente 46 von dem Glasschmelzestau 40 ausreichend groß sein, da sonst die Glasschmelze möglicherweise einen merklichen Temperaturgradienten in Querrichtung zur Strömung zeigt und ohne Ausgleich des Temperaturgradienten durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 hindurchtritt.

In dem stromabseitigcin Raum 4 4 wird e:ine Atmosphäre mit relativ niedriger Temperai ur durch den Betrieb des Kühlers 48 aufrechterhalten. Der Kiihlor sollte dabei so ausgelegt und angeordnet werden, daß eine ausreichend kühle Gasatmosphäre an der Schützwand 36 ankommt, die die hintere Vertikalfläche 36c dieser Wand 36 wirksam kühlt. Das bedeutet, daß der Kühler 48 vorzugsweise dicht an der Schützwand 36 angeordnet wird, wenn es auch nicht notwendig ist, den Kühler 48 in Höhe des unteren Endes der Schützwand 36 anzubringen, da die kühle Gasatmosphäre sich von selbst' nach unten bewegt. Die Abkühlung der Vertikalfläche 36c führt zu einer geringeren Benetzung der Wandfläche 36c mit der durch den Spalt zwischen der Wand 36 und der Metallschmelze 25 hindurchflioßenden Glasschmelze, und verhindert damit, daß die Glasschmelze eine Anhebung (Randmeniskus) längs der Rückfläche 36c bildet. Zusammengefaßt ist die Kühlung bei der Erzielung einer dünnen, störungsfreien Glasschicht sehr wichtig.

Grundsätzlich wird ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff durch die Gasleitungen 54 in den· stromabseitigen Raum in erster Linie deshalb eingeleitet, damit eine Oxidation der Metallschmelze 25 verhindert wird. Daneben trägt dieses Gasgemisch auch noch dazu bei, eine Atmosphäre mit niedriger Temperatur in diesem Raum 44 zu halten. Daneben fließt ein Teil dieses Gasgemisches zu dom stromaufseitigen Raum 42 hin und kühlt die vertikale Rückfläche 36c der Schützwand 36, bevor das Gas durch die Lücken 52 zwischen der Schützwand 36 und den seitlichen hitzebeständigen Wänden 20 in den stromaufseitigen

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Raum 42 gelangt, wobei zusätzlich die relativ starken seitlichen Grenzbereiche 61 des Glasbandes 60 abgekühlt werden. Durch rasches Abkühlen der seitlichen Grenzbereiche 61 kann die vorhandene Tendenz des in seiner Stärke reduzierten, gestreckten Glasbandes 60, wieder die Gleichgewichtsstärke erreichen (ein Phänomen, das normalerweise als Rückschwimmen (refloating) bezeichnet wird) wirksam unterdrückt werden.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die wärmeisolierende Hilfswand 31 vorzusehen. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann wahlweise die Schützwand 36 direkt an die wärmeisolierende Wand 31 unter Weglassen der wärmeisolierenden Hilfswand angefügt werden. Es ist auf alle Fälle nicht vorteilhaft, einen unnötig großen Flächenbereich der vertikalen Rückfläche 36c der Schützwand 36 durch die wärmeisolierende Wand 30 oder die'wärmeisolierende Hilfswand 31 zu bedecken, und zwar vom Standpunkt der wirksamen Kühlung dieser Rückfläche 36c aus.

Ausführungsbeispiel

Eine in einem üblichen Glasschmelz- und Reinigungsofen präparierte Glasschmelze 15 wurde kontinuierlich auf ein Metallschmelzbad 16 in der Glasformungskammer 10 über den Kanal zugeführt. Die Metallschmelze bestand dabei aus Zinn. Der Steuerschütz 28 wurde dabei so weit geöffnet, daß die Zuführungsrate der Glasschmelze 15 konstant 1000 kg/h betrug. In dem Stau 40 betrug die Temperatur der Glasschmelze 1150 C, und die

