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Glaswannenofen Die Erfindung ,bezieht sich auf Wannenöfen zur Herstellung
von Glas, die wenigstens zwei getrennte und durch einen Durchlaß verbundene Abteile
besitzen. Der Durchfluß des Glases von einem Abteil zum nächsten wird durch eine
Sperre geregelt, indem man das Glas über eine im oberen Teil des Durchlasses vorgesehene
Schwelle oder durch eine oder mehrere, in einer Sperrwand unterhalb des Glasspiegels
vorgesehene Öffnungen fließen läßt.
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Diese Ausbildung des Ofens gestattet es, das Glas in den Abteilen
gesonderten Behandlungen, wie dem Schmelzen und Läutern, zu unterwerfen, die verschiedene
Temperaturverhältnisse bedingen. Außerdem ist es durch die Unterteilung des Ofens
in besondere Abteile möglich, die in der Längsrichtung auftretenden Konvektionsströme
zu verringern, die bekanntlich in nicht unterteilten Wannenöfen die Wirkung haben,
:bereits fertiges Glas aus den kältesten Zonen in die heißesten Zonen zurückzuführen
und dadurch einen unnötigen Kalorienverbrauch verursachen.
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Gemäß der Erfindung wird die die Ofenabteile voneinander trennende
Sperre wenigstens zum Teil aus Kohlenstoff, vornehmlich in Form von Graphit, gebildet.
Der
oder die aus Kohlenstoff oder Graphit bestehenden Teile der Sperre können dabei
senkrecht einstellbar sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Sperre, die eine
.Schwelle bildet, über welche das Glas in Form eines Bandes von einem zum anderen
Abteil fließt, als Ganzes oder wenigstens in ihrem oberen Teil aus Kohlenstoff bzw.
Graphit.
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Bei den bekannten Wannenöfen mit Sperre, deren Schwelle aus feuerfestem
Material besteht, muß diese Schwelle gegen den Angriff durch das Glas und gegen
die Abnutzung durch die Reibung der über die Schwelle fließenden Glasschicht geschützt
werden. Dieser Schutz wird durch den Einbau von Kühlmitteln erreicht. Besteht die
Schwelle entsprechend der Erfindung aus Kohlenstoff, so ist es nicht mehr notwendig,
die Schwelle zu schützen, und infolgedessen kommen die Kühlmittel in Fortfall. Durch
die Erfindung wird also einerseits der Bau des Wannenofens vereinfacht und anderseits
eine Abkühlung des Glases bei der Berührung mit der Schwelle vermieden.
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Durch die erfindungsgemäße Verbesserung ist es möglich, das Glasband
in jeder gewünschten Dicke über die Schwelle fließen zu lassen, ohne daß Vorkehrungen
zum Schutz der Schwelle getroffen werden müssen. Insbesondere läßt sich diese Dicke
beliebig kleinhalten, wodurch es möglich ist, das Glasband während der ganzen Arbeitsdauer
des Ofens in seiner ganzen Dicke im wesentlichen auf der gleichen Temperatur zu
halten. Auf diese Weise lassen sich rückläufige Glasströmungen von einem Abteil
zum anderen völlig vermeiden, während solche Strömungen sonst durch den Temperaturunterschied
zwischen den beiden Abteilen und Temperaturunterschiede zwischen den Schichten des
Glasbandes auftreten.
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Gibt man der Schwelle in der Fließrichtung des Glases eine genügend
große Abmessung und/oder bringt man die betreffende Ofenzone auf eine so hohe Temperatur,
daß die Gasblasen in der ganzen Dicke des Glasbandes zum Ausscheiden gebracht werden,@so
kann eine-entsprechend der Erfindung ausgebildete Schwelle dazu benutzt werden,
schon auf der Schwelle zwischen dem Abteil, in dem der Schmelzvorgang erfolgt, und
dem Abteil, das gewöhnlich der Läuterung vorbehalten ist, die Läuterung ganz oder
teilweise durchzuführen.
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Durch die aus Kohlenstoff oder Graphit bestehende Schwelle kann man
einen elektrischen Strom leiten und dadurch das die Schwelle berührende Glas erhitzen.
