DE1471931A1 - Das Abkuehlen von Glas - Google Patents

Description

Pittsburgh Plate Glass Company,
Pittsburgh, Pennsylvania

Das Abkühlen von Glas·

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Abkühlen von Glas und insbesondere auf Verfahren zum Kühlen und Abkühlen einer kontinuierlichen Glasbahn in einer einfach gesteuerten Art und Weise und' in einer verhältnisrnässig kurzen Zeit während verhältnisraäeaig niedere Niveaus restlicher Spannungen in den Fertigerzeugnissen erreicht werden.

Die Notwendigkeit zum Verwenden eines gesteuerten

IP Kühlzeitplanes zur Verringerung(fer Spannung in Glaser-

to Zeugnissen» wenn sie von ihrer geschmolzenen Form oder a>

° von einer Temperatur - abgekühlt werden, auf die eie er-

•o ■ · ■ ■ · '

^ hitζfc wurden, um vorhandene innere Spannungen zu lösen, ο ist allgemein anerkannt« Bei der Herstellung einer

kontinuierlichen Glasbahn oder eines Glasstreifens,

v/ie etwa durob ein Ziehverfahren, ist ein riohtlges

Abkühlen notwendig, um ein Glas hemetellen, das eine

BAD ORIGINAL

im wesentlichen gleichmäasige Gesamtrestspannung und annehmbare Sohneidmerkmale aufweist· Bs gibt einen optimalen Bereloh restlicher Spannung in Tafelglas, der das Glas _tfr zum Schneiden am besten geeignet maoht. Hohe Spannungs- \ werte neigen dazu, die Sohneidsohwierigkeiten zu vergrößern ^ duroh Erhöhung der Neigung zu einem laufenden Bruch,

der von einer Reißlinie ausgeht, die duroh ein Sohneid-.: werkzeug hergestellt wurde· Spannungswerte, die zu

X '

t niedrig sind, sind ein Anzeichen für die Fachleute des . _ Glassohneidens, daß das Glas zu gut abgekühlt ist und

rf , ·

*" daher schwierig zu sahneiden·

Grob gesprochen umfaßt das Verfahren zur Verringerung restlicher Spannungen das Kühlen des Glases,

das aus einer Schmelze herauskommt oder auf eine Temperatur erhitzt ist, bei der vorhandene Spannungen gelöst werden, so daß derartige Restspannungen nicht ' wieder auftreten, wenn die Glastemperatur ihr Gleichgewicht erreicht hat· Um die Spannungen zu verringern, ist eine genaue Steuerung der Temperatur nur während eines engen Temperaturbereiches, dem AbkühlbessLch, wichtig. Die obere Grenze des Abkühlberelohes kann praktisch für ein gegebenes Glas definiert und bestimmt werden» Im allgemeinen ist es die niedrigste Temperatur, bei der das Lösen der Spannungen so schnell vor sich geht, daß Spannungen in der Zeitskala des betrachteten Verfahrens nicht festgestellt werden können. Die untere

Grenze des Abkühlbereiches ist unbestimmter, wird ι
, aber im allgemeinen als die Temperatur genommen von aüfl ein Stüok Qlas schnell gekühlt werden kann, BAD ORIGINAL

0098ÖO/ÖBÖ0

ohne ständige Spannungen In das Olae einzubringen» Be J

muß anerlcannt werden» daß die T*mperat}urgr«n«en dte Ab* '-¹A .V¹· küiilberelches für eine beetiotnt* aXapiueammenaetzung ^ ^T ^

nicht festgelegt sind sonder» »her di· ftÜiUzeit tndem»

Früher wurde, um den niedrigstmöglichen restlichen . Spannungszustand mit größter Zeitersparnis zu errelohen* ein Abkühlverfahren verwendet, das von Adams und Williamson (L.H. Adams und E.D. Williamson, J. Franklin Inet.', 19o, 597-6^1 und 855-868 (l9Öoj# Beispielsweise siehe f^l die Abkühlkurve der Fig. 4 des U.S. Patentes Nr. 2.952.097) angewendet wurde. Dieses Verfahren besteht aus zwei wesentlichen Schritten: (l) Halten oder Kühlendes *"

Glases bei einer konstanten Temperatur, die hoohIm ■ Abkühlbereich liegt, während eines Teiles der Abkühlzeit und danach. (2) Kühlen des Glases von dieser hohen konstanten . .<Λ Temperatur zur unteren Grenze des Abkühlbereiches mit einer nach und nach zunehmenden Geschwindigkeit, um so eine endliche zulässige Spannung während des Restes der zur Verfügung stehenden Abkühlzeit einzuführen» Der Erfolg dieses Verfahrens hängt von einer genauen Bereohnung der anfänglichen Abkühlungstemperatur ab, die ausgewählt -■ * wurde und von der Abkühlgeaöhwindigkeit und diese Zyklen müssen sehr genau verfolgt werden. Von einem praktischen \ Standpunkt aus gesehen ist es schwierig, dieses Verfahren auf einer kontinuierlichen Glasbahn von beträchtlicher . · Dx-eito anzuwenden. Es ist notwendig, die Temperatur · / •de:-.· Gloobulin von der Verforinungstemperatur zur oberen

BAO ORlQiNAt

_ , . 009606/0500

Grenze des Abküiilbereiches schnell und gleichmässig zu senken und dann die Temperatur konstant durch den gesamten abgekühlten Bereich während der richtigen Zeitdauer zu halten· Wegen dieser Schwierigkeiten im genauen Befolgen der vorgeschriebenen theoretischen Kurve von Adams und Williamson sind industrielle Verfahren im allgemeinen der Abkühlkurve von Adams und Y/illiamson ungefähr angepaßt worden oder es wurde versucht, konstante AbkUhlgeschwindigkeiten durch den ganzen Abkühlbereich hindurch aufrechtzuerhalten« Derartige Pläne umfassen im allgemeinen ein nach und nach erfolgendes Kühlen durch den Abkühlbereich mit einer Verringerung in der Kühlzeit über und unter dem kritischen Bereich, wenn das Kühlverfahren die restliche Spannung nicht beeinträchtigt. - ' -

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Notwendigkeit auszuschalten, das Glas auf einer hohen konstanten Temperatur durch einen Teil des Glühbereiehes zu halten und das Glas durch den Abkühlbereich mit progressiv größer werdenden Kühigeschwindigkeiten zu kühlen, die schwierig zu steuern und wieder genau in der gleichen Art nachzumachen sind, während noch ein minimaler Grad von Abkühlung durchgefülirt wird im Vergleich zu den bekannten theoretischen Berechnungen von Adams und Williamson, die auf den ursprünglichen fipannungszuständen und der zum Abkühlen zur Verfügung stehenden Zeit aufgebaut sind·

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BAD ORIG|N_AL

Weiter ist es ein Zwak der· Erfindung, ein neues Abkühl progra;rua zu schaffen, das das Erreichen niedrigerer Niveaus restlicher Spannungen gestattet, insbesondere bei Flachglas, das durch das kontinuierliche Verfahren erzeugt wurde als durch andere Kühlverfahren Möglich war, wenn sie unter vergleichbaren Umständen angewendet wurden.

In Übereins oiirmiung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Abkühlen von Glas Geschaffen, das ein gesteuerbes Kühlen des Glases durch seinen Abkühlbereich umfaßt und ein plötzliches Verändern der Kühlgeschwindigkeit des Glases, wenn es sich auf einer Te peratur innerhalb seines Ablcühlbereiches befindet, wodurch die dei·! Glas so vermittelten !Spannungen sich . iudedtens teilweise lösen, wahrend das Glas sich noch innerhalb seines /»blcülilbereicixes befindet. Dieser Arbeitsweise stehen die nach und nach sinkenden Kühlkurven ohnQ scliarfe Absätze gegenüber, die die Verfahren nach der früheren Technik darstellen, die früher besprochen wurden und dab neuartige Verfahren schafft bestimmte Vorteile, wie sich das im Verlaufe der nachstehenden Besciieibung ergibt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, der diese Arbeitsweise benutzt, wird das Glas kontinuierlich von der oberen Grenze seines* Abkühlbereiches zur uri'.eren Grenze des Abkühlbereiclies in einer Vielzahl !<(■;■- ä .. ..;er Schritte von aufeinanderfolgenden verschiedenen

BAD OriiwtMÄL

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. im wesentlichen konstanten Gesciwindigkeiten gekühlt. Aul' diese urt und .joise wird eine niedrigere permanente '"·'" Spannung in dei. Glas erziele, als sie durch eine einzige '"""'" lineare Geschwindigkeiten des Kühlens durch den ,.bkühlbereicü in der gleichen vorher bestimmten Zeit erzielt würde. Wenn beispielsweise eine gerade aus einer dchi;ielze erzeugte Glasplatte, die sich noch auf einer hohen Temperatur befindet, gekühlt wird und ihr ein Teiiperaturabfall vermittelt wird, wird keine Spannung erzeugt, weil das m Glas noch zu flüssig ist. Wenn das Glas durch den Abkühlbereich gekühlt, wird j wobei der Temperaturabfall konstant bleibt, wird keine Spannung erzeugt und daher kann sich auch keine Spannung lösen. Wenn jedoch der Temperaturgestatbet wird, unter dem Abkühlbereich gleich zu werden, dann hat das Glas eine üpannungsverteilung, dLe proportional der Abkühlgeschwindigkeit ist. Wenn jedoch eine tatsächliche Spannung innerhalb des Abkühlbereiches erzeugt wird, durch ein abruptes Verändern des Abfalles, dann kann die erzeugte Spannung durch Lösung durch ein viskoses Fliessen

^w des Glases die sich ergebende endgültige Spannung in dent Glas bei isofchemen Raumtemperaturbedingungen verringern. Durch Berechnung der beibehaltenen Spannung während Lösungszwischenräumen bis der Temperaturabfall wieder abrupt verändert wird mit einer sich ergebenden sofortigen Veränderung in der Spannung oder bis das Glas bei der Abkühlternperatur herauskommt ( unter welchem die Spannungen sich nicht lösen sondern sich nur verändern, wenn der Temperaturabfall sich ändert) kann die endgültige restliche ständige Spannung in dem Glas berechnet werden.

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Diese Behandlung des Lösens tatsächlicher sofortiger Spannungen unterscheidet sich von der Behandlung der S pannungs lösung nach Adam und Williamson, die sich iiit der Lösung dessen beschäftigt, was als mögliche Spannungen bezeichnet werden könnte (d.h. Spannungen, die im kalten isothermischen Glas vorhanden sind)· Diese neuartige Behandlung führt zu einem anderen Verfahren des Abkühlens von Glas.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes dex- Erfindung wird das Glas schnell von seiner Verformungstemperatur mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu einem Punkt innerhalb des Abkühlbereiches gekühlt, woraufhin es mit einer zweiten verringerten im wesentlichen konstanten Kühlgeschwindigkeit gekühlt wird und danach im. er noch innerhalb des Abkühlbereiches mit einer dritten im wesentlichen konstanten, aber erhöhten Kühlgeschwindigkeit gekühlt wird bis zu mindestens der unteren Grenze des Abkühlbereiches· Die Zeit, während der jede Veränderung zu einer verschiedenen Kühlgeschwindigkeit stattfindet, muß äußerst kurz gegenüber der Zeitdauer der Schritte selbst sein -und ist auf diese Art und Weise "abrupt". Wahlweise KUhlpläne könnten Kurven umfassen, die mehr als drei unterschiedliche Ktihlgesehwindigkeiten verwenden. Der Vorzug, der drei Kühlsc].!.ritten gewährt wird, basiert auf praktischen Maschinenbauüboriegungen. Die Vorteile, die mit diesem Aspekt der Erfindung zusammenhängen, umfassen die verhältnismassige faoliheit, mit der lineare Kühlgeschwindigkeiten erreicht .-ufi-eenlorlialten oder wieder nachgebildet werden können,

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verglichen mit niohtlinearen Geschwindigkeiten, die niedrigen Aforderungen fur zusätzliche Hitze zum Steuern eines AbkUhlplanes, in dem das Glas kontinuierliche gekühlt wird, im Vergleich zu einem Plan, bei den das Glas bei einer hohen Temperatur während eines wesentlichen Teiles der zur Verfügung stehenden Abkühlzeit gehalten werden muß und die Verringerung der Empfänglichkeit des Glases gegenüber einer Walzenmarkierung oder einer anderen Oberflächenverformung infolge des bevorzugten schnellen Lenkens der Bahntemperatur während der anfänglichen Stadien des Abkühlens·

Es hat eich auch gezeigt, da 13 eine annehmbare ,Abkühlung erreicht werden kann unter Verwendung der Lehren dieses Aspektes der Erfindung durch Verwendung nur zweier Kühigeεchwlndigkeiten innerhalb dee Abkühlbereiches, Wo die zum Abkühlen verfügbare Zeit bestimmt, wird, hat es sich gezeigt, daß gewisse Kombinationen zweier getrennter Kühlgeschwindigkeiten inneialb des AbkUhlbereiches ein Erzeugnis schaffen, das eine niedrigere Spannung aufweist, als beim Kühlen mit einer einzigen konstanten Geschwindigkeit· Die erste der beiden, KUhI-gesohwindigkeiten ist vorteilhafterweise schneller als die konstante Kühlgeschwindigkeit, um die ErapfäegÜchkeit des Cfeses gegenüber Markierungen der ZugtiÜsen während der anfänglichen Stadien des Zugvörgijlpfc· *u verriicigern, wonach Auf eine verringerte KUhlgeaohwinäig- · · keit «wischen dem AbkühlVorgang übergegangen wird, so daß (|* Temperatur des elaste J£i* untere Orexe des Abkühlbereiohe· in der gleichen Zeit erreicht, als in dem Plan

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BAD ORIGINAL

mit gerader Linie· Wahlweise kann die erste Kühlgeschwindigkeit mehr naoh und nach verlaufen ä^s~15ei~der' keit in gerader Linie, mib einer Veränderung im Innern des"Abkühlbereiches auf eine höhere Geschwindigkeit, In beiden Fällen ergibt eine geeignete Auswahl der Kühlgeschwindigkeiten und der Temperatur, bei der die Veränderung in den KUhlgeschwindigkeiten erfolgt, ein Enderzeugnis, das eine geringere restliche Spannung aufweist, als wenn es mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den gleichen Temperaturbereich in der gleichen Zeit gekühlt worden wäre.

Ein anderer Asp*t der Erfindung umfaßt ein Senken der Temperatur dee Glases duroh Teile des Abkühlbereiches bei einer abrupt erhöhten hohen Geschwindigkeit des Kühlens, worauf eine abrupte Verringerung der Kühlgeschwindigkeit innerhalb einer genügend kurzen Zeitdauer folgt, so daß das dominierende Ansprechen des Glases im wesentlichen während dieses Arbeitsgänge elastisch bleibt. So verschwindet die durch die Umwandlung zu einer hohen KUhI-geschwindißkeit induzierte Spannung mit der Entfernung der hohen KUhlgeschwindigkeit, wobei ungenügende Zeit während des Verfahrens zur Verfügung steht, um eine wesentliche Lösung der Spannungen zu gestatten.

Gemäfl einer Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung wird die restliche Spannung des Glases, das durch einen Kühlplan abgekühlt wird, der zwei oder mehr , / konstante KUhlgesohwindigkeiten aufweist, wie beim ersten / Aspekt der Erfindung, gesenkt duroh ein Aufbringen

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eines Luftstromee,auf diesen Teil des Glases, der sich auf der Temperatur im Abkühlplan befindet, wo die KUhI-gesohwlndigkeit verringert wird. Gemäß einer weiteren AusfUhrungsform ist ein vollmundig neuer Abkühlplan entwickelt worden, bei dem die Temperatur des Glases durch don Abkühlbereich in einer Vielzahl schneller Temperaturabfälle von kurzer Zeitdauer gesenkt wird, getrennt durch verhältnismässig niedrige KUhlgeschwindigkeiten von im wesentlichen längerer Zeitdauer, wie etwa durch ein Aufblasen von Kühlluft oder einem anderen neutralen gasförmigen Medium auf die Glasoberfläche in voneinandergetrennten Zeitabständen oder kontinuierlich in schmalen Bändern bei im Abstand voneinander liegenden Stellungen im Verhältnis zu einer sich bewegenden Glasbahn während des Glühbereiches. Der obige zweite Aspekt der Erfindung zielt darauf ab, die Lösung der Spannung zu verringern, die durch ein plötzliches Verändern zu einer höheren KUhI-gesohwindigkeit induziert wird durch schnelles Verringernder höheren Kühlgeschwindigkeit,, da, wie später beschrieben wird, das Lösen der hier induzierten Spannung zu der· endgültigen Spannung des Glases eher beiträgt als diese Spannung zu verringern. Durch Verwendung eines kurzen KUhI-sohrittes von hoher Geschwindigkeit wird ein zusätzliches Kühlen innerhalb des AbkUhlbereiohes zu einem verhältnismäßig geringen Preis erhöhter restlicher Spannung erreicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung •reeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in gen beigefügten soheraatisohen Zeichnungen dargestellten ·

Aueführungsbeisplels. bad original

900808/0500 ^BAD0RiG4NAL

• U71931 "

Pig. 1 zeigt eine Serie von drei graphischen Darstellungen für einen Ktihlplan gemäß einem Aspekt der vorliegenden t ' Effindung, worin die Temperatur ( Pig. IA),die Kühlgeschwindigkeit und der thermische Abfall (Fi(J. IB) und die Mittelspannung ( Fig. IC) auf einer gemeinsamen Zeitskala abgetragen sind.

Fig. 2 zeigt eine Serie von drei graphischen Darstellungen

für einen zweiten Külilplan des ersten Aspektes -

der vorliegenden Erfindung, worin die Temperatur (Fig. 2A), die Kühlgeschwindigkeit und der thermi- ™ sehe Abfall (Fig. 2B) und die Mittelspannung ( Bg. 2C) auf einer gemeinsamen Zeitbasis abgetragen sind,

ft ■

Fig. > zeigt Temperatur-Zeitkurven, die den Abktthlbereich innerhalb einer bestimmten Zelt durchlaufen, (Flg. 5A)

\ und. die restliche Mittelspannung« die sich daraus ergeben, daß solchen repräsentativen Kurven Folge geleistet wird (Fig. 3B), .

Fig. ¹I zeigt eine Serie von drei graphischen Darstellungen \ für einen bevorzugten Kühlplan naoh der vorliegenden i Erfindung, worin die Temperatür ( Fig. 4A), die Kühlgeschwindigkeit und der thermisohe Abfall ]

(Fig. 4B) und die Mittelspannung (Fig· 40) auf einer gemeinsamen Zeitbasie abgetragen sind.

