DE1596632B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Haertung von Tafelglas - Google Patents

Description

Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gegenstand, mit welchen bei Tafelglasziehanlagen der Rückstrom von Kühlgas von der Härtezone zur Erhitzungszone verhindert wird.

Vorrichtungen, auf welche sich die Erfindung bezieht, sind z. B. in der USA.-Patentschrift 3 223 501 beschrieben, mit welchen Tafelglas von 3,17 mm Stärke in einem gasbeheizten Glasschmelzofen gehärtet werden. In der Abschreckzone des angeführten Ofens ist eine Vielzahl von Einheiten senkrecht zur Glasziehrichtung angeordnet, die sowohl für das Traggas als auch zum Zwecke der Härtung des Glases in der Abschreckzone für die Zuführung von Kühlgas sorgen. Die Härtungsvorgänge erfordern eine rasche Übertragung der Wärme aus der Umgebung zur Kaltabschreckzone. Um diese rasche Wärmeübertragung zu bewerkstelligen, wird Luft unter hohem Druck und mit großer Geschwindigkeit auf die Hauptflächen des Glases aufgeblasen, während dieses von den Traggasen getragen wird.

Beim Glashärten ist es zur Erzeugung gleichmäßiger Qualität erforderlich, beim Beginn des Härtungsvorganges die Wärme von beiden Oberflächen des Glasbandes gleichmäßig abzuleiten. Nach dem Beginn des Härtungsvorganges ist es nicht so sehr erforderlich, daß die Wärme weiterhin unbedingt gleichmäßig abgeleitet wird. Die Notwendigkeit, die Härtung mit gleichmäßiger Kühlung zu beginnen, verbietet die Verwendung einer Anordnung, bei der die Einheiten versetzt auf der Oberseite und der Unterseite angebracht sind, welche dagegen im weiteren Verlauf der Abschreckzone für die Härtung von 3,17 mm dickem Glas möglich ist. Ein wärmeaustauschendes Medium, z. B. Kühlluft, wird daher aus den Einheiten auf beide Flächen eines gasgetragenen Flachglasbandes aufgeblasen. Ein Kühlmedium wird zum Abschrecken des Glases unter Druck auf das Glas aufgebracht, während dieses zwischen den Einheiten hindurchläuft. Wenn eine solche Anlage zum Härten eines Tafelglases von 3,17 mm Dicke verwendet wird, wird nun infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases das aus der Wärmezone in die Abschreckzone eintretende Glasband in die Wärmezone zurückgeblasen. Diese Erscheinung ist als »Rückblasen« (»blow back«) bekannt. Gehärtetes Glas mit einer Dicke von 3,17 mm ist ein hochwertiges Erzeugnis, das im Automobilbau für Seiten- und Rückfenster, vor allem in Cabrioletverdecken, verwendet wird. Es war bisher nicht möglich, Glas von 3,17 mm Dicke zu verwenden, da es nicht gehärtet werden konnte.

Es wurde nun ein Verfahren ausgearbeitet, welches die schädlichen Wirkungen des Rückblasens ausscheidet und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ströme einer Anzahl der Anfangsglieder der Kühl- und Stützgasdüsenreihen von oben und unten einander direkt gegenüber arbeiten mit einem Druck, der geringer ist als der Druck, mit welchem die darauffolgenden Düsenreihen arbeiten, und daß die Ströme der sich anschließenden Düsenreihen versetzt gegeneinander mit normalem Druck arbeiten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt eines Abschreckbettes,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie II;

F i g. 3 ist ein vergrößerter Schnitt durch das Kühlbett entlang der Schnittlinie III.

Während des Betriebs gelangt bei Verformungstemperatur ein Tafelglasband aus der nicht gezeigten Wärmezone in die Abschreckzone des gasbeheizten Glasschmelzofens. Die Vorderkante des Glases bewegt sich, von der Wärmezone herkommend, zwischen den Abschreckeinheiten, wie in den F i g. 2 und 3 schematisch dargestellt ist. Durch die Düsen der Einheiten 13, 14, 15 und 16 tritt Luft aus. Das Aufeinandertreffen der Luftströme 20 und 21 bewirkt die Aufteilung der Ströme in die Komponenten 22 und 23. Die Komponente 22 strömt entgegen der Ziehrichtung des Glasbandes.