4 Viskosität betrug 2 kPa s (= 2 χ 10 P). Die Temperatur der Glasschmelze in dem Stau 40 wurde durch die Heizelemente 46 über den Stau 40 gesteuert, und gleichfalls wurde die Temperatur der Glasschmelze 15 im Kanal 12 beeinflußt. Durch die Aushebewalzen 62 wurde eine Zugkraft auf die Schmelzglasschicht aufgebracht, die durch das allmähliche Fließen der Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den engen Spalt zwischen der unteren Endfläche 36d der Schützwand 36 und der Oberfläche der Metallschmelze '25 gebildet wurde, und die Glasschmelzenschicht wurde in Längsrichtung des Metallschmelzenbades 16 während ihrer

Bewegung von der Schützwand 36 zur Austrittslippe 58 gestreckt, so daß sich ein dünnes Glasband 60 ausbildete.'Der Kühler 48 wurde so betrieben, daß das Glasband 60 und die vertikale Rückfläche 36c der Schützwand 36 gekühlt wurde, und in den stromabseitigen Raum 44 wurde ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff kontinuierlich eingeleitet.

Die Aushebewalzen 62 wurden so gesteuert, daß das Glasband 60 mit einer Geschwindigkeit von 4,2 m/min vorgeschoben wurde.

Das unter diesen Betriebsbedingungen kontinuierlich ausgebildete Glasband 60 erreichte eine Stärke von 0,4 mm, und es ergaben sich keine sichtbaren Deffekte wie lineare Störungen oder Bläschen in diesem Glasband.

Bei der bisherigen Beschreibung wurde die untere Endfläche 36d der Schützwand 36 als eben und parallel zur Oberfläche der Metallschmelze 25 angenommen. Bevorzugterweise wird jedoch diese Endfläche 36d so verjüngt oder gekrümmt ausgeführt, daß der Vertikalabstand der Endfläche 36d von der Oberfläche der Metallschmelze 25 im Zentralbereich des Metallschmelzebades 16 am geringsten und in den beiden Seitenbereichen am größten ist. Der Grund liegt darin, daß das erfindungsgemäß hergestellte dünne Glasband 60 eine ungleichmäßige Stärke, wenn auch nur sehr geringfügig, bekommt, wenn die untere Endfläche 36d der Schützwand 36 vollständig eben ausgeführt wird. Insbesondere wird die Stärke des Glasbandes im mittleren Zentralbereich etwas größer als die Stärke in den Seitenbereichen in der Nähe der Seitenrandbereiche 61.

Fig. 3 2 zeigt, etwas übertrieben dargestellt, ein Glasband 6OB mit einem solchen Stärkeverlauf.

Die Hauptursache für die eben beschriebene Üngleichförmigkeit der Glasbandstärke besteht darin, daß die Temperatur der Glasschmelze in den Seitenbereichen des Si.aus 40 geringfügig unter der Glasschmelzentemperatur im Zentralbereich des Staus 40 liegt.

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„ ., „

Wenn die Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den Spalt zwischen der unteren Endfläche 3 6d der Schutzwand 36 und der Metallschmelze 25 herausfließt, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze in dem in Querrichtung gesehen zentralen Bereich des Spaltes höher als in den seitlichen Bereichen, so daß die abstromseitig von der Schützwand 36 aus gebildete Glasschicht dazu tendiert, im Mittelbereich eine maximale Stärke einzunehmen. Dazu kommt, daß die Wirkung der in Längsrichtung ausgeübten Streckkraft auf die noch nicht verfestigte Glasschicht die Seitenbereiche der Glasschicht in Querrichtung zum Zentralbereich hin zieht.

Im Hinblick auf die ungleichförmige Stärke des Glasbandes wurde überlegt, daß es möglich sein müßte, dieses Problem dadurch zu lösen, daß die untere Endfläche 36c der Schützwand 36 so geformt wird, daß die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit des Glasflusses durch den Spalt zwischen dieser Endfläche und der Metallschmelze 25 im Bad 16 über die gesamte Spaltbreite gleichförmig wird, und diese Idee wurde experimentell als richtig erwiesen.