6 und 7 zeigen fr eine Temperatur/Zeitkurve fHr ^f;^; "\* ein besonderes Beispiel eines Abkühlplanes (Flg· $k; .^; 6a und 7A) und eine Familie von Kurven, die die ' · ',

θ 0 ί 8 0 8 / 0 B 0 Obad original

restlichen Spannungen anzeigen, die durch die Abkühlpläne _% erzeugt werden (Fig. 5B, 6B und

Pig. 8 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Spannungslb'sungskurven zeigt, wie sie.bei dem hier beschriebenen Berechnungsverfahren verwendet werden. Diese Kurven wurden von den Angaben für die Spannungslösung einer besonderen Glaszusammensetzung abgeleitet, wie sie von A»F« Van Zee und H.M. Noritake, beschrieben wurden und zwar in "Measurement of Stress Optical Coefficient and Rate of Stress Release in Commercial Soda-Lime Glasses,", .J. Am. Ceram. Soc, 41, 164-175, 1958,

jFig_f 9 ißt eine schematische perspektivische Ansicht einer Gläsziehmaschine, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt wird,

Fig» 10 ist ein Diagramm, das bevorzi^e Kühlungskurven für senkrecht gezogenes tafelglas zeigt, worin die Oberflächentemperaturen der verschiedenen Stärken der Glasbahnen identische Mitteltemperaturen haben und mit ihren senkrechten Stellungen in einen sohematieoh gezeigten senkrecht angeordneten Lehr,( elektrische.Heizvorrichtung für Sohioht-Heratellung) währed der Aufwärtebeweguag einer jedtn Bahn gezeigt ist,

f|g· 11 let ein Sohema, das «int bevorzugte Kühlkurve für waagerecht gewalztes Glas zeigt« worin die Temperatur der Glasbahn mit ihrer waagerechten

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Stellung in einem sohematlaoh gezeigten waagereoht angeordneten ^MLehr^M (elektrische Heizvorrichtung für Schiohtheretellung) während des Verlaufes der Bahn,

, Fig. 12 ist eine Tabelle, die eine bevorzugte Kühlkurve zum Wiederabkühlen von Ölasbahnen oder Platten entweder flach oder gebogen zeigt, worin die Temperatur des Qlases mit seiner Stellung in einem schematisoh gezeigten waagerecht angeordneten "Lehr" ( elektrische Heizvorrichtung für Schichtherstellung) während des Verlaufes des Biases gezeigt 1st,

Pig. I^ zeigt eine Serie von drei graphischen Darstellungen für einen Kühlplan einer ersten Ausführungsform naoheinem anderen aspekt der vorliegenden Erfindung, worin die Temperatur (Fig. Ij)A), die Kühlgesohwindigkeit und der Temperaturabfall (Pig. IpB) und die Mittelspannung (Pig. IjJO) auf einer gemeinsamen Zeitbasis abgetragen sind,

Fig. 14 zeigt ine einzelne gehende graphisohe Darstellungen teilwdeer Temperaturkurven der Mittelebene-Oberflächen· und Durohschnittatemp*raturen (Fig. 14A) entsprechende Kurven der KUhlgeeohwindigkeit und des Teraperaturabfalls (Fig, l4B) und die Mittel »ptnnuBg (fftg. 140) einer Glasplatte, die>inej? »imelien Äühlung wührend eines kui^en Zeit»«^.,

Fig· 15 zeigt sohematisoh die Temperatur- und Sparinungs- ! Verteilungen duroh die Stärke einer Oasplatte, j wenn ein KUhlungsabfall hergestellt wird,

Fig. 16 zeigt eine Serie dreier graphischer Darstellungen • . für einen Kühlplan einer zweiten Aüsführungsform des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung, worin die Temperatur ( Fig. 16a) die KUhlgesohwindigkeit und der Temperaturabfall (Fig. 16b) unter Mittelspannung ( Fig. l6c) auf einer gemeinsamen Zeitbasis abgetragen werden,

Fig. 17 zeigt schematisch ein geeignetes Luftzufuhrsystem für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Luftkrtimmer,

Fig. 18 und 19 zeigen strukturelle Einzelheiten der Luftkrümmer, '''-I--

Fig· 2o ist eine sohematisohe perspektivische Ansicht

einer Glaszlehmasohine, die eine zweite Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt,

yig, 21 1st ein Diagram», das die'Kühlkurven einer zweiten

v„ Aus führung 3 form des zweiten Aspektes der Erfindung ,j für senkrecht gesogene Glasplatten zeigt, worin , ■. die Temperaturen der vereohledenen Stärken der Olaebahnen idfntiiohe Mitteltemperaturen haben, die mlIj ihren eeiMpejahtfÄfSte^lungen In einem

M^reehft !^ordneten ■ / '

BAD ORIGINAL

it

elektrischen Heizofen für Schichtherstellung . · während der Aufwärtsbewegung einer jeden Bahn verglichen werden.

Ein Verständnis der Theorie, auf der der zuerst beschriebene Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert> kann am einfachsten erzielt werden durch Befolgen zweier Abkühlpläne, wie sie in Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gezeigt sind, die die Aufmerksamkeit auf die beiden prinzipiellen Mechanismen lenken: (1) den Ursprung der Spannungen in Glas durch schnelle Veränderung der Temperaturverteilung und (2) die Lösung der Spannungen durch viskosen Fluss. Beim Entwickeln dieser theoretischen Gedanken ist die Tatsache vernachlässigt worden, daß ■ die entsprechenden inhärenten Geschwindigkeiten der Spannungslösung in verschiedenen Teilen der Glasbahn verschieden sind, die sich auf verschiedenen Temperaturen befinden. Beispielsweise kann, wenn ein Glas sich der unteren Grenze des Abkühlbereiches nähert, ihre Oberflächenschicht unter diese Grenze abgekühlt worden sein, während die mittleren Teile immer noch in viskoser Art fliessen können. Betrachtungen so erzeugter Unterschiede sind in dieser vereinfachten Behandlung vernachlässigt worden. . · ;

Die zwei Pläne zeigen, daß die Lösung der momentanen J Spannungen entweder das Erreichen einer niedrigen end- ! cültigen permanenten Spannung entweder unterstützen oder behindern kann und daß ein optimaler Plan vorhanden ist, ' '.: ·' Wi die am vrenigsten permanente Spannung zu erzeugen.

00*808/0500 ^BAD0RIG!^

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Fig. 1 setzt sich aus drei graphischen Darstellungen, < zusammen, IA, worin die Temperatur einer Glasbahn, die einem Kühlverfahren unterzogen wird, gegenüber der Zeit abgetragen wird, IB, worin die Kühlgeschwindigkeit R und der thermische Abfall Δ T zwischen der Mitte und den Oberflächen der Glasbahn gegenüber der Zeit abgetragen werden und IC, worin die augenblicklich bestehende Spannung in dein Glas in Ausdrücken der Mittelspannung, ausgedrückt in zentraler Birefringenz Δ., gegenüber der Zeit abgetragen ist. Weil die Zeitskala der Abkühlverfahren, die lierin besprochen werden, von einer Größenordnung ist, die so ist, daß - mit Ausnahme einer sehr kurzen Übergangszeit nach Veränderung in der KUhlge-.schwindigkeit - die Temperaturverteilung innerhalb des Glases als in. ihrem Fast-Gleichgewichts-Zustand angesehen werden können, d.h. parabolisch verteilt. Die Spannungsverteilungen sind daher ebenfalls parabolisch verteilt und können leicht durch einen einzigen Parameter

lieh charakterisiert v/erden, wie etwa die augenblick/bestehende

Zentrumsspannung.

Wenn daran erinnert wird, daß ein Kühlungsabfall wie er der Glasplatte über dem KtihXbereich des Glases vermittelt wird, keine Spannung in dem Glas erzeugen kann, weil jegliche Spannung infolge der iledrigen Viskosität des Glases ein sofortiges Lösen duroh viskosen Fluß hervorrufen würde und wenn auch daran erinnert wird, daß keinerlei Spannung erzeugt wird, wenn das Glas mit · einer konstanten Geschwindigkeit gekühlt wird ( die einen konstanten thermischen Abfall entspricht, wie tiich duü

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klar ergibt, wenn die Kurven naoh Fig, IA und IB in Zusammenhang miteinander gebracht werden), ist es klar, daß in dem Glas keinerlei Spannung erzeugt wird, bis die Kühlgeschwindigkeit an einem Punkt unter der oberen Grenze des Abkühlbereiches verändert wird.

Wie in Pit;· IA gezeigt, wird eine Glasbahn mit einer ersten Geschwindigkeit It₁ von oberhalb dem Abkühlbereich auf eine Temperatur T_ß innerhalb des Abkühlbereiches gekühlt. Fig. IG zeigt, daß das mit der Geschwindigkeit R₁ durch den thermischen Abfall Δ T in Fig· gekühlte Glas spannungsfrei ist. Wenn die konstante . KUhlkurve auf eine zweite konstante Kühlgeschwindigkeit Hp an einem Punkt innerhalb des Abkühlbereichos verändert wird, wie arn Punkt T_Q in Fig. IA dargestellt, wird auch eine sofortige Spannung, die der Veränderung in den KUhI-bereichen proportional ist, erzeugt. Wenn die relativ schnelle Veränderung in der Temperaturverteilung bei der Zeit t, in Fig. IA als sofortig angesehen wird, dann ist das dominante Ansprechen des Glases wahrscheinlich ein elastisches. Auf diese Art und Weise kann erwartet werden, daß eine plötzliche Verringerung von T ^ (dem Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und der Mittelebene der Platte wie durch die Einsätze in Fig. IB angegeben, die diagraminatisch die Temperaturverteilung durch die Plattenstärke zeigen) eine sofortige Erhöhung in der Mittelspannung erzeugen· / Siehe Fig. IC· Wenn daa Glas elastisch wäre, würde die / erzeugte Spannung konstant bleiben, solang die Temperatur-

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verteilung in dem Glas sich nicht wieder ändern würde. Weil jedoch das Glas, wenn es sich auf einer Temperatur innerhalb des Abkühlbereiches befindet, nicht elastisch ist, stellt es sich physisch durch viskosen Fluß ein, um die augenblicklich erzeugte Spannung zu lösen. Dieses Lösen geschieht mit einer abnehmenden Geschwindigkeit, weil das absolute Niveau der Spannung und der Temperatur des Glases sich verringern. Die Entspannung geht weiter vor sich, wie in Fig. IC gezeigt, bis die Temperatur

^ des Glases die untere Grenze des Abkühlungsbereiches erreicht. Von der unteren Grenze des Abkühlbereiches zur Raumtemperatur ist das Glas im wesentlichen ein elastisches Material und die permanente Spannung wird nicht von diesem Teil des Kühlungsplanes zwischen t₂ und t-. verändert. Wenn die Temperatur des Glases sich der Itaunitemperatur nähert, wird die KUhlgeschwindigkeit, die konstant war, verringert genauso wie daher auch die Temperaturunterschiede zwischen den Oberflächen und den mittleren Ebenen des Glases, Weil das Glas nun

™ ein elastisches Material ist, ergibt diese Veränderung von /HT von der Zeit t- eine Erhöhung in der Beanspruchung, die ein Bestandteil der endgültigen penhanenten Spannung ist, die in dem Glas durch die thermische Geschichte: erzeugt wurde. Diese Spannung ist' gleich der Spannung, die erzeugt worden wäre durch Aufrechterhalten einer konstanten Kühlgeschwindigkeit, die der Endgeschwindigkeit R₂ während des Abkühlbereiches entspricht plus der nicht _; gelösten Spannung von der Veränderung in den Kühlgeschwindigkeiten innerhalb dieses Spannungsbereiohes, Diese Spannung ist auoh gleich der Spannung, die sich ergeben-

809808/0500 _BADoriginal.

JQ

hätte, wenn die erste Kühlgeschwindigkeit durch den gesamten Abkühlbereich weitergeführt worden wäre, ab- . ■ züglich der Größe der Spannung, die durch die Veränderung in den Kühlungsgeschwindigkeiten erzielt worden wäre, die ausgleicht.

Die verbleibende permanente Spannung könnte selbstverständlich verringert werden, indem die Endkühlge- ■ schwindigkeit R₂ verringert wird· Dies würde jedoch mehr Zeit zum Abkühlen erfordern. Die endgültige permanente Spannung könnte fernerhin vermindert werden, indem die '

Größe der Spannung, die sich löst, erhöht wird, etwa durch Verlängern des Zeitzwischenraumes t» - tp zwischen der Änderung in der Kühlgeschwindigkeit und der Zeit, bei der die Temperatur des Glases die untere Grenze des Abkühlbereiches erreicht. Da die zum Abkühlen zur Verfügung stehende Zeit oft in einem industriellen Verfahren beschränkt ist, besteht innerhalb der zu verfü-(jenden Zeit eine optimale Kombination der Temperatur bei der die Klihlgeschwindigkeit verändert wird und ent- d

weder der Geschwindigkeit, auf die sie verändert wird oder dem Zeitzwischenraum t₁ - t_g zwischen der Veränderung der Kühlgeschwindigkeit und der Zeit, bei der das Glas die unterste Grase des Abkühlbereiches erreicht. Die graphische Darstellung in Fig. IC zeigt daß dieLösung

lieh

der augenblick/induzierten Spannung, die durch die Veränderung in den Kühlgeschwindigkeiten verursacht wird, die Mittelspannung und damit die Endspannung im Glas verringert.

BAD ORI(MNAL

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Wie der Kühlzeitplan und die Spannungskurve in den graphischen Darstellungen nach Fig. 2 anzeigen, verringert die Lösung von zeitweiligen Spannungen nichtnotwendigerweise die Endpermanentspannung. Pig. 2A zeigt einen Kühlungszeitplan bei dem das Glas von oberhalb des Abkühlbereiches auf eine Temperatur Tt, innerhalb des Abkühlbereiches gekühlt wird und beim Zeitpunkt t₁ wird das Glas mit einer erhöhten Geschwindigkeit durch den Abkühlbereich auf Raumtemperatur gekühlt, wo das Glas isotherrnisch wird. In diesem Falle erzeugt die Veränderung in den Kühlgeschwindigkeiten eine Erhöhung im Temperaturunterschied zwischen der Mittelebene und der Oberfläche, wie durch die graphische Darstellung und die schematischen-Einsätze in Fig. 2B gezeigt. Das ,entsprechende elastische Ansprechen des Glases bezieht ^J sich auf die Mitte der Platte, die zusammengedrückt wird, wie durch die Linie A->B in Flg# 2C angedeutet ist. Diese Spannung löst sich, wie im vorangegangenen Beispiel, bis die Temperatur des Glases dUDh die untere Grenze des Abkühlbereiches im Zeitpunkt tp verläuft, wonach die Spannung konstant bleibt bis zum nach und nach erfolgenden Verschwinden des Temperaturabfalles, der das Glas in «einen endgültigen Spannungszustand bringt. In diesem Falle i$% die Lösung der Spannung von der Zeit t₁ bis zur Zeit tg in positiver Richtung, d.h. in der Richtung erhöhter Mittelspannung und hat daher die Tendenz« die restliohe Spannung zu vergrößern. Während ee ale wünschens wert erHoheint, diese Spannungelosung zu unterdrücken, wie etwa iUfoh Erhöhen der EndkUhlgesohwindigkeit, sodaß die Zelt verringert wird, die für die Spannungelösung zur Verfügufig steht, würde das Einfühlr** efrt«r-'«f«JitM*n

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BAD ORIGiNAL

Geschwindigkeit den Schritt in der Spannung von D nach E erhöhen,(was der Endkühlgeschwindigkeit proportional ist) und würden den Gewinn ausgleichen, der auf die Verringerung der Spannungslösung zwischen B und C erreicht wurde. Auch ' hier besteht wiederum für von aussen aufgezwungene Bedingungen eine optimale Kombination der Bruchtemperatur, d.h. der Temperatur, bei der die Kühlgesohwindlgkeit verändert wird und' der Endkühlgeschwindigkeit, die die letzte Grosse der endgültigen permanenten Spannung erzeugt.

Ein bestimmtes Beispiel der Anwendung der obigen Prinzipien in Äbkühlverfahren, wie es für das Ziehen einer kontinuierlichen Glasbahn verwendet wird, ist in den graphischen Darstellungen von Pig. ^A und 3B dargestellt anwendbar auf Glas von einer Stärke von 5 nun, wobei das Abkühlen innerhalb der hierin gezeigten kurzen Zeitperioden stattfindet. Die Ziehgeschwindigkeit, die von Faktoren bestimmt wird, die sioh auf die Erscheinung der Bandbildung und der gewünschten Stärke beziehen, beherrscht die Zeit in der das Glas durch den elektrischen Abkühlofen der Ziehmaschine läuft. Solohe Faktoren wie die Empfindlichkeit von heissem Glas gegen Markierung und Verformen duroh die Ziehwalzen und die Notwendigkeit des Senkens der Temperatur des Glases auf ungefähr 90⁰C, wenn es eine Absohneidstation erreicht, wo es geschnitten und gehandhabt werden muss, machen es wünschenswert die Temperatur des Glases duroh den Abkühlbereioh in einem früheren Stadium naoh seiner Herstellung zu senken· Die speziflsohe Streoke, während der das Glas in der Ziehmaschine gekühlt wird, wird willkürlich

009808/0500 *» ""»»■'.

■ festgesetzt, Im Zusammenhang mit den oben erwähnten Herstellungsfaktoren und dem Grad der Abkühlung, die während der Zeit erreicht werden kann, die das Glas benötigt, um irgend eine festgelegte Strecke zu durchlaufen. Es geschieht, dass, wenn einmal eine Streckenzone der Maschine zum Ktil'l.en festgelegt ist, es möglich ist, innerhalb dieser Zone all die verschiedenen Stärken von Glas abzukühlen, das von dieser Maschine gezogen wird. Dies ist möglich trotz der verschiedenen Ziehgeschwindigkeiten (und daher der verschiedenen m Zeiten innerhalb des Abkühlbereiches) die für die verschiedenen Glasstärken erforderlich sind, weil dünnere Glasbalinen, die schneller gezogen werden als dickere Bahnen, sich auch schneller abkühlen. Dieses charakteristische Merkmal wird graphisch durch die Kurven in Pig. 10 der Zeichnungen dargestellt.

Bei der Beschreibung der Abkühlzeitpläne, wie sie hierin dargestellt werden, beziehen sich alle Temperaturen auf die initiiere Temperatur des Glases, wenn nichts anderes ausdrücklich angegeben ist. Weil die vorliegenden Abktihl-Zeitpläne in erster Linie auf das anzuwenden sind, was in der Industrie als "Flachglas" bekannt ist, d.h. Glasbahnen, Glasplatten oder andere Glaserzeugnisse, die im wesentlichen parallele Haupt'oberf lachen aufweisen und die gebogene oder gewölbte Bahnen oder Platten einschliessen, könnte die Temperatur an der Oberfläche oder in der mittleren Ebene des Glases sowie auch die Mitteltemperatur verwendet werden, um die Abkühlzeltpläne darauatellen. In

BAD ORIGINAL

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003800/0500

der Tat kann die hierin verwendete Ilitoelteiiiperatur von den. gemessenen Oberflächentemperaturen, der Stärke, den Wärmelei'ü:.ierk.ialen und der Kühlgeschwindigkeit des Glases berechnet werden. Die Mittelternperatur kann entsprechend der folgenden Gleichung berechnet werden:

T²R Mittelteiviperatur = Oberflächentemperatur +

worin L die Stärke der Glasplatte in,Zentimeters, R die Kühlßeschwindigkeit in °C/Sekunde und dt die thermale

Diffusivität in cm/Sekunden ist und gleich Ji ; wobei M

cf die volumetrische spezifische Hitze in cal/crn^ .⁰C ist und k die effektive Wärmeleitfähigkeit in cal/cm · ⁰C » see.

