LU83201A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen abschrecken von glastafeln - Google Patents

Description

• -1- " Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Abschrecken von Glastafeln "

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abschrecken 5 von in einem Glühofen erhitzten Glastafeln, wobei die Oberseite und die Unterseite der über Förderrollen horizontal vorgeschobenen Glastafeln einem Kühlmedium ausgesetzt sind.

Es ist bekannt, Glastafeln, insbesondere Tafeln IQ aus Soda-Kalk-Silikatglas in horizontalen Öfen zu glühen und im nachfolgenden Verfahren in Kühlkästen die in bekannter Weise ozillieren abzuschrecken, um damit an beiden Seiten der Glastafel den erforderlichen Wert einer zentralen Zugspannung zu erreichen. Als Kühl-15 medium verwendet man ein Kühlgas , meist Luft. Diese wird im wesentlichen gleichmässig über beide Hauptflächen der Glastafel geleitet.

Der wesentliche Nachteil der bekannten Verfahren ist, dass die Kühlluft aus vielen Düsen über die gesamten 20 Hauptflächen des Glases geleitet wird. Der Abstand der Düsen zueinander, welche allgemein rasterähnlich angeordnet sind, beträgt ca. 3-5 cm. Die Kühlluft wird so mit hohem Druck und in grosser Menge über die Hauptflächen der Glastafeln geleitet, sodass der Strahl 25 über die periphären Kantenflächen der Tafel wieder aus-tritt. Die Kühlluft wird aus überdimensionalen Luftverdichtern, in der Regel Radialventilatoren, in die Kühlkästen geführt. Um eine wirksame Wärmeübergangs-. zahl in Bezug auf Glas zu erreichen, sind Luftverdichter 30 mit einer Leistung von ca. 800 - 900 Kw zu verwenden, soll eine Glastafel beispielsweise in der Dimension von 300 x 200 cm durch Abschrecken mit Kühlluft gehärtet werden.

Nicht alleine der extreme Energiefaktor für 35 diese bekannten Verfahren ist nachteilig, es bedarf sehr grosser und teurer Konstruktionen für das

Herstellen der Kühlkästen und Luftverdichtern . So ist i - -2- es beispielsweise bei den bekannten Verfahren ein i·' charakteristisches Problem Glastafeln mit einer Dicke von 2-3 mm in solcher Weise zu kühlen. Der Kühlkasten für die unten gelagerte Fläche der Glastafel wird durch 5 Transportwalzen, die im kleinen Abstand hintereinander zwischen den Kühldüsen eingebaut sein müssen, unterbrochen. Der Luftstrom aus den Kühldüsen an der unteren Hauptfläche der Glastafel kann diese immer nur auf die Fläche, welche zwischen den Walzen gelagert ist, 10 treffen.

Die Erfindung nimmt es sich nun zur Aufgabe eine Lösung zu finden, vorzugsweise dünne beispielsweise mit der Dicke von 2- 6 mm in einem ,Ofen bis zum Erreichen der Nähe ihres Erweichungspunktes ( der im allgemeinen 15 zwischen 600-700° C liegt ) erhitzten Glastafeln zwischen Kühldüsen zu führen, durch welche Kühlgas im allgemeinen Luft auf die beiden Hauptflächen der Glastafeln geführt wird, ohne dass die Kühldüsen in Kühlkästen angebracht sein müssen.

20 Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Glastafeln durch zwei von entgegengesetzten Seiten auf die Glastafeln gerichtete und sich über die totale Breite dieser Glas-25 tafeln erstreckende Strahlen eines Kühlmediums geführt werden.

Die beiden Strahlen werden vorzugsweise unmittelbar vor dem Auftreffen auf die Glastafel in Bewegungsrichtung letzterer umgelenkt und werden nach einem 30 erzwungenen eine bestimmte Zeit in einem Strömungskanal dauernden Kontakt mit den Glastafeloberflächen wieder abgesaugt.

Die zur Ausübung dieses Verfahrens vorgeschlagene | Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der j 35 Oberseite und an der Unterseite der Glastafeln jeweils | ein Paar sich in Bewegungsrichtung der Glastafeln folgen- I den Einströmdüsen und Ausströmdüsen , welche sich quer j zur Bewegungsrichtung über die gesamte Breite der Glas- i '0 -3- j >_ tafeln erstrecken vorgesehen sind und dass jede Einström- düse von der ihr zugeordneten Ausströmungsdüse in Bewegungsrichtung von einem sich bis in die Nähe der Glastafeln erstreckenden Staukeil getrennt ist.