Fig. 8 zeigt die Ausbildung eines unteren Endabschnittes einer Schützwand 36A von der Abstromseite in Längsrichtung

aus,

des Schmelzmetallbades in Fig. 1/als relativ einfache Ausführung des Grundgedankens. Die untere Endfläche dieser Schützwand 36A ist in einen horizontalen ebenen Flächenbereich 81 unterteilt, der nur einen relativ schmalen Zentralbereich einnimmt, und zwei sich verjüngende oder geschrägte Flächen 83, die jeweils von den Seitenkanten der horizontalen Fläche 81 bis zu den Endkanten der Schützwand 36A in beiden Richtungen reichen. Jede Seitenfläche 83 ist so geneigt, daß der Vertikalabstand zwischen dieser Fläche 83 und der die Zentralfläche 81 enthaltenden horizontalen Ebene mit dem horizontalen Abstand von der Mitte der Wand 36A zunimmt. Es ist leicht zu verstehen, daß es wichtig ist, die beiden geneigten Flächen 83 symmetrisch zu einer vertikalen Ebene auszuführen.

3H2567;

w m m .

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die durch die Mittelachse der Schutzwand 36A in Längsrichtung des Metallschmelzenbades 16 geht. Die Verwendung dieser Schutzwand 36A erbringt eine beträchtliche Verbesserung bei der gleichmäßigen Stärke des ausgebildeten Glasbandes.

Eine weitere Ausführung der Schützwand 36B nach Fig. 9 hat sich als noch vorteilhafter erwiesen. Diese Schützwand 36B ist mit einer sanft gekrümmten konvexen unteren Fläche 85 über die Gesamtlänge der Wand versehen. Diese Endfläche 85 ist so gekrümmt, daß der Vertikalabstand dieser Fläche von der Oberfläche der Metallschmelze in der Mitte (in Querrichtung gesehen) der Schützwand 36B wird und allmählich zu den -Seiten der Wand 36B zunimmt. Die Krümmung dieser Fläche (d.h. der Krümmungsradius der Kurve an der Unterkante der vertikalen Rückfläche 36C der Wand 36B) kann im Zentralbereich und in den Randbereichen unterschiedlich sein, es ist jedoch leichter durchzuführen und wird auch so verwendet, eine gleichmäßige Krümmung über die gesamte Länge der Wand 36B anzubringen. Jedenfalls sollte die gekrümmte Endfläche 85 symmetrisch zu einer vertikale^ durch die Zentralquorachse der Schutzwand 36B gehenden Ebene sein. Durch Verwendung dieser Schützwand 36B bei dem erfindungsgemaßen Verfahren ist es möglich, ein Glasband 60 mit sehr gleichmäßiger Stärke zu erzeugen, wie es schematisch in Fig. 11 dargestellt ist, und zwar auch dann, wenn die Stärke des Glasbandes 60 beträchtlich unter 1 mm liegt.

Bevorzugterweise wird die Krümmung oder die Formung der gekrümmten unteren Endfläche 85 der Schützwand 3 6B auf folgende Weise bestimmt:

In Fig. 10 stellt die Kurve 85A die untere Kante der Schutzwand 36B im vertikalem Längsschnitt dar, so daß die Form der gekrümmten unteren Endfläche 85 durch geometrische oder algebraische Bestimmung dieser Kurve 85A gebildet v/erden kann. Eine horizontale

3H2567 i"~y> ·: -"ζ.\> Ί

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gerade Linie erstreckt sich parallel zur Längsachse der
Schützwand 36B und damit quer zum Metallschmelzbad 16;
diese Linie bildet eine Tangente an die Unterkante der
Wand 36B in der Mitte O. Diese gerade Linie wird als die.
X-Achse in Fig. 10 verwendet, und eine vertikale gerade
Linie, die die X-Achse im Zentrum 0 schneidet, wird als
Y-Achse verwendet. Bei dieser Definition wird bevorzugterweise für die Kurve 85A eine Kurve \erwendet, die durch
die Gleichung
η

X = k]x
verwendet, wobei

3 χ io"¹¹^k^3 χ 1O^-"⁴,

j ^und
0,3i6k χ 1Ο²'^{5 η}ίέ 1 ,5.