Durch Regelung der Stromstärke ist es (beispielsweise möglich, das mit der Schwelle
in Berührung tretende Glas auf eine, Temperatur zu bringen, die sich beliebig derjenigen
Temperatur nähert, die an der Oberfläche des Glasbandes herrscht. Mit den bekannten
Schwellen aus feuerfestem Material ist dieses nicht möglich.
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Man kann beispielsweise die Graphitschwelle als Widerstand benutzen
und einen Strom hoher Frequenz durch sie hindurchschicken. Infolge der dahei auftretenden
Hautwirkung kommt die Oberfläche der Schwelle auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur
und erhitzt das mit ihr in Berührung kommende Glas um so höher, je höher die Frequenz
ist.
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Man kann auch die Graphitschwelle als eine Elektrode arbeiten lassen,
die durch Stromaustausch mit einer oder mehreren anderen Elektroden durch das Glasbad
hindurch die Temperatur des über die Schwelle fließenden Glases erhöht.
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Die Erhöhung der Temperatur des über die Schwelle fließenden Glases
läßt sich auch dadurch erreichen, daß man die Schwelle als tote Elektrode benutzt,
d. h. als eine nicht an eine Stromquelle angeschlossene Elektrode, welche, da sie
aus Graphit besteht, die Kraftlinien eines elektrischen Stromes, der zwischen zwei
vor und hinter der Schwelle angeordneten Elektroden durch die Glasmasse fließt,
konzentriert.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden Abteile
durch eine Sperre getrennt sein, die aus einem feststehenden Teil und einem die
Schwelle bildenden beweglichen Teil besteht, dessen Eintauchtiefe veränderlich ist.
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Infolge des geringen spezifischen Gewichtes des Kohlenstoffs oder
Graphits in Vergleich zu demjenigen des Glases und die dadurch gegebene Schwimmfähigkeit
kann man eine Schwelle aus Kohlenstoff oder Graphit auch als Schwimmkörper arbeiten
lassen, der dadurch in seiner Höhenlage verstellbar ist, daß man ihn mehr oder weniger
tief in das Glas hineindrückt. Dies kann mittels in der Höhe verstellbarer Anschläge
geschehen, die sich auf der Oberseite der Schwelle abstützen.
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\ach einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Verbindung zwischen
den beiden Abteilen von einer oder mehreren quer durch die Sperre gehenden Öffnungen
gebildet sein, von denen wenigstens eine Kante von dem oberen Teil oder dem unteren
Teil des oder der Graphitelemente gebildet ist.
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Macht man wenigstens eines der Graphitelemente in der Höhe verstellbar,
so läßt sich in einem gewünschten Abstand unter dem Glasspiegel eine vorzugsweise
schlitzförmige Verbindungsöffnung von veränderlicher Höhe bilden. In ähnlicher Weise
können in der Sperre auch mehrere Durchgänge in verschiedenen Höhenlagen verwirklicht
werden.
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Besteht die Sperre aus mehreren in der Höhe verstellbaren Elementen,
so kann man durch ihre Verstellung gegeneinander die Höhenlage der Durchgangsöffnung
oder -öffnungen und ihren Abstand vom Glasspiegel ändern. Man kann auch gemäß der
Erfindung eine oder mehrere Öffnungen mit einer Schwelle kombinieren. Die Anordnung
von Durchgängen in verschiedenen Höhenlagen gestattet es schließlich, falls gewünscht,
zwischen den beiden durch die Sperre getrennten Abteilen einen gewissen Rückstrom
zuzulassen, der dann allerdings kontrollierbar ist.
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Bei der Verwirklichung des oder der Durchgänge veränderlicher Höhe
gemäß der Erfindung läßt sich wiederum, wie schon oben angegeben, die Schwimmfähigkeit
des oder der Kohlenstoff- oder
Graphitelemente ausnutzen, die dann
durch einen auf ihre Oberseite ausgeübten Druck mehr oder weniger in das Glasbad
eingetaucht werden können.