5 In einer bevorzugten Ausführungsform ist das ^ zur Glastafel hin gerichtete Ende jeden Staukeils T- förmig ausgerichtet wodurch ein Strömungskanal zwischen den T-förmigen Enden der Staukeile und der Oberseite bzw. Unterseite der Glastafeln gebildet wird, welcher IQ in Bewegungsrichtung der Glastafeln jeweils von der Einströmdüse in die Ausströmdüse führt.

Zur Veränderung der Höhe des Staukanals sind die Staukeile senkrecht zur zwischen den Staukeilen hindurch geführten Glastafeln bewegbar.

15 Die an der Oberseite der Glastafeln vorge sehenen Einström-und Ausströmdüsen sind vorzugsweise über eine Stelleinrichtung höhen-einstellbar.

Zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und der Menge des Kühlmediums sind vorzugsweise in den 20 Einströmdüsen Regelmodulatoren vorgesehen.

Die Einströmdüsen werden vorzugsweise über Luftverdichter und durch eine Gasstaukammer mit Kühlgas beschickt.

Wegen der Erhitzung des Kühlmediums und der 25 dadurch bedingten Ausdehnung sind die Ausströmdüsen vorzugsweise etwas grösser als die Einströmdüsen.

Der Leistungsgrad der bei der erfindungsgemässen Vorrichtung benutzten Luftverdichter zum Heranführen der Kühlluft an die Kühldüsen kann um 70 % tiefer liegen, 30 als der Leistungsgrad der bei den bekannten Vorrichtungen verwendeten Luftverdichter.

Das vorgeschlagene Verfahren verlangt nur eine minimale Kühlgasleistung , so dass die Kühlvorrichtung nur eines kleinen Raumes bedarf im Vergleich zu den teueren 135 Und platzaufwendigen Kühlkästen der bekannten Vorrichtungen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines bevorzugten, in den beiliegenden Zeichnungen - -4- dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben. Es zeigen :

Figur 1, schematisch einen senkrechten Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ; 5 Figur 2, Einzelheiten eines Regelmodulators zur

Regelung der Luftmenge.

In der Figur 1 ist eine aus einem horizontalen Offnungsspalt eines Glühofens 9 herausgleitende Glastafel 7 gezeigt, welche in einem kontinuierlichen 10 Verfahren im Glühofen 9 zu einer befriedigenden Erhitzung soweit gelangt ist, dass die Höhe des Erweichungspunktes der Glastafel erreicht wurde. Die Glastafel 7 erfährt nun anschliessend an die Wärmebehandlung das erfindungsgemässe Abschreckverfahren und zwar nicht wie 15 bekannt mittels Kühldüsen, welche in grosser Menge rasterförmig angeordnet sind, sondern durch zwei quer zur Förderbahn angeordnete Kühldüsen, welche nicht auf die gesamte Fläche einwirken, sondern nur auf jenen Bereich der Glastafel 7, der während des Bewegungsvorganges den 20 Kühldüsen für eine kontinuierliche kurze Zeitspanne zugeordnet ist. So wird die erhitzte Glastafel 7 aus dem Ofen 9 über die Transportwalzen 12 direkt zwischen die unmittelbar nach dem Ofen angeordneten Kühldüsen 1, 2, la, 2a geführt.

25 Ein am Ofenausgang angeordneter Fühler erfasst die Dicke und Breite einer Glastafel 7 und erzeugt über einen nicht gezeigten Geber den Kennwerten der Glastafel entsprechende elektrische Signale welche an einen nicht gezeigten Mikroprozessor weitergeleitet werden.

30 Dieser Mikroprozessor steuert einen elektrischen Stellmotor 66 welcher über ein Getriebe 10 eine Schutzwand 11 entsprechend der Dicke der Glastafel 7 anhebt oder absenkt.

