DE3142567C2

DE3142567C2 - Verfahren zur Herstellung dünner Glasbänder

Info

Publication number: DE3142567C2
Application number: DE3142567A
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Kandachi; Keizi Sueda; Minoru Matsusaka Suzuki
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-10-27
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE3142567A1; GB2086878A; CA1162047A; FR2492804A1; GB2086878B; FR2492804B1; US4361431A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung dünner Glasschichten mit dem Schwimmvorgang gezeigt, bei dem eine dünne Glasschmelzenschicht dadurch hergestellt wird, daß Glasschmelze zum Durchfließen eines an der Oberfläche eines Metallschmelzenbades ausgebildeten Spaltes gebracht und die Glasschicht in Längsrichtung des Bades gezogen oder gestreckt wird, um die Stärke weiter zu reduzieren und die Glasschicht abzuziehen, während ihre obere Fläche einer abgekühlten Umgebung ausgesetzt wird. Es wird ein Spalt geringer Höhe zwischen der Oberfläche der Metallschmelze und einer unteren Endfläche einer Wand verwendet, die sich in Querrichtung über dem Metallschmelzenbad erstreckt. Durch eine besondere Ausformung eines unteren Endabschnittes dieser Wand, und da eine besondere Aufheizung der Glasschmelze in der Umgebung des Spaltes vermieden wird, ist es möglich, praktisch fehlerfreie Glasschichten mit einer Stärke unter 1 mm herzustellen.

Description

bestimmt ist, wobei

3x10-"<jt<3x 10-⁴,

l,5<n<4

und

60 x-Achse senkrecht am Berührungspunkt von x-Achse und gekrümmter linie schneidende Linie die y-Achse ist

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts von der Schützwand (36) eine wärmeisolierende Wand (30) vorgesehen ist die sich quer zur Strömungsrichtung der Glasschmelze erstreckt und deren unteres Ende mit Abstand zur Glasschmelze angeordnet ist, und die den Innenraum der Kammer in einen an den Einlaß (22, 26, 28) anschließenden stromaufwärts gelegenen Raum (42) und einen stromabwärts gelegenen Raum (44) unterteilt, und daß Heizelemente (46) in dem stromaufwärts gelegenen Raum (42) und Kühleinrichtungen in dem stromab gelegenen Raum (44) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Strömungsrichtung der Glasschmelze eine vertikale Webrwand (88) in dem Metallbad (25) an einer Stelle unmittelbar stromabwärts von der Schützwand (36) angeordnet ist, wobei die Wehrwand ganz in dem Metallbad untergetaucht ist und das obere Ende (884) der Wehrwand sich in kurzem Abstand unter der Oberfläche des Metallbades befindet

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rückstau (40) zugewandte Vorderseite (88a,) der Wehrwand mit einer leicht abgeschrägten Fläche (8Sb) versehen ist die an die Oberseite (SSd) der Wehrwand anstößt und deren Abstand zur Oberfläche des Metallbades (25) mit zunehmendem Abstand von der Schützwand (36) abnimmt

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Rückstau abgekehrte Rückseite der Wehrwand (88) als vertikale Fläche (SSc) ausgebildet ist, und daß das obere Ende (SSd) der Wehrwand als eine ebene horizontale Fläche zwischen der abgeschr igten Fläche (SSb) der Vorderseite und der vertikalen Fläche (88c^ der Rückseite ausgebildet ist.

wobei eine horizontale, sich parallel zur Längsachse der Schützwand erstreckende und die gekrümmte Fläche berührende Linie die x-Achse und eine die

65 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung relativ dünner Glasbänder nach dem Floatverfahren mit einer Kammer zum Formen des Glases, die einen ein Metallbad aufnehmenden Boden, zwei Seitenwände, ein mit Abstand zum Metallbad angeordnetes Dach sowie an ihrem einen Ende einen Einlaß für die Glasschmelze und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für das Glasband aufweist, mit einer Einrichtung zum Strecken des Glasbandes und mit einer im Innern der Kammer quer zur Strömungsrichtung der Glasschmelze und mit Abstand zum Einlaß angeordneten Schützwand, zwischen deren unterem Ende und der Oberfläche des Metallbades ein schmaler Spalt besteht, der einen Rückstau der Glasschmelze auf dem Metallbad zwischen Einlaß und Schützwand erzeugt, wobei das untere Ende der Schützwand in Strömungsrichtung gesehen waagerecht verläuft, und die vom Rückstau abgekehrte Rückseite der Schützwand eine bis zum unteren Ende der Schützwand reichende vertikale Fläche ist.

Bei dem bekannten Floatverfahren wird eine Glasschmelze auf der Oberfläche eines Metallbades, beispielsweise geschmolzenem Zinn, so verteilt, daß sich

eine Glasschicht bildet, die allmählich beim Schwimmen auf dem Metallbad abgekühlt wird, bis sich ein dimensionsstabiles flaches Glasband bildet Im Gleichgewichtszustand nimmt die auf dem Metallbad schwimmende Glasschmelze eine Stärke von etwa 6 bis 7 mm an.

Um mit dem Floatverfahren Glasbänder mit einer geringeren Stärke als im Gleichgewichtszustand herzustellen, wird üblicherweise ein noch nicht verfestigter Bereich des Glasbandes auf dem Metallbad in der Strömungsrichtung der Glasschmelze durch eine im abgekühlten und verfestigten Bereich des Glasbandes wirkende Zugkraft gestreckt, und zwar vom Auslaßende des Metallbades. 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 Metallbades und oberhalb desselben so angeordnet sind, daß sie die seitlichen Grenzbereiche des Glasbandes erfassen. Aus diesem Grund müssen diese Grenzbereiche des Giasbandes 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 Giasbandes im flachen Hauptbereich stark verringert werden soll. Aus diesem Grund ist es sehr schwierig, industriell ein Glasband mit einer Stärke von weniger als 2 mm auf diese Weise zu erzeugen.

