DE1596390A1

DE1596390A1 - Verfahren und Geraet zum Herstellen von Tafelglas

Info

Publication number: DE1596390A1
Application number: DE19671596390
Authority: DE
Inventors: Simon Raphael Andrew
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1966-04-04
Filing date: 1967-03-29
Publication date: 1971-02-25
Also published as: BE696185A; US3451798A; ES338909A1; GB1151288A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KDLN, Universitatsstraße

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Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 28. MärZ 1907 Sch+ Name d. Anm.CORNING GLASS WORKS

Corning, State of New York, USA

Verfahren und Gerät zum Herstellen von Tafelglas.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Tafelglas nach dem Überlauf-Abwärtszieh-Verfahren. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren und Einrichtungen zur Erzielung einer möglichst großen brauchbaren Glastafelbreite gleichmäßiger Dicke, während gleichzeitig die Glasströmung so gesteuert wird, daß die naturbedingte Randwulstbildung äußerst gering wird«

Die Herstellung von Tafelglas dadurch, daß man eine Glasschmelze über einen Pormkeil abwärts fließen läßt, ist bekannt. Es zeigte sich jedoch, daß die tatsächlich brauchbare Breite des hergestellten Tafelglases wesentlich geringer ist als die theoretisch aufgrund der Formkeillänge zu erwartende maximale Breite der" brauchbaren Glastafel. D.h., wenn die Glasschmelze an der Unterseite einer geneigten Fläche, wie etwa den nach unten konvergierenden Flächen des Formkeils, entlangfließt, so beobachtet man eine Kontraktion der Glasströmung quer zu ihrer Fließrichtung, d.h. die Glasströmung - zieht sich von den senkrechten Enden des Formkeils nach innen zusammen.

Durch diese seitliche Bewegung der Glasschmelze bei ihrer Strömung an den konvergierenden Formflächen entlang bildet sich an der Kante der Tafel ein Wulst oder eine Verdickung, der bzw. die zur Tafelmitte hin abnimmt. Durch diese Randwülste wird nicht nur der wegen seiner gleichmäßigen Dicke brauhbare Teil der Gesamtbreite der gezogenen Tafel verringert, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der die Tafel gezogen werden kann, wird auf einen Bruchteil derjenigen Ge-

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schwindigkeit herabgesetzt, mit der eine Tafel gleichmäßiger Dicke gezogen werden kann. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, daß die Tafel unmittelbar nach ihrer Formung in einem kontinuierlichen Verfahren spannungsfrei gekühlt wird und die erforderliche Zeitspanne zur Erreichung einer zulässigen Spannungshöhe in der Tafel beim Durchgang durch den Kühlteil des Verfahrens direkt proportional zur Dicke des Glases istj infolgedessen benötigen Tafeln mit dickeren Randteilen mehr Zeit zur spannungsfreien Abkühlung, so daß durch derartige Randwülste die Herstellungsgeschwindigkeit des Tafelglases herabgemindert wird.

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

Die vorliegende Erfindung beseitigt die bei der Tafelglasherstellung durch Abwärtsziehen hinsichtlich der Tafeldicke und Wulstbildung bisher auftretenden Probleme durch die Anordnung von Kantenführungen auf den Außenseiten des Formfceils. Diese Kantenführungen bewirken, daß die Randteile der Glasschmelzenströmung oder des Bandes aus flüssigem Glas, das an den Formteil abwärtsfließt, in einer im wesentlichen senkrechten Ebene an den Längsrändern des Formteile entlang abwärts zur Unterkante dieses FormKeils fließen» Jede der Karrtenführungen weist