Die Bestimmung der tatsächlichen Temperaturen von Glas, das einem.Kühlungsprozess unterworfen wird, ist ziemlich schwierig und die Ergebnisse können bei verschiedenen Messmethoden voneinander abweichen. Die Ob&rflächentemperaturen können am besten durch die Signalabgabe von Strahlungs-■pyroi.ietern gemessen werden, die mit Filtern versehen sind, um die Abstrahlung von nur einer Oberfläche des Glases aufzu- ™ nehmen und die in einem Abstand von der Oberfläche des Glases stehen, das gemssen wird, für das sie kalibriert'sind·

Temperaturgrenzen der Abkühlbereiche, wie sie hierin genannt sind, können praktisch bestimmt werden durch Vergleichen ' der Spannung in einem Qlasrauster, das mit einer konstanten ! Kühlgeschwindigkeit durch einen Temperaturbereich gekühlt ' wird, der klar den Abkühlbereich einschließet, wobei die ,' Spannung in verschiedenen Muetern mit zwei Kühlgesohwlndig- ' ί

keiten gekühlt wird, wovon eine die gleiche ist, wie die konstante Kühlgeschwindigkeit des ersten Musters· Solange als die Veränderung in den Kühlgeschwindigkeiten über oder. unter den Grenzen des Abkühlbereiches geschieht und die konstante Kühäigeschwindigkeit, die gleichwertig der des ersten Musters ist, durch den gesamten Abkühlbereich aufrecht erhalten wird, bleibt die sich ergebende Spannung die gleiche. Wenn die Veränderung in der Temperatur innerhalb des AbkUhlbereich.es erfolgt, ändert sich die sich ergebende Spannung, weil der Abkühlzeitplan durch den Abkühlbereich nicht mehr eine einzige konstante Geschwindigkeit aufweist. Wenn daher die Temperatur, bei der die Kühlgeschwindigkeiten verändert werden, sich ändert, dann zeigen sich die Grenzen des Abkühlbereiches durch eine Veränderung in der sich ergebenden Spannung wegen des Auftretens der Bruchtemperatur innerhalb, des Temperaturbereiches, der die endgültige Spannung beeinflusst. Im Allgemeinen liegt der Abkühlbereich von typischem Soda-Kallc-Kieselerde Fenster- und Plattenglas für Abkühlzeitpläne von einer Zeitgrösse in den hier dargestellten Beispielen ( d.h. in der Grössenordnung von 100 Sekunden für 5 mm starkes Glaß) bei ungefähr 600 bis 520 Grad Celsius. Dies bezieht sich auf die Mitteltemperatur des Glases. Zu Kontrollzwecken ist es angebracht, diese Mitteltemperatur durch Messungen der Oberflächentemperatur zu bestimmen, die in jedem Falle niedriger liegt. Beispielsweiße erstreckt sich bei 5 mm starkem Glas die Oberflächentemperatur während eioh das Glas im Abkühlbereioh befindet von ungefähr 585 bis 505⁰C. PUr jede beliebige Stärke von Glas pflegt ßioh · . die Oberfläohentemperatur, die beobachtet wird« während das '

BAD ORIGiNAL .·

" 809808/0500

Glas sich im AbkUhlbereich befindet so zu verändern, wie das von der obigen Gleichung angegeben wird und verbleibt grob gesprochen im Bereich von 600 bis 500⁰C. Veränderungen in der Zusammensetzung des Glases können selbstverständlich den Abkühlbereich erhöhen oder senken.

Die Bestimmung der hierin ausgedrückten Spannungswerte basiert auf einem Vergleich des Pfadunterschiedes, der zwischen zwei ebenen polarisierten Lichtwellen gebildet wird, die durch unter Spannung stehendes Glas verlaufen, wie das mit normalen Standardverfahren bestimmt wird. Weil Glas unter Spannung eine Auswirkung auf polarisiertes Licht hat, die ähnlich der eines birefraktierenden Kristalles ist, ist die Birefringenz gemessen durch die oben erwähnte Wegdifferenz proportional der Intensität der Spannung. Diese Birefraktion dient so als ein direktes Mass für die Spannung und die gemessene Grosse ist. die optische Wegdifferenz für Lichtwellen, die parallel mit und senkrecht zu einer Achse des Glases für die Gesamtmenge des Wegee verlaufen. Dieser Unterschied wird üblicherweise in Millimikron, mu,* je Längeneinheit des Weges durch das Glas ausgedrückt, Demgemäss werden alle Spannungswerte, die hierin verwendet werden, in Ausdrücken von Millimikron je 25 mm Glasstärke ausgedrückt, was wie folgt gemessen wird:

Mit Hilfe elnesNiool-Prismas polarisiertes Licht- wird durch einen 25 mm -Weg In dem zu messenden Glas geschickt d.h. durch die Kante senkrecht zur Bbene der Spannungsver-.änderung eines 25 mm Muaterstüokes, das In einem Winkel von

/ 109908/0500

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45 zur Polarisationsebene des Lichtes orientiert ist und dann durch ein Analysiergerät, das aus einem anderen Nicol-Prisma besteht, das eine Polarisationsebene in rechten

zu
Winkeln dem des Polarisiergerätes hat. Ein kalibrierter Keil, der zwischen die Nicol-Prismen gelegt und eingestellt wird, bis er den Unterschied in den Lichtpfaden ausgleicht, schafft dann eine direkte Messung der Mittelspannung oder der entsprechenden Mittel-Birefringenz, wie sie durch den Wegunterschied der polarisierten Lichtwellen je 25 mm Glas gemessen wird.

Wenn als ein illustrierendes Beispiel die Herstellung einer normalen 5 nun starken kontinuierlichen Glasbahn genommen wird, dann haben Fertigungsgesichtspunkte, wie sie oben besprochen wurden, es notwendig gemacht, die Temperatur des Glases in 100 Sekunden von 600 bis 520°C (den AbkUhlbereich) zu senken. Der einfachst mögliche Abkühl-Zeitplan ist der, der einem Kühlen mit einer gleichmässigen Geschwindigkeit durch den Abkühlbereich entspricht. Mit den k obigen Bedingungen, die für das vorliegende Beispiel angewendet werden, gestattet eine geradlinige Abkühlung keine Veränderungen und entspricht dem Kühlen- des Glases mit einer gleichmäasigen Geschwindigkeit von 0,8⁰C je Sekunde. Die entsprechende Spannung (Mittelspannung), die in einer 5 nun Btarken Glasplatte erzeugt wird, beläuft sich auf ungefähr 145 Millimikron je Zoll.

Bin System, das einen einzigen Bruch im Abkühlplan hat, wie durch die gestrichelten {linien in Fig· ^A gezeigt, gestattet ein· gewisse Veränderung im AWrilhlpr©aes3· Dieser

•oöaoe/0500

BAD ORIGINAL

kann von einer hohen Anfangskühlgeschwindigkeit und einer niedrigen Endgeschwindigkeit, wie durch die Kurve ABC angezeigt, durch eine konstante Kühlgeschwindigkeit AC bis zu einer niedrigen Anfangsgeschwindigkeit und hohen Endgeschwindigkeit, wie durch die Kurve ABC gezeigt verlaufen» Der Bruch kann bei jeder beliebigen Temperatur T„ innerhalb --* des Abkühlbereiches auftreten. Zusätzlich zu der Bruchtemperatur T-J-. kann ein einziger Bruchkühlungszeitplan, der von der" oberen Grenze zur unteren Grenze des Abkühlbereiches in der bestimmten Zeit der Abkühlung verläuft, durch eine zusätzliche unabhängige Vänderliche gekennzeichnet sein, die Anfangsgeschwindigkeit der Kühlung R, oder die Endgeschwindigkeit der Kühlung H₂ oder das "Vehältnis dieser beiden. In Fig. j>B ist eine graphische Darstellung der Endspannungen gezeigt, die in einem 5 mm starken Glas als Funktion der Bruchtemperatur T_ß erzeugt werden und das Verhältnis der anfänglichen oder Endkühlgeschwindigkeiten für einzelne Bruch-Abkühlfeeitpläne. worin das Glas in 100 Sekunden von 600 bis 520⁰C gekühlt wird.

i Alle diese Kurven verlaufen durch den Punkt p, der. einem

Kühlen ohne Bruch entspricht und einer Endspannung von |

145 Millimikron je 25 mm» Wenn der Bruch bei 57O°C auftritt, kann es sich zeigen, dass der niedrigste erreichbare Grad der Spannung dort auftritt, wo das Verhältnis der Kühl^eschwindigkeiten gleich eins ist, d»h. der Zustand überhaupt keines Bruches. Für Brüche, die bei Temperaturen unter 57O°C auftreten, erzeugt die Verringerung des Ver-

i.'jses der anfänglichen Kühlgeschwindigkeit zur EndkUhlt eine niedrigere Endspannung, während eine

.iamulmn; uqü Verhältnisses die Entspannung erhöht. Wenn

BAD

809000/0500

andererseits der Bruch bei höheren Temperaturen als 570 G eintritt, werden niedrigere Endspannungen erzeugt, wenn die anfängliche -Kühlgeachwindigkeit höher ist als die Endkühlgeschwindigkeit. Bruchtemperatüren, die höher liegen als 57O°C haben sehr wohl definierte Minima die zeigen, dass für jede beliebige gegebene Bruchtemperatur ein optimales Verhältnis von Anfangs- zu Endkühlgeschwindigkeiten vorhanden ist, jenseits deren das Verhältnis nicht erhöht werden sollte. Dieses Optimum ergibt sich aus einem Ausgleich zwischen einem verringerten Beitrag zur permanenten Spannung durch das Fallen das Temperaturabfalles, das einer kleineren Endkühlgeschwindigkeit luentspricht und einem erhöhten Beitrag zur endgültigen permanenten Spannung von der höheren augenblicklichen Spannung, die in dem Zeitpunkt induziert wird, zu dem die Änderung in den Kühlgeschwindigkeiten bewirkt wird, als ein Ergebnis ej.ner drastischeren Veränderung der Kühlgeschwindigkeiten von Anfangzu Endgeschwindigkeit, die ganz klar keine Zeit hat um genügend abzufallen bevor das Glas unter den Ablcülilbereich gekühlt ist.

In Fig. 4 der Zeichnungen ist der allgemeine Kühlzeitplan einer kompldzierteren Doppel-Bruchtemperaturkurve in Fig.4A als gegenüber der Zeit abgetragen gezeigt. Die begleitenden Veränderungen in dem Wärmeabfall und in der Mittelspannung sind in der gleichen Zeitskala in Fig. 4BAUii4C gezeigt. Die Mittelspannung, die durch die erste Veränderung in den KÜTilgeeohwindigkeiten von R₁ zu R₂ beim Zeitpunkt t₁ geschaffen wirÜ, löst sich in einer Riohtung, die die endgültige Mittelspannung verringert. Zusätzlich zeigt der

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nach und nach eintretende Abfall der Temperaturkurve R₂ (Fig. 4a) während der zweiten KUhlgeschwindigkeit einen niedrigen VJärmeabfall (sh. Pig. 4B) der wenn er durch den Abkühlbereich fortgesetzt wird, zu einer verhältnismäsaig ■niedrigen permanenten Endspannunt; fUliren würde. Wenn diese Geschwindigkeit jedoch fortgeführt würde, würde die untere Grenze des Abkühlbereiches nicht in der erforderlichen Zeit erreicht werden. Daher werden ein zweiter Bruch beim Zeitpunkt bp und eine dritte schnellere Kühlgeschwindigkeit R-. eingeführt, um die Geschwindigkeit des Glases unter den Abkühlbereich in der geforderten Zeit zu senken. Wie die Kurve in Flg. 4C zeigt, verursacht diese Veränderung eine augenblickliche Spannung in der Richtung einer erhöhten Mittenzusanihienpressung. Jegliches Lösen dieser Spannung ist daher schädlich, v/eil es die Mittelzusammenpressung verringert, (d.h. die Mittelspannung erhöht), Well jedoch die Temperatur des Glases an diesem Punkt in der Nähe der. unteren Grenze des Abkühlbereiches liegt, ist nur sehr wenig tatsächliche Entspannung vorhanden und das Glas passt sich nicht in irgend einem grösseren Ausmaß körperlich durch viskoses Fliessen . der dritten Kühlgeschwindigkeit an. Daher wird die endgültige permanente Spannung wenn der dritte Temperaturabfall weggelassen wird nicht diesem hohen Abfall proportional sein· Eher ist sie proportional der Spannung, die sich aus dem Weglassen des anfänglichen Kühlungsgradienten ergibt, abzüglich des Teiles der augenblicklichen Spannung der durch die erste Veränderung in den Kühlgesohwindigkeiten erzeugt wird, die sich während der zweiten KUhlgesohwindigkeit löst

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plus dem Teil, der augenblicklichen Spannung, die durch die zweite Veränderung in den Kühlgeschwindigkeiten erzeugt wird, die sich während der dritten Abkühlgeschwindigkeit löst.

Fig. 5*6 und 7 stellen besondere Beispiele der komplizierteren KUhlzeitpläne dar, in denen zwei Brüche vorhanden sind, wobei immer noch die Forderung erfüllt wird, die 5 mm starke Glasbahn in 100 Sekungen von 600 auf 520⁰C. abzukühlen.

P Fig. 5A stellt einen Abkühlzeitplan dar, bei dem die Temperatur des Glases von über dem Abkühlberelch mit einer anfänglichen Kühlgeschwindigkeit R, auf ein Temperaturniveau Tt innerhalb des Abkühlbereiches gesenkt und zwischen den Zeiten 1, und tp konstant (Rp = 0) gehalten wird, wonach das Glas mit der EndkUhlgeschwlndigkeit R., gekühlt wird. Eine restliche Mittelspannung ist in Fig. 5B als eine Funktion der drei unabhängigen R₁ R-. und T₁. abgetragen.

* ^ Jj

Die dargestellte Gruppe von Kurven zeigt die Veränderung « in der restlichen Mittelspannung für verschiedene Endkühlgeschwindigkeiten und verschiedene Temperaturniveaus der Haltezeit, wenn die anfängliche Kühlgeschwindigkeit R, gleich 2°C je/ Sekunde ist. Die Kurven würden sich selbstverständlich bei verschiedenen AnfangskUhlgeschwindigkeiten ändern. Es ist gezeigt, dass die Endspannungen sehr stark von dem Temperaturniveau T^. und in einem etwas geringeren Ausinasse ■ von der Endkühlgeschwindigkeit R-, abhängen. Bei allen mit k Aul nähme der niedrigsten KUhlgesohwindlgkeiten für die die Hftlfcizeit notwendigerweise sehr kurz ist, wird der geringste Grad der reitliohen Mittelspannung erzeugt, wenn die Halte-

009808/0500

at

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temperatur ungefähr 563°C beträgt. Das niedrigste Minimum das unter diesem Abkühlzeitplan erzeugt wird, 98 Millimikron je Zoll,entspricht dem kritischsten Abkühlzeitplan wie durch die Steilheit der Linie auf beiden Seiten des Minimums gezeigt wird, ähnliche Kurvengruppen (nicht gezeigt) die für andere Werte der anfänglichen Kühlgesohwindigkeit R, erzielt wurden, zeigen ebenfalls Minima im Bereich von 100 bis 120 Millimikron je 25 mm für Haltetemperatur en zwischen 565 und 575°C.

Fig. ÖA und 7A illustrieren Beispiele linearer Kühlzeitpläne, die zwei Brüche bei zwei verschiedenen Temperaturen T₁₃ 'und Τ_Ώ mit sich bringen und so die konstante Halte-

B₁ B₂ . ·

temperatur des vorangegangenen Falles ausschalten, Kühlungszeitpläne dieser Art sind durch vier unabhängige Veränderliche Gekennzeichnet, wie etwa die beiden Bruchtemperaturen und entweder die entsprechenden Bruchzeiten t» und tp oder zwei der drei Kühlgeschwindigkeiten R₁, R₂, R_v. Fig. 6b und .. ■ 7B sind graphische Darstellungen der restlichen Spannung als eine Funktion der Bruchtemperaturen Tr₅ undT_D für

^Bl ^B2 anfängliche Kühlgeschwindigkeiten von ¹J G je Sekunde und Endkühlgeschwindigkeiten von 1,5 und 2°C je Sekunde. Verschiedene dieser Zeitpläne, beispielsweise diejenigen einer anfänglichen Kühlgeschwindigkeit R₁ von 2 C je Sekunde und einer ersten Bruchtemperatur T_n zwischen 570 und 58O⁰C

■.!■■■■ entsprechen, ergeben Endspannungen im Bereich von °Λ Millimikron

je Zoll die sogar noch niedriger sind als diejenigen, die in Kühlzeitplänen als optimal angesehen werden, bei der _ während des Abkühlzeitplanes auf einer konstanten Tempe-

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>^x0'8/0S00

ratur gehalten werden muss wie in Fig. 5A. Praktisch gesprochen ist die Verringerung der berechneten Restspannungen von ungefähr 9'ö auf 94 Millimikron je 25 mm weniger bedeutsam als die Tatsache, dass diese Kurven flachere Minima als diejenigen nach Fig. 5B haben. Dies deutet an, dass der Betrieb der letzteren Wärmebehandlungzeitpläne an ihrem Optimum weniger kritisch wäre, als ein Betrieb des besten Kühlungszeitplanes, der das Halten auf einer konstanten Temperatur notwendig macht.

Nachstehend ist ein Verfahren der Berechnung der Mittelspannung einer Glasplatte dargestellt, als eine Funktion ihrer physikalischen Merkmale und thermischen Geschichte,

,angewendet auf das Verhältnis zwischen den unabhängigen j
Veränderlichen, die die Kühlungszeitpläne dieser Erfindung charakterisieren. In dieser.Art und Weise können optimale Abkühlkurven für Abkühlzeitpläne bestimmt werden, die in' der Zei£ und der Temperatur von den speziellen Beispielen abweichen, die hierin gezeigt sind.

Wenn mit Betrachtungen bezügliche der Wärme von Glasplatten

begonnen wird, die einer gleichmässigen Abkühlung von beiher

den Oberflächen/ausgesetzt werden, dann ist die Temperaturverteilung nach dem kurzen Zeitintervall der für einen faßt stetigen Zustand notwendig ist, der erreicht werden soll und bei dem die Temperatur an jedem Punkt der Platte mit der gleichen Geschwindigkeit wie die mittlere Temperatur abnimmt»parabolisch und der Gesamttemperaturunterschied

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BAD ORI

zwischen ihrer Mitte und ihrer Oberfläche, /^ T wird durch die Formel

& T = KR

gegeben, worin K eine Konstante und R die Kühlgeschwindigkeit ist. K aus den Wärmeübertragungseigenschaften des
Glases durch die Dicke und die Wärmediffusionsfähigkeit
bestimmt.

Spannungen in einer elastischen Platte mit einer parabolischen Te, iperaturverteilung werden ebenfalls parabolisch verteilt sein und können so durch einen einzigen Parameter, die
Mittelspannung gekennzeichnet werden. Diese wird durch
/\ _ bezeichnet, die Birefringenz die der Kittelspannung
entspricht, die als ein Positivum genommen wird, wenn die mittlere Ebene sioh in Spannung befindet und wird angegeben durch die folgende Formel

worin K¹ eine Konstante ist, die von den körperlichen Eigenschaften des Glases abhängt und dem Expansionskoeffizienten und dem Young Modul des Glases dlekt proportional ist und umgekehrt proportional dem Spannungs-optischen Koeffizienten und dem 1-Poisson-Verhältnis des Glases, Wenn·der früher gewonnene Ausdruok für /\ T in Ausdrücken der Konstanten
K und Kühlungsgesohwindigkeit R eingesetzt wird, dann ergibt sich

Im Zusammenhang mit Pig, 1 Zeichnungen erzeugt der augen-

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909Θ0Θ/0500

¹ bliokliche Wechsel in der Temperaturverteilung von R-, zu R₂ Spannungen die
wie gegeben durch

Spannungen die einer Mitfcelbirefringenz *Δ entsprechen

Es" sei nun die Lösung dieser Spannung während der restlichen Zeit betrachtet, während der die Temperatur des Glases sich innerhalb des Abkühlbereiches befindet. Von Spannungslösungskurven, wie etwa denen, wie in Fig. ο der m Zeichnungen, kann der Bruchteil der anfänglichen Spannung, der in jedeu beliebigen gegebenen Zeitpuiit verbleibt, für Mittelteniperaturen des Glases während willkürlicher Zeicschritte innerhalb des Kühlzeitplanes bestimmt werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass Zeitschritte, die einem Abfall von 5 bis 1O°C in der Mitteltemperatur entsprechen eine zufriedenstellende Genauigkeit ergeben.