Aus der US-PS 38 50 787 ist eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt Bei dieser Vorrichtung wird die Glasschmelze während ihres Vorschubes unter der Schützwand erhitzt Dieses Aufheizen der Glasschmelze wird dadurch bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch das geschmolzene Glas zwischen der Schützwand und dem geschmolzenen Metall fließt, um Joulesche Wärme zu erzeugen. Dieses vorbekannte Verfahren ermöglicht die Erzeugung von Glasbändern mit sehr geringer Stärke. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einer Erzeugung von Glasbändern mit einer Stärke von etwa 1 mm nach diesem Verfahren das erzeugte Glasband Störungen in Form einer Anzahl kontinuierlicher Linien in der Laufrichtung des Glases auf dem Metallbad 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, wenn eine Stärke von weniger als etwa 1 mm erreicht werden soll. Daneben ergibt sich durch die elektrische Heizung des geschmolzenen Glases an der Schützwand oder in deren Nähe eine Vielzahl von Problemen für den Glasformungsvorgang, so daß sich eine Absenkung der Produktivität ergibt.

In der US-P?. 36 37 361 und der DE-OS 22 05 356 werden Vorrichtungen beschrieben, bei denen die Stärke des Glasbandes durch eine Druckgassperre eingestellt wird. In beiden Fällen steht nicht die Sperre selbst mit der Glasschmelze in Kontakt, sondern das aus der Sperre ausströmende Gas, das die Glasschmelze auf die gewünnschte Stärke bringt. Die Form und Porosität der Sperre werden bei diesen vorbekannten Vorrichtungen bestimmt von der Notwendigkeit, einen Gasfilm zwischen der Sperre und d^r Glasoberfläche zu bilden und aufrechtzuerhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der dünne GlasoändCr mit gleichmäßig hoher Qualität gebildet werden können, auch wenn die Glasstärke unter etwa 1 mm liegt

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die dem Rückstau zugewandte Vorderseite der keine Heizeinrichtungen aufweisenden Schützwand in ihrem unteren Bereich bis zum unteren Ende der Schützwand eine schräge Fläche ist, die von der Oberfläche der Glasschmelze in dem Stau geschnitten wird, und deren

ι» Abstand zur Oberfläche des Metallbades mit zunehmendem Abstand vom Einlaß abnimmt, und daß das untere Ende der Schützwand quer zur Strömungsrichtung gesehen in seinem mittleren Bereich den kleinsten Abstand und in seinen Endbereichen den größten Abstand zur Oberfläche des Meiallbades hat

Die an der Vorderseite der Schutzwand ausgebildete schräge Fläche läßt die Glasschmelze glatt in den Spalt zwischen der Schützwand und uer Oberfläche des Metallbades eintreten, ohne an der Vorderseite der Schutzwand stillzustehen, und übt einen zunehmenden Widerstand auf die Glasschmelze <.λ der Abströmung aus. Die Wirkung der vertikale!. Rückfläche der Schützwand besteht darin, daß die Richtung einer unvermeidbaren Anziehungskraft in Folge der Affinität der Glasschmelze zu der Schützwand an der Austrittsstelle in der Glasschmelze senkrecht zur Richtung der auf die Glasschmelze einwirkenden Streck- und Zugkraft wird, so daß der Vorschub der Glasschmelze nicht unregelmäßig gestört wird, auch wenn die

so Zugkraft sich nicht gleichmäßig über de gesamte Länge der Schützwand ausbildet Dementsprechend kann die Glasschmelze in eine dünne Schicht umgeformt und weiter gestreckt werden, ohne die gleichmäßige Viskosität zu verlieren. Aus diesem Grunde weisen nach diesem Verfahren ausgebildete Glasbänder keine linearen Störungen auf, auch wenn ihre Stärke geringer als I mm ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Verformung der Glasschmelze in eine dünne Schicht

■Ό durch Benutzung einer Schützwand ohne besondere Erhitzung der Glasschmelze erreicht. Denn ein Erhitzen dgr Glasschmelze an dieser Stelle führt zu örtlichen Siedeerscheinungen der Glasschmelze mit Erzeugung von Bläschen. Wenn die Erhitzung durch Stromfluß

♦5 durch die Glasschmelze bewirkt wird, erfolgt eine zusätzliche Bläschenbildung in der Glasschmelze. Demgegenüber wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein dünnes Glasband ohne Bläschen erzeugt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es sehr günstig, den Innenraum der Kammer in einen stromaufwärt!» gelegenen Raum und einen stromabwärts gelegenen Raum durch Einführen einer wärmeisolierenden Wand an-%;er Stelle etwas stromabwärts von der Schützwand zu unterteilen. Es wird ein schmaler Abstand zwischen dem unteren End-.! dieser wärmeisolierenden Wand und dem Metallbad gebildet. Durch diese Wand wird eine Atmosphäre mit ausreichend hoher Temperatur nur in dem stromaufwärts gelegenen Raum aufrechterhalten, während in dem stromabwärts gelegenen Raum eine Atmosphäre mit ausreichend niederer Temperatur aufrechterhalten wird.

Um einen möglichen kleinen Unterschied in der Temperatur der Glasschmelze zwischen zentralen Bereichen und Seitenbereichen der Glasschmelze im Rückstau auszugleichen, und dadurch dünne Glasschichten mit sehr gleichmäßiger Stärke zu erhalten, wird das untere Ende der Schutzwand so ausgebildet, daß es quer

zur Strömungsrichtung gesehen in seinem mittleren Bereich den kleinsten Abstand und in seinen Endbereichen den größten Abstand zur Oberfläche des Metallbades hat.

