DE965067C

DE965067C - Verfahren zur Beeinflussung der staendigen Spannungen in einem Glasgegenstand

Info

Publication number: DE965067C
Application number: DES36199A
Authority: DE
Inventors: Paul Acloque
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1951-04-21
Filing date: 1953-11-07
Publication date: 1957-05-29
Also published as: GB782502A; US3107196A; FR1036011A; DE931366C; CH315502A; FR63507E; BE524291A; NL94122C; BE510843A; GB774673A; NL85259C; CH302472A

Description

Gegenstand des Patents 931 366 ist ein Verfahren, welches es ermöglicht, auf die Größe und die Verteilung der ständigen Spannungen in einem Glasgegenstand einzuwirken, und das grundsätzlich darin besteht, daß in den Oberflächenschichten des Gegenstandes Gleitbewegungen in gegenläufigem Sinne zu den am Anfang der Kühlung auftretenden Gleitbewegungen herbeigeführt werden, als die Glasmoleküle noch eine gewisse Beweglichkeit zueinander besaßen.

Dieses Verfahren ermöglicht es insbesondere, dem Glas die Eigenschaften zu verleihen, die durch die übliche »Kühlung« angestrebt werden, insbesondere es leicht schneidfähig zu machen.

Eine Ausführungsform des Verfahrens nach dem Hauptpatent besteht darin, daß die Außenschichten des Glases einer intensiven Wärmeeinwirkung ausgesetzt werden, wenn die Temperatur der Innenschichten unterhalb des unteren Entspannungspunktes liegt oder diese Temperatur wenigstens nicht erheblich übersteigt. Die hierdurch erzeugten Wärmedehnungen bewirken in den Außenschichten Druckspannungen, die infolge des Zustandes, in dem sich das Glas im Augenblick der

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Behandlung befindet, ein Gleiten dieser Außenschichten auf den verhältnismäßig starreren Innenschifdhten hervorrufen. Diese Wäimeeinwirkung erfolgt als »Wärmestoß«, d. h. für eine so kurze Zeitdauer, daß die Innenschichten nicht auf eine Temperatur erwärmt werden, die wesentlich höher als die untere Entspannungstemperatur des Glases ist. Nach Vornahme dieser Behandlung erfordert die Abkühlung keine Vorsichtsmaßregeln ίο über die hinaus, welche notwendig sind, um Bruch als Folge von vorübergehenden, während der Kühlung auftretenden Spannungen- zu verhindern.

Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung dieses Verfahrens auf Glasscheiben, welche in Bandform kontinuierlich einen Schmelzofen verlassen und die später einer Oberflächenbehandlung (durch Schleifen, Polieren u. dgl.) unterworfen werden oder bereits ihre endgültige Beschaffejnheit besitzen. Es wurde gefunden, daß Glasscheiben in solcher Weise behandelt werden können, ohne ihre Oberfläche zu irgendeinem Zeitpunkt auf eine Temperatur zu erhitzen, die so hoch wäre, daß durch die Berührung mit den üblichen Unterstützungsmitteln eine Veränderung der Oberfläche hervorgerufen werden könnte.

Im allgemeinen weist ein durch Ziehen oder Walzen erzeugtes Glasband, wenn seine Abkühlung an der freien Luft erfolgt und manchmal sogar auch noch, wenn es nach dem Verlassen des Ofens Vorrichtungen durchlaufen hat, die eine vorsichtige Kühlung bezwecken, eine ungleichmäßige Temperaturverteilung auf seiner Oberfläche auf. Diese ungleichmäßige Temperaturverteilung an der Oberfläche des Bandes kann Anlaß zu vorübergehenden oder ständigen Verformungen sein.

Gemäß der Erfindung werden die Stellen der Oberflächen des Bandes bzw. der Scheibe, die der oben beschriebenen kurzzeitigen intensiven Wärme-■40 einwirkung ausgesetzt werden, und die Intensität der Wärmeeinwirkung an den verschiedenen Stellen in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung an der Oberfläche des Bandes und der Verformung desselben gewählt.

Es hat sich gezeigt, daß ein den Schmelzofen verlassendes Glasband sowohl längs einer Geraden, rechtwinklig zu der Fortbewegungsrichtung des Bandes gemessen, wie auch zwischen gegenüberliegenden Punkten seiner beiden Flächen Temperaturunterschiede aufweist. Mit anderen Worten: Isothermen der Außenflächen sind nicht unbedingt rechtwinklig zu der Fortbewegungsrichtung des Bandes verlaufende gerade Linien. Sie sind vielmehr Kurven, und die einander entsprechenden Isothermen beider Seiten überdecken sich nicht.