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eine vorspringende Seitenfläche auf, die sich an den Rändern des ForrnKeils entlang erstreckt, sowie eine Auskehlung oder einen Zwickel, der sich zwischen dieser Seitenfläche und der nach unten geneigten Pormflache des Keiles erstreckt. Die im Bereich des senkrechten Randes des Formkeiles fließende Glasschmelze fließt auf der Oberfläche des Zwickels entlang und behält eine im wesentlichen senkrechte Strömungsrichtung bei, die sich nach unten bis in Höhe des Scheitels oder der Unterkante des Formkeiles erstrecken kann. Die von der Glasschmelze benetzte Zwisckeloberflache des Kantenführungsvorsprunges ist in waagerechter Richtung langer als die entsprechende waagerechte Länge der Oberfläche des Formkeils, in den der Zwickel übergeht; daher vergrößert der Zwickel die Breite der Glasströmung und verringert deren Dicke an den Rändern, bevor die Glasströmung an der Unterkante des Formkeils und des Zwickels abgezogen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also die Beseitigung der bisher auftretenden Schwierigkeiten hinsichtlich der Schrumpfung und Randwulstbildung beim Herstellen von Tafelglas durch Ze\jhen nah unten. Die Erfindung soll ferner bei dieser Art der Tafelglasherstellung die Randwulstbildung soweit wie möglich herabsetzen, um so die Geschwindigkeit möglichst groß zu machen, mit der das Tafelglas gezogen werden kann. Durch die Erfindung soll außerdem die Produktionsleistung an gleichmäßig dickem Tafelglas bei diesem Ziehverfahren vergrößert werden, indem Kantenführungen auf den Außenseiten des Formkeils zur Aufrechterhaltung der Tafelgleichförmigkeit vorgesehen werden.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines mit Kanten-

führungsvorsprüngen gemäß der Erfindung versehenen Formkeils.

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Pig. 2, 3 und 4 zeigen in perspektivischen Teildarstellungen verschiedene Ausführungsformen der Kantenführungsvorsprünge auf einem Formkeil von der in Fig. 1 dargestellten Art mit einseitig gespeister Überlaufrinne.

Fig. 5 . zeigt eine perspektivische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der Kantenführungsvorsprünge auf einem V-förmigen Formkeil mit Überlaufrinne .

In den Zeichnungen und insbesondere in den Figuren 1-4 ist eine Überlaufrinne oder ein Formkeil 10 mit einer oben offenen Rinne 11 dargestellt, die an ihren Längsseiten von Wänden 12 begrenzt wird, deren obere Ränder einander gegenüberliegende, längs verlaufende Überlaufkanten 15 bilden. Die Überlaufkanten

13 gehen in einander gegenüberliegende, äußere Tafelformflächen des Keiles 10 über. Gemäß der Darstellung in den Figuren 1-4 weist der Keil zwei im wesentlichen senkrechte Formflächenteile

14 auf, die sich an die Überlaufkanten I3 anschließen, sowie zwei nach unten geneigte, konvergierende Flächenteile 15.» die in einem unteren, im wesentlichen waagerecht verlaufenden Scheitel 16 zusammenlaufen, der eine Glasziehlinie bildet.

Die Glasschmelze I7 wird über einen an die Rinne 11 angeschlossenen Zufuhrkanal 18 in die Rinne 11 eingeführt. Diese Zufuhr der Glasschmelze in die Rinne 11 kann von einer Seite her oder nach Belieben auch gemäß der Darstellung in Fig. 1 von beiden Seiten her erfolgen. Über den Überl aufkanten 1;5 sind an jedem Ende der Rinne 11 zwei Begrenzungsdämme I9 vorgesehen, um den Überlauf der freien Oberfläche 20 der Glasschmelze I7 in gesonderten Strömen über die Überlaufkanten I3 und abwärts an den einander gegenüberliegenden Formflächenteilen 14, 15 entlang zum Scheitel 16 zu lenken, wo die beiden Ströme sioh gemäß der Darstellung in gestrichelten Linien zur Bildung einer Tafel 21 vereinigen, deren beide}* Oberflächen unberührt sind.

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Gemäß der Darstellung in Pig. 1 sind an beiden Seiten des Formkeils 10 zwei Kantenführungen 22 derart angeordnet, daß jeweils eine der Kantenführungen sich über die ganze senkrechte Länge jedes Längsrandes des Keiles erstreckt. Jeder Pormkeil weist also vier Kantenführungen 22 auf, die an den vier senkrechten Ecken des Pormkeils angeordnet sind, so daß jeweils zwei dieser Kantenführungen an den beiden Seitenenden des Pormkeils einander gegenüberliegen. Die Kantenführungen 22 bestehen aus zwei Hauptteilen, nämlich einem vorspringenden Seitenflächenteil 23, der mit den Pormflächenteilen 14, 15 des Keils auf ihrer ganzen senkrechten Länge eine Verschneidungslinie bildet, und einem Kehloder ZwickeJiflächenteil 24, der sich zwischen dem Seitenflächenteil 23 und einem der nach unten geneigten, konvergierenden Flächenteile 15 erstreckt.