Es wird nun auf Fig. 9 hingewiesen, die ein Gerät zum Ziehen einer kontinuierlichen Glasbahn 16 aus einem Schinelze-" bad 17 darstellt. Wie bei einem üblichen Ziehgerät uinsohliessen eine Zugkammer 18, die teilweise aus L-fÖrmigen Blöcken 19 gebildet, VentilatorwasserkUhler 20 und gekühlte Auffangsohalen 24 einem Bereich über dem Pfad und schaffen eine geeignete Umgebung für die Bildung der Olaebahn. Wärmeaustauscher wie etwa die Kühler 22 beschleunigen des Verfestigen oder "Erstarren" des Glases_f wenn die Bahn aus dem Bad 17 duroh eine Serie von Zugwalzenpaaren 26 herausgezogen und- zu einer (nicht gezeigten)

mehrere Btagen Über dem Bad geleitet wird.

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Das das Bad 17 bildende geschmolzene Glas wird auf einer Temperatur von ungefähr 1000⁰C. gehalten, die sich für das Ziehverfahren eignet. Wenn die Bahn gebildet und die Ziehkammer und in den Abkühlofen ^O eingebracht ist,der denjenigen Teil der Glasbahn umsohliesst, der sich innerhalb der Temperaturgrenzen des Glühbereiches befinden, wird sie zuerst von der hohen Badtemperatur durch die Kühler 22, die Umgebungsluft innerhalb der Ziehkammer 18 und die gekühlten Aufnahmeschalen 24 gekühlt. Auf diese Art und V/eise wird das Glas auf eine*Temperatur von ungefähr 650⁰C in dem Zeitpunkt gekühlt, indem es die Ziehkammer verlässt. Dieser Teil des Kühlzyklus findet über der oberen Temperaturgrenze des Abkühlbereiches des Glases statt und ist genauso v/ie übliche Verfahren und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 zeigt sohematisoh die Oberflächentemperaturen von Bahnen verschiedener Stärken und mit identischen Mittel-• Temperaturen bezüglich ihrer Stellungen in der Ziehmaschine. Die Kurve in gestrichelten Linien zeigt die Temperaturverteilung einer Glasbahn, die in der bekannten Art und V/eise gezogen ist, worin die Bahn sich mit einer natürlichen Geschwindigkeitsoharakteristik der Ziehmaschine abkühlt. Eine Glasbahn, der es gestattet wird, sich in einer solchea im wesentlichen unkontrollierten Art und Weise abzukühlen hat ein nicht annehmbares Niveau restlicher permanenter Spannung und als Ergebnis ist das Glas schwierig zn schneiden. Jeglicher Verlust von Glas durch Breohen

_ ^₅ _ BAD ORIGINAL

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bei Schneidoperationen ist selbstverständlich unerwünscht und aus diesem Grunde ist es besonders wichtig, dass ein worksamer Kühlplan aufgestellt wird, der sich mit den bestehenden Herstellungsverfahren verträgt.

Ein grosser Anfangswärmeabfall in der Glasbahn während sie aus der Ziehkammer herauskommt, um die Bahn schnell entlang einer anfänglichen Kühlgeschwindigkeit R, zu kühlen, die grosser ist als die natürliche Kühlgeschwindigkelt. von einer Temperatur über der oberen Grenze des Kühlbereiohes zu einer Temperatur innerhalb des Glühbereiches in Übereinstimmung mit dem zuerst beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Art und Weise erireicht werden, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, durch Aufstellen von Wärmeaustauschern wie etwa Wasserkühlern 'j2 auf jeder Seite der Glasbahn am Eingang des Abkühlelektroofens. Dieser Kühler sind teilweise im wesentlichen parallel zur Ziehrichtung und vergrö'ssern die Breite der Bahn quer zu dieser Richtung» Sie erstrecken sioh in der Ziehrichtung über eine genügende Strecke um die Temperatur des Glases bis zu der richtigen Bruohtemperatur zum riehtigen Zeitpunkt zu senken, wie das für die Abkühlzeit des betreffenden Verfahrens am besten ist· Während diese Strecke im wesentlichen die gleiohe für verschiedene Glas- stärken ist, die auf der besonderen Maschine gezogen werden, «tie das durch die Temperaturkurven der versohle- ■ denen Bandetärken in Fig. 10 angezeigt wir4, verändern sioh bei verschiedenen Typen von Ziehmaschinen und mit versohle-

-00 9 8 06/OSOO

denen willkürlich gewählten AbkUhlstreoken in den Maschinen. Vorzugsweise ist der Endteil p2^f der Kühler auf die Glasbahn zu geneigt, um zu verhüten, dass die benachbarten Heizelemente p4 die Teile der Bahn beeinflussen, die noch in der Nähe der Kühler liegen· Wenn es erwünscht ist, den zweiten Aspekt der Erfindung durchzuführen, wie nachstehend beschrieben, werden Luftkrümmer Yj'j neben dem •innersten Teil eines Jeden Kühlers ^2 angeordnet wie in Fig. 9 gezeigt und in ähnlicher V/eise am Ende der Kühler ~j2 in Fig. 10 wird eine entsprechende Durchhängung gezeigt, ähnlich der die in Fig. 14 gezeigt ist (nicht gezeigt, falls vorhanden an der Bruchstelle in der Kühlungskurve, wo sich die KUhlgeschwindigkeiten ändern) und ihre Öffnungen sind so ausgerichtet, dass sie einen verhältnismässig schmalen Strom von Kühlluft gegen die benaohbarte Oberfläche der Glasbahn über deren Breite leiten·

Wenn die Bahn an den Kühlern 22 vorbeikommt, wird ihre Kühlgeschwlndigkelt durch die Heizelemente 54 und die Umhüllung 20 beeinflusst, die die normale Abkühlungsgeschwindigkeit verzögern (in gestrichelten Linien in Fig· 10 gezeigt) und zwar auf die verringerte, im wesentlichen konstante Geschwindigkeit R₂, Selbstverständlich ist von einem Herstellungsstandpunkt aus eine lineare Geschwindig keit R₂ vorteilhaft, da sie bequemer erreioht und wieder nachgebildet werden kann ale nloht-lineare Kühlgeeohwindigkeiten. Leiohte Veränderungen in der Linearität dieser Geschwindigkeit infolge der,veränderlichen Lage von Ma-, sohineneltratistfen oder anderen Gründen, wie etwa Irrtümern >

Ö09808/0SOO BA

t— · ^Ύ ι* '· "* - J

oder einer Ungenauigkeit in der Kontrolle beeinflussen im allgemeinen die sich ergebende Abkühlung nicht in einem unannehmbaren Ausmaß. Fehler in der anfänglichen Kühlgeschwindigkeit oder die Temperatur, mit der die Kühlgeschwindigkeiten verändert werden, haben eine ausgesprochenere Wirkung auf die sich ergebende Abkühlung und müssen zur Erreichung optimaler Ergebnisse sorgfältig kontrolliert werden.

Die Heizelemente ')^l\ sind über die Breite der Bahn in drei unabhängig gesteuerte Abschnitte unterteilt, wie in Fig. 9 gezeigt. Auf diese Art und Weise können sie so eingestellt werden, dass ein Ausgleich für die ungleichmässige Kühlung erfolgt, die oft über die Breite der Bahn auftritt und die ganz besonders ausgesprochen an den Kanten ist, Bs ist selbstverständlich möglich, duroh Opfern einer gewissen Anpassungsfähigkeit der Steuerung lediglich den elektrischen Abkühlofen zu isolieren, um so das Kühlver fahren der Bahn zu verzögern und die verringerte KUhI-gesohwindigkeit R₂ festzulegen.

Am oberen oder Ausgangsteil der elektrischen Heizvorrichtung naoh Fig» 9 sind Kühler.56 auf jeder Seite der Bahn angeordnet. Diese Kühler liegen im wesentlichen parallel zur Bahn und erstreoken sich über deren Breite quer aur Ziehriohtung, Auf diese Art und Weise kann die gtVfüneohtQ beschleunigte Endgeschwindigkeit des Kühlens de» Olaee· bewirkt werden, um dl·, Temperatur von einem

.38

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Jl¹L

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Punkt innerhalb des Abkühlbereiches zu einer Temperatur unter dem Abkühlbereich zu senken. Wahlweise und wie in Fig, 10 dargestellt, können Türen JJ in den Seiten der .Maschinen an diesem Punkt geöffnet werden um eine Erhöhung der Kühlgeschwindigkeit zu erreichen· Während diese Kühler oder öffnungen verwendet werden, um die bevorzugten Kurven der Art zu schaffen, wie sie in der graphischen Darstellung nach Fig» 10 gezeigt sind, kann eine annehmbare Abkühlung erreicht werden durch Weglassen des KUhlens an dieser

Stelle und durch Bewirken nur eines einziges Bruches in λ

der Abkühlkurve·

Das Nachstehende ist ein lediglich illustrierendes Beispiel einer bevorzugten Art der Herstellung von Tafelglas unter Verwendung des vorstehend genannten Aspektes der vorliegenden Erfindung um eine niedrige Spannung im jinderzeugnis zu erzielen:

-Eine Glasbahn von etwa 250 om Breite und einer Stärke von 5 mm wird kontinuierlich geformt, indem sie mechanisch " aus einem teilweise umschlossenen Bad von geschmolzenem Glas gezogen wird, das auf einer Temperatur von ungefähr lÜ00°Cgehalten wird und aus folgenden Bestandteilen besteht»

SlOp - 71* 3& Gewichtsprozent NaoO - 12,7y Gewichtsprozent CaO - 9·67 Gewichtsprozent MgO ■- 4-o;J .Gewichtsprozent

0,75 Gewichtsprozent BAD ORIGINAL

NaCl - O,12 Gewichtsprozent Fe^O . - 0,15 Gewichtsprozent Al₀O - 0,öl Gewichtsprozent

Die Bahn, die Gebilde i; und durch den Zug von Paaren entgegengesetzter Zugrollen e.ufwärtsgezogen wird, die auf den bereits ausgebildeten Teil der Bahn einwirken, verläuft zunächst zwischen einen Paar senkrecht angeordneter Wärmeaustauscher innerlialb der Ziehkammer, die Wärme aus der Bahn und der Ziehkammer iiiit einer Geschwindigkeit von ungefähr _fc 864o britischen Wärmeeinheiten je Minute ableiten. Zusätzlich leiten die Ventilatorkühler die beilweise die Ziehkammer bilden, Hitze von der Bahn und der Ziehkammer mit einer Geschwindigkeit von iy?0 britischen Wärineeinheiten ,'Je Minute ab. Während die Bahn aufwärts verläuft und der in Betracht gezogene Teil der Bahn die Ziehkaminer Verlässt, leiten FangwannenkUhler (catch-pan coolers) auf jeder Seite der Bahn am Ausgangsehde der Ziehkammer Wärme von der Baiin und der Ziehkammer mit einer Geschwindigkeit von 12.600

britischen Wärmeeinheiten je Minute ab. Auf diese Art und Weise wird die Temperatur der Glasbahn auf ungefähr 6j5°C , Oberflächentemperatur verringert, wenn die Bahn die Ziehkammer verlässt. Ein weiteres Paar von Kühlern, ein Kühler auf jeder .Seite der Bahn, das direkt über der Ziehkammer

und innerhalb des eingeschlossenen Teiles der Ziehmaschine j liegt, leitet Wärme aus der Bahn mit einer Oeschwindigkeit ■ ■ I von IO85 britischen Wurmeeinheiten je Minute ab um die

Temperatur der Bahn mit einer im wesentlioheja konstanten und erhöhten Geschwindigkeit über der natürlichen JPihlge-' eohwlndigket von 6^5 bis 560⁰C gemessener Oberflßohentempe-. . ratur in ungefähr 45 Sekunden von dem Zeitpunkt an zu _BÄD QRiGiNAL*

" ^i|0 ~ ' 909808/0500

sinken, wenn die Bahn in den umschlossenen Teil der Maschine über der Ziehkammer eintritt. Während der nächsten ungefähr : 65 Sekunden wird die natürliche Kühlgeschwindigkelt der Bahn durch Isolation und Heizelemente verringert, die innerhalb des umschlossenen Teiles der Ziehmaschine liegen und zu diesem Zeitpunkt ist die Bahn auf eine Temperatur von ungefähr 5^5°C gemessener Oberflächentemperatur abgekühlt. Zu diesem Zwecke sind die Heizelemente in drei senkrechte Zonen aufgeteilt, wie in Fig, 9 der Zeichnungen gezeigt. Elektrische Kraft wird in einer Grosse von 400 Watt der ersten Zone zugeführt, yOO zur zweiten und 200 Watt zur dritten, um die Kühlgeschwindigkeit der Bahn zu verzögern. In den nächsten ungefähr 20 Sekunden wird die Kühlgesohwindigkeit der Bahn über die natürliche Kühlgeschwindigkeit erhöht durch öffnen der Seiten der Maschine um die Temperatur der Bahn auf ungefähr 515⁰C gemessener Oberflächentemperatur zu senken. Es muss zu diesem Zeitpunkt darauf hingewiesen werden,-dass der Abkühlbereich des Glases in Mitteltemperaturwerten ausgedrückt in diesem Beispiel ungefähr 600 bis 520⁰G sein soll· Das entspricht einem Bereich in ObeiCLächentemperatur des Glases ausgedruckt von ungefähr 585 bis 515⁰C Die Bahn wird durch den Abkühlbereich in ungefähr 100 Sekunden gekühlt. Die Bahn wird dann mit einer natürlichen Geschwindigkeit gekühlt und bei einer Temperatur von ungefähr 90 G erreicht sie den Sohneidboden, wo die Bahn in vernünftige Platten geschnitten wird. Die mittlere Birefringenz einer 5 mn starken Glasplatte, die in dieser Art und Weise abgekühlt wird, wie durch den Pfaduntersohied angegeben, der zwischen zwei ebenen-polarislerten Lichtwellen gebildet

.41- 909808/0500 bad original

wird die durch das Glas verlaufen und in der Art und Weise gemessen werden, wie vorher erläutert, beträgt ungefähr 110 bis 120 Millimikron je Zoll. Wie zu erwarten ist, werden im tatsächlichen Betrieb die Spannungsminima im allgemeinen nur angenähert und nicht voll erreicht. Als Vergleich haben ähnliche Glasbahnen, die durch die gleiche Maschinen gezogen werden, aber denen eine natürliche Abkühlung gestattet wird (d.h. ohne die Verwendung von Wasserkühlern und Erhitzern über der Ziehkammer) Endspannungen im Bereich von 220 bis 250 Millimikron je Zoll.

Unter verschiedenen Arbeitsbedingungen kann selbstverständlich der beobachtete Abkühlbereioh und die Bruchtemperatur weit von den Temperaturen der Beispiele verschieden sein, die nur zu Illustrationszwecken verwendet werden, zurückzuführen sowohl auf Maschinen- und Betriebsfaktoren, als auch auf Veränderungen in der Abkühlzeit. Die primäre Verwendbarkeit der dargestellten Abkühlzeitpläne bezieht sich vom industriellen Standpunkt aus auf Verfahren bei denen die für das Abkühlen zur Verfügung stehende Zeit geringer ist als 10 Minuten und üblicherweise einer halben bis zu 5 Minuten· Bezüglich der Glasziehmaschinen muss ganz besonders darauf hingewiesen werden, dass keine zwei Maschinen identisch sind und die geringen Unterschiede in der Umgebung, Maschinenstellung im Verhältnis zum Sohmelztank usw., eine ausge- spro- ohene Auswirkung auf die Arbeitsweise einer jeden Maschine haben· .

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Als eine allgemeine Regel wird das hierin in Betracht gezogene Abkühlen nach diesem Aspekt der Erfindung durchge- · führt, indem das Glas von der Obergrenze des Abkühlbereiches ■auf eine Temperatur innerhalb 20 bis 70# dieses Bereiches gekühlt wird (gemessen von dem oberen Teil und in Anbetracht, dass der untere Teil des Bereiches 100 % davon ist) und nach einem Abkühlen des Glases mit einer klar langsameren Nettodurchschnittsgeschwindigkeit bis zum unteren Teil des Bereiches. Normalerweise ist die erste Geschwindigkeit des Kühlens mindestens ungefähr 10 '■/> schneller als die lineare Durchschnittskühlgeschwindigkeit für die zur Verfügung stehende Gesarntabkühlzeit.

Die Nettodurchscnnittsgeschwindigkeit für irgendeinen Teil des Abkühlzeitplanes und die lineare Durohschnittskühlge» schwindigkeit für den gesamten Zeitplan wird bestimmt durch Teilen des Temperaturabfalles, durch den das Glas gekühlt wird, durch die Zeit während deren das Kühlen stattfindet. "Wenn beispielsweise die Oberflächentemperatur des Glases um 75°C während des gesamten Abkühlzeitplanes gesenkt wird und die verfügbare Abkühlzeit 100 Sekunden, dann betragt die durchschnittliche lineare Kühlgeschwindigkeit für den gesamten Zeitplan von der Oberfläohentemperatur ausgehend JfL oder 0,75 Grad je Sekunde. Wahlwelse kann diese Geschwindigkeit in Grad Celsius für ein Prozent der gesamten zur Verfügung stehenden Abkühlzeit ausgedrückt werden·

Für die meisten Zwecke sollten die erste und schnellere licotodurchacihni utElineargecchvrindigkeit des Abkühlens

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_ J₁ _ 9038CHB/DS3O

1*71931

mindestens 0,9°C für ein Prozent der gesamten zur Verfügung stehenden Abkühlzeit betragen.

Die untere Geschwindigkeit kann als eine lineare Kühlgeßchwindigkeit stattfinden vom Punkt des Wechsele in der Kühlgesohwindigkeit bis zum Boden des Abkühlbereiohes oder kann als zwei oder mehr Kühlgeschwindigkeiten auftreten, beispielsweise eine langsamere Geschwindigkeit und danach eine höhere Geschwindigkeit» Im letzteren Falle kann der zweite Wechsel in der Kühigeschwindigkeib in einem Bereich von JiQ bis 95>» des Glühbereiches stattfinden, gemessen von der Oberseite des Bereiches aus, wie oben besprochen. Im ersteren Falle findet der Wechsel in der Kühlgeschwindigkeit ^üblicherweise innerhalb des Bereiches von ungefähr 20 bis 45$ des Kühlbereiches statt, gemessen wie oben besprochen.

Im allgemeinen sollte zur besten Verringerung der restlichen permanenten Spannung wenn ein Abkühlzeitplan mit zwei Brüchen für ein Soda-Kalk-Kieselerde-Glas von der erwähnten Stärke und Art gemäss Beispiel und in der darin besprochenen Zeit angewendet wird, der erste Wechsel in der Kühlgesohwindigkeit innerhalb des Abkühlbereiches zwisohen mittleren Temperaturen von 585 und 55O°C auftreten (oder zwischen OberflaOhentemperatüren von 575 und 54o°C) und der zweite Wechsel sollt» bei einer niedrigeren'Temperatur eintreten als bei der ersten und zwisohen Mitteltemperaturen von 570 und 525⁰O (oder »Hiaohen Oberfläohentemperatüren von 565 und 520°C). Wenn ein Abkühlzeitplan mit einem einzelnen Bruoh verwendet wird, bei dem die erßte Geschwindigkeit eohneller let als ■ '

- 44 - 909808/0500

die zweite, sollte der Wechsel in den Kühlgeschwindigkeiten zwischen Mitteltemperatüren von ungefähr 5O5 und 570⁰C auftreten(oder zwischen Oberflächentemperaturen von ungefähr 575 und 555 C). Das Verhältnis der ersten NettodurohsohnittskUhlgesohwindigkeit zur zweiten verringerten Netto« durchschnittskUhlgesohwindigkeit Über den Rest der noch zur Verfügung stehenden Abkühlzeit, gleichgültig ob als ein Abkühlzeitplan mit einfaohem, doppeltem oder einem anderen vielfachen Bruch, beträgt normalerweise nicht mehr als 10 und vorzugsweise weniger als b, muss aber selbstverständlich grosser sein als eine Einheit.