Insbesondere wenn beide Seiten des Bandes in

der freien Luft, d. h. auf natürliche Weise, gekühlt werden, kühlen sich die Bandkanten schneller ab als die Bandmitte. Deshalb sind die Isothermen Kurven, deren konkave Seite dem Ofen zugekehrt ist.

Wenn eine gleichmäßige Wirkung der Behandlung erzielt werden soll, z. B. bei einer ebenen, keine Verformung aufweisenden Scheibe, so kann eine Isotherme die Wirkungslinie der als Wärmestoß zugeführten Wärmemenge sein, die dann von gleichmäßiger Intensität ist. Ferner kann aber auch die Wärmezufuhr nach einer Wirkungslinie vorgenommen werden, die dem Verlauf der Isotherme nicht entspricht, wobei die Intensität der an den verschiedenen Punkten zur Einwirkung gebrachten Wärme verschieden sein kann, um der Ungleichmäßigkeit der Temperatur der Scheibe längs dieser Linie Rechnung zu tragen.

Der Wärmestoß wirkt nur auf ein in der Bewegungsrichtung so schmales Feld, daß unter Berücksichtigung des Bandfortschrittes die Einwirkung so kurz ist, wie im Hauptpatent vorgeschrieben.

In der folgenden Beschreibung ist aus Gründen der Vereinfachung die schmale Fläche durch ihre Mittellinie ersetzt, die als »Wirkungslinie der Wärmezufuhr« bezeichnet wird.

In der Fig. 1 der Zeichnungen ist der Grundgedanke der Erfindung graphisch veranschaulicht.

Hierbei ist das Glasband mit 1 und seine Fortbewegungsrichtung durch den Pfeil bezeichnet. In der Figur sind willkürlich eine Anzahl von Isothermen t_v i₂, t₃, t_v t₅ gestrichelt dargestellt, die Temperaturen T₁, T₂, T₃, T₄, T₅ einer der Flächen des Glasbandes in einem gegebenen Augenblick entsprechen, wobei die Temperatur mit wachsendem Index zunimmt.

Gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens kann die Wirkungslinie des Wärmestoßes eine Isotherme, ζ. Β. ί₃, sein und die gleiche Wärmeeinwirkung auf der ganzen Länge dieser Isotherme erfolgen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Wärmeeinwirkung nicht mehr einer Isotherme folgend, sondern nach einer Geraden A-B, die rechtwinklig zu der Fortbewegungsnchtung des Bandes verläuft. Ferner kann sogar die Wärmeeinwirkung nach einer beliebigen Linie, z. B. C-D oder E- F, erfolgen, unter der Voraussetzung, daß in allen Fällen die Intensität des Wärmestoßes in Abhängigkeit von der Temperatur der verschiedenen Punkte, an denen er zur Einwirkung kommt, so geregelt wird, daß an allen diesen Punkten eine gleichmäßige Wirkung der Behandlung erzielt wird. no

Ferner liegt im Rahmen dec Erfindung auch die Anwendung der Behandlung auf eine Glasscheibe, die vorher z. B. unter Anwendung von wärmeisolierenden Schirmen, die in geeigneter Weise längs der Kanten der Scheibe angeordnet sind, oder unter geeigneter mäßiger Wiedererhitzung der Kanten, unter gleichzeitiger Verwendung einer wärmeisolierenden Anordnung oder auch ohne eine solche, in schonender Weise gekühlt wurde.

Wenn die beiden Flächen des sich bewegenden Glasbandes die gleiche Kühlbehandlung durchmachen, so werden bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auch beide Flächen gleichen Wärmeeinwirkungen symmetrisch zueinander unterworfen. Wenn im Gegensatz hierzu die beiden Flächen des Bandes nicht in der gleichen Art

gekühlt wurden, so kann ihre thermische Symmetrie vor der Behandlung gemäß der Erfindung durch alle hierfür geeigneten Mittel wiederhergestellt werden, worauf eine symmetrische Behandlung beider Flächen erfolgt. In diesem Falle werden z. B. vor der Fläche, die sich rascher abkühlt, wärmeisolierende Organe oder Hilfsheizungen angeordnet, die auf einem verhältnismäßig kurzen Wege des Bandes zur Wirkung

xo kommen.