Es wurde experimentell bestätigt, daß die Verwendung einer Schützwand 36B mit einer derartigen Krümmung der unteren
Endfläche 85 die Herstellung einer dünnen Glasschicht ermöglicht, die eine extrem hohe Gleichförmigkeit der Stärke über die Gesamtbreite der Glasschicht aufweist, und daß
eine derartige Krümmung der unteren Endfläche 85 besonders geeignet ist, wenn die Viskosität der Glasschmelze im Stau 40 sich im Bereich von 0,1 bis 10 kPa s (10 bis 10 P)
befindet, bei einer Breite der Glasschicht im Bereich von
etwa 15 cm bis 100 cm.

In Fig. 13 bis 15 ist gezeigt, daß vorzugsweise eine Wehr-Wand 88 in das Metallschmelzbad 16 an einem Abschnitt eingefügt wird, der unmittelbar in AbsU einrichtung hinter der Schützwand 36 liegt, insbesondere bei der Herstellung sehr dünner Glasschichten mit einer Stärke von etwa 0,2 mm oder kleiner.

Hauptsächlich wird diese Wehr-Wand 88 deswegen eingesetzt, um die Übertragung von Metallschmelze 25 aus dem stromauf-

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seitigen Bereich direkt unter dem Glasschraelzenstau 40 in den weiteren Bereich stromabseitig von der Wehr-Wand 88 gering zu halten. Wenn ein Glasband 60 mit der erwünschten Stärke durch Aufbringen einer Streckkraft auf eine Glasschmelzenschicht gebildet wird, die sich durch eine Strömung von Glasschmelze durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 ergibt, ist es, wie bereits erwähnt, wichtig, das Glasband rasch auf eine Temperatur abzukühlen, bei der das Glas nicht mehr zähflüssig ist, um dadurch zu verhindern, daß das Glasband seine Gleichgewichtsstärke wieder einnimmt. Es ist deswegen ungünstig, wenn die Metallschmelze 25, auf der das Glasband schwimmt, eine unnötig hohe Temperatur besitzt. Die Metallschmelze direkt unter dem Glasschmelzenstau 40 erhöht jedoch ihre Temperatur durch Wärmeableitung von der Glasschmelze, und ein beträchtlicher Anteil der übermäßig erwärmten Metallschmelze fließt, wenn keine Wehr-Wand 88 vorgesehen ist, in den stromabseitigen Bereich, in welchem das Glasband gebildet wird. Diese Erscheinung wirkt sich ungünstig auf die Abkühlung des Glasbandes aus und erzeugt manchmal Glasband mit ungleichmäßiger Stärke. Dazu neigt das Glasband dazu, sich zu werfen wegen des erhöhten Temperaturunterschiedes zwischen der einer kühlen Atmosphäre ausgesetzten oberen Fläche und der mit der Metallschmelze von hoher Temperatur in Berührung stehenden unteren Fläche. Tatsächlich sind derartige ungünstige Einflüsse der Verschleppung der erhitzten Metallschmelze aus dem stromaufseitigen Bereich in den stromabseitigen Bereich bei der Herstellung von Glasschichten mit einer Stärke von etwa 0,4 mm und höher noch zu vernachlässigen, sie werden jedoch bedeutsam, wenn dünneres Glasband hergestellt werden soll. Außer der Strömung der Metallschmelze infolg 3 der Erhitzung durch die Glasschmelze im Stau 40, ist es unvermeidbar, daß eine gewisse Strömung eines oberen Flächenanteils der Metallschmelze die Strömung in der Glasschmelze durch den durch die Schützwand 36 gebildeten Spalt begleitet. Jedoch fließen in