Bei den bevorzugten Abkühlzeitplänen, worin die Temperatur der Glasbahn zunächst in den Abkühlbereichnait einer Kühlgeschwindigkeit gesenkt wird, die schneller ist als die · nächste darauf folgende Kühlgeschwindigkeit, sollte der Wechsel von der ersten Geschwindigkeit zur zweiten verringerten Geschwindigkeit auftreten bevor ungefähr 4o# der gesamten verfügbaren Abkühlzeit verflossen sind und in den meisten Fällen tritt dieser Wechsel nach dem Ablauf von ungefähr 10$ dieser verfügbaren Abkühlzeit auf. Die erste Nettodurchschnitfcsgesohwindigkeit des Kühlens beträgt mindestens ungefähr o,9 (selten über ungefähr 5 oder 10) Grad Oeleius für ein Prozent insgesamt verfügbarer AbkUhlzeit.

Um die gewünsohte Verringerung in der sohliessliohen Spannung im Glase wirtschaftlich zu erreichen, 1st es wiohtig, dass die Kühlung im wesentlichen kontinuierlich vorwärtsschreitet· Saher sollte die Nettoduroheohnittage-

90980370600

BAD

DRlGiNA

sohwindigkeit des Kühlens über jeglichen Zeitintervall von 5# der gesamten Abkühlzeit nicht weniger als 0,2°C

j je 1% der gesamten verfügbaren AbkUhlzeit sein.

Wie früher angegeben, kann das zweite Abkühlen in zwei Stufen erfolgen, beispielsweise zuerst mit 0,2° und später mit 0,6 oder 1,5° (oder sogar mehr) je ein Prozent Gesamtabkühlzeit· In solch einem Falle kann die NettodurohsohnittsabkUhlgesohwindigkeit für das zweite Abkühlen

• irgendwo zwisohen den Geschwindigkeiten der beiden Stufen liegen. Die Nettodurchschnittskühlgesohwindigkeifc für das Senken der Temperatur vom Bereich von 575 bis 5^O⁰C zum unteren Teil des Abkühlbereiohes liegt nicht über 0,65 und liegt üblicherweise nicht über 0,6⁰C je Vfo der gesamten verfügbaren Abkühlzeit (Zeit die zur ^Verfügung steht, um von der oberen Grenze des Abkühlbereiches bis zur unteren Grenze zu kühlen).

Bei einer Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung unter Verwendung des KUhlungszeitplanes wie er durch die Kurve ADC in Pig. 2A gezeigt ißt, wird das Glas von ungefähr 590⁰C Oberfläohentemperatiur auf eine Temperatur unter ungefähr 50O⁰C während eines Zeitraumes gekühlt, der den grösseren Teil der gesamten aur Verfügung stehenden Zeit darstellt, normalerweise 55# oder mehr einer solchen Zeit. Bin solohes Kühlen im ersten Stadium findet normalerweise entweder mit einer ßleiohen Kühigeschwindigke3t oder einer Vielszahl von Geschwindigkeiten statt, aber In jedem Falle dl· DurohsohnittsgesohWindigkeJb des Kühlens nicht ge-

, V 45 „· 9 0 9 8 0 8 / 0 5 0 0 bad

ringer als ungefähr 0,2⁰C und nicht mehr als ungefähr 0,7°C je ljw der insgesamt verfügbaren Abkühlzeit. Nach dem Kühlen auf ein Niveau unter 555°C aber über ungefähr 54O°C Oberfl ächentempera tür wird das Glas dann mit einer höheren Geschwindigkeit gekühlt, um das Kühlen in der zur Verfügung stehenden Zeit abzusohllessen· Während dieses Verfahrens wirkt hat es den Nachteil, dass die Temperatur des Glases, die während eines grösseren Teiles des AbkUhlens hoch bleibt, zu einer unerwünschten Markierung des Glases durch^die Ziehrollen oder andere Transportmittel führt, während das Glas durch das Abkühlstadium des Arbeitsganges verläuft.

Unter Hinweis auf das bestimmte Beispiel, das vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 10 beschrieben wurde, worin eine Glasbahn zunächst von 585⁰O auf 560⁰C gekühlt wurde (Oberflächentemperatur) und zwar in ungefähr 15 Sekunden eines 100 Sekunden umfassenden Abkühlplanes (d.h. in 15 vom Hundert der insgesamt zur Verfügung stehenden Abkühlzeit) ist die erste Nettodurchschnittsgeeehwindigkelt des Kühlens wie folgt:

'' ^{s 1}^⁶T C für eins vom Hundert der gesamten AbkUhlzelt Geeamtabkühlzelt*

Das Glas wird dann mit einer verringerten Geschwindigkeit von 56O⁰C auf 545⁰C in ungefähr 65 Sekunden gekühlt (d#h, 65 vom Hundert der gesamten Abkühlzeit) und die Nettodurchschnittsgeschwindigkeit des Kühlens für den zweiten Schritt ist dann:

⁼ °'²2 ^{c fUr} eine vom Hundert der Geoamtabkühlzeit , Gesamtabkühlzeit·

BAD ORiOaiNAL ·

909808/0500

Der dritte Kühlschritt alleine senkt die Geschwindigkeit des Glases, von 545°C auf 515⁰C in 20 Sekunden (d.h. 20 vom Hundert der Gesamtabkühlzeit) und die Durchschnittskühlgeschwindigkeit für diesen Schritt ist: " ¹^⁰ J^{e 1}^ Gesamtabkühlzeit.

Weil der zweite und der dritte Kühlschritt zusammen die Temperatur des Glases von 36O⁰C auf 515°C in 85 Sekunden senken (d.h. G5 vom Hundert der gesamten Abkühlzeit), be- ■ läuft sich die Nettodurchschnittskühlgeschwindlgkeit des Glases vom ersten Bruch in dem KUhlungszeitplan zur unteren Grenze des AbkUhlbereiches auf:

^ Gesamtabkühlzeit.

Eine typische waagerechte Abkühlheizvorrichtung zum Abkühlen einer kontinuierlich gewalzten Bahn von Glas ist schematisch in Fig. 11 der Zeichnungen gezeigt, Die Bahn 40 wird zuerst In einer üblichen Art und Weise gebildet durch Formungswalzen 4l und 42 aus einem Glasschmelzebad 44 in einem Tank 45 und wird danach über die Führungswalzen 46 abwärts geleitet, die vom Tank wegführen und von dort aus in die elektrische Heizvorrichtung 4(J. Wenn die Bahn in die elektrische Heizvorrichtung eintritt, erzeugen die Kühler 50 innerhalb der Heizvorrichtung auf jeder Seite der Bahn ein anfängliches Kühlen um die Temperatur durch die ganze Breite der gewalzten Bahn mit einer konstanten Geschwindigkeit auf eine ' Temperatur innerhalb des Abkühlbereiches zu senken. Während die Bahn von zwischen den Kühlern ^O verläuft, verringern .

" ^4Ü ' 909808/0500

Heizelemente 52 auf jeder Seite der Bahn Innerhalb der elektrischen Heizvorrichtung die Kühigesehwindigkefc des Glases auf eine allmählichere konstante Kühlgeschwindigkeit. Diese Kühlgeschwindigkeit wird fortgesetzt während die Glasbalin durch die waagerechte Abkühlheiivorrichtung auf Walzen 5^jl· hindurchgeführt wird, bis die Temperatur der Bahn auf einen zweiten Bruchpunkt in dem Abkühlbereich gesenkt worden Ist, Kühler 56, die sich über die Breite der Bahn am Ausgangsende des elektrischen Heizofens erstrecken, schaffen an dieser Stelle eine schnellere KUhlgeschwindigkeit und senken die Temperatur des Glases unter den Abkühlbereich. Auf diese Art und Weise kann eine wirksame und leicht zu steuernde Abkühlkurve hergestellt werden, die wenn sie in der Art und Weise optimal gemacht wird, wie vorher unter Hinweis auf eine Ziehmaschine erläutert, das Minimum an restlicher Spannung schafft, das sich mit der ursprünglichen Spannung und der Abkühlzeit verträgt, die früher, nur dadurch erreicht werden konnte, dass der theoretischen Kurve gefolgt wurde, wie sie von Adams und Williamson vorgeschlagen,wurde.

Pi;.;, 12 stellt scheinatisch einen Abkühlelektroofen 60 dar und eine Temperaturkurve die erstellt ist, um wiedererhitzte Glasbahnen oder Platten ('./ie etwa Bahnen die über die abkühltemperatür auf einen im wesentlichen spannungsfreien Zustand zum Zv/ecke des Biegens erhitzt wurden) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung abzukühlen. Heizelemente 62 innerhalb der Abkühlvorrichtung auf, jeder Seite der ölasbahnen oder Platten 64 erhöhen die Temperatur des Glases auf eine Temperatur über dem Abkühlbereich während

- 49 - 90 9'8 08/05OO bad

es durch die horizontale Heizvorrichtung auf Transporteinrichtungen wie etwa Walzen 66 geführt wird,. Nachdem das Glas eine Temperatur erreicht hat, die genügend über dem Abkühlbereich liegt um den inneren Spannungen zi/gestatten sich schnell zu lösen, läuft es an Kühlern 68 vorbei, die sich über die Innenseite des Heizofens auf jeder Seite des Glases erstrecken. Diese Kühler senken die Temperatur des Glases mit einer schnellen und wesentlichen konstanten Geschwindigkeit auf eine Temperatur innerhalb des Abkühlbereiches. Heizeinrichtungen wie etwa elektrische Heizelemente 70 innerhalb der Heizvorrichtung auf ,Jeder Seite des Glases schaffen dann eine verringerte im wesentlichen konstante Abkühlgeschwindigkeit, bis die Temperatur des Glases auf einen Funkt in der Nähe der unteren Grenze des Abkühlbereiches gesenkt worden ict, wonach sich Kühler 72 über die Breite der Heizvorrichtung auf jeder Seite und am Ausgangsende erstrecken und die Temperatur des Glases schnell unter den Bereich des Abkühlens senken.

Pig. Ip bis 21 stellen den zweiten Aspekt der Erfindung dar. Fig. Ip setzt sich aus einer Serie von drei graphischen Darstellungen zusammen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einen AbkUhlzeitplan einer Glasplatte in Oberflächentemperatur T ausgedrückt (Flg. ΙρΆ) dar-

H
stellen, die KUhlgeschwindigkeit/und den Temperaturab-

zwisohen der Mitte und den Oberflächen der Pia toe (Fig. IpB) und der momentan bestellenden Spannung in Aus- drUoken der Mittelspannung in der zentralen Birefringenz

BAD ORIGINAL ; -iJO- 90980Ö/0500

/\ (Fig. 1>C) ausgedrückt, die alle zusammen gegenüber einer gemeinsamen Zeitskala abgetragen sind. Die Zeitskala dieser drei graphischen Darstellungen ist genügend ausgedelint worden um die Wirkungen der Übergangstemperatur und der Beanspruchungsverteilungen einzuschliessen, die den Abkühlzeitplan beeinträchtigen. Fig. l-l und 15 stellen insbesondere die Veränderungen in der Temperatur und den Spannungsverteilungen während des kurzen Zeitraumes dar, in-dern das Glas schnell gekühlt wird, etwa durch das Auftreffen von Luft und während dem Übergangsbedingungen in " Betracht gezogen werden können.

Unter Hinweis auf Fig. Ij)A wird ein Abkühlzeitplan dargestellt, indem das Glas von oberhalb dem Abkühlbereich auf eine Temperatur T_ß innerhalb des Abkühlbereiches mit einer ersten Geschwindigkeit R-, gekühlt wird. Danach wird die Oberfläche des Glases schnell während eines kurzen Zeitraumes auf eine Temperatur T„ innerhalb des Abkühlbereiohes

χ
mit einer zvjeiten Geschwindigkeit Rp abgekühlt. Bei dem ι

Wechsel von der Kühlgeschwindigkeit R₂ zur Geschwindig* lceit H. oder R-. t * steigt die Oberflächenternperatur sofort infolge des Fliessens von Wärme aus der Innenseite der Glasplatte zur kühleren überfläche. Eine stabilisierte Temperatur T₁, wird im Zeitpunkt t_P erreicht. Die Kühl- ^eschviindigkeit R _t kann hergestellt und bis zu unteren

Jy>

Grenze des Abkühlbereiches weiter geführt werden, wie in Linien gezeigt oder vorzugsweise kann die

Külil ,orjch\/lndi;_;keit it hergestellt werden, die von einer

-90980Ö/0500

solchen Grosse ist, die einen Wechsel zu einer erhöhten Geschwindigkeit H₂, bei einer Temperatur T_ß ,innerhalb des KUhlbereiches notwendig macht, um die Temperatur des Glases zur unteren Grenze des Abkühlbereiches in einer vorher bestimmten Abkühlzeit zu bringen,

Pig, 1^B zeigt die Veränderungen im Temperaturabfall </\ T und die Kühlgeschwindigkeit R und Fig, IJC zeigt die augenblickliche Spannung in Ausdrücken der Mittelspannung <c\.* was dem Abkühlzeitplan entspricht, der in Fig, IA gezeigt ist. Die Teile in gestrichelten Linien entsprechen der Kühlung in gestrichelten Linien nach Fig, lj5A. Ein Vergleich der Spannungsdarstellung nach Fig, lji3C mit den Darstellungen nach Fig. IpA und 1;>B zeigt an, dass keinerlei Spannung in dem'Glas besteht, solange der normale Wa'rmaabfall und damit die Kühlgeschwindigkeit, die über dem Abkühlbereich festgelegt ist, konstant bleibt. Die scharfe Erhöhung der Kühlgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t^, die beispielsweise durch das Auftreffen von Luft auf das Glas bewirkt wird, schafft eine entsprechende Spannung, die in der Richtung erhöhter Mittelkompression gezeigt ist,( verringerte Mittelspannung)» Weil die Spannung in einer Zeitskala gezeigt ist, die die Übergangswirkungen der Temperatur und Spannungeverteilungen auf dem GHas zeigt, ist die bestehende Spannung nicht genau durch einen einzelnen Parameter gekennzeichnet, wie etwa die augenblicklich bestehende Mittelspannung «Δ _Q, was proportionale Spannungaver änderungen durch die gesamte Stärke der Platte darstellen würde. Dies ißt besser verständlich, wenn 14 und 15 der Zeichnungen zu Rate gezogen worden,

gg 909808/0500

^BAD

Die gestrichelte Kurve T in Fig, 14a zeigt den Pfad der mittleren Temperatur dieses Teiles der Kurve nach Fig. IpA zwischen den Zeiten ^ und tg. Graphische Darstellungen der Oberflächentemperaturen und Mittelpunkttemperaturen der Glasplatte werden durch die Kurven T_g und T_Q in festen Linien gezeigt. Die Linien sind zunächst parallel gezeigt und geben einen Temperaturabfall im Gleichgewicht an. Zum Zeitpunkt t₁ wird das Glas, das mit einer Geschwindigkeit R₁ gekühlt wird, schnell gekühlt, etwa durch Beaufschlagen der Oberflächen mit Luft während des kurzen Zeitintervalles von t, bis t . Zum Zeitpunkt

X Jx.

t-, wird die Oberflächentemperatur der Glasplatte schnell geringer aber so lange wird die Temperatur in der Mitte der Platte nicht beeinflusst. Ungefähr zum Zeitp-jntk T„

beginnt die Temperatur in der Mitte der Platte mit hoher Geschwindigkeit geringer zu werden und wird weiterhin schnell bis zum Zeitpunkt b_o geringer. Vom Zeitpunkt t

Cm Λ

zum Zeitpunkt tp erhöht sich die Oberflächentemperatur in der Grössenordnung von 1/2 der Grosse der Abnahme während eines schnellen Kühlens. So wird zum Zeitpunkt t₂ ein Gleichgewichtszustand erreicht, der durch die parallelen Temperaturkurven der graphischen Darstellung mit einer Neigung gezeigt wird, die durch die Kühlungsbedingungen bestimmt wird, die die verringerte Kühlungsgeßchwindigkeit R. bewirken. Es muss darauf hingewiesen werden, dass die KUhlgeschwindigkeit R^ bei einer Temperatur beginnt, die wesentlich von der Temperatur verschoben ist, bevor die Luft auf die Platte auftraf. Dies kann sehr wohl eine GrÖaee von ungefähr 15⁰C sein. Die Graphische

909808/0600

BAD ORiGiNAL

Darstellung nach Fig. 1^C zeigt schemabis ch, daß diese Verringerung in der Temperatur nur auf Kosten der Größe der Spannung erreicht weüen konnte (angedeutet durch den Unterschied in den Spannungswerten von A und B), die s^oh zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ gelöst hat. Wie jedoch genauer in der ins einzelne gehenden Kurve der Pig. I¹IG gezeigt, kann die Spannungslösung während eines sich verändernden Temperaturgradienten nicht tatsächlich von dem Wechsel in der Spannung getrennt werden, der durch Ausschalten des schnellen Kühltemperaturgradienten verursacht wird. Die Verringerung der Temperatur am Ausgangspunkt der Geschwindigkeit H- (Fig. l^A) verringert die Neigung der Geschwindigkeit R-,, die notwendig ist, um die Temperatur des Glases auf eine gegebene Temperatur wie etwa T_R zu senken und daher läßt die Spannung wähend dieser Kühlgeschwindigkeit zu einem mehr isothermen Zustand nach. Wahlweise gestattet, wenn die Neigung von

R- nicht verringert wird, der untere Ursprungspunkt, daß das untere Niveau des Abkühlbereiches in einer kürzeren Abkühlzeit erreicht wird.

Fig. 15 der Zeichnungen zeigt schematisch die Wirkung der äußeren Kühlung auf eine urspuüglich isothermale Glasplatte und bei einer Temperatur innerhalb und in der Nähe der oberen Grenze des Abkühlbereiches. Die Temperatur und die entsprechenden Spannungsverteilungen, die in festen Linien angegeben sind, zeigen Zustände zum Beginn des Überganges von einem isothermen Gradienten,

' der in gebrochenen Linien gezeigt ist, zum Gleichgewichbs-

' BAD ORIGMMAL

909G08/0500

zustand, parabolische Verteilungen, die in punktierter Linie gezeigt sind.., Weil das Ansprechen der Temperaturverteilung innerhalb einer massig starken Glasplatte zu einer Veränderung in ihrer thermischen Umgebung Verhältnismässig schnell ist, ist die Zeit, die vom isothermischen Zustand durch das Beispiel eines Übergangsgradienten in vollen Linien zur gestrichelten Gleichgewichtszustandstemperatur und den gezeigten Spannungsverteilungen ziemlich kurz im Verhältnis zu der Zeit, die notwendig ist, um das Glas abzukühlen. Beispielsweise erreicht eine ~j nun starke Glasplatte "

ihre neue Gleichgewichtszustands-Temperaturverteilung innerhalb ungefähr 2 see. und eine 6 mm Platte in ungefähr ο see. Die Temperaturverteilungskurve in vollen Linien in Fig. 15 zeigt an, daß die anfängliche Wirkung des äußeren Kühlens dahin geht, die Oberflächentemperatur der Platte zu senken, ohne die Temperatur im Innern der Platte zu beeinflussen» Dementsprechend zeigt die in vollen Linien dargestellte Spannungsverteilungkurve, daß nur die gekühlten Oberflächenteile der i

Plat be unter Spannung stehen. Dies trifft zu, weil bei der hohen Temperatur des Glases der mittige Teil der Plat be noch zu flüssig ist, um eine Spannung zu haben. Dauer bleibt die Gesamtspannung in dem Glas niedrig und es ist nur sehr wenig Spannungslösung vorhanden. Wenn der Kühlungsgradient aufrechterhalten wird, erreicht die durch die Herstellung des Gradienten ea» zeugte Spannung ihr Gleichgewicht und wegen der ver- ; .äußerten Bedeutung beginnt eine Lösung mit einer

Geschwindigkeit, durch viskose Verlagerung

BAD ORIGINAL.