Der Zwickelflächenteil 24 schneidet den Seitenflächenteil in einer Verschneidungslinie 25 und den geneigten Formflächenteil 15 in einer Verschneidungslinie 26. Der Übergang zwischen dem Zwickelteil 24 und den beiden benachbarten Flächen ist vorzugsweise sanft ausgerundet oder tagential, um sicherzustellen, daß die Glasschmelzenströmung sich nicht ablöst und sich keine Lufttaschen und Streifen bilden. Außerdem verläuft die Verschneidungslinie 26 von einer Stelle 27, wo das obere Ende der nach unten geneigten Pormflache 15 den Seitenflächenteil 2J schneidet, diagonal nach unten zu einer Stelle 28 auf dem Scheitel 16 des Pormkeils, wobei diese Stelle 28 gegenüber dem vorspringenden Seitenteil 23 nach innen versetzt ist. Da die bei einem bestimmten Pormkeil verwendeten vierjkanten^ührun gen 22 unteren and er identisch sind, wird von jeder Ausführung* form nur eine der Kantenführungen beschrieben.

In Fig. 2 ist eine Kantenführung 22 dargestellt, deren vorspringender Seitenflächenteil 23 auf der ganzen Höhe des Formkeils in einer senkrechten Ebene liegt, die die Längsseiten der Formflächen 14 und I5 rechtwinklig schneidet. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Ebene des vorspringenden SeitenflächenteiXs 23 nach Wunsch auch leicht gegenüber der senkrechten geneigt und/oder schief zu den Formflächenteilen 14, I5 ver-

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laufen kann. Gemäß der Darstellung liegt der Zwickel 24 über der Schnittlinie 29 zwischen dem vorspringenden Seitenflächenteil 23 und der geneigten"Porrnflache I5. Der Zwickel oder die Kehle 24 weist eine gekrümmte Vorderseite 30 auf, die auf einer Linie 25 tangential in den Seitenflächenteil 23 und auf einer diagonal verlaufenden Linie 26 tangential in die nach unten geneigte Formfläche

15 übergeht. Die gekrümmte Fläche 30 bildet in der Tat einen Teil der Oberfläche eines schrägen Kegels, wobei das untere Ende dieser Fläche 30 mit dem Scheitel 16 und dem unteren Ende des Seitenflächenteils 23 in einer waagerechten Ebene liegt.

In Fig. 3 ist eine Kantenführung 22 mit einem Seitenflächenteil 23 dargestellt, der dem in Fig. 2 dargestellten Seitenflächenteil 23 gleicht; die Kantenführung 22 ist hier mit einem Zwickel 24 versehen, dessen Oberfläche 31 aus mehreren flachen Teilflächen besteht. Aus der Darstellung sieht man, daß die Oberfläche 31 aus mehreren, aneinander grenzenden Dreiecksflächen 32 zusammengesetzt ist, die sich vom oberen Scheitel 27 auf der Schnittlinie zwischen dem oberen Rand der geneigten Formfläche 15 mit dem vorspringenden Seitenflächenteil 23 nach unten bis in die waagerechte Ebene des Scheitels

16 und der Unterkante der Fläche 23 erstrecken.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kantenführung 22, deren vorspringender Seitenflächenteil 23 dem in Fig. 2 dargestellten Seitenflächenteil 23 gleicht; die Unterkante des Seitenflächenteils liegt hier jedoch über der waagerechten Ebene, in der der Scheitel 16 des Formkeiles liegt. Der Zwickel 24 h* bei diesem Ausführungsbeispiel eine flache Vorderseite £3> die den vorspringenden Seitenteil 23 auf einer Linie 25 senkrecht schneidet und in einer diagonalen Versöhneidungslinie in die Formfläche 15 übergeht. Die Ränder der Vorderseite g3 kann man nach Wunsch so ausbilden, daß ein tangentialer Übergang an den Verschneidungslinien 25 und 26 entsteht. Die Unterkante 34 der flachen Vorderseite 33 verläuft von der waagerechten Ebene des Scheitels 16 schräg nach oben, so daß die Anordnung der Kantenziehwalzen unmittelbar unter dem Formkeil