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einem Bereich unmittelbar stromabseitig von der Schützwand, in dem die Glasschmelzenschicht ihre Stärke verringert, die Glasschmelze und der obere Flächenant.eil der Metallschmelze in unterschiedlicher Richtung und mi unterschiedlicher Geschwindigkeit, so daß eine Spannung nn der Grenzfläche zwischen der Glasschmelze und der Metallschmelze, d.h. an der Grenzfläche zwischen zwei Fluiden mit beträchtlichem Viskositätsunterschied, erzeugt wird. Bei der Ausbildung eines Glasbandes mit einer Stärke von weniger als ca. 0,3 mm wird angenommen, daß die auf diese Weise erzeugte Spannung die Ursache von einer geringen Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Glasbandes ist und daß durch diese Spannung kleinere lineare Störungen an der unteren Flache des Glasbandes erzeugt werden»

Ein weiterer Zweck der Wehr-Wand 88 besteht darin, die Richtungsunterschiede der Strömung und der Strömungsgeschwindigkeit des oberen Flächenabschnittes der Metallschmelze in dem genannten Bereich unmittelbar abstromseitig von der Schützwand 36 und der darauf schwimmenden Glasschmelzenschicht zu minimalisieren.

Die Wehr-Wand 88 ist eine vertikale Wand, deren 'Grundabschnitt in dem hitzebeständigen Boden 18 des Metallschmelzenbades 16 eingebettet ist. Die Wand 88 erstreckt sich quer zum Metallschmelzenbad 16 parallel zur Schutzwand 36, endet jedoch in einiger Entfernung von den beiden Seitenwänden 20 des Bades 16, wie Fig. 14 zeigt, so daß ein Spalt 90 zwischen jedem Ende dieser Wand 88 und der. entsprechenden Seitenwand 20 bleibt. Die obere Endfläche 88d der Wehr-Wand 88 liegt knapp unter der unteren Endfläche 36d der Schützwand 36, so daß keine Berührung mit der auf der Metallschmelze 25 schwimmenden Glasschmelze oder dem Glasband 60 erfolgt. An der dem stromaufseitigen Bereich des Metallschmelzebades 16 zugewendeten Vorderseite ist die Wehr-Wand 88 mit einer vertikalen Fläche 88a im unteren Abschnitt und einer Fase oder einem verjüngten Bereich 88b in einem oberen Endabschnitt versehen. Die vertikale Fläche 88a befindet sich etwas stromabwärts von der hinteren vertikalen Fläche 36c der Schützwand 36/ und die Fase 88b weicht so weit zurück, daß der

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Vertikalabstand dieser Fasenfläche 88b von der Oberfläche der Metallschmelze 25 abnimmt mit zunehmendem Horizontalabstand der Fasenfläche 88b von Einlaßende des Metallschmelzenbades An der stromabseitigen Rückseite ist die Wehr-Wand 88 mit einer vertikalen Fläche 88c versehen, die bis zur hinteren Kante der oberen Endfläche 88d reicht. Vorzugsweise wird die Fasenfläche 88b so geneigt, daß diese Fläche 88b und die Fasenfläche 36b der Schützwand 3 6 nahezu symmetrisch mit bezug auf eine Horizontalebene werden.

Bevorzugterweise wird die Wehr-Wand 88 aus einem hitzebeständigen Material hergestellt, das nicht mit der Metallschmelze 25 reagiert, beispielsweise aus Graphit oder Bornitrid. Es empfiehlt sich, die Oberflächen der Wehr-Wand 88 zumindest im oberen Abschnitt mit einer glatten Endbearbeitung zu versehen.

Die Auswirkungen der Wohr-Wand 88 werden anhand der Fig. erklärt, wobei angenommen ist, daß die Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den schmalen Spalt zwischen der unteren Endfläche 36d der Schützwand 36 und der Oberfläche der Metallschmelze 25 ausströmt.