Im Rahmen der Erfindung liegt außerdem die Beseitigung der Temperaturunterschiede, die sich als Folge der verschiedenen Kühlgeschwindigkeiten der beiden Flächen des Bandes ergeben, durch asymmetrische plötzliche intensive Wärmeeinwirkung. So kann z. B. ein gleichmäßiger intensiver Wärmestoß längs einer der Isothermen der einen Fläche und ein gleicher intensiver Wärmestoß längs der Isotherme gleicher Temperatür der anderen Fläche erfolgen, wobei dann die beiden Wärmequellen entsprechend gegeneinander versetzt sind und außerdem verschiedene Form haben können, wenn auch die Isothermen unterschiedliche Form besitzen. Ferner kann mit dem gleichen Ziele durch eine erste Vorrichtung die eine intensive kurze Wärmebehandlung einer der Flächen durchgeführt werden und anschließend eine zweite Behandlung mittels eines Paares von zwei anderen solchen Organen, die symmetrisch

3.0 auf die beiden Flächen wirken, erfolgen.

Es wurde ferner gefunden, daß die Einwirkung des intensiven und kurzen Wärmestoßes auf eine der Flächen der Scheibe, falls sie nicht zusammen mit einer gleichen Einwirkung auf die andere Seite erfolgt, an der Seite der stärker erhitzten Fläche eine vorübergehende Konvexität des Bandes hervorruft. Das gleiche ist der Fall, wenn von gegenüberliegenden Seiten aus Wärmestöße von verschiedener Intensität zur Einwirkung gebracht werden.

Um die Nachteile, die mit einer solchen vorübergehenden Auswölbung verbunden sind, zu beseitigen, wird gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Organe, mittels deren der intensive kurze Wärmestoß ausgeübt wird, in Abhängigkeit von auf beliebigen Ursachen beruhenden Verformungen des Glasbandes, gegebenenfalls zu deren Ausgleich, durch Regelung der Intensität der einzelnen Wärmestöße und/oder durch Regelung der Höhenlage der einzelnen Elemente der Heizorgane einzustellen. So kann man z. B., falls die Erhitzungsorgane längs einer Isotherme angeordnet sind, diese in Abhängigkeit von der Verformung so anordnen, daß die Wärmeeinwirkung längs dieser Linie gleichmäßig ist. Wenn beispielsweise die Vorrichtung, welche den Wärmestoß erzeugt, eine Heizvorrichtung mit Verbrennung ist, welche mittels einer Reihe von parallel zu einer Isotherme angeordneten Brennern Flammen erzeugt, so wird die Intensität der einzelnen Brennernammen nach ihrem Abstand von der verformten Scheibe geregelt. Wahlweise können, falls sämtliche Brennerflammen die gleiche Intensität besitzen sollen, die Brennerdüsen nach einer parallel zu der Oberfläche der deformierten Scheibe verlaufenden Kurve angeordnet werden.

Es ist zu betonen, daß die Erfindung es ermöglicht, durch die Anwendung der angegebenen Mittel Verformungen zu bekämpfen bzw. auszugleichen, die sonst die Qualität der Scheibe beeinträchtigen, unabhängig von ihren Ursachen. So wurde gefunden, daß das Maß der Auswölbungen dadurch verringert werden kann, daß die Intensität der Behandlung der beiden sich gegenüberliegenden Flächen derart differenziert wird, daß die konvexe Fläche einer intensiveren Behandlung unterworfen wird. Diese Möglichkeit stellt jedoch nur eine von vielen durch die Erfindung eröffneten dar.

Das neue Verfahren kann also mit Vorteil mit Hilfe von Vorrichtungen durchgeführt werden, die einen intensiven und kurzen Wärmestoß erzeugen und aus einer Mehrzahl von für sich, sei es hinsichtlich ihrer Stellung oder der Intensität ihrer Wirkung regelbaren Elementen bestehen, wobei durch diese Regelung dem hierdurch erzeugten Wärmestoß die Form und Intensität gegeben wird, die im Hinblick auf die an den Einwirkungsstellen vorliegenden Voraussetzungen erwünscht ist.

Nachstehend wird beispielsweise, jedoch ohne daß die Erfindung etwa auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt wäre, eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens zur Behandlung eines horizontal laufenden Glasbandes, das im kontinuierlichen Walzbetriebe einen Schmelzofen verläßt, ohne durch die üblichen Kühlorgane hindurchzulaufen, beschrieben. Es hat sich gezeigt, daß in einem solchen Falle die Temperatur der oberen Fläche des Bandes schneller absinkt als die der unteren Fläche und daß diese thermische Asymmetrie durch eine zusätzliche vorherige Wärmebehandlung der schneller gekühlten Fläche ausgeglichen werden kann.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch in perspektivischer Darstellung eine Anlage für die Behandlung eines nach einem kontinuierlichen Walzverfahren hergestellten Glasbandes;

Fig. 3 ist eine Aufsicht auf die Gesamtanordnung;

