DE60215610T2

DE60215610T2 - Verfahrem zum schneiden der ränder eines glasbandes sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: DE60215610T2
Application number: DE60215610T
Authority: DE
Inventors: Mauro Lucio Nascimento. Rua Pedro Tu LUIZ
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: EP1349817B2; DE60215610T3; FR2819505A1; CN1484619A; JP4302983B2; EP1349817A1; EP1349817B1; KR100822323B1; WO2002055444A1; CZ20031869A3; PL363348A1; DE60215610D1; US20040060416A1; ES2274962T3; PL198073B1; CZ302411B6; BR0206370B1; BR0206370A; FR2819505B1; ES2274962T5

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von Flachglas und insbesondere ein Verfahren zum Zuschneiden eines endlosen Glasbandes.
Dabei ist unter einem endlosen Glasband ein Glasband zu verstehen, das aus einem kontinuierlichen Formgebungsverfahren, insbesondere einem Float- oder Walzglasverfahren, stammt.
Ganz allgemein wird ein endloses Glasband beginnend mit einem Glasschmelzofen erzeugt, in welchem die Glasrohstoffe eingelegt und geschmolzen werden, um eine viskose Glasschmelze zu bilden. Mit dieser viskosen Glasschmelze wird ein Formgebungswerkzeug, beispielsweise eine Floatglaswanne, in welcher die viskose Glasschmelze auf ein Bad aus geschmolzenem Zinn, das unter einer reduzierenden Atmosphäre gehalten wird, gegossen wird, oder eine Walzanlage versorgt. Es wird so nach dem Formgebungswerkzeug ein endloses Glasband erhalten, das für spätere Verwendungen insbesondere im Bauwesen und/oder Automobilbau, zugeschnitten werden muss.
Das herkömmliche Verfahren, das es erlaubt, das Glas zuzuschneiden, besteht zunächst darin, das Glasband im Kühlofen abzukühlen, es anschließend in Querrichtung zu Platten zuzuschneiden und danach die Ränder dieser Platten in Längsrichtung zu beschneiden.
Dabei wird wie üblich mit "Abkühlen im Kühlofen" der Vorgang bezeichnet, der darin besteht, das Glasband einem kontrollierten Abkühlungszyklus derart zu unterwerfen, dass die in der Formgebungsstufe erzeugten Spannungen fortschreitend verschwinden.
Dabei wird als "Querrichtung" eine Achse bezeichnet, die im Wesentlichen senkrecht zur Durchlaufachse des aus dem Formgebungswerkzeug kommenden Glasbandes steht.
Als "Längsrichtung" wird eine Achse bezeichnet, die im Wesentlichen parallel zur Durchlaufachse des aus dem Formgebungswerkzeug kommenden Glasbandes steht.
Als "Platten" werden die Elemente des Glasbandes nach dem Zuschneiden in Querrichtung bezeichnet.
Das herkömmliche Verfahren zum Beschneiden eines endlosen Glasbandes umfasst nach dessen Abkühlen im Kühlofen vier Hauptstufen:

– erste Stufe: Längsanreißen, insbesondere mit einem Rädchen, eines im Wesentlichen kontinuierlichen Einschnitts auf jedem Rand einer Fläche des Bandes in Längsrichtung; dieses Anreißen erfolgt in einer Entfernung von einigen Zentimetern bis einigen zehn Zentimetern von der Kante des Bandes; es hat die Aufgabe, Oberflächenfehler auf dem Glas zu erzeugen, um das spätere Beschneiden der Ränder des Bandes vorzubereiten, ein Vorgang der als "Abschneiden der Randstreifen" bezeichnet wird,
– zweite Stufe: Anreißen eines kontinuierlichen Einschnitts auf einer Fläche des Bandes in Querrichtung; dieses Anreißen erfolgt insbesondere mit einem Rädchen, das sich in Bezug auf die Durchlaufachse des Glasbandes derart schräg vorwärts bewegt, dass ein quer zur Durchlaufachse verlaufender Anriss auf dem Band erhalten wird,
– dritte Stufe: Trennung des Bandes am Queranriss, um aus dem endlosen Band eine Platte zu bilden; diese Stufe wird als "Zerbrechen in Querrichtung" bezeichnet; die so gebildete Platte wird dann im Allgemeinen von Rollen mit einer Geschwindigkeit transportiert, die sehr viel höher als die Durchlaufgeschwindigkeit des endlosen Bandes ist, und
– vierte Stufe "Abschneiden der Randstreifen": Abtrennen des zwischen der Kante der Platte und der Anreißlinie befindlichen Bereiches, der als "Randstreifen" bezeichnet wird, vom Rest der Platte, um eine Platte zu erhalten, die ein End- oder Halbfertigprodukt darstellt, das anschließend, im Allgemeinen im Wesentlichen vertikal, gelagert und danach auf einem Gestell dem Kunden geliefert wird.