Die Metallschmelze 25 in dem stromaufseitigen Bereich direkt unter dem Glasschmelzestau 40 wird durch die Wärmeübertragung aus diesem Stau 40 erhitzt, so daß eine durch den Pfeil M-angedeutete Strömung der Metallschmelze abstromseitig durch die thermische Konvektion erzeugt wird. Diese Strömung M^ ist jedoch nahezu vollständig durch die Wehr-Wand 88 abgesperrt, so daß die Temperatur der Metallschmelze stromabseitig von dieser Wand 88 kaum durch die Strömung M- der erhitzten Metallschmelze beeinflußt wird.

Während die Glasschmelze unter der unteren Endfläche 36d der Schützwand 36 und dann über die obere Endfläche 88d der

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Wehr-Wand 88 strömt, wird ein oberer Flächenabschnitt der Metallschmelze 85 in einer durch den Pfeil M- bezeichneten laminaren Strömung vom stromaufseitigen Bereich zum stromabseitigen Bereich mitgenommen. Diese Strömung M₂ geht unter der unteren Endfläche 36b der Schützwand 36d der Schützwand 36 und dann über der oberen Endfläche 38d der Wehr-Wand vorbei. Da der Vertikalabstand zwischen diesen beiden Endflächen 36d und 88b sehr gering ist, wird der Fluß oder die Strömung M₂ der Metallschmelze beim überschreiten der Fasenfläche 88b und der oberen Endfläche 88d der Wehr-Wand 88 eingeengt. Dadurch steigt die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung M₂ der Metallschmelze an und kommt in die Nähe der Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze unmittelbar abstroraseitig nach der Schützwand 36. Die Verengung und die sich dadurch ergebende Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in der Strömung M₂ der Metallschmelze ergibt den zusätzlichen Effekt, daß die Richtungsabweichung dieser Strömung M- von der Strömungsrichtung der genau darü} er befindlichen Glasschmelzenschicht sehr klein wird. Damit wird die Entwicklung der beschriebenen Spannung an der Grenzfläche zwischen der Glasschmelzenschicht und der Metallschmelze weitgehend reduziert, und falls sich eine solche Spannung entwickelt, wird sie sehr schwach sein.

Wie sich aus der bisherigen Erklärung ergibt, erweist sich die Wehr-Wand 88 bei der Herstellung sehr dünner Glasschichten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als sehr effektiv, so daß die Ungleichmäßigkeit der Stärke, ein Verwerfen der Glasschicht oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften weitestgehend vermieden wird.

Auch bei einer Verwendung der Wehr-Wand 88 wird ein Anteil der Glasschmelze 25 von dem stromaufseitigen Bereich direkt unter dem Glasschmelzenstau 40 zum abstromseitigen Bereich übertragen. Aus diesem Grund tritt eine schwache Konvektion der Metallschmelze in dem abstromseitigen Bereich hinter der Wehr-Wand 88 auf, wie es durch den Pfeil M^ in Fig. 16 gezeigt ist. Diese Konvektion M₃ besitzt jedoch nur einen geringen

Einfluß auf die gerade durch die Auswirkung der Schutzwand
36 ausgebildete dünne Glasschmelzenschicht, da die Wehr-Wand 88 stromabseitig von der Schützwand 36 angebracht ist. Falls die Möglichkeit noch weiter reduziert werden soll, daß diese Konvektion M₃ der Metallschmelze einen Einfluß auf die Glasschmelzenschicht oder das Glasband 60 ausübt, kann eine Hilfswand 90 stromabseitig von der Wehr-Wand 88 eingebaut werden, die in Berührung mit der Rückfläche 88c der Wehr-Wand steht. Die obere Endfläche 90a der Hilfswand 90 sollte unter der Höhe der oberen Endfläche 88d der Wehr-Wand 88 liegen, und die
Länge dieser Wand 90 in Querrichtung ζ im Metallschmelzenbad
16 soll gleich oder nahezu gleich der Länge der Wehr-Wand 88 sein.