Es wirkt sich auch günstig auf die Ebenheit des Glasbandes und auf die Gleichförmigkeit seiner Stärke aus, wenn eine Wehrwand in dem Metallbad in einem Bereich eingebaut wird, der unmittelbar stromabwärts von der Schützwand liegt und sich so in Querrichtung zum Bad erstreckt, daß nur eine dünne Schicht des to Metallbades über dem oberen Ende der Wehrwand bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläuten, in der Zeichnung zeigt

Fig. I eine Schnitt-Seitendarslellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einer Ί eil der Vorrichtung nach Fig. i,

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

Fig.4 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der Schützwand aus Fig. 1,

Fig.5 und 6 Darstellungen ähnlich Fig.4 mit unterschiedlich ausgeführten Schützwänden nach dem Stand der Technik,

F ι g. 7 eine geänderte Ausführung des Bereiches der Schützwand in der Vorrichtung nach F i g. 1 in Seitenschnittdarstellung,

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

F i g. 10 ein Schaubild zur Erklärung der bevorzugten Form des unteren Endes der Schützwand aus F i g. 9,

F i g. 11 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Glasbandes von vorne, F i g. 12 eine Ansicht ähnlich F i g. 11 eines Glasban-

Aae /leccAn CtorUo iirt-jitfri^Honctf» Il<*rw4 iincrlfMf*hmäftiCT

Fig. 13 eine Schnitt-Seitenansicht eines Hauptabschnittes einer gegenüber F i g. 1 leicht abgewandelten -to Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung einer sehr düiinen Glasschicht.

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

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

Fig. 16 eine Darstellung ähnlich Fig. 15 mit eingezeichneten Pfeilen der Bewegung der Metallschmelze und

Fig. 17 eine Darstellung ähnlich Fig. 15 mit gering- so fügig abgewandeltem Bereich der Schützwand der Vorrichtung nach Fig. 13.

In F i g. 1 ist eine Kammer 10 zurr Formen des Glases nach dem Floatverfahren dargestellt. Über einen Zuführkanal 12 ist diese Kammer 10 mit einem (nicht dargestellten) Glasschmelz- und Reinigungsofen verbunden. In der Kammer 10 wird durch einen hitzebeständigen Boden 18, zwei sich in Längsrichtung erstreckende hitzebeständige Seitenwände 20 (Fig.2) und eine Abschlußplatte 22 am Einlaßende ein mit geschmolzenem Metall, z. B. Zinn oder eine Zinnlegierung, gefüllter Behälter 16 gebildet. Der Einlaß für die Glasschmelze zu dem das Metallbad 25 aufnehmenden Behälter 16 wird durch eine hitzebeständige Lippenplatte 26 und einen Steuerschlitz 2-3 aus einem hitzebeständigen Material in bekannter Weis, gebildet

In Fig.2 sind Graphitklötze 24 dargestellt, die Eckbereiche am Einlaßende des das Metallbad 25 aufnehmenden Behälters 16 einnehmen. In einigem Abstand vom Einlaßencle überquert eine wärmeisolierende Wand 30 den Raum zwischen den beiden Seitenwänden 20 so, datl das untere Ende dieser Wand 30 sich etwas über der Oberfläche des Metallbades 25 befindet. Das Dach der Kammer 10 zwischen dem Einlaßende und der wärmeisolierenden Wand 30 besieht aus einem oder mehreren flachen Bogen 32, die eine relativ weit oben gelegene Decke ergeben, während das Dach 34 in dem Bereich, der in Strömungsrichtung nach der Wand 30 liegt, niedriger ist.

In Strömungsrichtunj! vor der wärmeisolierend«n Wand 30 ist, dieser benachbart, eine wärmeisolierende Hilf:;wand 31 vorgesehen, die ebenfalls den Zwischenraum zwischen beiden Seitenwänden 20 überspannt, jedoch noch einen beträchtlich großen Spalt zwischen ihrer Unterseite und der Oberfläche des Metallbades läßt. An dieser Hilfswand 31 ist eine Schützwand 36 in Form einer vertikalen Wand befestigt. Die Schutzwand 36 erstreckt sich quer zum Metallbad 25, endet jedoch, wie Fig.2 zeigt, mit etwas Abstand von den beiden Seitenwänden 20. Zwischen dem unteren Ende der Schutzwand 36 und der Oberfläche des Metallbades 23 ist nur ein sehr geringer Spalt. Wenn deshalb geschmolzenes Glas 1!> in den das Metallbad 25 aufnehmenden Behälter 16 eingeführt wird und sich als abwärts fließender Strom über die Oberfläche der Lippe.iplatte 26 mit einer Strömungsrate ergießt, die durch die Vertikalstellung des Steuerschützes 28 bestimmt wird, bildet sich ein Rückstau 40 der Glasschmelze auf dem Metalibad 25 zwischen den Seitenwändn 20, der Abdicht-Platte 22 und der Schutzwand 36, wenn auch die Glasschmelze allmählich und kontinuierlich aus diiesem Stau 40 durch den Spalt zwischen der Schutzwand 36 und dem Metallbad 25 sowie den seitlichen Spalten 52 zwischen der Schutzwand 36 und den Seitenwänden 20 ausfließen kann.

Damit unterteilen die wärmeisolierende Wand 30 und die Schützwand 36 den Innenraum der Kammer 10 in einen stromaufwärts gelegenen Raum 42 und einen stromabwärts gelegener. Raum 44. Im stromaufwärts gelegenen Raum 42 befinden sich mit ausreichendem Abstand 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 im Rückstau 40 durch die natürliche Wärmeabstrahlung verhindert wird. Im stromabwäts gelegenen Raum 44 befindei sich ein Kühler 48, um die Gasatmosphäre in diesem Raum 44 abzukühlen. Um eine nichtoxidierende Gasatmosphäre in der Kammer 10 aufrechtzuerhalten und dadurch eine Oxidation des Metallbades 25 zu verhindern, wird ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff kontinuierlich in den stromab gelegenen Raum 44 über Gaszuleitungen 54 im Dach 34 eingeführt. Das Auslaßende der Kammer 10 ist durch Vorhänge 56 aus Asbest-Gewebe oder 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 Schützwand 36 und den Seitenwänden 20 in den stromauf gelegenen Raum 42 ein, während ein anderer Teil 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 Bauti5Üen des Behälters 16.