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erleichtert wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kantenführungen 22, die hier bei einer V-förmigen Überlaufrinne oder einem V-förmigen Formkeil 110 angeordnet sind. Der Formkeil 110 gleicht insofern dem Formkeil 10, als er eine oben offene Rinne 111 aufweist, deren Seitenwände 112 an ihrem oberen Rand überlaufkanten 113 bilden; zwei einander gegenüberliegende, nach unten geneigte, konvergierende Formflächen 115 erstrecken sich vom unteren Scheitel 116 des Keils 110 bis nach oben zu den Über1aufkanten 11^. Der Zwickel 24 der Kantenführung 22 erstreckt sich hier also nicht nur über die ganze Höhe der einander gegenüberliegenden, nach unten geneigten, konvergierenden Formflächen, wie bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1-4, sondern über die ganze Höhe des Formkeils selbst, weil der Keil hier V-förmig gestaltet ist und keine senkrechten Formflächen aufweist. Wie bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1-4 erstreckt sich jedoch der Zwickel 24 von einer Stelle 27 am Schnittpunkt zwischen dem oberen Rand der geneigten Formfläche mit dem vorspringenden Seitenteil 2j5 nach unten bis zum Scheitel 116 des Formkeils. Nach Wunsch kann man den unteren Rand ^5 des Zwickels 24 mit einer nach oben gerichteten Krümmung versehen, die vom Schnittpunkt 28 mit dem Scheitel 116 des Formkeils nach oben verläuft, um so eine unterschiedlich starke Kantenströmungssteuerung zu schaffen.

In den Zeichnungen sind verschiedene Kantenführungen mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Zwickel oder Kehlen bei verschiedenen Ausführungsformen des Formkeils dargestellt; es liegt jedoch auf der Hand, daß alle die verschiedenen Ausführungsformen des.Zwickels oder der Kehle praktisch bei allen bekannten Keilformen anwendbar sind. Ferner liegt es selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, bei den verschiedenen, dargestellten Ausführungsformen des Zwickels entweder eine gerade, waagerechte Unterkante, eine geneigte, schräge Unterkante oder eine nach oben gekrümmte Unterkante vorzusehen, wie dies in den verschiedenen Ausführungsformen

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dargestellt ist. Die Kantenführungen können aus feuerfesten Formteilen oder geeigneter; hitzebeständigen Metalllegierungen, wie etwa nicht rostendem Stahl, Platin, Platin-Rhodium-Legierungen oder anderen hochschmelzenden Legierungen bestehen. Wenn der Zwickel 24 aus Metall besteht, kann man ihn nach Belieben mit einem geeigneten feuerfesten Werkstoff hinterlegen.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Kantenführungen arbeiten praktisch nach dem gleichen Prinzip zur Erzeugung von Tafelglas mit möglichst großer Breite und möglichst geringen Randwülsten. Die Kantenführungen bilden eine vorspringende Anschlagseitenfläche 23 für die Ränder der am Formkeil abwärts fließenden Glasschmelze, während die Zwickel 24 dafür sorgen, daß der Glasschmelzestrom an diesen vorspringenden Seitenteilen gehalten wird. Die diagonale Verschneidung zwischen der Zwickeloberfläche und der geneigten Formfläche soll sanft ausgerundet sein, damit sich keine Lufttaschen an dieser Übergangsstelle dadurch bilden, daß die Glasschmelze von der Formfläche abgezogen wird. Eine tangentiale Verschneidung zwischen der Zwickel oberfläche und der geneigten Ebene der Formfläche auf der Unterseite des Formkeils bewirkt, daß die Glasschmelze an der Verschneidung des Zwickels mit der geneigten Forrnfläche mit Sicherheit in Anlage an diese Flächen gehalten wird.

