DE2222265A1 - Lippenformstueck fuer Schmelzoefen zur Herstellung von Scheibenglas - Google Patents
Lippenformstueck fuer Schmelzoefen zur Herstellung von ScheibenglasInfo
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Description
222Z2M.
PATENTANWÄLTE Dipi.-ing. H. Seiler Dipi.-Ing. J. Pfenning Dipi.-Phys. K. H. Meinig
ι 4
1 Berlin 19
Oldenburgallee 1O Tel. O311/3O455 21
304 55 22
Drahtwort: Seilwehrpatent ! Postscheckkto. Bln.W.ö938
■■-.-■ 3. Mai -1972
. Me/St
LIBBEY-OWENS-FORD COMPANY
811 Madison Avenue, Toledo, Ohio, USA
Lippenformstück für Schmelzofen zur Herstellung von Scheiben
glas
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung
zur Verbesserung des Ziehvorganges bei der Herstellung von Scheibenglas und im besonderen auf ein Lippenformstück für
entsprechende Schmelzöfen und dessen Anbringung zur Verhinde-|-
rung von Verwerfungen und der Deformation, wie auch von Rißbildungen des Lxppenformstuckes während des Betriebes,
so daß eine wesentliche Vergrößerung der Lebensdauer desselben in dem Schmelzofen möglich wird.
Mit dem kontinuierlichen Abziehen von Scheibenglas aus dem Bereich der Glasschmelze innerhalb eines Schmelzofenbehälter
ändert sich auch fortwährend die gewünschte Zusammensetzung des Rohglases zufolge der Nachlieferung entsprechenden Materials
für die Schmelzmasse, wobei auch in der Ausgangs-
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masse vorhandene Zusätze in der Schmelzmasse vorliegen. Die geschmolzene Masse bewegt sich entlang des Schmelzofenbehälters
fortschreitend nacheinander durch Reinigungs- und Kühlbereiche, bis schließlich derjenige Bereich innerhalb
des Schmelzofens erreicht wird, aus welchem das Glas in Form eines Bandes abgezogen wird. Entsprechend dem bekannten
Colburn-Verfahren, für welches die vorliegende Erfindung in
besonders vorteilhafter Weise Anwendung finden kann, obwohl sie nicht auf dieses beschränkt ist, ist der Abziehbereich
verhältnismäßig flach ausgebildet und grenzt unmittelbar an eine Kühlzone des Ofens an. Das kontinuierlich aus der
Schmelzmasse im Abzugpunkt in Aufwärtsrichtung abgezogene Schmelzglas wird nur über eine verhältnismäßig kurze Wegstrecke
vertikal geführt, um dann im noch hocherhitzten plastischen Zustand aber bereits in der abschließenden Schei-·
benform, um eine Walze geführt, in eine im wesentlichen horizontal
liegende Bewegungsbahn umgelenkt zu werden, entlang welcher das Scheibenglas in und durch einen angrenzenden j
Kühlofen über eine Reihe von im Abstand zueinander angeordneten und horizontal fluchtend ausgerichteten Walzen getragen
zu werden.
Die Glasschmelze wird im Abziehbereich und insbesondere innerhalb des s.g. Ziehtiegels auf der für den Ziehvorgang
erforderlichen Temperatur gehalten, wobei hier zusätzliche
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Heizvorrichtungen vorgesehen sind, die normalerweise aus herkömmlichen Brennern bestehen. Diese Brenner befinden sich
unmittelbar in einer Ziehkammer, welche den Bereich unterhalb des Ziehtiegels und den um diesen herum angrenzenden
einschließt. Die heißen, gasförmigen Verbrennungsprodukte der Brenner strömen über die äußeren Oberflächen des Ziehtiegels
in Aufwärtsrichtung und übertragen dabei zusätzlich zu der Wärmestrahlung durch die heißen Wandungen des Ziehtiegels
weitere Wärme. Bisher wurde es für erforderlich gehalten, daß die heißen, gasförmigen Verbrennungsprodukte
frei nach oben und über die rückwärtige Wandung des Ziehtiegels innerhalb der Ziehkammer strömen können, so daß zufolge
der zusätzlichen Wärmebeaufschlagung das an die rückwärtige Wandung des Ziehtiegels angrenzende bzw. zu dieser
benachbarte Glas entsprechend zusätzlich beheizt wird, um die Bildung von sogenanntem entglasten Material in diesem Be-|·
reich zu verhindern. Andererseits ist es jedoch bekannt., daß
diese Gase schädliche Staubpartikel und dergleichen in den Ziehtopf und die Kammer mit einbringen. Solche Partikel vermögen
dann leicht in das Scheibenglas einzudringen und führeiji
! dabei zu Beschädigungen und zur Qualitätsminderung der Scheibe. Darüber hinaus erzeugen die Gase selbst turbulente
j Strömungen, in dor die Glasschmelze umgebenden Atmosphäre
sowie um das bereits ausgeformte Scheibenglas herum, was zu
j unerwünschten Temperaturunterschieden "innerhalb der Kammer
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führt und damit möglicherweise zu Dickenänderungen innerhalb des Glasbandes.