9 0'9 808/050O

des Glases, Die Entspannung geht solange weiter, als der Gi-adient aufrechterhalten wird und die Temperatur des Glases bleibt innerhalb des Abkühlbereieheß. Wenn jedoch das sohneile Kühlen auf eine geringere Geschwindigkeit verringert wird, bevor die Temperatur- und Spannungsverteilungen, die der vergrößerten Kühlungsgecchwindigkeit entsprechen, einen Gleiehgewidtszuatarid erreichen, verschwindet die Spannung, die durch den ./echsel zu eineu; schnellen kühlcu verursacht wurde als Ergebnis der Verringerung der Kuhljesohwindi.jlcoi..,, bevor eine wesentliche Entspannung auftritt. Ein Teil der upaiinurl·., löst sich selbe tve.'ij ländlich sogar während dieses kurzen Zeitrauiiies. uie Gröl3e ist jedoch gerin^, nicht nur .wegen der kurzen Zeit sondern auch v/eil die Geschwindig- » keit der SpaimunoSlösung niedi'ig gehalten wird infolge des niedrigen absoluten Spannungsniveaus in de^: Glase, das sieh aus der Unfähigkeit des weniger viskosen 'mittleren Teiles der Platte ergibt, eine Spannung aufrechtzuerhalten. Es ist daher verständlich, daß das schnelle Kühlen für Zeiträume, die etwas geringer sind

sind

als diejenigen, die notwendig, um eine Festzustandverteilung durch die Dicke der Glasplatte zu erreichen, die Temperatur des Glases senkt, ohne eine wesentliche Menge permanenter liest spannung zu erzeugen.

Sa wird wiederum auf Pig» 1>C hingewieeen, worin zur Vereinfachung die DurohßchnittBspannungswerte durch die Qlasstärke gegenüber Übergangsperioden von einer Kühlgeschwindigkeit zur anderen abgetragen worden sind.

- itf - 909808/0500

" Uie bereits vorher erwähnt und zu den gerade erläuterten Zwecken geben diese T^iIe der" graphischen Darstellung nicht den Spannungswert an, wie er durch die Hi t eel spannung in der Platte gekennzeichnet ist, wie das die anderen ^: Teile der graphischen Darstellung tun. Als Ergebnis isc die Kurve teilv/eise etwas verzerrt, aber sie wird dennoch zu einem Verständnis der Veränderungen in der Spannung behilflich sein, die durch den Kühlseitplan erzeugt wird·

Die Spannung, die bei null für denjenigen Teil de.s KUhlzeitplanes gezeigt ist, währenddessen der oberhalb des Abkühlbereiches festgelegte Gradient konstant bleibt, ä

ändert sich vom Zeitpunkt t. zum Zeitpunkt t_? niit . den Ter.iperaturgradienten die sich aus der Anwendung und de:. Entfernen der schnellen äußeren Kühlung ergeben. Die abgelaufene Zeit für diesen Schritt ist kurz genug, · da. lit das Glas, selbst wenn es sich innerhalb des Abkühlbereiches befindet, nur eine ungenügende Zeit hat, um sich während des viskosen !'Hessens eines wesentlichen Teiles der induzierten Spannung zu entspannen. Die tatsächliche Größe, die sich löst, ist scheinatisch durch den Unterschied in den Spannungswerten bei A und B in Fig. 1>G gezeigt. Zum Zeitpunkt t_x wird die KUhI-gcGchv/indigkeit auf U-. verändert und der Wechsel in den Teiaperaturgradienten von dem, der die Geschwindigkeit Mr, bestimmte, zu de:u der die Geschwindigkeit U. bestimmt, bov/irkt eine Spannung in der Richtung einer erhöhten Spannung in der Mitte des Glases. Diese Veränderung entfernt die Größe der Mittelkonipress ions spannung, wie

sie bei B als in dem Glas im Zeitpunkt t_x bestehend, angezeigt ist, wenn die KUhlgeschwindißkeit verringer^_{AQ 0R1GiNAL}

909808/0500

-T- i

wird und infolge des Ausmaßes der Verringerung der Kühlungsgeschwindigkeit von R₁ zu It. plus der Menge der Spannung, die sich von A bis B gelöst hat, erzeugt eine augenblicklich bestehende Mittenspannung von einer Größe, die bei C im Zeitpunkt t_o angezeigt ist. So kann, wenn die graphischen Darstellungen 1>A und 1^C verglichen werden, ohne weiteres gesehen werden, daß der Tewperaturabfall im Glas von T_Q bis T₀ zu Las ten von nur der

B₁ B₂

geringen Spannungsgröße erreicht wurde, die sich vom Zeltpunkt t₁ zum Zeitpunkt t₂ entspannt hat. Die tatsächlichen Spannungswerten an den Punkten A, B und C zeigen nur zeitweilige Spannungen und haben keine Auswirkung auf die endgültige permanente Spannung in de.v, Glase u±t Ausnahme bis zu dem Ausmaße, in dem sLe sieh durch das viskose Pliessen des Glases entspannen. Die Spannung die im Zeitpunkt t_o existiert, wie bei G für die ideale Kurve oder C¹ für die vereinfachte Kurve in gestrichelten Linien gezeigt, entspannt sich, während der Anwendung der Kühlgeschwindigkeit R. oder R. ' in einer Richtung, die die Mittespannung in dem Glas verringert bis, wie in gestrichelten Linien gezeigt, die Temperatur des Glases die untere Grenze des Abkühlbereiches erreicht oder, wie in festen Linien gezeigt, bis die Kühlgeschwindigkeit wieder im Zeitpunkt, t. geändert wird. Weil eine Änderung im Zeitpunkt t_. sich zu einem vergrößerten Temperaturgradienten hin abspielt, liegt die induzierte Spannung in der Richtung der verringerten Mittelspannung ( erhöhte Mittelkonipression) und, wie in der graphisohen Darstellung in Fig. 1>C gezeigt, verläuft jegliche Spannungslösung vom Zeitpunkt t in

909808/0500 bad original

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der ilichtuiig einer erhöhten Mittelpsannung und erhöht die restliche Spannung. Die Größe der Spannung, die sich löst, ist jedoch gering, weil die Temperatur des Glases verhältnisniässig niedrig im Abkühlbereich ist ( d.h. die ■ Geschwindigkeit der Spannungslösung ist niedrig) und die erhöhte Geschwindigkeit des Kühlens, R₁,, senkt die Temperatur des Glases auf unter den Abkühlbereich sehr schnell und beschränkt dadurch die Zeit, während derdie Spannung sich lösen kann. Wenn einmal die Temperatur des Glases die untere Grenze des Abkühlbereiches auin Zeitpunkt t^ erreicht, kann das Glas als ein elastisches Material angesehen werden und die Verringerung von A T vot: Zeitpunkt t^ bis zur Erreichung isothermischer Räumte, peratur-zustände ergibt eine Erhöhung der Spannung, die die endgültige permanente Restspannung ist, die in dem Glas durch den thermischen Ablauf erzeugt wird. Diese Spannung ist gleichwertig der Spannung, die sich aus dem Kühlen des Glases durch den Abkühlbereich bei der ersten Geschwindigkeit U, ergeben würde plus der Menge der Spannung, "die während der Geschwindigkeiten Rg und R₁^ entspannt, minus dem Betrag der Spannung, die sich während der Geschwindigkeit R-. löst. Es muß an dieser Stelle darauf hingewiesen v/erden, daß der beträchtliche Temperaturab-

fall von T„ zu T_e zu Lasten der erhöhten endgültigen B₁ B₂ .

Spannung infolge der Spannungslösung zwischen den Zeiten t, und tp gestattet, die Geschwindigkeit R_v in einem Auemaß zu verringern, das die nützliche Spannungslösung erhöht ( in der Richtung einer verringerten Mittenspannung) uu die kleine Erhöhung in der endgültigen Spannung mehr

BAD ORIGINAL

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als auszugleichen, die durch die Spannungslösung zwischen den Zeiten t^ und t_g beigetragen wird. Dies ist deswegen so, weil dem Glas keine Zeit gegeben wird, sin durch viskose Verschiebung der schnellen Abkühlgeschwindigkeit IU anzupassen und daher wird der Tenrperaturabfall, der sich aus dieser Abkühlgeschwindigkeit ergibt, erreicht, ohne eine proportioneile Veränderung in der Spannungskurve.

Zusätzlich zu deia Abkühlzeitplan, wie er gerade beschriebenwurde, haben die Prinzipien dieses Aspektes der vorliegenden Erfindung einen vollstänlg neuen Abkühlungszeitplan möglich gemacht, der am besten im Zusammenhang mit Fig. l6 verständlich ist. Fig. 16 besteht aus /drei graphischen Darstellungen, 16A, worin die Temperatur einer Glasplatte, die einem Abkühlverfahren in Überein-Stimmung mit der vorliegenden Erfindung unterzogen wird, gegen die Zeit abgetragen ist, 16b, worin die Kühlgeschwindigkeiten R und die Temperaturabfalle Δ ^T zwischen der Mitte und der Oberfläche der Glasplatte gegen die Zeit abgetragen sind und 16C₁ worin die augenblick bestehende Spannung in dem Glas in Ausdrücken der Spannung in der Mitte A_n gegen die Zeit abgetragen ist. Wie in dein

graphischen Darstellen der Fig. Vj ißt die JSeitskala genügend gedehnt, um Ubergangsansprechen Von den Veränderungen in dem Kühlungszeitplan darzustellen. Aus diesem Grunde und wie im Zusammenhang mit'Pig. 1 erläutert, seigeh diejenigen Teile der graphischen Darstellung, die den Obergangsveränderungen entsprechen, nioht genau den Wert des Parameters, der abgetragen ist, aber helfen trotzdem zum Verständnis des Abkühlzeltplanes weiter.

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V/ie in Fig. 16a gezeigt, wird auf das Glas, das sich mit seiner natürlichen Kühlgeschwindigkeit H₁ abkühlt, vom Zeitpunkt t, bis zum Zeitpunkt t ein Luftstrahl aufgeblasen, so daß es von einer Temperatur über dem Abkühlbe- ■ reich auf eine Temperatur gekühlt wird, die hoch innerhalb des Abkühlbereiches liegt und zwar mit einer sehr hohen Geschwindigkeit R₂ in sehr kurzen Zeitraum von I₁ bis tp. Zu₁, Zeltpunkt tg wird das Glas mit einer wesentlich verringerten Geschwindigkeit H-. gekühlt, die wesentlich geringer ist als die normale Kühlgeschwindigkeit des Glases und sich in der Tat einem Halten des Glases auf einer konstanten Temperatur nähern kann. Dieser Schritt wird in dem gezeigten Beispiel innerhalb des Abkühlbereiches zweimal wiederholt; d.h. das Glas wird schnell gekühlt, wie durch die Geschwindigkeit R₁, angegeben und dann sehr langsam mit der Geschwindigkeit H_r gekühlt und danach wiederum schnell mit der Geschwindigkeit H^ und langsam k.it der Geschwindigkeit R-. durch die untere Grenze des Abkühlbeaeiches hindurch. Die tatsächliche Anzahl der verwendeten Schritte ist teilweise eine Angelegenheit pr.r-.ktlecher Erwägungen, Der primäre Faktor jedoch, der die Windestanzahl von Schritten begrenzt, ist die Grenze des Te :peraturabfalle§ die inerhalb eines Zeitraumes erreicht werden kann, der kurz genug ist, um eine Spannungszu verhüten. Generell gesprochen bedeutet das

° eine Höchstzeit, die ungefähr ein halb mal so groß wie die

ο Zeit ist, die es erfordert, einen Gleichgewichtszustand -

>. gradlenten in dem Glase herzustellen, O

^* Wenn die Kurven der Pig. 16a und ΐβΒ mit der

• Spannungskurve von Pig, 16C Im Zusammenhang gebraoht we^den_A

dann ergibt sich, daß während der KUhlgesehwindigkeit R₁ keine Spannung vorhanden ist, die über dem Abkühlberoieh erzeugt wurde. Bei dem Zeitpunkt ^₁ löst sieh die Spannung, die durch den Wectel von der Geschwindigkeit R₁ zur Geschwindigkeit K₂ geschaffen wurde, im wesentlichen sofort weil das Glas noch zu flüssig ist, um eine Spannung aufrechtzuerhalten. Daher ergibt die Änderung der KUhlgeschwindigkeit en ein sofortiges Entspannen des Glases zu dnern Zustand, der dem der schnellen Kühlgeschv/indigkeit k R₂ entspricht. Selbstverständlich wäre, wenn diese

Geschwindigkeit durch den Abkühlbereich fortgesetzt würde, keine Lösung der Spannung vorhanden, aber bei Entfernen des Gradienten bei Raumtemperatur würde eine sehr hohe permanente Spannung als Ergebnis des Entfernens dieses frhen Gradienten vorhanden sein· Statt dessen wird die physikalische Einstellung des Glases zur Geschwindigkeit Rp duroh die viskose Verschiebung des Glases über dem Abkühlbereich verwendet, um eine momentan, bestehende Spannung zu erzeugen, wie sie duroh die Linie AB in Fig. * l60 angegeben ist, durch eine scharfe Verringerung der KUhlgeschwindigkeit R₂ zum Zeitpunkt t_x· Weil der .Wechsel in der Geschwindigkeit von einer schnellen zu einer langsamen Geschwindigkeit erfolgt, verläuft die induzierte Spannung in der Richtung auf eine'erhöhte'Mittenspannung. Daher ist die Entspannung der momentanen Spannung während der verhältnismässig langen Zeit von t_g bis t.. in der Richtung einer verringerten Mittenspannung und hilft so, die permanente Endspannung.zu verringern. · Weil die temperatur des Glaaee Innerhalb des Abkühlbereiches hoch iet, lÖBt sioh der gröflte Teil der induzierten Spannung

V 90 9808/ 0500 BADORlQiNAL

während der Zeit t₂ bis t._;. Weil die Kühlgeschwindigkeit Π-. sehr niedrig ist, nähert das Glas indem es sich körperlich durch Spannungslösung seiner Kühlgeschwindigkeit anpaßt, seinein Isothermischen Zustand. Wenn so diese Kühlgeschwindigkeit R- durch den Abkühlbereich fortgesetzt würde, würde sich nur sehr wenig permanente Spannung in dem Glas bei isothermischen Haumteinperaturbedingungen ergeben. Selbstverständlich würde es lange Zeit dauern, das Glas bei einer so niedrigen Kühigeschwindigkeit zu kühlen. Dieser Zustand des Glases, in dem der Temperaturgradiat sich sehr nahe seinem isothermischen Zustand nähert, kann jedoch im wesentlichen aufrechterhalten werden und gleichzeitig kann eine beträchtliche Verringerung der Jäntspannungszeit gegenüber derjenigen bewirkt werden, die erforderlich wäre, um die Temperatur des Glases durch einen Abkühlbereich bei der Geschwindigkeit R~ zu senken, durch Verwenden innerhalb des Abkühlbereiches von zusätzlichen schnellen Kühlschritten von so kurzer Zeitdauer, daß sich das Glas während der schnellen KUhlschritte im wesentlichen (

in einer elastischen Art und Weise verhält. Daher wird das Glas während obs sehr kurzen Zeitraumes von t-, bis t wieder schnell mit der Geschwindigkeit R^ gekühlt, etwa duroh Luftauftreffen auf die Oberfläche des Glases. Diese Änderung in der Kühlungßgeßchwindigkeit von R-^ bis R₂₁. schafft die augenbllck/beßtehende Spannung, die duch die Linie CSD in Fig· l6c In Richtung einer erhöhten Zusaininenpressung In der Mitte angegeben ist. Eine geringe , dieser Spannung löst sich sogar in dem kurzen ' · .

BAD GRiGiNAL / ·

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Zeitzwischenraum zwischen den Zeiten t-. und tu» Diese Spannungslösung verläuft in der Richtung, die die endgültige Spannung erhöht. Wenn die schnelle Kühlgeschwindigkeit R₂^ zwischen den Zeitpunkten t und tu auf die Geschwindigkeit Rj- geändert wird, wird eine Änderung in der augenblicklich bestehenden Spannung E in der ,Richtung einer erhöhten Mittenspannung erzeugt, d.h. von E nach F. Die Größe der Spannung F, die in dem Glas durch das Schaffen der Kühlgesehwindigkeit R_r- erzeugt wird, ist gleichwertig einer Änderung von der Geschwindigkeit K-- zur Gesehwindig-■ keit.R,- (was ideal überhapt keine Änderung wäre, weil

\ die Geschwindigkeiten R-. und R^ ungefähr gleich sind) plus der Größe der Spannung, die sich zwischen den Zeiten t,. und tu gelöst hat. Es ergibt sieh dann aus Fig. l6k und l6c, daß die Temperatur des Glases durch einen wesentlichen Teil Jdes Abkühlbereiches während des kurzen Teiles der Abkühlzeit zwischen den Zeitpunkten' t- und t^ verringert worden* ist, zulasten nur. der geringen Erhöhung in der Spannung, wie bei F angegeben gegenüber der wie sie bei C angegeben ist und der Temperaturgradient, auf den sich das Glas physikalisch einstellt, nähert sieh immer noch isothermischen Raumtemperaturbedingungen· Ein oder mehr zusätzliche Sehritte, wie sie gerade beschrieben wurden, werden unternommen, um die Temperatur des Glases dureh den Abkühlbereich zu senken. Selbstverständlich verringert sich die Geschwindigkeit, ,mit der die vorhandenen Spannungen sich lösen, mit •jedem aufeinanderfolgenden Kühlungssahritt; weil die Temperatur des Glases abnimmt» Daher sollte die Größe des Temperaturabfalles aufeinanderfolgender Kühlschritte ■ leicht verringert werden, um Sie ungünstige Lösung der-

$098-08/0500

BAD

Spannung während schneller Kühlschritte zu verringern, vjobei diese Entspannung, obwohl sie klein ist, nicht mehr so wirksar.! 'während der niedrigeren Kühigeschwindigkeit verringert werden kann'als bei höheren Temperaturen« In der Art, wie gerade vorstehend erläutert, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erreichen des größten Teiles des Gesamtteraperaturabfalles durch den Abkühlbereich hindurch in einem sehr· kleinen Teil der Äbkühlzeit und mit nur sehr wenig gesamter ungünstiger Spaionungslösung,, Der größte Teil der Abkühl&eit wird verwendet, U!.i sofortigen Spannungen zu gestatten, sieh auf einen Gradienten zu zu lösen, der sich sehr nahe isotherwischen Bedingungen nähert. Iiii wesentlichen wurden schnelle Kühlschritte auf eine Grundkühlgesehwindigkeit überlagert, die sehr niedrig ist und sich vorzugsweise einem isothenaischen Zustand des Gleises nähert - ohne einen wesentlichen Beitrag zur gesagten permanenten Spannung in dem Glas bei GMchgewidtsbedingungen zu leisten, die charakteristisch für die Grundabkühlgeschwindig keit sind. Auf diese Art und Weise kann eine Glasplatte durch deu Abkühlbereich aiit einer Mindestrenge sich ergeben- ' der Spannung gekühlt werden, die für die entsprechende Zeit . erreicht werden kann. . ■ '

Wie vorstehend erläutert, sind die in Fig. 9 und 10 gezeigten Geräte redt Luftkrühunern Y-J-j versehen, wenn der vorliegende Aspekfc der Erfindung praktisch durch-¹' geführt wird· Diese Krümmer sollten sich über die Glasbalm liber -dude»tons 90° deren Breite erstrecken, um eine anhehuibare -le.L«lm-;Upsi{je Spamxungsverteilung quer über"*d'ib BrJur '· '

BADOBiGSNAL _ 65 - 90S80a/0500

sicherzustellen. Die Stellung gegenüber der Ziehmaschine, bei der das Glas einem sohneilen Abschrecken durch Luft oder ein anderes gasförmiges Kühlungsmittel ausgesetzt wird, bleibt konstant micibhängig von der Glasstärke. Dies ' ist möglich trouz der langsameren Ziehgeschwindigkei^en, wie sie für dickos Bahnen benutzt werden, wegen der langere±i ' Zeit, die notwendig ist, Uüi dickeres Glas zu kühlen. Jährend ' so die Zeitskala_ der Abkühlkurvcnfür verschiedene Glasstärken sicii für jede beliebige feste= Strecke auf der ^: i-iaschine ändei't, bleibe die S-teilung der 'reraperc.tui'ver-

»■ cindei'ungen iui \i j loh Glichen konstant. Während die Strecke für das Abkühlen als eine Konstante angesehen werden kann/ unabhöngig von der Glasstärke auf irgendeiner besonderen Maschine, schwankt selbe^verständlich diese Strecke uuf verschiedenen '^'pou von Ziehiuaschinen und Mit verschiedenen willkürlich gewühlten Abkühlzeiben.