Die vierte Stufe, das Abschneiden der Randstreifen, umfasst zunächst eine Phase, in welcher ein Stoß, beispielsweise mittels eines Metallrades, an der Stelle, an welcher das Längsanreißen durchgeführt worden ist, von oben auf die Platte ausgeführt wird. Durch diesen Stoß wird derart Energie zugeführt, dass sich ein Riss bildet, der der Fehlerlinie der Anreißspur folgt. Ein unter diesen Bedingungen erzeugter Riss pflanzt sich sehr schnell fort, insbesondere mit Schallgeschwindigkeit, das heißt mit etwa 1000 m pro Sekunde. Der Rand löst sich von der Platte und wird entfernt. Bei einem dicken Glas kann die Ausbreitung des Risses durch Verwendung eines insbesondere pneumatischen Hammers, der auf der Unterseite der Platte regelmäßige Stöße erzeugt, unterstützt werden.
Das Verfahren zum Zerbrechen in Querrichtung ist insbesondere in dem Patent USPN 4 072 259 beschrieben.
Das Verfahren zum Abschneiden der Randstreifen ist Gegenstand zahlreicher Verbesserungen, die beispielsweise in den Patenten USPN 4 196 830, USPN 4 285 451, USPN 4 466 562 und USPN 4 489 870 beschrieben sind.
In diesen Patenten sind Verbesserungen des zuvor beschriebenen herkömmlichen Verfahrens erläutert, insbesondere und in Bezug auf die Möglichkeit, das Abschneiden der Randstreifen durch eine lokale Erhitzung/Abkühlung des Glases zu erleichtern, die Randstreifen ausgehend von zwei parallelen Längsanrissen auf ein und derselben Fläche oder ausgehend von zwei einander gegenüberliegenden Längsanrissen auf beiden Flächen des Glases abzuschneiden und Mittel zu entwi ckeln, die es erlauben, auf den Randstreifen ein Moment durch Aufbringen einer Last in der Nähe der Kante der Randstreifen derart aufzubringen, dass sich der Riss ausgehend von dem Anriss öffnet.
Dazu ist festzustellen, dass sich alle diese Verbesserungen auf Mittel beziehen, die, nachdem das endlose Glasband zugeschnitten worden ist, um Platten zu bilden, das heißt nach dem Zerbrechen in Querrichtung, wirken.
Diese herkömmlichen Verfahren zum Abschneiden der Randstreifen sind relativ gut an die industriellen Verfahren zur Herstellung eines Glases mit einer Standarddicke, insbesondere von 3 bis 8 mm, angepasst.
Es treten jedoch zahlreiche Probleme beim Zuschneiden der Ränder auf, wenn die Dicke des Glasbandes entweder kleiner oder größer als diejenige der Standardgläser ist.
Bei dünnen Gläsern, deren Dicke insbesondere gleich oder kleiner als 1 mm ist, wird sehr häufig das Auftreten von Seitenrissen (siehe beispielsweise "lateral cracks", Fractography of Glass – Bradt, R.C., Tressler, R.E., Plenum Press, New York 1994) an der Kante beobachtet, deren Ränder durch herkömmliche Verfahren entfernt worden sind. Dieser Fehlertyp beeinträchtigt die mechanischen Eigenschaften des Glases beträchtlich. Solche Fehler sind für den Kunden inakzeptabel und führen zu einer sehr hohen Ausschussquote.
Bei dicken Gläsern, deren Dicke insbesondere mehr als oder gleich 10 mm, insbesondere mehr als oder gleich 15 mm, beträgt, werden Kanten beobachtet, deren Randstreifen durch die herkömmlichen Verfahren abgeschnitten worden sind und welche zahlreiche Fehler aufweisen. Zunächst verlaufen die Kanten im Allgemeinen nicht senkrecht zu den Flächen mit den größeren Abmessungen (Flächen, die den horizontalen Flächen des endlosen Glasbandes entsprechen), sondern schräg.
Weiterhin sind zahlreiche Fehler festzustellen, die Ursache für eine mechanische Schwächung sein können, insbesondere diejenigen, die vom Fachmann als Schuppen, Nasen, gebrochene Ecken und verzweigte Risse bezeichnet werden.
Dieser Fehlertyp muss für eine Verwendung der Platten als Endprodukt, insbesondere für Verwendungen, in welchen das Glas vorgespannt werden soll, beseitigt werden, da durch das Vorspannen die Glasfehler sehr stark beansprucht werden, was oft zu einem Bruch führt, falls solche Fehler vorhanden sind.
Dazu ist festzustellen, dass der Großteil der Produktion von dickem Glas für Zwecke vorgesehen ist, in welchen ein Vorspannen des Glases erforderlich ist.
Um diese Fehler zu beseitigen, die von dem Abschneiden der Randstreifen durch herkömmliche Verfahren verursacht worden sind, wird ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt, der darin besteht, Material, insbesondere durch Beschleifen, derart abzutragen, dass die Ränder geglättet werden und eine Fläche erhalten wird, die frei von Fehlern ist, die in der Lage wären, beim Vorspannen zum Bruch zu führen. Dieser Arbeitsgang dauert lange und ist teuer.
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, die zuvor genannten Nachteile zu beheben, insbesondere indem ermöglicht wird, nach dem Abschneiden der Randstreifen Kanten zu erhalten, die frei von größeren Fehlern sind und es so erlauben, die hergestellten Platten mit nur wenig oder ohne Bearbeiten in den anschließenden Stufen zu verwenden, die das End- oder Halbfertigprodukt ergeben.