Der in der Vergangenheit vorherrschende Gesichtspunkt bestand jedoch in der Verhinderung von sogenannten Entglasungen
in der Glasschmelze hinter dem Ziehbereich zufolge des Heißgasflusses der frei aus der Ziehkammer über ihren rückwärtigen
Bereich streichend austreten mußte. Dieser Gesichtspunkt überdeckte bisher die durch die Gase verursachten
Nachteile in Form von verschiedenartigen Defekten innerhalb des gezogenen Scheibenglases. In der jüngeren Entwicklung
wurden bereits einzelne Vorschläge zur Lösung dieser Problemstellung gemacht, die eine gewisse Erleichterung brachten
So wurde beispielsweise gefunden, daß eine zusätzliche Heizvorrichtung, die über der hinteren Wandung des Ziehtopfes
in Stellung gebracht ist-, die Lieferung der erforderlichen zusätzlichen Wärme mit der das geschmolzene Glas in diesem
Bereich zu beaufschlagen ist, zu erbringen vermag. Diese zusätzliche Heizvorrichtung macht die sonst erforderliche Ableitung
der Brennungsgase durch diesen Bereich überflüssig und es wird möglich, den Abstand zwischen dem oberen Abschnitt
der rückwärtigen Wandung des Ziehtopfes und einem in diesem Zusammenhang verwendeten Lippenformstück abzudichten.
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Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS 3 458 302 (erteilt am 29. Juli 1969) beschrieben. Wie in dieser Patentschrift
dargestellt, kann eine elektrische Heizvorrichtung innerhalb einer Ausnehmung in der Unterseite des rückwärtigen
Lippenformstückes in Stellung gebracht werden, oder aber auch auf einem der Blöcke befestigt werden, die die Abdichtung
über der hinteren Wandung des Ziehtiegels bilden. Ähnliche
Vorrichtungen sind darüber hinaus auch in der US-PS 3 314 776 (erteilt am 18. April 1967) beschrieben und dargestellt.
Diese in ihrer Art durchaus vorteilhaften Vorrichtungen bieten jedoch noch keine zufriedenstellende Lösung
für das vorliegende Gesamtproblem. Lippenformstücke bestehen normalerweise aus einem verhältnismäßig schweren, feuerfesten
Keramikmaterial aus einem einzigen Abschnitt, der nach Instellungbringung innerhalb des Schmelzofens von/einem
Ringelement aufgenommen ist, das durch eine mittlere Bohrung innerhalb des Formstückes hindurchgeführt ist. Das Ringelement
überspannt seinerseits die Breite der Kammer und wird insofern an seinen Enden vom äußeren Aufbau der Kammer gehalten.
