DE6931325U

DE6931325U - Geraet zum herstellen von tafelglas

Info

Publication number: DE6931325U
Application number: DE6931325U
Authority: DE
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1968-08-07
Filing date: 1969-08-07
Publication date: 1969-12-04
Also published as: GB1283778A; BR6911260D0; BE737147A; JPS502611B1; FR2016886A6; DE1940324A1; ES369422A2; US3537834A

Description

Anmelder: Corning Glass Works, Corning,- N.Y., USA

Gerät zum Herstellen von Tafelglas

Die Neuerung bezieht sich auf ein Gerät zur Herstellung von Tafelglas nach dem Überlauf-Abwärtszieh-Verfahren. Sie betrifft insbesondere ein Gerät zum Herstellen (Ziehen) von Tafelglas, bestehend aus einem Formkeil mit zwei nach unten geneigten Formflächen zur Führung einer Glasschmelze abwärts an diesen Flächen entlang, wobei das Gerät Kantenführungen aufweist, die an senkrechten Kanten der Formflächen entlang angeordnet sind und Zwickel aufweisen, die mit den Formflächen verbunden sind, um den Glasschmelzenstrom an den Randteilen der Formflächen aufzunehmen und dünner zu machen.

Die Herstellung von Tafelglas dadurch, daß man eine Glasschmelze über einen Formkeil abwärts fließen läßt, ist bekannt. Es zeigte sich jedoch, daß die tatsächlich brauchbare Breite des hergestellten Tafelglases wesentlich

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geringer ist als die theoretisch aufgrund der Formkeillänge zu erwartende maximale Breite der brauchbaren Glastafel. Das heißt, wenn die Glasschmelze an der Unterseite einer geneigten Fläche, wie etwa den nach unten konvergierenden Flächen des Formkeils, entlang fließt, so beobachtet man eine Kontraktion der Glasströmung quer zu ihrer Fließrichtung, d.h. die Glasströmung zieht sich von den senkrechten Enden des Formkeils nach innen zusammen.

Durch diese seitliche Bewegung der Glasschmelze bei ihrer Strömung an den konvergierenden Formflächen entlang bildet sich an der Kante der Tafel ein Wulst oder eine Verdickung, der bzw. die zur Tafelmitte hin abnimmt. Durch diese Randwulst e wird nicht nur der wegen seiner gleichmäßigen Dicke brauchbare Teil der Gesamtbreite der gezogenen Tafel verringert, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der die Tafel gezogen werden kann, wird auf einen Bruchteil derjenigen Geschwindigkeit herabgesetzt, mit der eine Tafel gleichmäßiger Dicke gezogen werden kann. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, daß die Tafel unmittelbar nach ihrer Formung in einem kontinuierlichen Verfahren spannungsfrei gekühlt wird und die erforderliche Zeitspanne zur Erreichung einer zulässigen Spannungshöhe in der Tafel beim Durchgang durch den Kühlteil des Verfahrens direkt proportional zur Dicke des Glases ist; infolgedessen benötigen Tafeln mit dickeren

Randteilen mehr Zeit zur spannungsfreien Abkühlung, so daß durch derartige Randwülste die Herstellungsgeschwindigkeit des Tafelglases herabgemindert wird.

Zur Verhütung dieser Schrumpfung in Querrichtung bei der Herstellung von Tafelglas nach dem oben beschriebenen Verfahren hat man bisher vorgeschlagen, die Ränder zu walzen oder zu kühlen. Hierbei wurden jedoch keine befriedigenden Ergebnisse erzielt, weil durch das Walzen nur der Versuch gemacht wird, die Dicke der Wulstteile zu verringern, ohne daß versucht würde, die Ursache für die Entstehung dieser Wülste zu beseitigen, und weil durch das Kühlen die bei der Tafelglasherstellung nachteiligen Randwülste eher noch vergrößert werden,, Es wirde ferner gefunden, daß eine hohe Viskosität an den Rändern der die Tafel bildenden Strömung tatsächlich eher einen Zug zur Mitte hin oder eine Schrumpfung erzeugt, als eine niedrige Viskosität in diesem Bereich. Wenn die Ränder jedoch so weit gekühlt werden, daß das G-las zu erstarren beginnt, so werden hierdurch zusätzliche schädliche Wirkungen hervorgerufen insofern, als die Tafel sich verwirft und innere Spannungen aufweist.