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Gemäß der Erfindung können die Verstellungen des oder der die Sperre
bildenden Teile auch von unten her mittels die Ofensohle durchsetzender Stellmittel
vorgenommen werden. Hierbei läßt sich die Schmier- und Dichtungsfähigkeit des Kohlenstoffs
und insbesondere des Graphits ausnutzen, der leicht in Öffnungen von Blöcken gleichen
:Materials, die in die Ofensohle eingesetzt sind. gleiten kann, ohne daß Glas durch
die Fugen ausfließt.
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Wenn der zwischen den .beiden Abteilen zu bildende Druchgang von verhältnismäßig
geringer Breite ist, können das oder die beweglichen Elemente der Sperre aus Graphit
bestehen und als solche senkrecht verstellbar durch die Ofensohle hindurchgeführt
werden.
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Soll der Durchgang eine größere Breite haben, sich beispielsweise
in Form eines Schlitzes von einer zur anderen Seitenwand des Ofens erstrecken, so
können das oder die beweglichen Elemente an ihrer Unterseite mit zwei oder mehreren
Säulen aus Kohlenstoff oder Graphit versehen werden, die dann allein in der Höhe
verstellbar durch die Ofensohle hindurchgeführt werden.
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Die Bildung wenigstens einer der Lippen des oder der Durchgänge oder
Schlitze aus Kohlenstoff und insbesondere aus Graphit ergibt vor allem die folgenden
Vorteile: Da Graphit von Glas selbst bei hohen Temperaturen nicht angegriffen wird,
behalten die Schlitze praktisch ihre Form bei, und zwar für eine Dauer, die mindestens
einer Ofenreise entspricht. Insbesondere bleibt die Schlitzhöhe konstant, was besonders
bei Schlitzen geringer Höhe von Bedeutung ist. Ferner kann die elektrische Leitfähigkeit
der Graphitlippen des oder der Schlitze ausgenutzt werden, um durch sie einen elektrischen
Strom zu leiten und dadurch das Glas auf eine gewünschte Temperatur zu bringen.
In dieser Beziehung kann man den Graphit als Heizwiderstand, als aktive Elektrode
oder als tote Elektrode arbeiten lassen. Durch Hindurchschicken von elektrischem
Strom durch den Graphit hat man schließlich die Möglichkeit, eine vorübergehende
örtliche Temperaturerhöhung des Glases herbeizuführen, um dessen Viskosität zu verringern.
und dadurch die Verstellung des oder der beweglichen Elemente zu erleichtern.
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Bringt man in ,der Sperre einen oder mehrere unter der Badoberfläc:he
liegende Durchgänge an, so kann es zweckmäßig sein, den oberen Teil der Sperre aus
dem Bad vorragen zu lassen, um jedes Fließen von Glas an der O'berfläc'he zu vermeiden.
In diesem Fall kann man den oberen Teil der Sperre aus einem feststehenden Stück
aus feuerfestem Material bilden. Man kann auch einen in das Bad eintauchenden Graphitkörper
verwenden, der seinerseits ein nichtbrennbares Stück aus feuerfestem :Material.
trägt, welches so leicht ist, daß es mit dem Graphitkörper schwimmfähig bleibt und
in der vorangegebenen Weise durch verschieden tiefes Eintauchen in der Höhenlage
regelbar ist. Man kann auch den Graphitkörper, wenigstens soweit er aus dem Bad
austauchen kann, mit einer unbrennbaren Schutzschicht :bekleiden, beispielsweise
indem man mittels der Spritzpistole geschmolzenes Aluminium aufspritzt, welches
oxydiert und dadurch eine Tonerdeschicht bildet.
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In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungen von Glaswannenöfen
gemäß der Erfindung dargestellt.
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Fig. i und 2 zeigen in einem senkrechten Längsschnitt und in einem
waagerechten Längsschnitt einen Teil eines Wannenofens mit einer Sperre, die mit
einer Schwelle aus Kohlenstoff oder Graphit von veränderlicher Eintauchtiefe versehen
ist.
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Fig. 3 bis 5 zeigen in einem senkrechten Längsschnitt, einem waagerechten
Längsschnitt und einem senkrechten Querschnitt eine andere Ausführung mit einer
Schwelle von so großer Abmessung, daß z. B. auf ihr ein Läutern des Glases leicht
vor sich gehen kann.