Das Problem der Erzeugung von Kanten, die frei von größeren Fehlern nach dem Abschneiden der Randstreifen von den Platten sind, die aus einem endlosen Glasband erhalten werden, wird gelöst durch die Durchführung eines Verfahrens zum Zuschneiden der Ränder eines endlosen Glasbandes, das mit einer Geschwindigkeit V_R durchläuft, welches eine Stufe des Längsanreißens, insbesondere mit einem Rädchen, wodurch eine Anreißlinie erzeugt wird, eine spätere Stufe des Queranreißens, anschließend eine Stufe zum Zerbrechen in Querrichtung und zwischen der Stufe des Längsanreißens und der Stufe des Queranreißens eine Zwischenstufe umfasst, die darin besteht, mindestens einen Längsriss in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes, insbesondere über die gesamte Dicke dieses endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie zu erzeugen und diesen Längsriss mit einer Geschwindigkeit V_F, die im Wesentlichen gleich und in entgegengesetzter Richtung zu der Durchlaufgeschwindigkeit V_R des endlosen Glasbandes ist, sich fortpflanzen zu lassen.
Von den Erfindern konnte gezeigt werden, dass es so möglich ist, Platten zu erhalten, die im Wesentlichen senkrecht zu den Seiten dieser Platten verlaufende Ränder aufweisen, und dass diese Ränder eine fast glatte Oberfläche besitzen, die unter der Bezeichnung Spiegeloberfläche bekannt ist.
Dieser bemerkenswerte Effekt ist besonders überraschend, da es dem Fachmann bekannt ist, dass die Ränder, die nach dem Abschneiden der Randstreifen gemäß den herkömmlichen Verfahren erhalten werden, eine mäßige Qualität und zahlreiche Fehler aufweisen, insbesondere bei dünnen und dicken Glasplatten.
Somit betrifft die Erfindung in erster Linie ein Verfahren zum Zuschneiden der Ränder eines endlosen Glasbandes, das eine Oberseite und eine Unterseite umfasst und mit einer Geschwindigkeit (V_R) durchläuft, welches eine Stufe des Längsanreißens, insbesondere mit einem Rädchen, wodurch eine Anreißlinie erzeugt wird, eine spätere Stufe des Queranreißens, anschließend eine Stufe zum Zerbrechen in Querrichtung und nach der Stufe des Längsanreißens eine Stufe, die darin besteht, mindestens einen Längsriss in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes, insbesondere über die gesamte Dicke dieses endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie zu erzeugen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsriss mit einer Geschwindigkeit (V_F) wachsen gelassen wird, die im Wesentlichen gleich und in umgekehrter Richtung zu der Geschwindigkeit (V_R) des Durchlaufs des endlosen Glasbandes ist, und dass die Stufe des Zerbrechens in Querrichtung sich nach der Stufe befindet, in welcher mindestens ein Längsriss erzeugt worden ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Ränder, die glatt und frei von größeren Fehlern sind, bei allen Dicken von Glasplatten, insbesondere bei dünnen und dicken Gläsern, festgestellt.
Die Durchführung dieses Verfahrens führt zu einer bemerkenswert einfachen Vorrichtung, die dennoch eine sehr hohe Effizienz besitzt.
Die Mittel, die geeignet sind, einen Längsriss zu erzeugen, werden vorteilhafterweise in der Nähe der beiden Kanten des endlosen Glasbandes derart angeordnet, dass sich ein Riss gleichzeitig auf jeder Seite des Glasbandes fortpflanzen gelassen wird und danach das Abschneiden der Randstreifen auf beiden Seiten gleichzeitig erfolgt.
Es wird so auf einer Linie das Auftreten eines Risses in einem wesentlichen Teil der Dicke des Glases, insbesondere in wenigstens der Hälfte der Dicke, und sogar ein durchgehender Riss vor den Mitteln, die es erlauben, diesen Riss zu erzeugen, und nach den Mitteln zum Längsanreißen beobachtet. Im Folgenden des Textes wird dieser Riss als "Längsriss" bezeichnet. Dieser Längsriss, der mit dem bloßen Auge bei fast allen Gläsern zu sehen ist, scheint für einen Beobachter, der sich neben der Produktionslinie befindet, im Wesentlichen unbeweglich zu sein. Die Resultierende aus der Geschwindigkeit V_R des Durchlaufs des Glasbandes und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit V_F des Risses ist im Wesentlichen gleich Null. Dabei ist unter "im Wesentlichen" eine mögliche Schwankung in der Größenordnung des Faktors 2 zu verstehen. Diese Schwankung kann bei einem neben der Produktionslinie befindlichen Beobachter den Eindruck erwecken, dass sich der Riss bewegt, wobei er zwischen dem Mittel, das es erlaubt, ihn zu erzeugen, und dem Mittel für das Längszuschneiden bleibt.
Die Schwankungen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Risses können insbesondere mit Unregelmäßigkeiten von Restspannungen in dem Glas nach dem Abkühlen im Kühlofen verknüpft sein.
Das endlose Glasband besteht so nach dem Zeitpunkt, zu welchem der Längsriss erzeugt worden ist, aus drei Bereichen: zwei Randstreifen und einem mittigen Bereich. Wenn der Riss durchgehend ist, erscheinen diese Bereiche als einander berührend, und es kann üblicherweise festgestellt werden, dass sie "zusammen kleben geblieben sind", obwohl sie durch kein Bindemittel verbunden sind. Das Queranreißen erfolgt anschließend über diese drei Bereiche hinweg. Danach erfolgt eine Stufe des Zerbrechens, in welcher bekannte Mittel verwendet werden, um einen Querriss zu erzeugen und sich fortpflanzen zu lassen, der zur Abtrennung einer Platte von dem Glasband führt.