Das Abschrecken eines Glases von 3,17 mm Dicke erfordert eine rasche Übertragung der Wärme vom Glas auf das Kühlmedium. Dies wird dadurch erreicht, daß große Mengen Luft durch die Abschreckeinheiten hindurchgeleitet werden. Bei den Versuchen, in denen Tafelglas von 3,17 mm Dicke nach diesem Verfahren gehärtet wurde, zeigt es sich, daß der dem Glasdurchlauf entgegenwirkende Widerstand größer ist als die vorwärtsgerichtete, inerte Kraft der leichten Glasbänder. Diese Widerstandskraft ist auf die der Glasziehrichtung entgegengerichtete Komponente des Luftstromes zurückzuführen. Der Widerstand tritt in allen derartigen Abschreckanlagen gasbeheizter Schmelzofen auf. Die Hauptkomponente dieses Widerstandes entsteht durch das Zusammentreffen von Luftströmen, die aus einander gegenüberliegenden Abschreckeinheiten austreten. Dieses Austreten der Luftströme ist in F i g. 3 schematisch dargestellt. Aus der Figur wird ersichtlich, daß die ersten drei Reihen der Einheiten Luftströme aus einander entgegengesetzten Einheiten hervorbringen, die etwa entlang der Mittellinie aufeinandertreffen.

Um auf dem Wege des geringsten Widerstandes fortzuströmen, dreht sich der Luftstrom um ca. 90° parallel zur Glasziehrichtung. Etwa die Hälfte des Stromes wird durch Druck auf die Anfangskante des Glasbandes der gewünschten Glasbewegung mit einer Kraft entgegenwirken, die sich proportional zur Glas- und Luftgeschwindigkeit im Quadrat verhält. Sobald sich das Glas dem Zwischenraum zwischen einander entgegengesetzten Einheiten nähert, nimmt die Kraft erheblich zu. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß der Strömungsbereich hierdurch verkleinert wird, wodurch die Geschwindigkeit des Luftstromes und der statische Druck innerhalb des Zwischenraumes zunehmen. Für die Vorwärtsbewegung besitzt das Glasband nur eine latente Bewegungsenergie und die Triebkraft der Antriebräder an den Kanten.

Es wurde gefunden, daß eine Verringerung des Luftstromes in diesen ersten drei Reihen von Einheiten 11, 13, 14 und 12, 15, 16 zu einer erheblichen Verringerung der Geschwindigkeitskräfte führt, so daß die Bewegungsenergie des Glases dieses in die Abschreckzone über die anfängliche Widerstandsschwelle tragen kann. Die diesen Einheiten folgenden, auf der Ober- und der Unterseite versetzt angeordneten Einheiten 17, 18 und 19 führen nicht zu einer der Glasziehrichtung direkt entgegenwirkenden Kraftkomponenten. Folglich tritt hier auch das Problem des Rückblasens nicht auf. Der Luftstrom wird in den Einheiten durch die Reduzierung der Fläche gesteuert, was durch kreuzweise in die Zuführungsrohre eingebaute Widerstände erreicht werden kann.

Ein Ventil 24 ist in dem Schaft einer Einheit, wie

in F i g. 3 gezeigt wird, eingesetzt, wodurch die Verringerung des Luftdruckes gesteuert werden kann.

Es wurden Versuche mit einer erfindungsgemäßen Testanlage durchgeführt, wobei unter Verwendung eines Ventils, das in mehrere Positionen verstellt wurde, die Werte für Luftstrom und Wärmeableitung festgestellt wurden. Ein typisches Testergebnis war, daß die volle Drosselwirkung bei einem Druck von 8,78 g/cm² einem Luftdurchlaß von 0,24441/Sek. entsprach, verglichen mit Drosselplatten in völlig geöffneter Stellung. ' ~

Die Glastrageeigenschaften ließen bei voller Drosselung, d. h. bei einem Druck von 13,2 g/cm², erkennen, daß Glas von 6,35 mm Dicke 0,25 mm und Glas von 3,17 mm Dicke 0,38 mm über der Austrittsfläche schwebte.