Die an den Rändern der konvergierenden Formflächen abwärts fließende Glasschmelze wird an den diagonalen Verschneidungslinien zwischen den Zwickeloberflächen und den Formflächen von den Zwickeloberlfachen aufgenommen. Die Randteile der abwärts fließenden Tafel werden zunächst von den geneigten Formflächen getragen und geführt und gehen dann auf die Vorderseiten der Zwickel 24 der Kantenführungen 22 über. Die Zwickel haben die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß die Glasschmelze auf der ganzen Breite im wesentlichen senkrecht abwärts bis zur Unterkante des Keils fließt, so daß sie die Randströme an den einander gegenüberliegenden Zwickelteilen voneinander entfernen, während die Mittelteile weiter auf den geneigten Formflächen entlang konvergieren.

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Durch die Kontur der Zwickeloberfläche entsteht quer zur Strömungsrichtung eine von der Glasschmelzenströmung benetzte Länge, die in waagerechter Richtung größer ist als die Länge der Formfläche, die vom Zwickel bedeckt wird; infolgedessen wird die Glasschmelzenströmung im Randbereich verbreitert und folglich dünner, so daß die Längsränder des Glasschmelzenstroms beim Verlassen der Unterkante des Zwickels tatsächlich dünner sind. Nachdem die Glasschmelzenströmung die Unterkante der einander gegenüberliegenden Zwickel verlassen hat, tritt naturbedingt ein Schrumpfen in Querrichtung ein, durch das normalerweise die Tafelbreite verringert und die Ränder verdickt werden; diese Schrumpfung tritt natürlich auch bei den mit den Kantenführungen gemäß der Erfindung versehenen Teilen auf; hier bewirkt diese Schrumpfung jedoch nur, daß die Glasschmelzenströmungen in ihren Randbereichen wieder auf ihre normale Dicke schrumpfen, während sie sich unterhalb des Scheitels des Keils vereinigen. Die Randwulst bildung wird daher effektiv vermieden, während gleichzeitig erreicht wird, daß der gleichmäßig dicke Teil der Glastafel möglichst breit wird.

Patentansprüche:

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße

Anlag· Aktenzeichen

zur Eingab« vom 28. MärZ 1907 Sch+ Name d. Anm. CORNING GLASS WORKS

Corning, State of New York, U. S. A.

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzielung möglichst großer brauchbarer Breite und möglichst geringer Randwülste beim Herstellen (Ziehen) von Tafelglas, bei dem gesonderte Glasschmelzenströme an einem Formkörper entlang abwärtsfließen und sich zur Bildung der Tafel oder Scheibe an der Unterkante des Formkörpers vereinigen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Randteile der Glasschmelzenströmung durch Vergrößerung der waagerechten Komponente dieser Ströme in ihren Randteilen dünner macht und die gesonderten Ströme mit dünneren Randteilen dann zu einer einzigen Tafel vereinigt, deren Dicke auf der ganzen Breite der Tafel gleichmäßiger ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesonderten Glasschmelzenströme einander gegenüberliegend mit im wesentlichen gleicher, vorbestimmter Breite abwärtsfließen läßt und die Randteile dieser Ströme im Abstand voneinander hält, während man die Mittelteile der beiden Ströme gleichzeitig zu einem einzigen Glasstrom vereinigt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mittelteile der gesondert abwärtsfließenden Ströme auf einer größeren senkrechten Länge unterstützt als die Randteile der Ströme.

4. Gerät zum Herstellen (Ziehen) von Tafelglas, bestehend aus einem Forrnkeil mit zwei nach unten geneigten Formflächen zur Führung einer Glasschmelze abwärts an diesen Flächen entlang, gekennzeichnet durch Kantenführungen (22), die an senkrechten Kanten dieser Formflächen (14) entlang angeordnet sind *

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und Zwickel (24) aufweisen, die mit den Pormflachen verbunden sind, um den Glasschnielzenstrom an den Randteilen der Formflächen aufzunehmen und dünner zu machen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kantenführung eine aus einer der Pormflachen (14) vorspringende Randfläche (23) aufweist und die Zwickel (24) tangential sowohl in die Randfläche (23) als auch in die Pormflache (14) übergehen.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante der Zwickel (24) gegenüber der Unterkante der Pormflachen schräg geneigt ist.

7. ' Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwickel (24) eine gekrümmte Oberfläche (30 oder 35) aufweisen.

8. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwickel (24) flache Oberflächenteile (33) aufweisen.

9. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwickel (24) eine Vielflach-Oberfläche auf v/eisen.

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