Das Zerbrechen erfolgt insbesondere, indem das Glasband an der Quermarkierung durch eine mit ihm in Berührung befindliche Rolle über die gesamte Breite angehoben wird, wobei der gesamte Querschnitt gebogen wird.
Im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens hat diese Stufe eine doppelte Aufgabe, da in ihr gleichzeitig die Abtrennung der Platte von dem Glasband, aber auch die Abtrennung der Randbereiche, der Randstreifen, erfolgt, die sich dann von dem mittigen Bereich lösen und von Bunkern aufgenommen werden.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Längsriss durch fortschreitendes Biegen des endlosen Glasbandes in einem Bereich, der sich unter der Längsanreißlinie befindet, zwischen dem Längsanreißen und dem Queranreißen erzeugt und sich fortpflanzen gelassen.
Auf diese Weise erlaubt das Biegen das Wachstum eines Längsrisses ausgehend von der Längsanreißlinie und seine Fortpflanzung in einer Richtung, die zu der Durchlaufrichtung des Glasbandes entgegengesetzt ist.
Das fortschreitende Biegen erlaubt eine sehr genaue Steuerung der Öffnung des Längsrisses und die Beherrschung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des so erzeugten Risses.
In einer besonders vorteilhaften Abwandlung wird das Biegen des endlosen Glasbandes durch Ausüben einer Kraft F_I auf die Unterseite des endlosen Glasbandes derart durchgeführt, dass das Glasband in einem Bereich, der sich unter der Längsanreißlinie oder in deren Nähe befindet, auf der Seite dieser Linie, die von der Kante des Glasbandes weiter entfernt ist, wobei sich auf die nächstliegende Kante bezogen wird, leicht angehoben wird.
Um eine Vorstellung davon zu vermitteln, beträgt die auf ein solches Rad aufgebrachte Last etwa 1000 N, das heißt vorzugsweise 500 bis 2000 N.
Bei einem Glasband mit einer Dicke von 15 mm, dessen Ränder von einer Breite von etwa 200 mm angehoben werden sollen, kann insbesondere eine Kraft von etwa 900 N ausgeübt werden, wenn diese Kraft etwa 70 cm von Auflagepunkt entfernt ausgeübt wird.
Bei einem Glasband mit einer Dicke von 19 mm, dessen Ränder von einer Breite von etwa 250 mm angehoben werden sollen, kann insbesondere eine Kraft von etwa 1200 N ausgeübt werden.
Diese Angaben sind jedoch in keiner Weise begrenzend, da die aufzubringende Last vom Zustand des im Kühlofen abgekühlten Glases abhängig ist, wobei der Fachmann sie leicht bestimmen kann, indem er diese Last etwas variiert, wobei er die Wirkung dieser Lastveränderung auf das Fortpflanzen des Längsrisses beobachtet.
In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Kraft F_S auf die Oberseite des endlosen Glasbandes in einem Bereich zwischen der Längsanreißlinie und der Kante des endlosen Glasbandes ausgeübt, um zur Erzeugung und Fortpflanzung des Längsrisses beizutragen.
Diese Ausführungsform eignet sich besonders für die Herstellung eines Glases mit geringer und mittlerer Dicke und erlaubt die Führung des Längsrisses zu begünstigen, um die Fortpflanzung lotrecht zur Längsanreißlinie zu erleichtern.
Obwohl das Ausüben einer Kraft, die auf die Oberseite wirkt, bei dicken Gläsern, insbesondere mit einer Dicke von mehr als 15 mm, nicht unerlässlich ist, ist diese Ausführungsform bei diesen Gläsern nicht ausgeschlossen. Sie kann sich sogar als besonders vorteilhaft erweisen, wenn die Breite der Randstreifen verringert werden und somit Material eingespart werden soll, was eine Erhöhung der Produktivität der Produktionslinie erlaubt.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens trägt (tragen) ein oder mehrere Zufuhren von Wärme und/oder Kälte zur Erzeugung und Fortpflanzung des Längsrisses bei.
Dabei kann die Wärmezufuhr insbesondere durch Verwendung eines Laserstrahles erhalten werden, der mit dem Glas wechselwirkt, wobei der Laserstrahl kollimiert wird, um auf die Oberseite des Glasbandes fokussiert zu werden.