Der hitzebeständige Boden 18 besitzt einen relativ abgesenkten Abschnitt 17, der sich vom E^:nlaßende bis etwa unter die wärmeisoüerende Wand 30 erstreckt, und einen relativ flachen Bereich 19, der sich in Auslaßrichtung anschließt, um eine Konvektion der Matallschmelze 25 zu unterdrücken, die durch die Glasschmelze an die Metallschmelze abgegebene W«·; me erzeugt wird. Es ist jedoch auch möglich, gemäß Fig. 13 ein Metallbad mit gleichförmiger Tiefe zu verwenden, wenn die Zufiihrrate von Glasschmelze 15 pro Zeiteinheit richtig gesteuert und/oocr eine andere Einrichtung zur Unterdrückung der Konvektion benutzt wird.

Da die Glasschmelze 15 kontinuierlich dem Glasschmelzestau 40 zugeführt wird, fließt die in dem Stau 40 enthaltene Glasschmelze allmählich in Strömungsrichtung ab, und zwar größtenteils durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Oberfläche des Metallbaues 25, teilweise jeuüCii auCii durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schutzwand 36 und den Seitenwänden 20. Beim Durchtritt durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und dem Metallbad 25 bildet die Glasschmelze ein dünnes Band 60, das auf der Metallschmelze schwimmt. Durch die Wirkung von angetriebenen Aushebewalzen 62, die außerhalb einer am Auslaßende des die Metallschmelze aufnehmenden Behälters 16 angeformten Auslaßlippe 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 15 zum Auslaßende des Metallbades hin fort. Bei dieser Wanderung des Glasbandes 60 wird dieses allmählich abgekühlt und es ergibt sich ein dimensionsstabiles Band noch vor der Ankunft an der Austrittslippe 58. Damit wird die Endstärke des Glasbandes 60 nicht direkt durch die Höhe des Spaltes zwischen der Schutzwand 36 und der Oberfläche des Metallbades 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 Schützwand 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 so Hauptbereiches. Dementsprechend kann die Kammer 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 nun anhand der Fi g. 4 besprochen. Wie sich aus der bisherigen Beschreibung und den F i g. 1 bis 3 ergibt, ist nur der untere Endabschnitt der Schützwand 36 mit der Glasschmelze im Glasschmelzestau 40 in Berührung. Entsprechend ist die Gestaltung des restlichen oberen Abschnittes der Schützwand 36 unwichtig. An der dem Glasschmelzestau 40 zugewandten Vorderseite besitzt die Schützwand 36 in dem oberen Abschnitt eine vertikale ebene Räche, aber, wie gesagt kann dieser Abschnitt auf jede übliche Weise gestaltet werden.

Der untere Endabschnitt der Vorderseite ist mit einer schrägen Fläche 36b so ausgebildet, daß die Oberfläche 41 der Glasschmelze vom Stau 40 her immer an dieser schrägen Fläche 36b anliegt; der Abstand zwischen dieser schrägen Fläche 36b und der Oberfläche des Metallbades 25 wird mit zunehmendem Abstand vom Einlaß des Metallbades immer geringer. Mit anderen Worten, die durch den Spalt zwischen der Unterseite der Schützwand 36 und dem Metallbad 25 fließende Glasschmelze erfährt einen wachsenden Widerstand durch die Schützwand 36 bei fortschreitender Abströmung. An der stromabwärts gelegenen Rückseite besitzt der untere Endabschnitt der Schützwand 36 eine vertikale ebene Fläche 36c, die mit dem unteren Ende der Schützwand 36 abschließt Das untere Ende 36c/der Schützwand 36 ist allgemein horizontal gestaltet in dem Bereich zwischen der schrägen Fläche 366 und der vertikalen Fläche 3€c, jedoch ist die Breite dieser ebenen Fläche 36d nicht entscheidend. Der Horizontalabstand zwischen der schrägen Fläche 366 und der vertikalen Endfläche 36c kann ohne weiteres so verringert werden, daß die schräge Fläche fast bis zu einer scharfen Kante reicht.

Die eben beschriebene Ausgestaltung des unteren Endabschnittes der Schützwand 36 wurde auf Grundlage der Feststellung entworfen, daß das Auftreten von linearen Störungen oder Verwerfungen an dünnen Glasschichten, die nach dem in der bereits genannten US-PS 38 50 787 beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, von der Form der Schützwand 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 der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird deshalb die Glasschmelze aus dem Stau 40 nicht besonders erhitzt, bevor oder während sie durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und dem Metallbad 25 hindurchtritt

Zum Vergleich sind in Fig.5 und 6 zwei in de' genannten US-PS 38 50 787 empfohlene Ausgestaltungen einer Schützwand 66 in vergleichbarer Darstellung zu F i g. 4 gezeigt