Die bei der Tafelglasherstellung durch Abwärtsziehen hinsichtlich der Tafeldicke und Wulstbildung auftretenden Probleme lassen sich nach einem Vorschlag der Anmelderin dadurch lösen, daß an den Außenseiten des Formkeils Kantenführungen angeordnet werden.

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Diese Kantenführung en "bewirken, daß die Randteile der Glasschmelzenströmung oder des Bandes aus flüssigem Glas, das an dem ^ormkeil abwärtsfließt, in einer im wesentlichen senkrechten Ebene an den Längsrändern des Formkeils entlang abwärts zur Unterkante dieses Formkeils fließen. Jede der Kantenfuhrungen weist eine vorspringende Seitenfläche auf_s die sich an den Rändern des Formkeils entlangerstreckt, sowie eine Auskehlung oder einen Zwickel, der sich zrischen dieser Seitenfläche und der nach unten geneigten Formfläche des Keiles erstreckt. Die im Bereich des senkrechten Randes des Formkeiles fließende Glasschmelze fließt auf der Oberfläche des Zwickels entlang und behält eine im wesentlichen senkrechte Strömungsrichtung bei, die sich nach unten bis in Höhe des Scheitels oder der TJnterkante des Formkeiles erstrekken kann. Die von der Glasschmelze benetzte Zwickeloberflache des Kantenführungsvo2?>runges ist in waagrechter Richtung langer als die entsprechende waagrechte Länge der Oberfläche des Formkeils, in den der Zwickel übergeht; daher vergrößert der Zwickel die Breite der Glasströmung und verringert leren Dicke an den Rändern, bevor die Glasströmung an der Unterkante des Formkeils und des Zwickels abgezogen wird.

Es wurde jedoch beobachtet, daß die mit Kantenfuhrungen und Zwickelflächenteilen versehenen ^ormkeile nur dann gute Ergebnisse erzielen, wenn der negative Winkel bzw« der Hinterhang des Formkeils weniger als 15⁰O beträgt. Bei den für viele

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Verwendungsmöglichkeiten günstigeren Formkeilen mit größerem negativem Winkel "bzw. größerem Hinterhang als 15 traten Mangel bezüglich der brauchbaren Glastafelbreite und der Randwulstbildung auf.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden, insbesondere also ein Gerät zu schaffen, daß bei einem negativen Winkel der Formflächen von^> 15° möglichst große brauchbare Breiten und möglichst geringe Randwülste des Tafelglases gewährleistet.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit den Kantenführungen einerseits und den Formflächen andererseits verbundenen Zwickel eine untere Kante, aufweisen, die sich nach abwärts bis unterhalb einer horizontalen, durch .den eine Glasziehlinie bildenden Scheitel des Formkeils gehenden Ebene erstreckt, wobei sich ein Teil der unteren Kante in einer vertikalen, durch den Scheitel gehenden Ebene erstreckt und damit die Glasziehlinie wirkungsvoll vergrößert,

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich für den Fachmann aus folgender Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen bezuggenommen wird.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines mit Kantenführungsvorsprüngen versehenen Formkeils„

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Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer Kantenführung, die an einer einseitig gespeisten Überlaufrinne oder dem Formkeil des in Fig. dargestellten Typs angeordnet ist, wobei die untere Kante des Zwickelflächenteils mit ihrem äußeren Ende oberhalb der horizontalen, durch die Glasziehlinie des Formkeils gehenden Ebene endet.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kantenführung, die an einer einseitig gespeisten Überlaufrinne oder dem Formkeil des in Fig. dargestellten Typs angeordnet xst, wobei die untere Kante des Zwickelflächenteils mit ihrem äußeren Ende unterhalb der horizontalen, durch die Glasziehlinie des Formkeils gehenden Ebene endet.

In den Zeichnungen ist eine Überlaufrinne oder ein Formkeil mit einer oben offenen Rinne 11 dargestellt, die/an ihren Längsseitenwänden 12 begrenzt wird, deren obere Ränder einander gegenüberliegende, längsverlaufende Überlaufkanten 13 bilden. Die Überlaufkanten 13 gehen in einander gegenüberliegende, äußere Tafelformflächen des Keiles 10 über. Der Keil weist zwei im wesentlichen senkrechte Formflächenteile 14 auf, die sich an die Überlaufkanten 13 anschließen, sowie zwei Lach unten geneigte konvergierende Flächenteile 15, die in einem

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unteren, im wesentlichen waagrecht verlaufenden Scheitel 16 zusammenlaufen, der eine Glasziehlinie bildet.