Während des Betriebes des Schmelzofens- zeigen solche Lippenformstücke Durchbiegungen, die bei 2,5 und auch bei
3,8 cm liegen und die auf die starke Wärmbeaufschlagung der
Kammer und zufolge ihres eigenen Gewichtes auftreten. Derartige Deformationen führen zu Verwerfungen und auch zum
Bruch von Lippenformstücken und damit zum Austritt von Gas
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durch die defekte Abdichtung. Die Querschnittbeschaffenheit
der Formstückenden, die Öffnungsbohrung in diesen und der damit verminderte Durchmesser und die Festigkeit des durch
dieses hindurchverlaufenden Trägerelementes schafft zusätzliche Verformungen zufolge des Eigengewichtes der
Lippenformstücke. Bei der Bildung von Rissen in dem genannter Formstück vergrößert sich die Verformung, bzw. der Durchhang
des mittleren Abschnittes des Halterungsteiles, wodurch v/eitere undichte Stellen in der Abdichtung auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund, die Deformationen und die Bildung von Sprüngen, Rissen und dergleichen,
in Lippenformstücken der genannten Art zu verhindern, und damit eine wirksame Ab ichtung zwischen der Kammer des Ziehtiegels
des Schmelzofens und der Ziehkammer oberhalb der rückwärtigen Wandung des Ziehtiegels zu schaffen und aufrecht
zu erhalten und insofern eine Verbesserung der Lippenformstücke zu ermöglichen. Es werden zusätzliche unterteilte
Lippenformstücke von einen quer über die Kammer in Längsrichtung des Lippenformstückes verlaufenden Trägerorgan herabhängend
angeordnet. Die untere Kante des Formstückes greif in ein lose ganuliert vorliegendes Material ein und gibt damit
eine Abdichtung entlang des oberen Abschnittes der rückwärtigen Wandung des Ziehtiegels vor. Zur Erhitzung des an
die rückwärtige Wandung angrenzenden Bereiches ist ein Heiz-
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strahler vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird ein Lippenformstück für Schmelzöfen zur
Herstellung von Scheibenglas geschaffen, welches sich dadurch kennzeichnet, daß es einen Halterungsaufbau, ein langgestrecktes
Trägerorgan und entland desselben angeordnete Kühlelemente aufweist, die das Trägerorgan über seine gesamte
Länge auf einer gewünschten Temperatur halten, wobei des weiteren eine Vielzahl wärmebeständiger Lippenformstück-Abschnit
te, Hilfsmittel zur Anbringung der Lippenformstücke bzw. entsprechende Abschnitte an dem Halterungsorgan in gegenseitiger
Seitenlage mit Bewegungsmöglichkeit entlang des Trägerorgans und Mittel, die an dem Trägeraufbau· befestigt sind, vorhanden
sind, wovon letztere gegen das äußere Ende eines der Lippenformstück -Abschnitte nachgiebig eine Druckbeaufschlagung vorgibt,
so daß die einzelnen Abschnitte dich aneinander anstoßend gehalten werden.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung beruht in der Vermeidung von Deformationen und Sprüngen in dem Lippenformstück
einer Scheibenglasziehvorrichtung.
Das erfindungsgemäße Lippenformstück ist derart ausgebildet,
daß es keinerlei Verformungsdrucken oder entsprechenden Zugbelastungen unterliegt. Besonders vorteilhaft ist auch, daß
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ORIGINAL SNSPEGTED
das Lippenformstück den gesamten Bereich des Ziehtiegels
gegen den Eintritt von Gasen aus der Kammer abdichtet.
Schließlich ist es für die Erfindung noch vorteilhaft, daß das Schmelzglas im rückwärtigen Teil des Ziehtiegels durch
Wärmebeaufschlagung auf der erforderlichen Temperatur gehalten werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die
eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung darstellen
und es bedeutet:
Fig. 1 eine Teilwiedergabe eines Längsschnittes durch den Ziehabschnitt eines Schmelzofens zur Herstellung von
Scheibenglas mi.t angrenzendem Kühlofen,
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 gesehen,
Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung des Lippenformstuckes mit den zugehörigen Halterungsorganen,
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung des Endabschnittes des Lippenformstuckes mit entsprechen-
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den Halteorganen,
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittwiedergabe der erfin—
dungsgemäßen Halterungsorgane und
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Abschnittes
des erfindungsgemäß ausgebildeten Lippenformstückes,
wobei ein Abschnitt aufgebrochen dargestellt ist, um den Heizstrahler zu zeigen.
In Fig. 1 ist das Arbeitsende bzw. der Ziehbereich des
Schmelzofens allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen, wobei - wie dargestellt - das Ende des Schmelzofens zur Herstellung
von Scheibenglas in einem sogenannten Ziehtopf oder Arbeitsbehälter 11 mündet, dem das geschmolzene Glas 12, wie
aus der Darstellung ersichtlich, zugeführt wird. Bevor die Glasschmelze den Ziehtopf 11 erreicht, fließt dasselbe zunächst
nacheinander durch nicht dargestellte Schmelz- und Reinigungskammern, sowie schließlich durch eine Kühlkammer,
deren Auslaß in der Zeichnung mit dem Bezugzeichen 13 versehen ist. Innerhalb des Ziehtiegels 11 wird ein konstanter
Schmelzglaspegel aufrechterhalten. Aus der Masse des Schmelz
glases wird ein Glasband 14 kontinuierlich in Aufwärtsrichtung abgezogen, wobei sich für das Scheibenband zunächst der
bei dem Bezugszeichen 15 gezeigte sichelförmige Querschnitt
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erglbt. In Übereinstimmung mit dem Colburn-Verfahren wird
das Band, nachdem es eine kurze vertikale Wegstrecke durchlaufen hat, um eine Biegewalze 16 herumgeführt, um nachfolgend
in einer im wesentlichen horizontalen Ebene weiter zu laufen. Nachfolgend durchläuft das scheibenförmige Band
einen Kühltunnel 17 und wird hierbei über eine Re-ihe von im
Abstand zueinander und horizontal fluchtend ausgerichteten Walzen 18 geführt, um schließlich nach einer gesteuerten
Kühlperiode in Rohlinge gewünschter Größe geschnitten zu werden.