In Fig.5 weist der untere Endabschnitt einer Schutzwand 66 an der vorderen, dem Glasschmelzestau 40i4 zugewendeten Seite eine vertikale Fläche 66a auf, während eine leicht gekrümmte Fläche 666 sich vom unteren Ende der vertikalen Fläche 66a zur rückseitigen vertikalen Fläche 66c so erstreckt daß der Abstand zwischen der leicht gekrümmten Unterfläche 666 und der Oberfläche der Metallschmelze 25 zunehmend mit anwachsendem Abstand vom Einlaßende des Metallbades 25 größer wird. In diesem Falle erreicht die Oberfläche 4M des Glasschmelzestaus 40Λ die vordere vertikale Fläche 66a der Schützwand 66 und legt sich an diese an. Aus diesem Grund fließt ein Teil der Glasschmelze in der Nähe der Stauoberfläche 41Λ nicht glatt in den Spalt zwischen der Wand 66 und dem Metallbad 25 hinein, sondern staut sich längs der vorderen Vertikalfläche 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 Anhebung 70 aus. Infolge dieser Erscheinung bleibt der obere Teil der Glasschmelze langer im Stau 40A als der untere Teil, und das durch den Spalt zwischen der Schützwand 66 und dem Metallbad 25 fließende Glas erhält eine ungleichförmige Viskosität Wenn das entstehende Glasband 6OA

gestreckt wird, entsteht durch diese Ungleichförmigkeiten der Viskosität der Glasschmelze die bekannte Erscheinung von linearen Störungen.

In F i g. 6 ist der untere Abschnitt der bekannten Schutzwand 66 zu einer abgerundeten und sanft geneigten Flüche 66c/ ausgebildet. An der Rückseite dieser Schutzwand 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 66c/ ^|0 wird die Möglichkeit eines Rückstaus oder einer Bremswirkung auf einen oberen Abschnitt der Glasschmelze 40/4 verringert, die zur Ausbildung einer Randanhebung an der Vorderseite der Schützwand 66 führen würde, aber dennoch legt sich die Oberfläche '5 41,4 der Glasschmelze 40/4 an die vertikale Fläche 66a auch in diesem Fall an. Trotzdem ergeben sich bei einem mit dieser Ausführung der Schützwand 66 hergestellten dünnen Glasband lineare Störungen. Das hat vermutlich zwei Gründe. Erstens tritt eine ungleichmäßige Streckung des Glasbandes 60/4 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 60/4 ausgeübt wird, nicht gleichmäßig über die Berührungsfläche zwischen der Glasschmelze und der Schützwand 66, sondern konzentriert sich beträchtlich an der scharfen Kante 75 des Fortsatzes 66e. Das Glasband 60/4 wird tatsächlich unmittelbar nach der Abtrennung von der Schützwand 66 an der Kante 75 gestreckt und insbesondere tritt eine große Streckung des Glasbandes 60/4 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 des so erzeugten Glasbandes.

Zweitens wirkt eine Anziehungskraft infolge der Affinität der Glasschmelze zur Schützwand 66 in ungünstiger Richtung auf das Glasband 60/4 ein. Wegen der scharfen Kante 75 des Fortsatzes 66e der *o Schützwand 66 besitzt die durch den Pfeil A dargestellte Anziehungskraft eine Komponente, die der Hauptrichtungs-Z-ugkraft F beim Strecken des Glasbandes 60/4 entgegenwirkt Deswegen gibt eine geringe Ungleichmäßigkeit der Verteilung der Anziehungskraft über die Querrichtung des Glasbandes 60A 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 Am^:<;hungskraft ein Zurück- so bleiben 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 F i g. 4 dargestellte schräge Fläche 366 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 dem Metallbad 25 hineinfließen. Dementsprechend bewegt sich auch ein oberer 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 Fläche 366 noch insoweit, als die Strömungsgeschwindigkeit der Glas- ε; schmelze bei Annäherung an ci<ts abstromsdtige Ende des Spaltes zwischen der Schützwand 36 und dem Metallbad 25 ansteigt, so daß sich ein beträchtlicher Viskositätswiderstand 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 36cder 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 dem Metallbad 25 bereits sehr gering ist.

Die Berührung der Glasschmelze mit der Schützwand 36 reißt an der unteren Kante der hinteren vertikalen Fläche 36c der Wand 36 ab. Deswegen wirkt die infolge der Affinität der Glasschmelze zur Wand 36 entstehende Anziehungskraft A auf das Glasband 60 nur in einer senkrecht zur Hauptrichtung Fder 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 Fläche 36c der Schützwand 36 infolge der Anziehungskraft A hängenbleibt oder stagniert. Aus diesen Gründen ist ein erfindungsgemäß durch Verwendung der Schützwand 36 in der beschriebenen Form hergestelltes dünnes Glasband 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, um ein Hängenbleiben der Glasschmelze längs irgendeiner Fläche der Wand 36 zu verhindern.

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

Erstens wird durch einen Strom mit hoher Stromdichte in der Schützwand, die gleichzeitig als Elektrode dient, 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 Schutzwand dient und ein Strom von 200A 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 Bläschenbiidung 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 der Schützwand 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 Metallbad geführt wird, wird unvermeidbar die Glasschmeize in den seitlichen Grenzbereichen abgekühlt, die längs der Seitenwände des Kanals fließen, da die Außenflächen der Seitenwände der Umgebungsluft ausgesetzt sind. Es tritt deswegen immer ein Temperaturgradient in der Glasschmelze vor der Schutzwand auf in Querrichtung zur Glasschmelzenströmung. Das bedeutet, daß die Temperatur der Glasschmelze im ·ο Zentralbereich am höchsten ist und zu den beiden 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 '5 größten, da der elektrische Widerstand der Glasschmelze mit ansteigender Temperatur abnimmt. Damit wird der Temperaturunterschied zwischen dem Zentralbereioh und den Seitenbereichen der Glasschmelze noch vergrößert. Demzufolge wird die Glasschmelze im Zentralbereich unnötig hoch erhitzt, bis sie siedeartige 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 Glasbänder von annehmbarer Qualität zu erhalten, wirkt sich die Anwesenheit eines merklicher Temperaturgradienten in der Glasschmelze ungünstig auch vom Produktivitätsstandpunkt aus.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Glasschmelze im Rückstau 40 in der Nähe der Schützwand 36 nicht erhitzt, 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. Dabei sollten die Heizelemente 46 ausreichend weit von der Schützwand 36 entfernt sein, so daß diese nicht zwangsweise aufgeheizt wird. Dabei sollten auch die Vertikalabstände der Heizelemente 46 von dem Glasschmelzestau 40 so 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 Schutzwand 36 und dem Metallbad 25 hindurchtritt