Die Glasschmelze 17 wird über einen an die Rinne 11 angeschlossenen Zufuhrkanal 18 in die Rinne 11 eingeführt. Über den Überlaufkanten 13 sind an jedem Ende der Rinne 11 zwei Begrenzungsdämme 19 vorgesehen, um den Überlauf der freien Oberfläche 20 der Glasschmelze 17 in gesonderten Strömen über die Überlaufkanten 13 und abwärts an den einander gegenüberliegenden Formflächenteilen 14, 15 entlang zum Scheitel zu lenken, wo die beiden Ströme sich zur Bildung einer Tafel 21 vereinigen.

Fig. 1 zeigt, wie sich die untere Kante 30 des Zieh- oder Zwickelflächenteils 24 abwärts unter den Scheitel 16 erstreckt. Ein innerer Teil 31 der unteren Kante 30 liegt in einer vertikalen, durch den Scheitel 16 gehenden Ebene und verlängert diesen Scheitel, so daß die Glasziehlinie an beiden Enden nach außen erweitert wird. Der innere Kantenteil 31 des Zwickels bildet eine gemeinsame Schnitt- oder Ziehlinie mit dem inneren Kantenteil eines gegenüberliegenden Zwickelteils 24 auf der gegenüberliegenden oeite des Formkeils 10, da beide inneren Kantenteile 31 in der selben vertikalen, durch den Scheitel 16 gehenden Ebene liegen. Diese inneren Kantenteile bilden vorzugsweise eine gemeinsame gekrümmte Linie, die sich abwärts vom Scheitel 15 zu einem untersten 32 innerhalb der vertikalen, durch den Scheitel gehenden Ebene erstreckt.

An diesem Punkt

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teilen sich die unteren Kanten 30 der gegenüberliegenden Zwickelteile 34 und streben divergierend nach außen entlang den äußeren Kantenteilen 33, welche den vorspringenden Kantenflächenteil 23 entlang der Verschneidungslinie 25 schneiden» Wie Fig. 1 zeigt, können die unteren äußeren Kantenteile 33 die Kantenführungen 22 in der horizontalen, durch den Scheitel 16 gehenden Ebene schneiden.

Fig. 2 zeigt eine Kantenführung 22 mit einer vorspringenden Kantenfläche 23, die sich in einer vertikalen Ebene Entlang der gesamten Höhe des Formkeils erstreckt und die Längsflächen der Formflächenteile 14 und 15 im rechten Winl-el schneidet.. Selbstverständlich kann die Ebene des vorspringenden Kantenflächenteils 23, wenn es vorteilhaft ist, auch leicht gegen die vertikale und/oder schiefwinklig gegen die Formflächenteile geneigt sein. Das Kehl- oder Zwickelflächenteil 24 liegt über der Schnittlinie 29 zwischen dem vorspringenden Kantenflächenteil 23 und der geneigten Formfläche 15. Der Zwickel 2A- weist eine gekrümmte Fläche auf, die entlang einer Linie 25 tangential in den vorspringenden Kantenflächenteil 23 und entlang einer diagonal verlaufenden Linie 26 tangential in die nach unten geneigte Formfläche 15 übergeht.

Im Gegensatz zu dem unteren äußeren Kantenteil 33 der Fig. 1, der in der durch den Scheitel 16 gehenden Ebene endet, endet der äußere Kantenteil 36 deijunteren Kante 30 des in Fig. 2

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gezeigten Zwickels 24 oberhalb der horizontalen, durch den Scheitel 16 gehenden Ebene. Ansonsten ähnelt das Kantenführungsteil 22 der Fig. 2 jedoch dem der Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine Kantenführung 22 mit einem vorspringenden Kantenflächenteil 23 dargestellt, der dem in Fig. 2 dargestellten Kantenflächenteil 23 gleicht; die Kantenführung 22 ist hier mit einem Zwickel 24 versehen, der ein äußeres unteres Kantenteil 37 aufweist, das mit seinem äußeren Ende an der vorspringenden Kantenfläche 23 unterhalb der horizontalen durch den Scheitel 16 gehenden Ebene endet. Wie bereits beschrieben, erstreckt sich der vorspringende Kantenflächenteil 23 tatsächlich unterhalb des Scheitels oder der Glasziehlinie 16.