Die Abkühlung kann insbesondere durch mindestens eine Walze erhalten werden, vorzugsweise eine Walze, die sich auf beiden Seiten des Risses in Kontakt mit der Unterseite des Glases befindet. Dieser Typ einer Kühlwalze kann von einer Flüssigkeit gekühlt werden, mit welcher er sich in Berührung befindet, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit, die in einem Behälter enthalten ist, in welchen die Walze eintaucht.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung zum Zuscheiden eines mit einer Geschwindigkeit (V_R) durchlaufenden endlosen Glasbandes gemäß einem Verfahren, das eine Stufe des Längsanreißens, in welcher eine Anreißlinie erzeugt wird, eine spätere Stufe des Queranreißens und anschließend eine Stufe des Zerbrechens in Querrichtung umfasst, welche

(a) Mittel für das Längsanreißen,
(b) Mittel, um den Längsriss in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes, insbesondere über die gesamte Dicke dieses endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie zu erzeugen und wachsen zu lassen und diesen Längsriss mit einer Geschwindigkeit (V_F), die im Wesentlichen gleich und in entgegengesetzter Richtung zur Durchlaufgeschwindigkeit (V_R) des endlosen Glasbandes ist, wachsen zu lassen,
(c) Mittel zum Queranreißen und
(d) Mittel zum Zerbrechen in Querrichtung

Diese Vorrichtung zum Zuschneiden der Ränder eines endlosen Glasbandes umfasst Mittel zum Längsanreißen, Mittel zum Queranreißen, Mittel zum Zerbrechen in Querrichtung und außerdem Mittel, insbesondere mechanische Mittel, um den Längsriss zu erzeugen und sich fortpflanzen zu lassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein mechanisches Mittel, das es erlaubt, den Längsriss zu erzeugen und sich fortpflanzen zu lassen, ein Rad, das in der Lage ist, mit der Unterseite eines endlosen Glasbandes in Berührung gebracht zu werden.
In einer besonders vorteilhaften Abwandlung wird mindestens ein Rad von Regelungsmitteln geregelt, die speziell einen Zylinder umfassen, der insbesondere derart mit einem Gestell verbunden ist, dass entweder die Position des Rades feststehend ist oder die Kraft F_I, die auf das endlose Glasband ausgeübt wird, konstant ist.
Entsprechend einer Ausführungsform dieser Vorrichtung ist mindestens ein mechanisches Mittel zum Erzeugen und Fortpflanzen des Längsrisses ein Rad, das sich auf der Oberseite des endlosen Glasbandes befindet und insbesondere mit einem Zylinder verbunden ist.
Äquivalent zu den zuvor beschriebenen Rädern können eine oder mehrere Rollen verwendet werden, über welche das Glas gleiten kann, ohne dass es beschädigt wird. Beispielsweise können Kupferrollen verwendet werden, die mit einer MoS₂-Schicht überzogen sind.
Gemäß einer anderen Abwandlung dieser Vorrichtung lassen sich die mechanischen Mittel durch mindestens ein Mittel für die Zufuhr von Wärme oder Kälte zu mindestens einem Bereich einer Fläche des endlosen Glasbandes ersetzen oder ergänzen, das sich zwischen den Mitteln zum Längsanreißen und den Mittel zum Queranreißen befindet.
Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mindestens ein Mittel für die Zufuhr von Wärme und/oder Kälte eine beheizte bzw. gekühlte Walze, die sich mit der Oberseite bzw. Unterseite des endlosen Glasbandes in Berührung befindet.
Äquivalent ist es möglich, eine beheizte und/oder gekühlte Rolle zu verwenden. Außerdem kann ein Rad und/oder eine Rolle gleichzeitig ein mechanisches Mittel, das eine Kraft F_I oder F_S unter bzw. auf das Glasband ausüben kann, und ein Mittel für die Zufuhr von Kälte oder Wärme sein.
Beispielsweise können Räder oder Rollen verwendet werden, durch welche ein Wärmeübertragungsfluid, beispielsweise flüssiger Stickstoff oder eine heiße Flüssigkeit, fließt.
So kann durch die Erzeugung eines Wärmegradienten in der Dicke des Glases ein Spannungssystem geschaffen werden, das gleich dem von einer Biegung geschaffenen ist, und so zur Erzeugung und Fortpflanzung eines Längsrisses beigetragen werden.
Entsprechend einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mindestens ein Mittel für die Wärmezufuhr ein Laser.
Die Erfindung betrifft auch eine Glasplatte, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten worden ist, bei welcher die Längskanten im Wesentlichen senkrecht zu der Unterseite und der Oberseite der Platte stehen, und welche eine Spiegeloberfläche aufweist.
Wie weiter oben erwähnt, ist eine solche Platte besonders vorteilhaft, da sie es erlaubt, die nachfolgenden Bearbeitungsvorgänge beträchtlich zu reduzieren.
Die erfindungsgemäßen dicken Glasplatten sind besonders geeignet für die Herstellung von dicken Glaserzeugnissen, insbesondere mit einer Dicke von mindestens 10 mm, selbst mit einer Dicke von mehr als oder gleich 15 mm und sogar von mehr als oder gleich 17 mm, beispielsweise für Verwendungen im Bauwesen oder in der Innenarchitektur.
Die erfindungsgemäßen dünnen Glasplatten sind besonders geeignet für die Herstellung von dünnen Glaserzeugnissen, insbesondere mit einer Dicke von kleiner als oder gleich 1 mm, beispielsweise für eine Verwendung als Bildschirm.
Im Allgemeinen sind die erfindungsgemäßen Glasplatten besonders für die Herstellung von Gegenständen aus vorgespanntem Glas geeignet.