Der Ziehtiegel oder Arbeitsbehälter 11 setzt sich zusammen aus dem Bodenabschnitt 19, der rückwärtigen Wandung 20 und
den sich gegenüberliegenden Seitenwandungen 21 (siehe Fig.2); er stützt sich auf eine Vielzahl von Auflageblöcken 22 ab.
Unterhalb und um den Ziehtiegel herum wird die Tiegelkammer 23 von den seitlichen Wänden 24 und der Endwandung 25 begrenzt.
Die zur Aufrechterhaltung der gewünschten Arbeitstemperatur in dem Ziehtiegel erforderliche Temperatur für das
Schmelzglas wird normalerweise durch Wärmezufuhr zu der Tiegelkammer mittels direkter Befeuerung über herkömmliche
Gas- oder Ölbrenner bewirkt, die in nicht dargestellten Durchlässen innerhalb der Seitenwandungen 24 und der Endwandung
25 angeordnet sind.
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Oberhalb des Ziehtiegels 11 ist eine im wesentlichen in sich
geschlossene Ziehkammer 26 durch die im Abstand zueinander angeordneten Seitenwandungen 27 ein Dach 28 vorgegeben und
von der Kühlkammer durch eine Endwandung 29 getrennt, Innerhalb der Ziehkammer 26 wird somit eine ruhige,Atmosphäre
über dem Schmelzglas und um das frisch ausgeformte Scheibenglas vorgegeben. Die Aufrechterhaltung einer ruhigen und reglosen
Atmosphäre in diesem Bereich ist zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung über die Oberfläche
der Glasschmelze von wesentlicher Bedeutung. Das gleiche gilt im besonderen Maße auch in der unmittelbaren Umgebung
der miniskusartigen Abzugstelle 15, da hier das Fehlen einer gleichmäßigen Temperaturverteilung über diesen Bereich unerwünschte
Dickenänderungen für das zu ziehende Glasband mit sich bringt, wodurch sich bekanntlich die Sichtqualität des
Scheibenglases verschlechtert.
Um weitere Wärmeverluste aus der Glasschmelze innerhalb des Ziehtiegels 11 zu vermeiden, bzw. die Wärmeverluste zu reduzieren
und die Oberfläche der Glasmasse von unerwünschten Luftkonvektionsströmen innerhalb der Ziehkammer 26 fern zu
halten, ist ein Lippenformstück 30, angrenzend an die End-
j wandung 29, in Stellung gebracht, während ein hinteres
Lippenformstück 31 in gleicher Weise in der Umgebung der
! rückwärtigen Tiegelwandung 20 vorgesehen ist. Kühlorgane 32
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flankieren das gerade entstehende neue Glasband, um die von
diesem abgestrahlte Wärme zu absorbieren und dadurch die Aushärtung desselben einzuleiten. Paarweise angeordnete
Riffelwalzen 33 greifen entlang der äußeren Kantenbereiche des Glasbandes, wie dargestellt, über der Miniskus-Abzugstelle
an, um es in der gewünschten Breite zu halten und das natürliche Bestreben des gezogenen Bandes, sich zu verschmälern,
zu verhindern.