Obwohl die Zwickelteile 24 der neuerungsgemäßen Kantenführungen mit einer gekrümmten oder kegelstumpfförmigen Gestalt dargestellt sind, können die Zwickelteile, wenn es zweckmäßig ist, auch planar oder multiplanar ausgebildet sein, wenn nur die Verschneidungslinien 25 und 26 tangential zu den Flächen 23 bzw. 15 angeordnet sind. Die Kantenführungen können aus feuerfesten Formteilen oder geeigneten, hitzebeständigen Metalllegierungen, wie etwa nichtrostendem Stahl, Platin, Platin-Rhodium-Legierungen oder anderen hochschmelzenden Legierungen bestehen.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Kantenführungen arbeiten praktisch nach dem gleichen Prinzip zur Erzeugung

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von Tafelglas mit möglichst großer Breite und möglichst geringen Randwülsten. Die Kantenführungen bilden eine vorspringende Anschlagseitenfläche 23 für die Ränder der am Formkeil abwärts fließenden Glasschmelze, während die Zwickel 24 dafür sorgen, daß der Glasschmelzenstrom an diesen vorspringenden Seitenteilen gehalten wird.

Die an den Rändern der konvergierenden Formflächen abwärts fließende Glasschmelze wird an den diagonalen Verschneidungslinien zwischen den Zwickeloberflächen und den Formflächen vcn den Zwickeloberflächen aufgenommen. Die Randteile der abwärts fließenden Tafel werden zunächst von den geneigten Formflächen getragen und geführt und gehen dann auf die "Vorderseiten der Zwickel 24 der Kantenführungen 22 über. Die äußeren Zwickelteile haben die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß die Glasschmelze auf der ganzen Breite im wesentlichen senkrecht abwärts bis zur äußeren Unterkanten des Zwickelteils fließt. Die divergierenden äußeren Kantenteile der gegenüberliegenden Zwickelteile verdünnen und verteilen die Glasströme, während die Mittelteile weiter auf der gemeinsamen Glasziehlinie, die von den inneren Kantenteilen 31 und dem Scheitel 16 gebildet wird, konvergieren«

Durch die Kontur der Zwickeloberfläche entsteht eine von der Glasschmelzenströmung benetzte Länge, die in waagrechter

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Richtung größer ist als die Länge der Formfläche, die vom Zwickel bedeckt wird; infolgedessen wird die Glasschmelzenströmung im ruandbereich verbreitert und folglich dünner, so daß die Längsränder des Glasschmelzenstroms beim Verlassen der Unterkante des Zwickels tatsächlich dünner sind. Nachdem die Glasschmelzenströmung die Unterkante der einander gegenüberliegenden Zwickel verlassen hat, tritt naturbedingt ein Schrumpfen in Querrichtung ein, durch das normalerweise die Tafelbreite verringert und die Ränder verdickt werden; diese Schrumpfung tritt natürlich auch bei den mit den Kantenführungen gemäß der Neuerung versehenen '.Teilen auf; hier bewirkt diese Schrumpfung jedoch nur, daß die Glasschmelzenströmungen in ihren Randbereichen wieder auf ihre normale Dicke schrumpfen, während sie sich unterhalb des Scheitels des Kgils vereinigen. Die Randwulstbildung wird daher effektiv vermieden, während gleichzeitig erreich"¹ wird, daß der gleichmäßig dicke Teil der Glastafel möglichst breit wird. Des weiteren bewirken die gekrümmt aa Glas ziehliniene !-Weiterungen, die durch die abwärts geneigten inneren Kaiitenteile 31 an jedem Ende des Scheitels 16 gebildet werden, eine nach außen gerichte· te Zugwirkung, welche eine Beibc-lialtung der Scheibendicke gewährleistet.