Weitere erfindungsgemäße vorteilhafte Merkmale und Einzelheiten werden anhand der folgenden Beschreibungen von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen näher erläutert, wobei
1 eine Teildraufsicht einer Linie zum Herstellen und Zuschneiden eines endlosen Flachglasbandes,
2 eine Teilansicht entlang des Schnittes A-A' von 1,
3 einen Teilschnitt senkrecht zur Durchlaufachse des Glasbandes,
4 eine Abwandlung des Teilschnittes senkrecht zur Durchlaufachse des Glasbandes,
5 eine Ansicht eines Randes einer dicken Glasplatte, die aus einem endlosen Glasband erhalten worden ist, dessen Randstreifen durch die herkömmlichen Verfahren abgeschnitten worden sind, und
6 eine Ansicht eines Randes einer dicken Glasplatte, die aus einem endlosen Glasband erhalten worden ist, dessen Randstreifen erfindungsgemäß abgeschnitten worden sind,
zeigt.
Dabei ist zunächst festzustellen, dass aus Gründen der Verdeutlichung in allen Figuren die Proportionen zwischen den einzelnen dargestellten Elementen nicht streng eingehalten worden sind.
In 1 ist eine Teildraufsicht auf eine Linie zum Herstellen und Zuschneiden eines endlosen Flachglasbandes gezeigt.
Das Band 10 aus Flachglas, das üblicherweise von einem Kühlofen kommt und in die Zuschneidezone mit einer Durchlaufgeschwindigkeit V_R des Bandes eintritt, wird von Förderrollen 12 getragen. Dieses Band enthält im Allgemeinen Fehler auf beiden Kanten, die insbesondere auf Abdrücke von Werkzeugen, beispielsweise top-rolls, zurückzuführen sind, die es erlauben, die Breite des Bandes zu beherrschen, indem die Ränder gezogen oder zusammengedrückt werden. Im Falle eines dicken Glasbandes sind die Ränder im Allgemeinen weniger dick als die mittlere Banddicke und umgekehrt sind im Falle eines dünnen Glasbandes die Ränder dicker als die mittlere Banddicke.
Um diese Ränder zu beseitigen, werden die Randstreifen abgeschnitten. Dies beginnt üblicherweise mit einer Stufe des Längsanreißens mittels eines Anreißmittels 51 in der Nähe der beiden Kanten des Bandes, insbesondere mit einem Rädchen 11. Es wird so eine in Längsrichtung des Bandes praktisch kontinuierliche eingeschnittene Linie 30 in dem Glas erzeugt.
Die Produktionslinie zum Herstellen und Zuschneiden des Glasbandes umfasst nach den Mitteln 51 zum Längsanreißen Mittel 52 zum Queranreißen, die eine quer verlaufende Anreißlinie 41 erzeugen, und anschließend ein Mittel zum Zerbrechen, das hier in Form einer Rolle 53 dargestellt ist, die unter den Queranreißlinien 41 angehoben wird, um eine Platte 62 aus dem endlosen Glasband 10 abzutrennen. Die Förderrollen 13, die sich nach dem Mittel 53 zum Zerbrechen befinden, befördern die zugeschnittenen Platten mit einer Geschwindigkeit V_P, die größer als die Durchlaufgeschwindigkeit V_R des endlosen Bandes ist, um die spätere Abnahme, üblicherweise durch Anheben, der Platten zu erlauben und diese anschließend zu stapeln.
Erfindungsgemäß wird ein Mittel angeordnet, das sich zwischen den Längsanreißmitteln 51 und den Queranreißmitteln 52 befindet und es erlaubt, einen durchgehenden Riss aus der Längsanreißlinie 30 zu erzeugen. Es sind hier diese Mittel in Form eines Rades 21 dargestellt, das sich unter dem Glasband befindet und auf einem einen Zylinder 22 tragenden Gestell angebracht ist.
Dieses Rad befindet sich in etwa der halben Entfernung zwischen den Längsanreißmitteln 51 und den Queranreißmitteln 52. Dieses Rad kann insbesondere mit einer Entfernung von 0,60 bis 1 Meter nach den Längsanreißmitteln 51 angeordnet werden. Ein insbesondere durchgehender Längsriss pflanzt sich auf beiden Seiten der Ränder des Glasbandes 10 fort. Nach dem Zerbrechen in Querrichtung, das durch die Rolle 53 erreicht wird, löst sich die Platte 61 von dem Glasband 10 und lösen sich gleichzeitig die Randstreifen 61 von beiden Seiten der Platte 62 ab und werden entfernt.
In 2 ist eine Teilansicht entlang des Schnitts A-A' der vorhergehenden Figur gezeigt. Die Betrachtung erfolgt auf die Kante des endlosen Glasbandes 10 und erlaubt es, die Stufe der Erzeugung und Fortpflanzung des Längsrisses 32 zu präzisieren. In dem hier dargestellten Fall ist dieser Längsriss durchgehend. Nach dem Anreißen 30 durch das Rädchen 11 auf der Oberseite 15 des Glasbandes beginnt der Riss ausgehend von einem als Rissspitze bezeichneten Punkt 31 sich fortzupflanzen, um fortschreitend durch die Dicke der Kante des Glasbandes 10 hindurchzugehen. Dieser Riss pflanzt sich mit einer Geschwindigkeit V_F in entgegengesetzter Richtung zur Fortbewegungsgeschwindigkeit V_R des Bandes, aber mit im Wesentlichen dem gleichen Wert fort.
Damit dieser Riss 32 erzeugt und fortpflanzen gelassen wird, wird eine Kraft auf die Unterseite 17 des Glasbandes mittels des Rades 21 ausgeübt, das auf dem Zylinder 22 angebracht ist, der über einen Träger, beispielsweise den Dreifuß 23, auf dem Fußboden befestigt ist.