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Fig.6 und 7 zeigen senkrechte Längsschnitte durch einen Ofen mit einer
Sperre aus zwei Teilen. wobei der obere Teil aus gewöhnlichem feuerfestem Material
bestehen kann und einen Durchfluß von Glas an der Oberfläche verhindert, während
der untere Teil aus Graphit :besteht und senkrecht beweglich ist, so daß zwischen
den beiden Abteilen ein Durchgang veränderlicher Höhe gebildet werden kann.
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Fig. 8 ist ein senkrechter Längsschnitt und Fig. 9 ein waagerechter
Längsschnitt nach a-b der Fig. 8 eines Ofens mit einer Sperre, deren oberer Teil
aus Graphit besteht und eine Schwelle bildet, während der untere Teil von unten
aus senkrecht verstellbar ist.
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Fig. io zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine Ausführung,
bei der die Sperre aus drei Teilen besteht.
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In den verschiedenen Figuren (bezeichnet i die Ofensohle, 2 und 3
sind zwei Abteile des Ofens und 4, 5 stellen dessen Seitenwände dar. Der Spiegel
des Glasbades ist durch die Linie 6 dargestellt.
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Bei .der Ausführung gemäß Fig. i und 2 sind die beiden Abteile 2 und
3 durch eine Sperrmauer 7 aus üblichem feuerfestem Material getrennt, deren Höhe
unterhalb der Höhe der zu :bildenden Schwelle liegt. Die Schwelle besteht aus einem
Kohlenstoff- oder Graphitblock 8 von rechteckigem Querschnitt und einer Länge, die
ein wenig kleiner als die Breite des Ofens ist. Der Block 8 wird mit leichtem Spiel
gegen die Sperre 7 durch Stücke 9 und io aus feuerfestem Material gehalten, die
an den Seitenwänden 4 und 5 sitzen. Durch Verstellung der Eintauchtiefe des Blockes
8 läßt sich die Dicke der über die Schwelle fließenden Glasschicht regeln.
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Um den Block 8 eingetaucht zu halten und seine Eintauchtiefe zu regeln,
sind bei dieser Ausführung zwei U-förmige Metallrohre i i und 12 vorgesehen, durch
die Wasser hindurchgeleitet wird und die sich auf der Oberseite des Blockes 8 in
der Nähe seiner beiden Enden abstützen. Durch senkrechtes
Verstellen
der Rohre i i und 12 kann die Höhenlage der Schwelle 13 mit Bezug auf den Glasspiegel
6 geregelt werden.
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Beim Ingangsetzen des Ofens bedeckt man den Block 8 mit Glas, beispielsweise
Bruchglas, um ihn gegen die oxydierenden Flammen zu schützen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 3 bis 5 sind zwei Sperrwände 14 und 15
vorgesehen, die miteinander und mit den Seitenwänden 4 und 5 einen Trog 16 bilden,
der einen Boden 17 besitzt, der eine von dem Boden der Abteile 2 und 3 verschiedene
Höhenlage einnehmen kann. In diesem Trog, der mit Glas gefüllt ist, befindet sich
ein Graphitschwimmer B. Dieser Schwimmer kann waagerecht und senkrecht aus mehreren
Stücken (in dem Beispiel sind es acht) zusammengesetzt sein, die durch Dübel i9
und 20 miteinander verbunden sind. Der Schwimmer ist von solcher Abmessung, daß
er nahezu den ganzen Flächenquerschnitt des Troges 16 einnimmt, wobei jedoch so
viel Spiel gelassen ist, daß er sich in dem Trog auf und ab bewegen kann. Der Schwimmer
wird mittels U-förmigen Metallrohren 21 und 22 eingetaucht gehalten, die von Wasser
umflossen werden, wobei sie sich auf der Oberseite des Schwimmers nahe jedem seiner
Enden abstützen. Die Rohre sind in der Höhe verstellbar und können daher die Eintauchtiefe
der von der Oberseite des Schwimmers gebildeten Schwelle 23 regeln. Die Höhen der
Sperren 14 und 15 und des Schwimmers 18 sind so bemessen, daß, wie gering auch die
Eintauchtiefe des Schwimmers sein mag, er stets mit einem Teil unter der Oberkante
der Sperrwände liegt.