Bei der Herstellung von beispielsweise 3 mm 35 Glas mit einer zentralen Zugspannung zwischen 220 und 2 370 kg/cm wird gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Glastafel 7 durch Zugwalzen 8 ausserhalb -5- des Kühlbereiches, jedoch unmittelbar nach den Düsen 1, 2, la, 2a erfasst und je nach Glasdicke und Steuerung der Strömungsxnenge des gasförmigen Kühlmediums zum Erreichen der günstigsten Wärmeübergangszahl mehr oder 5 weniger rasch durch die Düsen geführt.

Erfindungsgemäss bewegt sich demnach unter Bezugnahme auf die vorerwähnten Merkmale die Glastafel 7 mit erhöhter oder verringerter Geschwindigkeit, bezogen auf die Dicke des zu behandelnden Glases durch die Zug-10 walzen 8, wobei keramische Transportwalzen 12 mit in der Förderrichtung freilaufenden Antrieben versehen sind und die darauf bewegte Glastafel 7 durch die Zugwalzen 8 beschleunigt werden kann und der Reibungsschluss zwischen Glastafel 7 und Förderwalzen auch bei 15 steigender Geschwindigkeit erhalten bleibt.

Die gleichmässige Kühlung und eine spezifisch angewandte Wärmeübergangszahl sind davon abhängig, dass die Glastafel 7 durch die Zugwalze 8 in der zur Dicke und Breite der Glastafel berechneten Geschwindigkeit 20 zwischen den Kühldüsen bewegt wird. Die Zugwalzen 8 sind mit Antriebsmotoren versehen, deren Geschwindigkeit elektronisch geregelt wird.

Die Regelung übermittelt der Mikroprozessor aus den eingespeicherten Koordinaten über Dicke und Breite 25 der Glastafel 7, vermittelt durch den Fühler 13.

Die geringe Wärmeleitfähigkeit der Glastafel 7 lässt es zu , dass die zur Härtung der beiden Hauptflächen erforderliche Abschreckung der Glasoberflächen durch ein gasförmiges Kühlmedium gemäss der Erfindung 30 kontinuierlich nur auf einer bandähnlichen Kühlzone im rechtwinkeligen Bereich zur Förderbahn erfolgen kann.

Die Darstellung gemäss Figur 1 verdeutlicht die Kühlbehandlung der Glastafel. Die Düsen 1, la werden über jeweils einen nicht gezeigten Luftverdichter für 35 zwei Düsen mit einem maximalen Energieaufkommen per

Luftverdichter von 80 - 100 kW über zwei GasStaukammern 4 und 4a mit Kühlgas beschickt. Die Kühldüsen la, 2a I! ï - | bleiben zur unteren Seite der Hauptflächen der Glas- I tafel 7 im nahen Abstand unverändert. Die Düsen 1, 2 werden entsprechend der Dicke der Glastafel 7, das heisst durch Steuerung des Fühlers 13 und des Mikro-5 Prozessors automatisch über einen elektrischen Stellmotor 66 mit einem Getriebe 6 auf den richtigen Abstand «· der Glashauptfläche eingestellt. Die Kühlbehandlung des Glases erfolgt mittels koordinierter Regelung durch den Mikroprozessor, welcher zwei Staukeile 3, 3a im 10 entsprechenden Abstand zur Glastafel 7 betätigt.

- Diese Staukeile 3, 3a werden in einer beweglichen Bahn zwischen den Düsen 1, 2, la, 2a über einen Getriebestellmotor 46 auf-und abbewegt. Der Getriebestellmotor 46 bringt die Staukeile, gesteuert über den Mikro-15 Prozessor in einen Abstand zur Glastafel 7, dass der verbleibende Kanal soviel Menge an Kühlgas über die ! Glashauptfläche strömen lässt, dass die richtige und wirksame Wärmeübergangszahl entsteht. Die Staukeile 3, 3a kennzeichnen sich dadurch, dass sie mit ihrem 20 T-förmigen Ende einen Strömungskanal im Bereich der

Glashauptflächen bilden, dessen Höhe entsprechend der Dicke der Glastafel und deren Geschwindigkeit einstellbar ist.

Durch Steuerung der Strömungsmenge und 25 Geschwindigkeit des gasförmigen Kühlmediums wird die günstigste Wärmeübergangszahl zu den Glashauptflächen in einem bandähnlichen Strahlbereich erreicht. Das Kühlgas strömt in einem Kanal, der quer zur Förderrichtung über und unter die Glashauptflächen angelegt 30 ist, aus den Kühldüsen 1, la unter den Kanal der

Staukeile 3, 3a über die Glashauptflächen in die Gas-abströmdüsen 2, 2a somit in derselben Richtung als die Bewegungsbahn der Glastafel. Hierdurch kann die kontinuierliche Härtung der Glashauptflächen erfüllt 35 werden.