In 3 ist ein Teilschnitt senkrecht zur Durchlaufachse des Glasbandes gezeigt, der sich zwischen dem Anreißmittel 51 und dem Rad 21 befindet. In dieser Figur ist eine Vergrößerung des Bereiches in der Nähe einer Kante des Bandes 10 in einer Sicht quer zur Durchlaufachse des Glasbandes gezeigt. Es wird so die Stelle des Rades 21, das sich mit der Unterseite 17 des Glasbandes in Berührung befindet, präzisiert. In dieser Darstellung befindet sich das Rad 21 in der Nähe des Risses 32 in einem Bereich, der sich in Bezug auf die Kante 16 des Glasbandes 10 auf der anderen Seite der Anreißlinie 30 befindet. Dieses Rad 21 kann auch unter der Anreißlinie 30 angeordnet werden. Es wird so eine Kraft F_I ausgeübt, die in dem Bereich des Glasbandes einen Dehnungsbereich 35 erzeugt.
Wie ebenfalls in 3 gezeigt, ist es möglich, ein Rad 25 mit Auflage auf der Oberseite 15 des Glasbandes zu verwenden, das es erlaubt, eine Kraft F_S auszuüben, die ebenfalls zur Erzeugung von Dehnungsspannungen lotrecht zur Anreißlinie 30 in dem Bereich 35 beiträgt. Dieses Rad 25 befindet sich in dem Bereich, der von der Anreißlinie 30 und der Kante 16 des Glasbandes eingeschlossen wird.
In 4 ist eine erfindungsgemäße Abwandlung gezeigt, die wie in 3 betrachtet wird.
In dieser Abwandlung werden Walzen 81, 82 in Berührung mit der Unterseite 17 des endlosen Glasbandes 10 auf beiden Seiten der Längsanreißlinie 30 angeordnet. Diese Walzen werden durch Eintauchen in eine Flüssigkeit 85 gekühlt, die sich in einer Wanne 86 befindet und deren Temperatur niedriger als die Umgebungstemperatur ist.
Daraus resultieren Kräfte, die zur Erzeugung und anschließend Fortpflanzung des Risses 32 aus der Anreißlinie 30 führen.
Eine andere Ausführungsform dieser Abwandlung kann mit Walzen 81, 82 erhalten werden, die mittels Durchfluss von flüssigem Stickstoff in ihnen gekühlt werden.
Diese Vorrichtung ist besonders für die Herstellung dünner Gläser geeignet.
Weiterhin ist es möglich, zu der in 3 beschriebenen Walze 21 eines der zuvor beschriebenen Kühlsysteme hinzuzufügen.
In 5 ist die Kante 101 einer dicken Glasplatte gezeigt, an deren Rand durch herkömmliche Verfahren die Randstreifen abgeschnitten worden sind. Dieses Bei spiel entspricht einer Kante, wo der Rand durch einen Schlag abgetrennt worden ist, insbesondere durch einen Schlag mit einem pneumatischen Hammer, der von unten auf die Glasscheibe auftrifft, um den Riss sich fortpflanzen zu lassen, was es erlaubt, die Randstreifen von den Rändern des Hauptkörpers der Glasplatte abzutrennen. Es sind zahlreiche Fehler zu sehen, insbesondere Linien 102, die zur Bildung von Abplatzungen 103 führen, ein rauer Bereich 104, dem man eine schnelle Rissfortpflanzung zuschreiben kann, und ein im Allgemeinen schräger Bereich 105.
In 6 ist die Kante 201 einer dicken Glasplatte gezeigt, deren Rand durch das erfindungsgemäße Verfahren von den Randstreifen befreit worden ist. Die Oberfläche dieser Kante 201 ist glatt. Es ist das Vorhandensein der Spur der Längsanreißlinie 30 festzustellen. Der ab dieser Anreißlinie befindliche Bereich ist ein Spiegelbereich 202.
Die Erfindung ist nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt, ist nicht beschränkend zu interpretieren und umfasst alle Verfahren zum Beschneiden der Ränder eines endlosen Glasbandes, das mit einer Geschwindigkeit V_R durchläuft, die eine Stufe des Längsanreißens, in welcher eine Anreißlinie erzeugt wird, insbesondere mit einem Rädchen, eine nachfolgende Stufe des Queranreißens, anschließend eine Stufe des Zerbrechens in Querrichtung, und eine Zwischenstufe zwischen der Stufe des Längsanreißens und der Stufe des Queranreißens umfassen, die darin besteht, mindestens einen Längsriss in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes, insbesondere in der gesamten Dicke des endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie zu erzeugen und diesen Längsriss mit einer Geschwindigkeit V_F, die im Wesentlichen gleich, aber in umgekehrter Richtung zur Durchlaufgeschwindigkeit V_R des endlosen Glasbandes ist, sich fortpflanzen zu lassen.