Die Ergebnisse von Laboratoriumstests und Betriebsversuchen, in denen die vorliegende Erfindung angewandt wurde, zeigen, daß das Rückblasen in Richtung auf den Ofen verhindert wird, wenn eine Drosselung in den ersten drei Reihen der Einheiten vorgenommen wird. Es wurde festgestellt, daß bei einem Druck von 210 g/cm² Glas von 3,17 mm Dicke transportiert werden kann und hinreichend erhärtet wird.

In der Erfindung werden die ersten Reihen der Einheiten in einer mit Luft arbeitenden Abschreckanlage des in der USA.-Patentschrift 3 223 501 beschriebenen Typs verwendet. Bei der Härtung werden die Glasbänder über geeignete Eintrittswaizen geführt und passieren die gasbeheizte Wärmezone, wo das Glas bis zur Verformungstemperatur erwärmt wird. Die Einheiten müssen die Anfangskante des Glasbandes unmittelbar dann tragen, wenn das Glas aus der Wärmezone in die Abschreckzone eintritt, und gleichzeitig mit dem Härten des Glases beginnen. Für eine zufriedenstellende Härtung des Glases ist eine rasche Anfangsabkühlung erforderlich. Diese am Anfang erforderliche rasche Abkühlung war mitverantwortlich für das Rückblas-Problem. Durch eine Druckverringerung in den ersten Reihen der Einheiten der Abschreckzone wird die Härtung des Glases von 3,17 mm Dicke nur geringfügig beeinträchtigt, während das Glasband in die Abschreckzone eintreten kann.

In der Abschreckzone wird Luft bei einer Raumtemperatur von etwa 38° C zu der oberen und unteren Druckkammer bis zu einem Druck von etwa 0,09 bzw. 0,05 kg/cm² geleitet. Durch die Öffnungen der Einheiten wird dieser Druck auf etwa ein Achtel des in den Druckkammern vorhandenen Druckes reduziert, sobald die Luft in die Einheiten eintritt.

Das Glas passiert die 2,10 m lange Abschreckzone in etwa 30 Sekunden. Während der ersten 15 Sekunden erfolgt die völlige.Abkühlung des Glases. Wenn das Glas in die ersten drei Reihen der Einheiten in der Abschreckzone eintritt, wird der Druck der in die Einheiten geleiteten Luft reduziert, so daß die Kräftekomponente der Luft, die entgegen der Glasziehrichtung wirkt, so gering ist, daß das Eintreten des Glases zwischen die Abkühleinheiten nicht mehr behindert wird. Der Luftstrom kann umgekehrt werden, indem Öffnungen oder druckverringernde Vorrichtungen in den Einheiten vorgesehen werden, wodurch die einzelnen Einheiten im Hinblick auf einen kontinuierlichen Glastransport entsprechend abgestimmt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Härten von Tafelglas, bei welchem das aus einer Glasschmelzzcne kommende Glasband in der Abschreckzone eine Reihe von oberhalb und unterhalb des Glasbandes angeordneten Blasdüsen für Kühlgas und Stützgas durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme einer Anzahl der Anfangsglieder der Kühl- und Stützgasdüsenreihen von oben und unten einander direkt gegenüber arbeiten mit einem Druck, der geringer ist als der Druck, mit welchem die darauffolgenden Düsenreihen arbeiten, und daß die Ströme der sich anschließenden Düsenreihen versetzt gegeneinander mit normalem Druck arbeiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch obere und untere Düsen, die aus einer Mehrzahl von hohlen Rohren (13,15 — 14,16) heraus gegen das Glasband gerichtet sind, von denen die ersten drei Reihen der Düsen mit Ventilen (24) versehen sind und so eingesetzt sind, daß sich die untere Düse jeweils genau gegenüber der oberen Düse befindet und die Düsenspitzen einen Austrittsraum für Gase zwischen den Düsen und dem Glasband lassen, während der Rest der Düsen (17,18,19) ohne Ventile versetzt in Reihen gegen das Glasband wirkend eingesetzt ist.

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