Für die gleichmässige Kühlung der Glastafel 7 / ist im weiteren die Dosierung der Kühlgasmenge und * -7-

Geschwindigkeit aus den Einströmdüsen 1, la die Regelung durch einen Regelmodulator 5, 5a wichtig ( siehe Figur 2 ).

j Dieser Regelmodulator erhält die Befehle für i 5 dessen Funktion wiederum über den Mikroprozessor, welcher ; einen Stellmotor 14 steuert .

i 1· j Der elektrische Stellmotor 14 bewegt eine ! Nocke 18 radial gegen die infolge der Gelenke 21 beweg- • liehen Wände 15 des Regelmodulators 5 gegen die Wirkung i 10 einer Feder 17. Aus den gespeicherten Koordinaten über ί i ’ die Dicke und Breite der zu kühlenden Glastafel über- i ! - mittelt der Mikroprozessor an den elektrischen Stell motor 14 die Drehrichtung und radialen Ausschlag zur Vermittlung an die Nocke 18 welche nun die beweglichen 15 Wände 15 des Regelmodulators 5 nach den vorgegebenen Daten nach aussen oder innen bewegt um den Strömungskanal 6 zu verengen oder zu erweitern und dementsprechend die Strömung und Menge des Kühlmediums zu steuern.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung 20 erfolgt die Dosierung der Strömungsmenge des gasförmigen Kühlmediums durch die Düsen 1 und la jeweils durch einen Regelmodulator 5, 5a der durch einen Prozessor gesteuert ist und der die Strömungsgeschwindigkeit und Menge des gasförmigen Kühlmediums je nach Bedarf regelt. 25 Die Kühldüsen 1, la geben das gasförmige Kühl medium in der Menge ab, dass die Abströmdüsen 2, 2a die in ihrem Volumensquerschnitt gegenüber den Düsen 1, la vergrössert sind, im Strömungskanal erwärmte und in Volumen vergrösserte Kühlgas so aufgenommen wird, dass tr . ,30 die Strömungsgeschwindigkeit und der Gasstaudruck im

Strömungskanal bei der Temperatur erhalten bleibt, welche die günstigste Wärmeleitzahl ermöglicht.

Die Konstruktion und Form der Düsen 1, la, 2, 2a sind so gewählt, dass das Kühlgas nur im Bereich des 35 Kanales der Düsen l-2a auf die Glashauptflächen wirkt und die Umgebungstemperatur ausserhalb der Düsen unbeeinflusst bleibt. Zu diesem Zweck sind, wie die ! , -8- j Abbildung zeigt, die Einströxndüsen beim Austritt der i Bewegungsrichtung entsprechend abgebogen, um das Kühlmedium in die Strömungskanäle zwischen der Glastafel 7 und den Staukeilen 3, 3a zu leiten. Die 5 Abströmdüsen 2, 2a besitzen ebenfalls eine den Aus-strömverhältnissen angepasste Form.

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Claims (5)

1. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass zwecks Veränderung der Höhe des Staukanals die Staukeile ( 3, 3a ) senkrecht zur zwischen den Staukeilen ( 3, 3a ) hindurch geführten Glastafeln ( 7 ) bewegbar sind.
2. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch * gekennzeichnet, dass das Austrittsende der Einströmdüsen - ( 1, la ) und das Eintrittsende der Ausströmdüsen ( 2, 2a ) zum Strömungskanal hin strömungsgünstig umgebogen sind.
3. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Oberseite der Glastafeln ( 7 ) vorgesehenen Düsen ( 1, 2 ) über eine Stelleinrichtung ( 6 ) höheneinstellbar sind.
4. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, 20 gekennzeichnet durch in den Einströmdüsen ( 1, la ) vorgesehenen Regelmodulatoren ( 5, 5a ) zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit und Menge des Kühlmediums.
5. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmdüsen ( 2, 2a ) 25 grösser sind als die Einströmdüsen ( 1, la ) . «