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Durch diese Anordnung ergeben sich vor allem die folgenden Vorteile:
Die Wände 14 und 15 begrenzen die Bewegungen des Schwimmers in der Ofenlängsrichtung.
Durch das Vorhandensein von zwei Sperrwänden ergibt sich eine größere Dichtigkeit
zwischen den beiden Abteilen 2 und 3. Außerdem besteht die Möglichkeit, durch den
Boden 17 das Glas in dem Trog 16 zu kühlen und dadurch zähflüssiger zu machen, so
daß jede Glasströmung zwischen den Wänden und dem Schwimmer verhindert und dadurch
die Abdichtung noch erhöht wird. Ferner kann man .der so gebildeten Schwelle in
der Fließrichtung des Glases jede gewünschte Abmessung geben, die Dicke des Glasbandes
beliebig verringern und durch entsprechendes Erhitzen des Glases in dieser Zone
auf der Schwelle eine Läuterung oder die Einleitung der Läuterung des Glases bewirken.
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Bei der Ausführung nach Fig. 6 und 7 besitzt die Sperre einen unteren,
senkrecht verstellbaren Teil aus Graphit. Dieser Teil besteht aus einem Querstück
24 aus Graphit, dessen Vorderseite in der gleichen Ebene wie die Rückseite des oberen
Teils 25 der Sperre liegt. Das Stück 24 sitzt fest an zwei senkrechten Säulen 26
aus Graphit, die in der Sohle i senkrecht verschiebbar geführt sind.
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Je nachdem wie weit diese Säulen in das Glasbad eintreten, entsteht
unterhalb (Fig.6) oder oberhalb (F«-. 7) des Querstückes 24 ein veränderlicher Schlitz
für den Durchtritt des Glases. In Fig. 6 ist dieser Durchtritt lediglich durch die
das Querstück 24 tragenden Säulen 26 unterbrochen. Ist die Höhe des Querstücks kleiner
als der Ab-stand zwischen der Sohle und der Unterseite des Teiles 25, so
kann man zwei Schlitze bilden deren Höhen sich in entgegengesetztem Sinne ändern
und von denen der eine oberhalb und der andere unterhalb des Stückes 24 liegt.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Sperre mit einem Glasdurchfluß an der
Badoberfläche über einer in der Höhe verstellbaren Schwelle und einem Durchgang
von veränderlicher Höhe über der Ofensohle. Der obere Teil der Sperre bildet wie
bei den Fig. i und 2 einen Schwimmkörper 8 aus Graphit, der gegen zwei Führungsstücke
9 und to anliegt und von wasserdurchflossenen U-Rohren i i und 12 im Glas eingetaucht
gehalten wird. An dem Schwimmkörper 8 anliegend, kann ein Querstück 24 gleiten,
das fest an zwei Säulen 26, 26' sitzt, die in der Ofensohle auf und ab be-,vegbar
sind.
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Gemäß Fig. to besteht die Sperre aus drei beweglichen Elementen 8,
24 und 27, von denen wenigstens der Teil 8 aus Graphit besteht.
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In der dargestellten Stellung besitzt die Sperre zwei Durchgänge,
und zwar einen an der Badoberfläche über der Schwelle und einen anderen in einer
Zwischenlage zwischen der Schwelle und der Ofensohle. Der bewegliche Teil 27 kann
aus Graphit bestehen und von oben oder von unten durch die Sohle hindurch in der
gleichen Weise wie das Element 24 verstellt werden.
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Im Rahmen der Erfindung sind auch noch weitere Ausführungen möglich.
So könnte beispielsweise bei den Sperren gemäß den Fig. 8 bis to der Teile 8 ein
über den Badspiegel vorstehendes Stück aus feuerfestem und unbrennbarem Material
haben oder derjenige Teil des Graphitkörpers 8, der gegebenenfalls aus dem Glas
austaucht, könnte mit einer unbrennbaren Schutzschicht überzogen werden.