Fig. 4 und S sind Schnitte gemäß den Linien IV-IV und V-V der Fig. 3. "°

Das Glasband 1 läuft nach dem Verlassen eines Schmelzofens 2 zwischen zwei Walzen 3, 3 hindurch und über Tragrollen 4 bis zu einem Schneidtisch 5. Oberhalb des Glasbandes ist ein Schirm 6 angeordnet, der einen Ausschnitt 7 aufweist, der "5 durch ein bewegliches Element 8 mehr oder weniger abgedeckt werden kann, um derart die isolierenden Eigenschaften des Schirmes zu ändern. Der Schirm ist außerdem im Bereich seiner Kante mit elektrischen Widerständen 9 besetzt. Das Band wird ¹^o anschließend der Wirkung von Brennern 10, n_a und ii_h ausgesetzt, und zwar die obere Fläche, die sich schneller abgekühlt hat, der von zwei Brennern 10 und n_a und die untere Fläche der eines einzigen Brenners n_&) der symmetrisch zu dem Brenner ii_ß angeordnet ist.

Die Brenner ίο, ΐΐ_α und H₆, die eine in der allgemeinen Richtung nach dem Ofen hin konkave, den Isothermen des Glasbandes, auf das sie zur Einwirkung kommen, entsprechende Form besitzen, bestehen aus einer Mehrzahl von einzeln in bezug auf ihre Stellung und ihre Versorgung mit Brennstoff regelbaren Elementen.

Gemäß dem in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Brenner 10 außerdem etwas ίο zur Mitte hin angehoben. Durch diese Anordnung kann die Auswölbung des Bandes, die sich als Folge seiner einseitigen Behandlung ergibt, berücksichtigt werden.

Die Brenner sind auf einem auf Schienen 13 verfahrbaren Wagen 12 angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ao i. Verfahren zur Beeinflussung der ständigen

Spannungen in einem Glasgegenstand nach Patent 931 366 in Anwendung auf die Herstellung eines in kontinuierlichem Betriebe aus einem Schmelzofen austretenden Flachglasbandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des kurzen Wärmestoßes auf das sich bewegende Glasband (1) längs einer sich quer über das Glasband erstreckenden Linie, deren Verlauf in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung an der Oberfläche des Glasbandes und von seiner Verformung gewählt ist, erfolgt.
2. Verfahren nadi Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkungslinie des Wärmestoßes im wesentlichen einer Isotherme der Bandoberfläche entspricht und die Einwirkung des Wärmestoßes längs dieser Linie gleichmäßig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der intensive und kurze Wärmestoß auf einer beliebigen Linie, insbesondere einer rechtwinklig zu der Fortbewegungsrichtung des Bandes verlaufenden Linie, zur Einwirkung gebracht und seine Intensität in Abhängigkeit von der Temperatur an den ver-

schiedenen Einwirkungspunkten längs dieser Linie gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide im Zuge der Fortbewegung in der gleichen Weise gekühlten

Flächen eines Glasbandes gleichen Wärmestoßeinwirkungen in zueinander symmetrischer Weise ausgesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flächen eines nicht in der gleichen Weise gekühlten Glasbandes einer asymmetrischen Wärmestoßeinwirkung ausgesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung durch einen intensiven, kurzen, gleichmäßigen Wärmestoß längs der Isotherme einer der Flächen und einen gleichen Wärmestoß längs der Isotherme gleicher Temperatur der anderen Fläche erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst nur eine der Flächen und dann durch einen zweiten Verfahrensschritt beide Flächen des Glasbandes einem kurzen, intensiven Wärmestoß ausgesetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die den intensiven, kurzen Wärmestoß erzeugt, in Abhängigkeit von auf beliebigen Ursachen beruhenden Verformungen des Glasbandes, gegebenenfalls zu deren Ausgleich durch Regelung der Intensität der einzelnen Wärmestöße und/oder durch Regelung der Höhenlage der einzelnen Elemente des Heizorgans, eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Einwirkung des Wärmestoßes der Verlauf der Isothermen durch eine Isolierung und/oder eine zusätzliche Erhitzung geändert wird, die die Isothermen richten und ihnen z. B. die Form einer Geraden rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Bandes geben, worauf die Flächen des Bandes der Wirkung des kurzen, intensiven Wärmestoßes auf einer in gleicher Richtung verlaufenden Wirkungslinie unterworfen werden.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wärmestoß erzeugenden Elemente aus einzelnen sowohl hinsichtlich ihrer Lage als auch hinsichtlich ihrer Intensität für sich regelbaren Organen bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 245 944, 803 924, 048.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

© 609 736/177 12.56 (709 524/90 5. 57)