In dem stromabseitigen Raum 44 wird eine Atmosphäre mit relativ niedriger Temperatur durch den Betrieb des Kühlers 48 aufrechterhalten. Der Kühler sollte dabei so ausgelegt und angeordnet werden, daß eine ausreichend kühle Gasatmosphäre an der Schützwand 36 ankommt die die hintere vertikale Fläche 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 Fläche 36c führt zu einer geringeren Benetzung der Wandfläcrte 36c mit der durch den Spalt zwischen der Wand 36 und dem Metallbad 23 hindurchfließenden 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 Glasachicht sehr wichtig.

Grundsätzlich wird ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff durch die Gasleitungen 54 in den stromabseitigen Raum 44 in erster Linie deshalb eingeleitet, damit eine Oxidation der Metallschmelze 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 dem 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 hitr.eheständigen Wänden 20 in den stromaufseitigen Raum 42 gelangt, wobei zusätzlich die relativ starken seitlichen Grenzbereiche 61 des Glasbandes 60 abge^ kühlt werden. Durch rasches Abkühlen der seitlichen Grenzbereiche 61 kann die vorhandene Tendenz des in seiner Stärke reduzierten, gestreckten Glasbandes 60, wiedtr die Gleichgewichtsstärke erreichen (ein Phänomen, das normalerweise als Refloating bezeichnet wird) wirksam unterdrückt werden.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die wärmeisolierende Hilfswand 31 vorzusehen. Wie in F i g. 7 gezeigt, kann wahlweise die Schutzwand 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 Schutzwand 36 durch die wärmeisolierende Wand 30 oder die wärmeisolierende Hilfswand 31 zu bedecken, und zwar vom Standpunkt der wirksamen Kühlung dieser Rückfläche 36c aus.

Ausführungsbetspiel

Eine in einem üblichen Glasschmelz- und Reinigungsofen hergestellte Glasschmelze 15 wurde kontinuierlich auf ein Metallbad 25 in der Kammer 10 über den Kanal 12 zugeführt. Die Metallschmelze bestand dabei aus Zinn. Der Steuerschütz 28 wurde dabei so we?: geöffnet daß die Zufiihrungsrate der Glasschmelze 15 konstant 1000 kg/h betrug. In dem Stau 40 betrug die Temperatur der Glasschmelze 1150⁰C, und die Viskosität betrug 2 kPa s. 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 Schicht der Glasschmelze aufgebracht die durch das allmähliche Fließen der Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den engen Spalt zwischen dem unteren Ende '36d der Schützwand 36 und der Oberfläche des Metallbad« 25 gebildet wurde, und die Schicht der Glasschmelze wurde in Längsrichtung des Metallbades 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 Defekte wie lineare Störungen oder Bläschen in diesem Glasband.

Das untere Ende 36d ist so ausgeführt, daß der Abstand des unteren Endes 36t/von der Oberfläche des Metallbades 25 im mittleren Bereich des Metallbades am geringsten und in den beiden Endbereichem am größten ist Der Grund liegt darin, daß das hergestellte dünne Glasband 60 eine ungleichmäßige Stärke, wenn auch nur sehr geringfügig, bekommt, wenn das untere Ende 36</ der Schutzwand 36 vollständig eben ausgeführt wird. Insbesondere wird die Stärke des Glasbandes im mittleren Bereich etwas größer als die Stärke in den Seitenbereichen in der Nähe der seitlichen Grenzbereiche 61.

Fig. 12 zeigt, etwas übertrieben dargestellt, ein Glasband 60S mit einem solchen Stärkeverlauf.

Die Hauptursache für die eben beschriebene Ungleichförmigkeit der Glasbandstärke besteht darin, daß die Temperatur der Glasschmelze in den Seitenbereichen des Staus 40 geringfügig unter der Glasschmelzentemperatur im Zentralbereich des Staus 40 liegt Wenn die Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den Spalt zwischen dem unteren Ende 36d der Schützwand 36 und dein Metallbad 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 das untere Ende 36c der Schützwand 36 so geformt wird, daß die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit des Glasflusses durch den Spalt zwischen diesem Ende und dem Metallbad 25 über die gesamte Spaltbreite gleichförmig wird, und diese Idee wurde experimentell als richtig erwiesen.

Fig.8 zeigt die Ausbildung eines unteren Endabschnittes einer Schutzwand 36/4 von der Abstromseite in Längsrichtung des Metallbades in Fig. 1 aus, als relativ einfache Ausführung des Grundgedankens. Das untere Ende dieser Schüti'vand 36/4 ist in eine horizontale ebene Fläche 81 unterteilt die nur einen relativ schmalen Zentralbereich einnimmt, und zwei schräge Flächen 83, die jeweils von den Seitenkanten der horizontalen Fläche 81 bis zu den Endkanten der Schützwand 3GA in beiden Richtungen reichen. Jede Fläche 83 ist so geneigt, daß der Abstand zwischen dieser Fläche 83 und der die Fläche 81 enthaltenden horizontalen Ebene mit dem horizontalen Abstand von der Mitte deF Wand 36A zunimmt. Es ist leicht zu verstehen, daß es wichtig ist, die beiden geneigten Flächen 83 symmetrisch zu einer vertikalen Ebene auszuführen, die durch die Mittelachse der Schützwand 36/4 in Längsrichtung des Metallbades 25 geht. Die Verwendung dieser Schutzwand 36/4 erbringt eine beträchtliche Verbesserung bei der gleichmäßigen Stärke des ausgebildeten Glasb.indes.