Claims

Verfahren zum Zuschneiden der Ränder eines endlosen Glasbandes (10), das eine Oberseite und eine Unterseite umfasst und mit einer Geschwindigkeit (V_R) durchläuft, welches eine Stufe (51) des Längsanreißens, insbesondere mit einem Rädchen (11), wodurch eine Anreißlinie (30) erzeugt wird, eine spätere Stufe (52) des Queranreißens, anschließend eine Stufe (53) zum Zerbrechen in Querrichtung und nach der Stufe des Längsanreißens eine Stufe, die darin besteht, mindestens einen Längsriss (32) in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes (10), insbesondere über die gesamte Dicke dieses endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie (30) zu erzeugen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsriss (32) mit einer Geschwindigkeit (V_F) wachsen gelassen wird, die im Wesentlichen gleich und in umgekehrter Richtung zu der Geschwindigkeit (V_R) des Durchlaufs des endlosen Glasbandes (10) ist, und dass die Stufe des Zerbrechens in Querrichtung sich nach der Stufe befindet, in welcher mindestens ein Längsriss erzeugt worden ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe, die in der Erzeugung mindestens eines Längsrisses besteht, eine Zwischenstufe zwischen der Stufe des Längsanreißens und der Stufe des Queranreißens ist.
Zuschneideverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsriss (32) durch fortschreitendes Biegen des endlosen Glasbandes (10) in einem Bereich (35), der sich unter der Längsanreißlinie (30) befindet, zwischen dem Längsanreißen (51) und dem Queranreißen (52) erzeugt und wachsen gelassen wird.
Zuschneideverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen des endlosen Glasbandes (10) durch Ausüben einer Kraft (F_I) auf die Unterseite (17) des endlosen Glasbandes (10) derart durchgeführt wird, dass das Glasband in einem Bereich, der sich unter der Längsanreißlinie (30) oder in deren Nähe befindet, auf der Seite dieser Linie, die von dem Außenrand (16) des Bandes (10) in Bezug auf den am nächsten liegenden Außenrand weiter entfernt ist, leicht angehoben wird.
Zuschneideverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft (F_S) auf die Oberseite (15) des endlosen Glasbandes (10) in einem Bereich zwischen der Längsanreißlinie (30) und dem Außenrand (16), der dieser Längsanreißlinie am nächsten liegt, ausgeübt wird, um zum Erzeugen und Wachsen des Längsrisses (32) beizutragen.
Zuschneideverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (eine) Zufuhr(en) von Wärme und/oder Abkühlung (81, 82) dazu beiträgt (beitragen), den Längsriss (32) zu erzeugen und wachsen zu lassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsanreißen nur auf einer Seite des Bandes durchgeführt wird, und dass das Queranreißen nur auf einer Seite des Bandes durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Zuschneiden eines mit einer Geschwindigkeit (V_R) durchlaufenden endlosen Glasbandes (10) gemäß einem Verfahren, das eine Stufe des Längsanreißens, in welcher eine Anreißlinie (30) erzeugt wird, eine spätere Stufe (52) des Queranreißens und anschließend eine Stufe (53) des Zerbrechens in Querrichtung umfasst, welche (a) Mittel für das Längsanreißen (51), (b) Mittel, um den Längsriss (32) in wenigstens einem wesentlichen Teil der Dicke des endlosen Glasbandes (10), insbesondere über die gesamte Dicke dieses endlosen Glasbandes, ausgehend von der Anreißlinie (30) zu erzeugen und wachsen zu lassen und diesen Längsriss (32) mit einer Geschwindigkeit (V_F), die im Wesentlichen gleich und in entgegengesetzter Richtung zu der Durchlaufgeschwindigkeit (V_R) des endlosen Glasbandes (10) ist, wachsen zu lassen, (c) Mittel für das Queranreißen (52) und (d) Mittel für das Zerbrechen in Querrichtung (53) umfasst, wobei die Mittel (d) zum Zerbrechen in Querrichtung in Bezug auf die Durchlaufrichtung des Bandes nach den anderen Mitteln (a), (b) und (c) angeordnet sind.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel in der Reihenfolge (a), anschließend (b), anschließend (c) und anschließend (d) in Bezug auf die Durchlaufrichtung des Bandes angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, um den Längsriss zu erzeugen und wachsen zu lassen, mechanische Mittel (21, 22, 23, 25) umfassen.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Mittel zum Erzeugen und Wachsen lassen des Längsrisses (32) ein Rad (21) ist, das in der Lage ist, mit der Unterseite (17) eines endlosen Glasbandes (10) in Berührung gebracht zu werden.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rad (21) von Regelungsmitteln geregelt wird, die speziell einen Zylinder (22) umfassen, der insbesondere derart mit einem Gestell (23) verbunden ist, dass entweder die Position des Rades (21) feststehend ist oder die Kraft (F_I), die auf das endlose Glasband (10) ausgeübt wird, konstant ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Mittel zum Erzeugen und Wachsen lassen des Längsrisses (32) ein Rad (25) ist, das sich auf der Oberseite (15) des endlosen Glasbandes (10) befindet und insbesondere mit einem Zylinder verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Mittel (81, 82) für die Zufuhr von Wärme und/oder Abkühlung zu wenigstens einem Bereich einer Seite des endlosen Glasbandes (10) umfasst, das sich zwischen den Mitteln zum Längsanreißen (51) und den Mitteln (52) zum Queranreißen befindet.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel für die Zufuhr von Wärme und/oder Abkühlung eine beheizte bzw. gekühlte Walze (81, 82) ist, die sich mit der Oberseite (15) bzw. Unterseite (17) des endlosen Glasbandes (10) in Berührung befindet.
Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel für die Wärmezufuhr ein Laser ist.