Claims (17)

1. - Patentansprüche -

   Verfahren zur Herstellung relativ dünner Glasschichten in einer Glasf orinungskamraer, die ein Metallschmelzenbad mit einem Bodenaufbau, zwei entgegengesetzt liegenden Seitenwänden, einen Glasschmelzen-Einlaßaufbau an einer Seite und einen Glasschicht-Auslaiaufbau an der anderen Seite sowie einen Dachaufbau enthält, wodurch ein Innenraum über dem Metallschmnlzenbad bestimmt wird, wobei Glasschmelze auf die Oberfläche der Metallschmelze in dem Bad zugeführt und über die Oberfläche der Metallschmelze zur Ausbildung einer Glasschmelzenschicht verteilt wird, die Glasschmelzenschicht in einer im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden verlaufenden Richtung

   gestreckt wird, um die Stärke der Schicht zu verringern und die Schicht zum Auslaßaufbau hin vorzubewegen und die in ihrer Stärke verringerte Glasschmelzenschicht abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Innenraum (4 2, 44) mit Abstand in Abstromrichtung von dem Ein.1 aßaufbau (12, 22, 26, 28) eine sich quer zur Längsrichtung des Metallschmelzebades (16) erstreckende Schützwand (36; 36A; 36B) vorgesehen wird, die pinen engen VorLiknlspalt zwischen ihrem unteren Ende (36d) und der Oberfläche der Metallschmelze (25) bildet und daß dadurch ein Glasschmelze-Rückstau (40) auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßaufbau und der Schützwand gebildet wird, daß die dem Glasschmelzerückstau zugewendete Vorderseite (36a) im unteren Bereich bis zum unteren Ende der Schützwand mit einer Fasenfläche (36b) versehen wird, so daß die Oberfläche (41) der Glasschmelze in dem Stau die Fasenfläche (36b) schneidet und daß der Vertikalabstand der Fasenfläche von der Oberfläche der Metallschmelze (25) mit zunehmendem Horizontalabstand von dem Einlaßaufbau (22, 26, 28) abnimmt, daß die in Abströmungsrichtung liegende Rückseite (36c) der Schützwand mit einer vertikal liegenden Fläche bis zum unteren Ende (36d) der Schützwand ausgebildet wird, und daß die Glasschmelzenschicht (60) dadurch gebildet wird, daß die Glasschmelze aus dem Glasschmelzenstau (40) zum Ausfließen durch den engen Vertikalspalt gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schützwand (36; 36A; 36B) aus einem hitzefesten Material mit geringer Benetzbarkeit durch die Glasschmelze angefertigt wird.

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als hitzebeständiges Material Kohlenstoff (Graphit) oder Bornitrid verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schützwand (36; 36A; 36B) mit Abstand von den Seitenwänden (20) des Metallschmelzebades (16) endet, so daß ein kleiner Anteil der Glasschmelze in dem Glasschmelzestau (40) zum Ausfließen durch die Zwischenräume (52) zwischen den seitlichen Enden der Schützwand (36) und den Seitenwänden gebracht wird.
5. 5. Verfahren .nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das untere Ende der _s Schützwand (36) als eine ebene horizontale Fläche (36b) ausgebildet wird. „;
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (81, 83; 85) der Schützwand (36A, 36B) so ausgebildet wird, daß die Vertikalhöhe des engen Spaltes im in Querrichtung gesehen mittleren Bereich des Metallschmelzebades den geringsten Wert und in den Endbereichen den größten Wert besitzt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η - · zeichnet, daß das untere Ende der Schützwand (36A) in einem in Querrichtung gesehen mittleren Bereich eine horizontale Fläche (81) ist, an die sich zur Seite hin leicht geneigte Flächen (83) anschließen.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das untere Ende der Schützwand (36B) . Φ eine so gekrümmte Fläche ist, daß die Vertikalhöhe des -Ψ engen Spaltes in der in Längsrichtung gesehenen Mitte * der Wand den kleinsten Wert hat und zu don beiden Enden der Wand hin allmählich zunimmt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Schützwand (36A; 36B) zur Mittellängsebene des Metallschmelzenbades (16) symmetrisch ist.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das untere Ende der Schützwand (36B) in einem in Längsrichtung vertikal geführten Schnitt durch eine Kurve dargestellt wird, die durch die Gleichung Y = k χ ⁿ