„ ΐγ zeigt ein geeignetes Zuf uhrsys te^-fcilr ein Paar Luftkrüniiüer Yj';; zur - Ve-rwendung bei döirivorla-e Erfindung. V/o i.ielir als ein Paar Krüinmer erWüncöh.;, üii.4*..*-,.:, ,;;., wie bei der zweiten Auüführungsförw der vorliegentlen a'h·-; -l findung, die nocii beschrieben werden^; wird^,^ ■werd'en-i-ieliiv^tci.,--; anordnungen der ixi'^ig. IY gezeigten Art-- Vür-wendat: uau ;\±o können pai'allel J₁U einer gemeinsamen Luftgüfuliit.'verajleiiw.w :·>,;,. werden oder sie können wahlweise die getreiirit^!ein;-3Lui?_;.tz.udI^;>.um'en benutzen. -

Wie in 1'¹Ig. IY geneigt, erhält das Paa.' Kvii: i^-.er Ij Luf'u" von'einer oüiiicinsamen Luftzufuhr 150. Die Luft . wird zuerst von der Luf ^quelle durch eine geiaeinüu^ü Lui't-

0\-e:.' --■'>■ 909808/050OBADORlGiNAL

leitung l4l geführt, die mit einem !«'ilter 152, einem Druckregler 154, einem Sehieberveiitil 156 und einem Mano- '; iieber lüu versehen ist« Zwei Hauptzufuhrleitungen 159 und. 160 verteilen den Luftstrom von der Hauptluftieitung , um jedem Krümmer einen gleiten Luftdruck zuzuführen, klarer in Fig, IcJ der Zeichnungen dargestellt ist, sind die Krümmer in drei Abschnitt unterteilt wie etwa durch Luftabsperrungen 1Ö2 und .164» Die Abschnittszu.-leitungen 165, 167 und 169 beliefern die Einzelabschnitte einee der Krümmer von der Hauptzuleitung I59 und ^rüie Abschnittszuleitungen I66, I60 und 170 versorgen, die Abschnitte des anderen Krümmers des Paares von. der Hauptzuführleitung I60 aus. Jede Absohnittszufuhrleitung umfaßt einen Absperrhahn 172, ein Nadelventil I¹Jk- zur feinen Einstellung des Luftstromes und einen Manometer I76 und gestattet den Luftstrom und daher das Kühlen über die Bereiche der BaIm zu verandern» Die beiden Sndabsehnitte jedes Krümmers werden d"ur.oh eine Öffnung an jedem Ende des Rohres gespeist* Per Mittelabschnitt wird durch eine Mittelanzapfung I77 in 4er Mitte des Rohres gespeist, Ein Abweiselement 178 ist in 4em Hohr eingebracht und liegt direkt gegenüber del« CSffiiung der mittleren Anzapfung, um zu verhüten, daö die 'to UaM Sote eindringende Luft' direkt durch die Auslaßlöeher 1%6 ausströmt, 4ie in Ausrichtung mit der Einlaßöffnung stehen, Wie in Fig· 18 und 19 gezeigt, sind Auslaßi&oher 146 in nahem Abstand aneinander angeordnet und erstreckien sieh entlang der Länge dieses ■; Teiles eines jeden lirÜKttfliprs^ der der Glasbahn gegenüber-

. liegt· Die Krümmer sind vorzugsweise um ihre^Längsaelise - «

ie«tollt, daS sie den Luftstrom aus den Auslaföffnungen;

BADORiGiNAt

146 mit einem Winkel von ungefähr 20° aus der Waagerechten auf die Glasbahn aufwärts richten. Vorzugsweise stehen die Krümmer, in einem Abstand von ungefähr 75 min von den Hauptoberflachen des Glases.

Es folgt anschliessend ein lediglich der Illustration dienendes Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Herstellung von Tafelglas unter Verwendung der Anordnung des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung* worin ein Wasserkühler und ein p«r Luftkrttmmer die Bahn ™ ■ während des ersten Teiles des Abkühlbereiches kühlen, um

eine niedrige, sich ergebende Spannung in. dem Enderzeugnis ^! zu erzielen·

■ ■ - »

^J Eine Olasbahn von den gleichen Abmessungen und

Zusammensetzungen wie in dem bereits beschriebenen Beispiel

des ersten Aspektes der Erfindung wird in der gleichen ..r,t j und Weise behandelt,so daß es auf ungefähr 6^5 Grad Celsius abgekühlt ist, wenn es die Ziehkammer verläßt. Ein weiteres } , Paar Kühler, ein Kühler auf jeder Seite der Bahn und gerade über der Ziehkaanner innerhalb des eingeschlossenen Teiles der Ziehmaschine entziehen der Bahn Hitze mit einer Qe* eohvindlgkeit von ungefähr 1200 britischen Wärmeeinheiten j· Minute duroh einen kontinuierlichen Strom Wasser, der duröh die Kühler quer zu der Bewegung der Bahn verlauft,

' - um dl· Temperatur der Bahn mit «iner im wesentlichen kon- ·♦ ■'*■

■■■'■* ■'■--. ■ ' · " ι«

stauten und erhöhten Oteohwlndlgkeit gegenüber der normalen ; J *' AWdltoXkteehiliiidigkeit ^n 635 auf 570 Grad Otlalue ge* rati*ener Obtrflttohentemperatur in ungefähr ^o Sekwadtn von

^ßAD

- 68 - 909808/050 0

" 1*71931

dem Zeitpunkt an zu kühlen, In dem die Bahn in dem eingeschlossenen Teil der Maschine oberhalb der Ziehkammer eintritt. An diesem Punkt wird Luft auf die Qlasbahn auf · jeder ihrer Seiten in Form eines Streifens aufgeleitet, der ungefähr 25 bis 59 mm breit ist und zwar über die gesamte Breite der Bahn, Die Luft wird von einem Paar von Krümmern zugeführt, einer auf jeder Seite der Bahn ungefähr 75 mm von Jeder Seite der Bahnoberflächen und quer über deren Breite quer zur Bewegungsrichtung der Bahn· Jeder Krümmer besteht aus einem 229 om langen rostfreien Stahlrohr von einem Innendurchmesser von j50 mm und ist in drei 75-om lange Abschnitte entlang seiner Länge aufgeteilt, ^00 und 37 Auslaßlöcher von ungefähr 2,5 mm Durchmesser,deren Mittelpunkte in einem Abstand von etwa 6 mm voneinander Hegen, sind in einer geraden Linie entlang der Längsachse des den Krümmer bildenden Rohres angeordnet. Die Auslaßlöcher sind so eingestellt, daß sie den Luftstrom aufwärts in Richtung der Bandbewegung ungefähr 20° von der Waagerechten lenken. Luft wird jedem Krümmer mit einer Temperatur von ungefähr ^O Orad Celsius · und einer Fließmenge von ungefähr 210 Kubikfuß je Minute bei ungefähr 0,7OjJl kg/cm (10 lbs/inch) Manometerdruck zugeführt und duroh das Richten dieses Luftstromes auf die Oberflächen der Glasbahn wird daraus Wärme mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1640 britischen Wärmeeinheiten je Minute abgeleitet, so daß die Temperatur der Bahn von ungefähr 57O⁰O auf 555°C in ungefähr ;> Sekunden, gesenkt wird, TUr die nächsten ungefähr 68 Sekunden wird die Kühlung der Bahn yon Hirer natürlichen Abkühlgesohwindiglceit duroh

Isolation und Heizelemente verzögert, die innerhalb des _t

0 500BAOOBtGiNAi.

. eingeschlossenen Teiles der Ziehmaschine angeordnet sind und in dieser Zeit wird die Bahn auf eine Temperatur von ungefähr 5²^O⁰C gekühlt. Zu diesem Zweoke sind dte Heizelemente in drei senkrechte Zonen unterteilt, wie in dem Beispiel des ersten Aspektes der Brfindung beschrieben. In den nächsten ungefähr 20 Sekunden wird die Kühlgeschwindigkeit der Bahn über die natürliche Kühigesohwindigkeit durch öffnen der Seiten der Maschine erhöht, sodafl die Temperatur der Bahn auf ungefähr 505 örad Celsius gesenkt wird. Der Abkühlbejeich des Qlases wird für dieses Beispiel zwischen ungefähr 600 bis 520⁰C Durohsohnittstemperatur genommen. Dies entspricht einem Bereich der Oberflächentemperatur des Glases von ungefähr 588 bis 505 Grad Celsius. Die Bahn wird duroh dteen Temperaturbereich in ungefähr 100 Sekunden gekühlt, ,Nachdem die Temperatur der Bahn die untere Grenze des AbkÜhlberelchea erreicht, wird die Bahn mit einer natürlichen Geschwindigkeit kühlen gelassen, während sie zu der Sohneidestation ungefähr 4.5 m über dem ummantelten Teil der Ziehmaschine geführt wird und an diesem Punkt hat die Bahn eine Temperatur von ungefähr 90°0. und wird in Platten entsprechender Länge geschnitten. Die zentrale Birefringen» des auf diese Art und Weise abgekühlten Glases wie duroh die Pfaddifferenz angedeutet, die zwischen zwei planpolariaierten Lichtstrahlen gebildet wird» die duroh das Glas verlaufen, gemessen in der bereite erläuterten Art und Weise, beträgt ungefähr 100 bis 110 Millimikron Je Zoll.

"·/■■ Im allgemeinen wird angenommen, daß fur·. BA⁰⁰^⁰WAl

Λ beetin Verringerung der restllohen permansfcen Spannung, \

909808/050Ov

wenn nur ein Paar von Luftkrümtnern verwendet wird, wie bei der ersten Ausführüngsform dieses Aspektes der Erfindung, die Luft oder ein anderer neutraler Gasstrom auf die Oberflächen des Glases geleitet werden sollte, wenn die Temperatur der Bahn innerhalb 10 bis 55 Prozent des Abkühlbereiches liegt (gemessen von der oberen Grenze und in Anbetracht der Annahme, daß die untere Grenze des Bereiches 100 % davon beträgt)· Auf Soda-Kalk-Kieselerdeglas der Stärke und'Art, wie in dem Beispiel^erwähnt und zu den darin in Betraoht gezogenen Abkühlzeiten entspricht dies zwischen ungefähr 586 und 5^5 Grad Celsius· Die Temperatr des Glases sollte schnell ungefähr 5 bis 25 Grad Celsius gesenkt werden. Die Temperatur der Luft oder eines j.:.ideren gasförmigen Mediums solange sie niedriger ist als die Temperatur des Glases, ist eine kontinuierliche Veränderliche unter der Voraussetzung, daß die Menge des verwendeten Gases ebenfalls verändert wird, uii die Wärme extrahierung auf einem Niveau zu halten, das das Erreichen der geforderten schnellen Kühlung gestattet. Von einem praktischen Standpunkt aus wird angenommen, daß die Temperatur der Luft oder eines anderen gasförmigen Mediums, das den Krümmern «ugeführt wird, zwischen 65 und 5 Grad Celsius liegen sollte·Die Zeitdauer der schnellen KÜhlgeeohwinalgkeit sollte in einer Größenordnung von einhalb der notwendigen Zelt liefen, um einen Gradienten glelchmäseiger Art durch die gesamte Glasstärke herzustellen und in jedem FaI?· nicht rv.ehr als ungefähr 5 Sekunden, so daß eine wesent-' liehe Spannuncslösung verhütet wird. Diese Külilgeschwindigvci'iiUltnisinUssig groß sein und einen Abfall

. U71931

von nicht weniger als un&efähr 2 Grad Celsius je Sekunde und nicht mehr als ungefähr 25°Celsius je Sekunde haben und üblicherweise liegt dieser Wert zwischen 5 und IO Grad Celsius je Sekunde. Diese Neigung ist der Unterschied zwischen der Gleichgewichtstemperatur des Glases beim Beginn des schnellen Kühlens und der Gleichcewichtstemperatur sofort nach dem sclinellen Kühlen, dividiert durch den Zeitraum. Wenn die verringerte Kühlgeschwindigkeit, die auf das sclinelle Kühlen durch das Medium folgt, zu einer erhöhten Endkühlgeschwindigkeit verändert werden soll, sollte diese Veränderung in der Geschwindigkeit mit der gleichen oder nit einer niedrigeren Temperatur erfolgen, als der·Temperatur des Glases nach dem Ab-ι ,schrecken duoh Luft und zwischen 40 und 90 Prozent ρ des Abkühlbereiches. Für Soda-Kalk-Kieselerde-Glas entspricht dies zwischen 560 und 515°C· Die Durehsohnittsneigung der verringerten Kühlgeschwindigkeit sollte nicht über 0«65°C für ein Prozent der Gesamtheit des Abkühlens hinausgehen ( z.B. wenn der Temperaturabfall während der verringerten KUhlgesehwindigke it R_v nach Pig· 6 15 Grad Celsius ist und die Zeit, während der das Glas durch diesen Temperaturabfall gekühlt wird, 68 Sekunden von einer Gesarntabkühliceit von 100 Sekunden betrat -d.h, 68 iroaent * dann ist der inircheolmittstempertturabfall 0.22 Grad Celaius für ein Prozent det* i

Abkühlzeit).

Fig« 2 leigt eine Ziehmaaohine die in übereinetinpune mit der Vorliegenden Erfindung abgewandelt let um die dreistufige Abkühlkurve zu erzeugen« wie sie in Fig. 16 gejselgt

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Das Grundziehgerät ist im wesentlichen das gleiche wie • in Fig. 9 gezeigt unter Einschluß von Luftkrümniern 2^. So. wird eine Ziehkammer 2oO teilweise durch L-Blöcke 290 gebildet, Ventilatorwasserkühler ^00 und gekühlte Auffanßschalen j^ll0 und sie umschliesst einen Bereich über dem geschmolzenen Bad 270 um eine geeignete Umgebung für die Bildung der Bahn zu schaffen. WasserkUhler ^20 beschleunigen die Verfestigung des Glases während die Bahn aus dem Bad 270 durch die Serie von Ziehwalzenpaaren j60 herausgeführt und zu einer ( nicht gezeigten) Schneidstation mehrere Stockwerke über dem Bad geführt wird. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9 tritt das Glas den Abkühlelektro* ofen 400 ein, der denjenigen Teil der Bahn umschliesst, der sich innerhalb der Temperaturgrenzen des Abkühlbereiches befindet und zwar mit einer Temperatur von ungefähr 625 G·

Fig. 21 zeigt schematisch die Oberflächentemperaturen von drei verschiedenen Stärken von Glasbahnen die identische Durchaohnittstemperaturen haben, im Verhältnis zu ihrer Lage in der Ziehmaschine· Die Kurve in gestrichelter Linie zeigt die Temperaturverteilung einer Glasbahn, die in der bekannten Art und Weise gezogen ist, wobei die. Bahn sioh mit einer natürlichen Geschwindigkeit abkühlt, während sie durch die Maschine gezogen wird.

Die KUhlungekurven, die duroh die voll ausgezogenen. Linien In Flg· 21 gezeigt sind, werden erzielt duroh Verandern der natürlichen Kühlgeeohwindigkeit duroh Aufleiten von

-72-

BAD QRl(MNAL

109808/0500

Luft auf die beiden Hauptoberflächen der Bahn bei einer Vielzahl im Abstand voneinander liegender Stellungen über dier Breite der Bahn, Wie in der graphischen Darstellung gezeigt, nähert sich die Temperatur der Bahn der oberen Grenze des Abkünlbereiches entlang einer Temperaturkurve, die sich der natürlichen KUhlkurve nähert. Die Kühlungsgeschwindigkeit der Bahn wird zunächst bei der geeigneten Bruohtemperatur T_Q verändert, die durch die Lage des ersten Paares' der Krümmer 145 bestimmt wird und zwar durch das Auftreffen von Luft oder einem anderen gasförmigen Kühlmedium, das von den öffnungen in den Krümmern herausströmt, die den Luftstrom in einem aohmalen Pfad über die Breite der sich bewegenden Bahn leiten· Die normale Bahnbewegung entfernt den Teil des Glases, der abgesohrägt wurde, aus dem Strom des KUhlmediums bevor die Spannung, die durch den Wechsel der KUhlgeschwindigkeiten induziert wurde, sich wesentlich löst· Die Zeitdauer dieses schnellen Kühlens im Verhältnis zu federn beliebigen Punkt oder Linie quer über die Breite der Bahn schwankt mit der *

,. Ziehgeaohwindigkeit, liegt aber im allgemeinen in der Grossen-V Ordnung von 1 bis 3 Sekunden. Weil es mehr Zeit erfordert, einen Gradienten durch eine dickere Bahn zu erzielen, hat die längere Zeit des Auftreffens der Luft infolge der langsameren Ziehgeschwindigkeit keine ungünstige Auswirkung • und ist in der Tat ein Ausgleichefaktor der den gleichen Krümmeraufbau'gestattet und dadurch die Breite des Luftbande» für alle Standai»dbahnstärken benutzt werden kann.

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:l· DIf \ Aufeinander folgenden Paare von Krümmern 145, 147 und V: J( ' :^: -■· ' . -

• r 149 Bind so gebaut und werden it mit Luft oder einem anderen

' · ·"'■ 909808/0500

gasförmigen Medium gespeist, wie das im Zusammenhang mit den Krümmern 1^5 erläutert und in Pig. 17 bis 19 gezeigt wurde. Sie stehen in einem Abstand von der Ummantele'ung der elektrisohen Heizvorrichtung und werden von dieser ■gehalten, etwa durch Tragearme 144 oder andere geeignete Befestigungen,

Zwischen einem ersten Paar von Krümmern 145 und dem zweiten Paar 147 wird die Kühlgeschwindigkeit der Glasbahn durch Isolationematerial 148 verzögert, das an der Innenseite der Ummantelung 400 befestigt ist·

In ähnlicher Art und Weise wird der Zwischenraum entlang einer jeden £?ite der ummantelung 400 zwischen einem zweiten Paar Krümmer l47 und einem dritten Paar 148 isoliert, genauso wie der restliche Teil der Ummantelung naoh dem dritten Paar der Krümmer· Auf diese Art und Weise können aufeinanderfolgende Stufen in der Kühlkurve erzielt werden, -wie in Fig. 21 gezeigt« Selbstverständlich können Heizelemente wie die, die in Verbindung mit der Auaführungsform nach Fig· 9 gezeigt βin4, verwendet werden, wenn eine *u· sätzliohe Elastizität der Steuerung erwünsoht i*tu > ■ ·■

In einer Art und Weise Knnlioh der in Verbindung mit 10 erläuterten bleibt, wenn Krümmer 222 verwendet werden, die körperliche Stellung der Paare der Krummer \k5, 147 utiÄ 149 konstant, genauso wie die Länge der Abkühlheizvorrioh· tung, unabhängig von der VerKnderung der Zeit für Bahnen

_m BADOWQiNAL

verschiedener Stärken zum Durchlaufen dieser Strecke. Wenn Teile der Bahn, die Umhüllung verlassen, ist die Kühlgeschwindigkeit nicht mehr kritisch vom Standpunkt der verbleibenden permanenten Spannung und die Bahn kann sich danach natürlich abkühlen.