Eine weitere Ausführung der Schützwand 36fl nach F i g. 9 hat sich als noch vorteilhafter erwiesen. Diese Schützwand 362? ist mit einer sanft gekrümmten konvexen unteren Fläche 85 über die Gesamtlänge der Wand versehen. Diese Endfläche 85 ist so gekrümmt, daß der Abstand dieser Fläche von der Oberfläche des MetaHbades in der Mitte (in Querrichtung gesehen) der Schützwand 362? am kleinsten ist und allmählich zu den Seiten der Wand 365 zunimmt Die Krümmung dieser Fläche (d.h. der Krümmungsradius der Kurve an der Unterkante der vertikalen Rückfläche 36C der Wand

ίο 36B) kann im mittleren Bereich 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 362? anzubringen. Jedenfalls sollte die gekrümmte untere Fläche 85 symmetrisch zu einer vertikalen, durch die Zentralquerachse der Schützwand 362? gehenden Ebene sein. Durch Verwendung dieser Schützwand 36B bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, ein Glasband 60 mit sehr gleichmäßiger Stärke zu erzeugen, wie es schematisch in F i g. 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 Fläche 85 der

Schutzwand 362? auf folgende Weise bestimmt:

In Fig. 10 stel't die Kurve 85Λ die untere Kante der Schützwand 365 im vertikalem Längsschnitt dar, so daß die Form der gekrümmten unteren Fläche 85 durch geometrische oder algebraische Bestimmung dieser Kurve 85Λ gebildet werden kann. Eine horizontale gerade Linie erstreckt sich parallel zur Längsachse der Schützwand 36B und damit quer zum Metallbad 25; diese Linie bildet eine Tangente an der Unterkante der Wand 362? 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 O schneidet wird als y-Achse verwendet Bei dieser Definition wird bevorzugterweise für die Kurve 85/4 eine Kurve verwendet die durch die Gleichung

y-k\x\" verwendet wobei

3xl0-"<*<3x10-·.

und 03 Z

10"" ^ 1,5.

so Es wurde experimentell bestätigt daß die Verwendung einer Schützwand 362? mit einer derartigen Krümmung der unteren Fläche 85 die Herstellung eines dünnen Glasbandes ermöglicht, das eine extrem hohe Gleichförmigkeit der Stärke über die Gesamtbreite des Glasbandes aufweist und daß eine derartige Krümmung der unteren Fläche 85 besonders geeignet ist, wenn die Viskosität der Glasschmelze im Stau 40 sich im Bereich von 0,1 bis lOkPas befindet, bei einer Breite des Glasbandes im Bereich von etwa 15 cm bis 100 cm.

In Fig. 13 bis 15 ist gezeigt daß vorzugsweise eine Wehrwand 88 in das Metallbad 25 an einer Stelle eingefügt wird, die unmittelbar in Abstromricntung hinter der Schützwand 36 liegt, insbesondere bei der Herstellung sehr dünner Glasbänder mit einer Stärke von etwa 0,2 mm oder kleiner.

Hauptsächlich wird diese Wehrwand 88 deswegen eingesetzt um die Übertragung der Metallschmelze aus dem stromaufseitigen Bereich diekt unter dem Glas-

schmelzenstau 40 in den Bereich stromabseitig von der Wehrwand 88 gering zu halten. Wenn ein Glasband 60 mit der erwünschten Stärke durch Aufbringen einer Streckkraft auf eine Schicht der Glasschmelze gebildet wird, die sich durch eine Strömung von Glasschmelze durch den Spalt zwischen der Schutzwand 36 und dem Metallbad 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, 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 fibermäßig erwärmten Metallschmelze fließt, wenn keine Wehrwand 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 Glasbänder mit ungleichmäßiger Stärke. Außerdem 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 Glasbändern 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 infolge der Erhitzung durch die Glasschmelze im Stau 40, ist es unvermeidbar, daß eine gewisse Strömung eines oberen Flächenteils der Metallschmelze die Strömung in der Glasschmelze durch den durch die Schützwand 36 gebildeten Spalt begleitet Jedoch fließen in einem Bereich unmittelbar stromabseitig von der Schützwand, in dem die Schicht der Glasschmelze eine geringere Stärke aufweist die Glasschmelze und der obere Flächenteil der Metallschmelze in unterschiedlicher Richtung und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, so daß eine Spannung an 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. 03 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 Fläche des Glasbandes erzeugt werden.

Ein weiterer Zweck der Wehrwand 88 besteht darin, die Richtungsunterschiede: der Strömung und der Strömungsgeschwindigkeit des oberen Flächenteiles der Metallschmelze in dem genannten Bereich unmittelbar abstromseitig von der Schutzwand 36 und der darauf schwimmenden Schicht der Glasschmelze am kleinsten zu halten.

Die Wehrwand 88 ist eine vertikale Wand, deren Grundabschnitt in dem hitzebeständigen Boden 18 des Behälters 16 für die Metallschmelze eingebettet ist. Die Wand 88 erstreckt sich quer zur Strömungsrichtung der Glasschmelze parallel zur Schutzwand 36, endet jedoch in einiger Entfernung von den beiden Seitenwänden 20 des Behälters 16, wie F i g. 14 zeigt, so daß ein Spalt 90 zwischen jedem Ende dieser Wand 88 und cjer entsprechenden Seitenwand 20 bleibt Das obere Ende 88c/ der Wehrwand 88 liegt knapp unter dem unteren Ende 36c/ der Schützwand 36, so daß keine Berührung mit der auf dem Metallbad 25 schwimmenden Glaschmelze oder dem Glasband 60 erfolgt An der dem Rückstau 40 zugewendeten Vorderseite ist die Wehrwand 88 mit einer vertikalen Fläche 88a im unteren