    bestimmt ist, wobei 3 χ 1O~ ^. k~3 χ 10 , 1,5^n^4 und 0,3^k x 10 ' ⁿ^1,5, und eine sich horizontal parallel zur Längsachse erstreckende und die gekrümmte Oberfläche berührende Linie als X-Achse und eine am Berührungspunkt der X-Achse mit der gekrümmten Linie auf dieser senkrecht stehenden Linie als Y-Achse eingesetzt wird.
11. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenrauin der Glasformungskammer durch Anbringen einer wärnieisolierenden Wand (30) in einem stromabwärts von der Schutzwand (36) liegenden Abschnitt in einen an den Einlaßaufbau (12, 22, 26, 28) anschließenden stromaufwärts gelegenen Raum (42) und einen stromabwärts gelegenen Raum (44) unterteilt wird, wobei sich die wärmeisoliorende Wand (30) quer zu dem Metallschmelzebad (16) erstreckt und einen Zwischenraum zwischen ihrer Unterseite und der auf der Metallschmelze (25) schwimmenden Glasschmelze läßt, daß eine Atmosphäre mit relativ hoher Temperatur in dem stromaufwärts gelegenen Raum (42) durch darin angebrachte Heizelemente (46) aufrechterhalten wird und daß eine Ai mosphare mit relativ niedriger Temperatur in dem stromab gelegenen Raum (44) durch Kühleinrichtungen (48) aufrechterhalten wird.

    , ο · β ο

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12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kühleinrichtungen (48) die vertikale Rückfläche (36c) der Schützwand wirksam gekühlt wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß kontinuierlich ein nicht-oxidierendes Gas in den stromab gelegenen Raum (44) eingeführt wird, so daß ein Antei." des eingeführten nicht-oxidierenden Gasesin dem s tromauf gelegenen Raum (42) durch den Zwischenraum zwisehen dem unteren Ende der wärmeisolierenden Wand (30) urd der auf der Metallschmelze (25) schwimmenden Glasschmelze (60) durch strömt.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das nicht-oxidierende Gas ein Gemisch aus Stickstoff- und Wasserstoffgas ist.
15. 15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Massenübertragung der Metallschmelze (25) in dem Metallschmelzebad (16) von dem heißen Bereich unter diim Glasschmelzerückstau (40) zu dem verbleibenden Bereich durch thermische Konvektion begrenzt wird, und nur ein 2m oberflächlichen Abschnitt der Metallschmelze in dem heißen Bereich eine die Bewegung der Glasschmelze durch den engen Spalt begleitende laminare Strömung gestattet wird durch Einbringen einer vertikalen, sich quer zur Längsachse des Bades, erstreckenden Wehr-Wand (88) in das Metallschmelzebad in einem Abschnitt, der unmittelbar stromab von der Schützwand (36) liegt und ganz in der Metallschmelze-· untergetaucht ist, so daß das obere Ende der Wehr-Wand sich in kurzem Abstand unter der Oberfläche der Metallschmelze befindet.

    • β * β ·

    3U2567
16. 16. Verfahren na«-h Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die dem heißen Bereich der Metallbadschi >elze zugewendete Vorderseite (88a) der Wehrwand mit einer leicht so geneigten Fasenfläche (88b) anstoßend an die Oberseite (88d) der Wehrwand versehen ist/ daß der Vertikalabstand der geneigten Fasenfläche von der Metallschmelzenoberfläche mit zunehmendem Horizontalabstand der Fläche von der Schutzwand abnimmt.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 1G₇ dadurch gekennzeichnet, daß die von dem heißen Bereich abgewendete Rückfläche der Wehrwand (88) als vertikale Fläche (88c) ausgebildet wird und daß das obere Ende der Wehrwand als eine ebene horizontale Oberfläche (88d) zwischen der geneigten Fasenfläche (88b) und der vertikalen Rückfläche (88c) ausgebildet ist.