•7ie bereits erwähnt, bewirken die beschriebenen Kantenführungen eine große brauchbare Breite und eine geringe Randwulstbildung

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bei der Herstellung von Tafelglas nach dem Überlauf-Abwärtszieh-Verfahren mit einem Formkeil, der einen negativen Winkel bzw. einen Hinterhang von höchstens 15° aufweist. Y/enn jedoch nach diesem Verfahren Glas mit einem Formkeil hergestellt wird der einen Hinterhang bzw. einen negativen Winkel von^15 aufweist, werden wesentlich verbesserte Ergebnisse durch das neuerungsgemäße Gerät erzielt. Da die geneigten Oberflächen des Formkeils mit dem größeren Hinterhang schneller konvergieren, wurde auch ein Kehl- oder Zwickelteil mit größerem Radius benötigt, um die angrenzenden Oberflächen zu verbinden und so die Breite der Glasziehlinie zu verringern und die Länge der divergierenden Zwickelteile zu erhöhen_o Durch das neuerungsgemäße Gerät ist es nunmehr möglich, die effektive Glasziehlinie tatsächlich zu erhöhen und die brauchbare Breite des Tafelglasesdurch Verlängern der gegenüberliegenden Zwickelteile unterhalb des Scheitels des Formkeils und durch dessen konvergierende Kantenteile entlang aer allgemeinen Glasziehlinie zu vergrößern.

Es wurde z.B. gefunden, daß beim Formen einer Scheibe mit einem Formkeil mit einer Länge von 1,95m aus Glas mit einer Temperatur von 1190° und einer Viskosität von 3500 poise bei einer Fließgeschwindigkeit von 365 kg/h die Scheibenbreite tatsächlich um 15,2 cm gegenüber der unter ähnlichen Bedingungen mit den eingangs erwähnten Kantenführungen erhaltenen Breite erhöht wurde.

Claims

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Schutzansprüche

1. Gerät zum Herstellen (Ziehen) von Tafelglas, bestehend aus einem Formkeil mit zwei nach unten geneigten Formflächen zur Führung einer Glasschmelze abwärts an diesen Flächen entlang, wobei das Gerät Kantenführungen aufweist, die an senkrechten Kanten dieser Formflächen entlang angeordnet sind und Zwickel aufweisen, die mit den Formflächen verbunden sind, um den Glasschmelzenstrom an den Sandteilen der Formflächen aufzunehmen und dünner zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwickel (24) eine unteie Kante (30) aufweisen, die sich nach abwärts bis unterhalb einer horizontalen, durch den eine Glasziehlinie bildenden Scheitel

-•(16) des Formkeils (10) gehenden Ebene erstreckt, wobei sich ein Teil (31) der unteren Kante (30) in einer vertikalen, durch den Dcheitel (16) gehenden Ebene erstreckt und damit die Glasziehlinie wirkungsvoll vergrößert»

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegenae Kantenführungen (22) auf den gegenüberliegenden Seiten des Formkeils (10) vorgesehen sind, v/obei der untere Kantenteil jeder Kantenführung in der genannten vertikalen Ebene liegt und eine gekrümmte Vergrößerung der Glasziehlinie unterhalb des unteren Endes des ^ormkeils (10) bildete

3· Gerät nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenführung (22) eine Kantenfläche (23) aufweist,

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die von einem der- Pormflächenteile vorspringt und daß die untere Kante des Zwickels (24) einen gekrümmten inneren Teil (31), der sich von der Glasziehlinie in der vertikalen, durch den Scheitel (16) gehenden Ebene abwärts erstreckt und einen äußeren unteren Kantenteil (33) der von der vertikalen Ebene zu der vorspringenden K_antenflache verläuft„

ο Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Zwickels (24) einen äußeren Teil (36) aufweist, der mit der vorspringenden Kantenxläche (23) oberhalb einer horizontalen, durch die Glasziehlinie (16) des i'ormkeils (10) gehenden Ebene verbunden ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Zwickels (24) einen äußeren Teil (37) aufweist, der mit der vorspringenden Kantenfläche (23) unterhalb einer horizontalen, durch die Gl^sziehlinie (16) des -fc'ormkeils (10) gehenden Ebene verbunden ist.

ο Gerät nacα einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere -^ante des Zwickels (24) einen äußeren Teil aufweist, der mit der vorspringenden Kantenfläche (23) in einer horizontalen, dur£h die Glasziehlinie (16) des Formkeils (10) gehenden Ebene verbunden ist.