Wie zuvor bereits ausgeführt, besteht für das sich im rückwärtigen
Bereich des Ziehtiegels,angrenzend an die hintere Tiegelwandung 20,befindende Schmelzglas die Gefahr, daß sich
dasselbe hier zu stark abkühlt und dabei der Effekt der s.g. Entglasung auftritt. Die Ziehkammer 26 ist normalerweise
gegenüber der Tiegelkammer 23 entlang ihrer Seiten mittels der Deckblöcke 34 (siehe Fig. 2) abgedichtet, um hierdurch
i die genannte Entglasung entlang der hinteren Tiegelwandung 20 zu verhindern und die in der Tiegelkammer erzeugten heißer]
Verbrennungsgase zirkulieren entlang und über die hintere Tiegelwandung quer über den gesamten rückwärtigen Abschnitt
des Ziehtiegels. Während durch eine solche Verfahrensweise die s.g. Entglasung des Schmelzglases innerhalb des Ziehtiegels
durch Wiedererhitzung im Bereich der rückwärtigen Wandung verhindert wird, führen die Gase gewisse Schmutzmengen
an und in das Glas heran und sorgen darüber hinaus für
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nicht unerhebliche Turbulenzen der Atmosphäre in der Ziehkammer, wobei beide Erscheinungen zu einer Qualitätsminderung
der gezogenen Glasscheiben führen. Durch Anbringung einer zusätzlichen Wärmequelle in der Nachbarschaft der rückwärtigen
Tiegelwandung oberhalb des Schmelzglases ist es andererseits möglich, die Öffnung zwischen dem oberen Bereich
der rückwärtigen Wandung und dem Lippenformstück abzudichten, wobei jedoch festgestellt werden mußte, daß die
verwendeten Formstücke erheblichen Verformungen während des Betriebes des Schmelzofens unterworfen sind und sich Sprünge
und Brüche nicht vermeiden lassen. Das Ergebnis hiervon ist der Verlust der Abdichtwirkung und ein häufiger Austausch
der Formstücke, was widerum den Wirkungsgrad des Verfahrensablaufes mindert.
Erfindungsgemäß wird das Problem der Verformung und der Sprungbildung der Lippenformstücke und die damit verbundenen
Nachteile überwunden, ohne daß hierbei irgendwelche Vorteile, die sich durch die Abdichtung der Ziehkammer .26 gegen die
Tiegelkammer 23 ergeben, geopfert werden müßten. Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, werden die bisher bestehenden Nachteile
dadurch überwunden, daß ein in einzelne Abschnitte unterteiltes rückwärtiges Lippenformstück 31 zur Anwendung
kommt, welches herabhängend von einem getrennten Halterungsaufbau aufgenommen ist, der in Fig. 3 allgemein mit dem Be-
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zugszeichen 35 bezeichnet wird, wobei die eigentliche Abdichtung 36 nachfolgend noch genauer beschrieben werden wird.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das Lippenformstück 31 aus einer Mehrzahl einzelner axial
fluchtend zueinander ausgerichteter Segmente 37 zusammengesetzt, die mittels der Verbindungen 38 ineinander gepaßt sind
welche sich aus den Zungenansätzen 39 und den diese aufnehmenden Ausnehmungen 40 zusammensetzen. Die Verbindungen
werden durch Druckbeaufschlagung der Formstückanodnung an wenigstens einem Ende ihrer stirnseitigen Halterungen 31
gasdicht gehalten. Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, kann diese Druckbeaufschlagung durch eine Mehrzahl von mittels
Federn vorgespannten Bolzen 41 erreicht werden, die frei in entsprechend fluchtend ausgerichteten Bohrungen oder Öffnungen
innerhalb der Flansche 42 und der vertikalen Abstützorgane 42 axial bewegbar sind. Die vertikal angeordneten Halterungsorgane
43 können in Form von U-Schienen oder dergleichen an jeder Seite der Kammer aufgebaut sein. Über die Bolzen 42
sind die Federn 44 in der dargestellten Weise axial wirksam gesteckt, wobei diese jeweils zwischen dem einen Schenkel der
U-Schiene und einer in ihrem Abstand einstellbaren Mutter 45 gehalten sind, so daß sich die Kompressionskraft der Federn
und damit die Kraft mit denen die Bolzen 41 gegen die Lagerplatten 46 an den Enden des Lippenformstückes 31 drücken,
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einstellen läßt. Die federnde Lagerung ermöglicht eine gewisse Achsialbewegung der Anordnung, ohne daß hierbei ihre
Eigenschaft der Gasdichtigkeit an den Verbindungsstellen verloren ginge, wobei diese Achsialbewegung beispielsweise
während.einer Ausdehnung oder des Zusammenziehens des Lippenformstückes
bzw. der dasselbe bildenden einzelnen Segmente auftreten kann.