ίο Abschnitt und einer abgeschrägten Fläche 886 im oberen Endabschnitt versehen. Die vertikale Fläche 88i befindet sich etwas stromabwärts von der hinteren vertikalen Fläche 36c der Schutzwand 36, und die schräge Fläche 886 weicht so weit zurück, daß der Abstand dieser Fläche 886 von der Oberfläche des Metallbades 25 abnimmt mit zunehmendem Abstand der Fläche 886 vom Einlaß des Metallbades. An i~t von dem Rückstau abgekehrten Rückseite ist die Wehrwand 88 mit einer vertikalen Fläche 88c versehen, die bis zur hinteren Kante des oberen Endes 88c/ reicht Vorzugsweise wird die Fläche 886 so geneigt, daß diese Fläche 886 und die Fläche 366 der Schützwand 36 nahezu symmetrisch mit Bezug auf eine Horizontalebene werden.

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

Die Auswirkungen der Wehrwand 88 werden anhand der Fig. 16 erklärt, wobei angenommen ist, daß die Glasschmelze aus dem Stau 40 durch den schmalen Spalt zwischen dem unteren Ende 36c/ der Schützwand 36 und der Oberfläche des Metallbades 25 ausströmt

Die Metallschmelze 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 Wehrwand 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 dem unteren Ende 36c/ der Schützwand 36 und dann über das obere Ende 88c/ der Wehrwand 88 strömt, wird ein oberer Flächenabschnitt der Metallschmelze 85 Vj einer durch

so den Pfeil JWj bezeichneten laminaren Strömung vom stromaufseitigen Bereich zum stromabseitigen Bereich mitgenommen. Diese Strömung Mj geht unter dem unteren Ende 36c/ der Schützwand 36 und dann über das obere Ende 38c/der Wehrwand. Da der Vertikalabstand zwischen diesen beiden Enden Xd und SSd sehr gering ist wird der Fluß oder die Strömung Mi der Metallschmelze beim Überschreiten der Fläche 886 und dem oberen Ende 88c/ der Wehrwand 88 eingeengt. Dadurch steigt die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung M₁ der Metallschmelze an und kommt in die Nähe der Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze unmittelbar abstromseitig nach der Schutzwand 36. Die Verengung und die sich dadurch ergebende Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in der Strömung Mj der Metallschmelze ergibt den zusätzlichen Effekt, daß die Richtungsabweichung dieser Strömung Mj von der Strömungsrichtung der genau darüber befindlichen Glasschmelzenschicht sehr klein wird. Damit wird die

Entwicklung der beschriebenen Spannung an der Grenzfläche zwischen der Schicht der Glasschmelze 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 Wehrwand 88 bei der Herstellung sehr dünner Glasbänder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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 Wehrwand 88 wird ein Teil der Metallschmelze 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 Wehrwand 88 auf, wie es durch den Pfeil Mj 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 Schicht der Glasschmelze, da die Wehrwand 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 Schicht der Glasschmelze oder das Glasband 60 ausübt, kann eine Hilfswand 90 stromabseitig von der Wehrwand 88 eingebaut werden, die in Berührung mit der Rückseite 88c der Wehrwand steht Das obere Ende 90a der Hilfswand 90 sollte unter der Höhe des oberen Endes 88</ der Wehrwand 88 liegen, und die Länge dieser Wand 90 in Querrichtung zum Metallbad 25 soll gleich oder nahezu gleich der Länge der Wehrwand 88 sein.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung relativ dünner Glasbänder nach dem Floatverfahren mit einer Kammer zum Formen des GJases, die einen ein Metallbad aufnehmenden Boden, zwei Seitenwände, ein mit Abstand zum Metallbad angeordnetes Dach sowie an ihrem einen Ende einen Einlaß für die Glasschmelze und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für das Glasband aufweist, mit einer Einrichtung zum Strecken des Glasbandes und mit einer im Innern der Kammer quer zur Strömungsrichtung der Glasschmelze und mit Abstand zum Einlaß angeordneten Schützwand, zwischen deren unterem Ende und der Oberfläche des Metallbades iein schmaler Spalt besteht, der einen Rückstau der Glasschmelze auf dem Metallbad zwischen Einlaß und Schutzwand erzeugt, wob^i das untere Ende der Schützwand in Strömungsrichtung gesehen waagerecht vorläuft, und die vom Rückstau abgekehrte Rückseite der Schutzwand eine bis zum unteren Ende der Schutzwand reichende vertikale Fläche ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rückstau zugewandte Vorderseite (36a) der keine Heizeinrichtungen aufweisenden Schutzwand (36, 36Λ, 36B) in ihrem unteren Bereich bis zum unteren Ende (36d) der Schützwand eine schräge Fläche (36b) ist, die von der Oberfläche (41) der Glasschmelze in dem Stau geschnitten wird, und deren Abstand zur Oberfläche des Metallbades (25) mit zunehmendem Abstand vom Einlaß (22, 26, 28) abnimmt, und daß das untere Ende der Schützwand quer zmr Strömutigsrichiung gesehen in seinem mittleren Bereich den kleinsten Abstand und in seinen Endbereichen den _erößten Abstand zur Oberfläche des Metallbades hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Schutzwand (36A) quer zur- Strömungsrichtung gesehen in seinem mittleren Bereich eine horizontale Fläche (81) ist, an «o die sich zur Seite hin leicht geneigte Flächen (83) anschließen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Schützwand (36B) quer zur Strömungsrichtung gesehen eine gekrümmte Fläche (85) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schützwand (364,36Zy zur Mittellängsebene des Metallbades (25) symmetrisch ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Schützwand (36B) in einem in Längsrichtung der Schützwand vertikal geführten Schnitt durch eine Kurve (SSA) dargestellt wird, die durch die Gleichung