Nachstehend wird ein illustrierendes Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Herstellung von Tafelglas beschrieben, unter Benutzung der Ausführungsform des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung, worin drei Paare von Luftkrttmmern eine dreistufige AbkUhlkurve schaffen, um. eine niedrige Restspannung im Enderzeugnis zu erzielen.

feine Glasbahn von den gleichen Abmessungen und Zueaömensekzüngen wie in dem vorstehend beschrie benen Beispiele des ersten Aspektes der Erfindung wird in der gleichen Art und Welse, behandelt um auf ungefähr 635⁰C verringert zu werden, wenn die Bahn die Ziehkammer verlässt. Die Bahn kühlt sieh mit ungefähr einer natürlichen Geschwindigkeit auf eine Temperatur von ungefähr 590°0 gemessener Oberflächentemperatur Hl den ersten ungefähr 28 Bekunden von dem Zeitpunkt"* die Bahn in den ummantelten Teil der Ziehmaecl Äithkamroer eintritt. An diesem Punkt wird Luft auf AifV Glas* bahn iuf jeder Seile in der Form «ines Streife** quer über die Breit« dir Beim gel«

einwi Paar Krümmern

A u

*ert,

Yon jeder leite der quer über die fcreite der BsSf mnd qu·» rioht%o«. Jeder Krummer des ersten und der folgenden Paar«

9098Ö8/0S00

V -f

von Krümmern besteht aus einem 229 cm langen rostfreien Stahlrohr mit einem Innendurchmesser von 28 mm und ißt in • drei 750 mm Absohnitte entlang seiner Länge unterteilt, Dreihundertsiebenundreissig Aus las si-IS eher von ungefähr 2,5 mm Durchmesser und in einem Abstand von Mitte zu Mitte Loch von 6 mm sind in einer geraden Linie entlang der Längsachse des den Krümmer bildenden Rohres angeordnet* Die Auslasslöcher sind so eingerichtet, dass sie den Strom der Luft aufwärts in Richtung auf die Bahnbewegung mit ungefähr 20° aus der Waagerechten richten. Die Luft wird dem ersten Paar der Krümmer mit einer Temperatur von ungefähr 20⁰O und mit einer Strömungsmenge von ungefähr 110 bis 120 Kubikfuß je Minute bei ungefähr 0,7021 kg/cm Manometerdruck zugeleitet. Durch das Auftreffen der Luft auf die Oberflachen der Olasbalin wird daraus Wärme mit einer Oeschwindigkeit von ungefähr I870 britieohen Wärmeeinheiten je Minute abgeleitet uin die Temperatur der Bahn -von ungefähr 59O°C auf 572⁰C in ungefähr 2 Sekunden zu senken. Während der nächsten ungefähr 22 Sekunden wird die Kühlung der Bahn von ihrer natürlichen KÜhlgeechwindigkelt duroh Isolierung innerhalb des eingeschlossenen Teiles der Ziehmaschine verzögert und erreicht eine Temperatur von 9S²V⁰C, ' In den nächsten ungefähr 2 Sekunden wird das Band wiederum gekühlt, indem Luft aus einem zweiten Paar Krümmer der gleichen Bauweise wie des ersten Paares aufgeströmt wird. Die Luft wird diesem Paar mit einer Temperatur von ungefähr 20 C und einer Strömungsmenge von ungefähr 100 bis 120 Kubikfufl je Minute bei ungefähr 0,703 kg/om² Manometerdruok zugeleitet. Das Auftraffen dieser Luft auf die Oberflächen der ./oiaßbahn «ntaieht die*tr Wirme mit 9%O*V Oeeohwindigkeit * w -77 - In* ολο /ä *m ^⁰

von ungefähr I76O britischen Wärmeeinheiten Je Minute, so dass die Temperatur der Bahn von ungefähr 564°O auf 548°C gesenkt-wird· Während der nächsten ungefähr 22 Sekunden wird die Kühlung der Bahn wiederum von ihrer natürlichen KUhlgeeohwindigkeit duroh Isolation Innerhalb der Ziehmasohlne verzögert und in diesem Zeitpunkt kühlt sich die Bahn auf eine Temperatur von 54O⁰C, in den nächsten ungefähr 3 Sekunden wird die Bahn wiederum duroh Auf treffen von Luft in der gleichen Art und Welse gekühlt, wie bei den vorangegangenen beiden Stufen, aber mit einer Zuleitungemenge von 80 bis 90 Kublkfud Je Minute und einer Abführung von Wärme mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1100 britlsohen Wärmeeinheiten je Minute· Auf diese Art und Weise wird die Temperatur auf 53O⁰C. gesenkt und die KUhlgeeohwindigkeit wird danach während ungefähr der nächsten 47 Sekunden verzögert und in diesem Zeitpunkt beträgt die Temperatur der Bahn 505⁰O und verläufit duroh die untere Grenze des AbkUhlbereiohes· Der Abkühlbereloh des Olaeee für dieses Beispiel beträgt in Durohschnittstemperatur ausgedrückt 600 bis 52O⁰C. Dies entspricht einem Bereich in Oberfläohenttmperatur des Glases ausgedrückt, von ungefähr 588 bis 5O5°O» Die Bahn wird duroh diesen Temperaturbereich in ungefähr loo' Sekunden gekühlt. Nachdem die Temperatur der Bahn die untere Grenze des Abkühlbereiohes erreicht, wird die Bahn mit einer natürlichen Geschwindigkeit abkühlen gelassen, während sie zur Abeohneidstation geführt wird, ungefähr 4,50m über dem j«iH«eiehlo8S«nen Teil der ZiehmMqhine, an welchem Punkt

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sie eine Temperatur von ungefähr.90⁰C hat und wird dann in vernünftige Platten geschnitten. Die zentrale Birefringenz einer 5 mm starken Glasplatte, die auf diese Art und Weise abgekühlt wurde, wie durch den Pfadunterschied gezeigt der zwischen zwei plan-polarizierten Tlohtwellen gebildet wird, die durch das Olas verlaufen/ gemessen in der vorstehend erläuterten Art und Weise, wird mit ungefähr 90 - 100 Millimikron Je Zoll berechnet.

Es wird im allgemeinen angenommen, dass mindestens zwei schnelle Kühletufen benutzt werden sollten, um die Temperatur des ftlases duroh den Abkühlbereioh zu senken in Übereinstimmung mit einem Abkühlzeltplan nach der zweiten Ausführungsform oueses Aspektes der Erfindung und dass die Temperatur der Kühlluft oder eines anderen neutralen rtasstromes zwischen ungefähr 5 und 65⁰C liegen sollte. Diese KUhlgeeohwindigkeit eines jedes SohnellkUhlungssohrlttes sollte verhält« nlsmässig gross sein und wie bei der ersten Aueführungeform eine Neigung von nioht weniger als ungefähr 2⁰C Je Sekunde und vorzugsweise zwlsohen 5 und Ip⁰O Je Sekunde haben U|Ld im allgemeinen nioht grosser als 25°C Je Sekunde, Wie bei der ersten Ausführung»form sollte der Temperaturabfall'Vqli dieser Kühlung awieohen ungefähr $ ixOA S5^VÖ liegen, Di· f-Zeit zwisohen Jeder eohnellen Kühlstufβ sollte mindeii·»* ungefähr 5 mal eo lang Min wie die iohnelle Kühl·tuf· selbst, um ein angemeaeene» Rntepannen Jeglioher epann^K zu gestatten, dl· bei der Wegnaha· der eohnellen sohvfindigkeit al· ein KrgebniÄ d·· vieköeen während dieses SohnellkühlenB auftritt. Me Kühlgeaohwin4

digkeiten in den Zwischenräumen zwischen den schnellen Kühlstufen sollten verhältnismässig niedrig sein, um sich dem isotherinischen Zustand im Glase zu nähern und in Jedem Falle sollte die Durchschnittsneigung dieser Kühlgeschwindigkeit-en nicht über ungefähr 0,6°C je 1% der gesamten Abkühlzeit hinausgehen. Die Zeitdauer der schnellen Kühlgeschwindigkeiten sollte in der Grössenordnung von ein Halb der Zeit sein, die notwendig ist, um einen Gradienten stetiger Art durch die Glasstärke zu erreiohen und in jedem Falle nicht mehr als ungefähr 5 Sekunden um eine wesentliche flpannungslösung zu verhindern.

Dieser Aspekt der Erfindung kann auch bei waagerechten Abktlhlverfahren angewendet werden, ähnlich denjenigen, die im Zusammenhang mit Pig» 11 und 12 des ersten Aspektes

der Erfindung beschrieben wurden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche ; ;

   fly .."'.■ Verfahren zum Abkühlen von Glas, das ein gesteintes Kühlen des Glases durch seinen Abkühlbereich umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgeschwindigkelt

   ■ des Glases abrupt geändert wird, wenn es sich auf einer Temperatur innerhalb seines Abkühlbereiohcs befindet, wodurch die so dem Glas vermittelte Spannung sich mindestens teilweise löst, während das Glas sich noch in seinem Abkühlbereich befindet.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß das Glas kontinuierlich von seiner oberen Grenze des Abkühlbereiohes zur unteren Grenze des Abkühlbereiches in einer Vielzahl bestimmter Stufen von aufeinanderfolgenden verschiedenen, im wesentlichen konstanten Geschwindigkeiten gekühlt wird.

   ^. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Veränderungen zwischen aufeinanderfolgenden Kühlstufen innerhalb des Abkühlbereiches von de.,) Zeitpunkt an zeitlich kontrolliert werden, zu dem die Temperatur des Glases die obere Grenze des Abkühlbereiches erreicht,

   4. Verfahren naoh den Ansprüchen 2 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen KUhlstufen so vorherbestimmt werden, daß die sich ergebende Spannung in der Mitte des Qlases bei isothermlsoher Raumtemperatur -^:

   BAD. OFttöiNAL

   . 909808/0500

   geringer ist als sie erzeugt würde, wenn eine einzige im wesentlichen konstante Kühlgeschwindi^keit verwendet wird, die durch den gleichen Abkühltemperaturbereich in der gleichen Zeit aufrechterhalten würde.

   5· Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nettodurchschnittsgeschwindigkeit des Kühlens über jeden beliebigen itervall von 5 Prozent der gesamten zur Verfügung ^ stehenden Abkühlzeit} nicht geringer ist als 0.2 Grad Celsius für ein Prozent der insgesamt zur Verfügung stehenden Abkühlzeit.

   6. Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas einen ersten Kühlungsschnitt mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit unterzogen wird, wenn es sich noch Über seinem Abkühlbereich befindet und daß diese Geschwindigkeit zu einem zweiten Schritt mit einer verschiedenen im wesentlichen konstanten Kühlgeschwindigkeit geändert wird, wenn sich das Qlas unter der oberen Grenze seines Abkühlbereiches befindet,

   7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abkuhlgesohwindigkeit geringer ist als die erste Abkühlgeschwindigkeit·

   8» Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Glas duroh seinen Abkühlbereich in

   weniger ale zehn Minuten gekühlt wird und der erste KUhI- ^r 909808/050 0 bad original

   schritt die Bahn auf eine Temperatur innerhalb 20 bis 70 % des Abkühlbereiehes gemessen von dessen oberer Grenze kühlt, wobei die Geschwindigkeit der genannten ersten Stufe mindestens zehn vom Hundert schneller ist als die Durchschnittskühlgeschwindigkeit durch den gesainten Abkühlbereich.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlgeschvjindigkeit mindestens 0.9 Grad Celsius für ein Prozent der gesamten verfügbaren Abkühlzeit ist.

   10. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas von einer Oberflächentemperatur von 590 C bis auf einen Bereich von 575 bis 54o°C in dem ersten Kühlschritt gekühlt wird«

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt das Glas von der oberen Grenze des Abkühlbereiehes auf eine Oberflächentemperatur unter 575°C aber 555°C bringt und die zweite Stufe eine Nettodurchschnittsgeschwindigkeit von nicht weniger als

   0.2 Grad Oisius und nicht mehr als 0.6° Celsius für ein Prozent der gesamten Abkühlzelt ausmacht.

   12. Verfahren naoh einem beliebigen der Ansprüche f bis 11, daduroh gekennzeichnet, daß die zweite •Geschv/indigkeit nicht geringer ist als 0«2°C und nicht

   - Z> - 90 9*8 08/050

   mehr als 0.²I-⁰C für ein Prozent der gesamten verfügbaren Abkühlzeit.

   Ip, Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der ersten Geschwindigkeit zur zweiten Geschwindigkeit größer ist als 1 aber nicht über 10 hinausgeht.

   lK, Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 7 bis 1;., dadurch gekennzeichnet, daß es einen dritten Kühlungsschritt umfaßt, der innerhalb des Abkühlbereiches beginnt und eine im wesentlichen konstante Kühlgeschwindigkeit hat, die größer ist als die des ·' zweiten KUhlungsschrittes.

   15· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgeschwindigkeit des zweiten Schrittes im wesentlichen null ist und atf den zweiten ein dritter Kühlungsschritt mit einer positiven Kühlungsgeschwindigkeit folgt,

   16, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch

   gekennzeichnet, daß die zweite KUhlungsgeschwindigkeit giBer ist als die erste KUhlungsgeschwindigkeit,

   17· Verfahren naoh den AnsprÜoben 1 ·.

   oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit dee Abfetihlens abrupt erhöht und danach wieder abrupt Verringert wird und zwar innerhalb einer* genügend kuraen

   .•-Ϊ55"'

   3Üeit, während das Glas sich innerhalb seines Abkühlbereiches

   90 9 80 8/n_fifu_ADOR1Q(NAL

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   befindet, um ein wesentliches Lösen der durch den schnellen Abkühlschritt induzierten Spannung zu verhüten.

   Ιο, Verfahren naoh Anspruch I7, dadurch

   gekennzeichnet, daß innerhalb des AbkUhlbereiches die . Durchschnittsgeschwindigkeit des KUhlens, die dem schnellen KUhlschritt vorausgeht, mehr als die Durchschnittsgeschwindigkeit des Kühlens ist, die auf den schnellen KUhlungsschritt folgt,

   19, Verfahren nach den Ansprüchen 17 oder 18,

   dadurch gekennzeichnet, daß der schnelle.Kühlungsschritt durchgeführt wird, während das Glas sich auf einer Temperatur innerhalb 10 bis 55 Prozent des Abkühlbereiches befindet

   4.

   gemessen von der oberen Grenze dieses Bereiches, wobei der schnelle KUhlschritt die Temperatur des Glases ungefähr um 5 bis 25⁰G senkt, während die darauffolgende KUhlgeschwindigkeit 0,65⁰C für 1 % der insgesamt verfügbaren Abkühlzeit nicht überschreitet.

   20, Verfahren naoh einem beliebigen der

   Ansprüche I7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Kühlstufe durchgeführt wird, während die Oberflächentemperatur des Glases sich innerhalb des Bereiches von ungefähr 580 bis 545⁰O befindet und die Abkühlung des Glases dann verzögert wird, bis die Oberfläohentemperatür des Glases unter derjenigen Temperatur liegt, auf die das Glas durch den sohneilfi^ pöilsohritt gebracht wird und innerhalb dee Bereiche« v«i ungefähr 56O bis

   Mir

   ff9808/06

   und danach das Glas mit einer erhöhten Geschwindigkeit gekühlt wird, bis die Temperatur des Glases die untere Grenze des Abkühlbereiches erreicht.

   21. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 17 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß nach d.em schnellen Kühlschritt das Kühlen des Glases während eines Zeitraumes von miüestens fünf mal der Länge verzögert wird, wie die Länge, über die das schnelle Kühlen durchgeführt wurde, während die Temperatur des Glases mindestens so niedrig wie die Temperatur gehalten wird,

   * auf die es durch den KUhlsohritt gesenkt wurde und innerhalb 40 bis 90 /J des Abkühlbereiches gemessen von der oberen Grenze des Bereiches, v/o rauf hin das Glas mit einer erhöhten Geschwindigkeit mindestens so lange gekühlt wird, bis die Temperatur des Glases die untere Grenze des Abkühlbereiches erreicht.

   22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten des Kühlens

   { die dem schnellen Kühlschritt vorausgehen und folien, im wesentlichen geringer sind als die normale Abkühlgesohwindigkeit des Glases.

   22, Verfahren nach Anspruch 22, dadurch

   gekennzeichnet, daß es eine Folge der genannten Schnellkühlungsschritte umfaßt·

   ί.; . 24, _t Verfahren* nach Anspruch 23, daduroh

   %"■['■/ gefctnnzeichnefc, daß datt Kühii» ifilsohen den Sohnellkühlungsecnvitten verzögert wiJrd. ^ &0980$/0500

   k BAD ORlQiNAL

   -4.

   21;. Verfahren nach den Ansprüchen 2^, und 24,.

   dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlungsgescirwindigkeit zwischen den rjci.nellen Kühlungcsehritten nicht über 0,6 C je 1 ,j der gesamten zur Verfugung stehenden Abkühlzeit hinausgeht.

   LO. Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 1? bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der schnelle Kühlsehritt bewirkt wird durch Anwenden eines o, eritanen Abschrecken des Glases durch ein gasförmiges

   hedium.

   £'/ · Verfahren nach Anspruch 26, dadurch.

   gekennzeichnet, daß das Abschrecken entlang einer Linie geschieht, die quer zur Bewegungsrichtung des Glases liegt, während es entlang einem vorher bestimmten Pfad durch eine Abkühlzone bewegt wird,

   :.u. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch

   gekennzeichnet, daß das Glas neben Strahlungshitzeaustauschern vor und nach dein Abschreckschritt vorbeigeführt wird.

   2>. Verfahren nach den Ansprüchen 27 oder

   Lu, dadurch gekennzeichnet, daß d as Gas gegen die beiden Seiten des Glases quer zur Bewegungsrichtung geblasen wird und in seiner Itensität quer über die Breite des Glases verändert wird, um die Geschwindigkeit des Abkühlens · über dieses Glas zu steuern· BAD ORIGINAL,

   - γ - 909808/0500

   ÖAD ORIGINAL 90980 8/0500

   Verfahren nach einem beliebigen der : Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Gas gegen die Hauptoberflächen des sich bewegenden Glases über dessen gesamte Breite geblasen wird und in einem gegebenen Zeitpunkt über eine Strecke entlang dessen Länge von ungefähr 25 bis 50 mm,

   ^1. Verfahren nach einem beliebigen der

   Ansprüche 26 bis ^0, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken durch ein gasförmiges I.ediuiis nicht langer

   P als 5 Sekunden und vorzugsweise 1 bis j Sekunden dauert.

   232. "Verfahren nach einem beliebigen cfer

   ■vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   das Glas das abgekühlt wird, eine Bahn ist, die direkt r

   ■ · ■ ■■ ',„j

   aus einem geschmolzenen Bad herausgezogen wird.