Die Verwendung einer Mehrzahl von frei einer Expansion oder
Koniraktion unterwerfbaren einzelnen Segmenten verhindert Beschädigungen und die Bildung von Rissen, Sprüngen und dergleichen,
wie das bei längeren oder aus einem einzigen Stück bestehenden' Lippenformstücken der Fall ist, in dem thermisch«:
Spannungen abgebaut werden, die durch ungleiche Wärmeverteilung
über die Länge des Lippenformstückes hervorgerufen werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die einzelnen Segmente, aus denen sich das erfindungsgemäße Lippenformstück aufbaut,
zufolge ihrer geringeren Größe leichter zu gießen und aushärten zu können, und es ergibt sich schließlich auch eine
einfachere Handhabungsmöglichkeit bei der Instellungbringung und dem Ausbauen dieser Segmente im Arbeitsbereich des
Schmelzofens.
Der obere Abschnitt jedes Segments 37 des Lippenformstückes
ist mit einer Reihe von quergerichteten im Abstand zueinan-
! ' -16-
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der liegenden Ausnehmungen 47 versehen, die in ihrer Breite zunächst schmalere Abschnitte 48 besitzen, welche sich dann
in der dargestellten Weise nach unten verbreitern, so daß sie in diesem Bereich einen Unterschneidungsabschnitt 49 aufweisen,
von dem gleitend entsprechend geformte Flanschabschnitte 50 aufgenommen werden können, die ihrerseits einen
Teil der hitzebeständigen Aufhängevorrichtungen 51 bilden.
Die Hängevorrichtungen 51 tragen die einzelnen Formstückseg- !
mente in einer Weise, die nachfolgend noch genauer beleuchtet
werden wird. !
Die erfindungsgemäß ausgebildete obere Halterungseinrichtung für das Lippenformstück besteht aus einem horizontal angeordneten
Hauptträger 52, der zwischen den - wie ersichtlich längeren parallelen horizontalen Rohrteilen 53 gehalten wird.
Diese widerum werden an ihren Endabschnitten außerhalb der
Kammer 26 von den Platten 54 getragen, die fest mit den vertikalen Trägerorganen 43 verbunden sind. Die rohratigen Teile
53, welche - wie dargestellt - aus im Querschnitt rechteckigen Stahlrohren bestehen können, sind an ihren Enden verschlossen
und wie Fig. 2 zeigt, mit Verbindungen 55 versehen. Während des normalen Betriebsablaufes der Anlage wird ein
Kühlmedium, wie etwa Wasser, in herkömmlicher Weise über die Anschlüsse 55 durch die Rohre hindurchgegeben, so daß eine
Kühlung sowohl der Rohrteile selbst als auch des Hauptträgers
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52 erfolgt. Die Rohre können paarweise zusammengeschlossen
werden, um hierbei-ein Doppeldurchlaufsystem mit Einlaß- und
Auslaßanschlüssen an jeweils der gleichen Seite zu bilden oder ihr Zusammenschluß kann auch so erfolgen, daß die Kühlflüssigkeit
an einer Seite eintritt, während sie an der anderen Seite wieder ausfließen kann, wobei hierfür - wie in
Fig. 2 dargestellt - an beiden Enden Verbindungsanschlüsse
vorgesehen sind. Eine derart ausgebildete Kühlung erhält die erforderliche Widerstandsfähigkeit aufrecht und vermeidet
Schäden für die Rohrteile und den Hauptträger, die innerhalb der Schmelzkammer mit hoher Temperatur beaufschlagt werden.
Die Segmente 37 des Lippenformstückes mit .den Hängevorrichtungen
51, werden über Haltebügel 56 von dem Hauptträger 52 aufgenommen. Jeder der Haltebügel 56 besitzt zwei identische,
sich gegenüberliegend angeordnete Tragorgane 57, die über entfernbare Bolzen 58 und Muttern 59 (siehe Fig. 5) miteinander verbunden sind. Die Halteorgane 57. besitzen ihrerseits
obere Abschnitte 60, die in Einwärtsrichtung gebogen sind und dabei in etwa einen rechten Winkel mit den sich in Abwärtsrichtung
erstreckenden Abschnitt bilden, so daß sie aufeinander zugerichtet auf der Oberfläche des Flansches 61
des Hauptträgers 52 in der aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlicher. Weise aufliegen. Untere in ihrem Querschnitt umgekehrt T-förmig
ausgebildete Abschnitte 62 der Trägerorgane (siehe Fig. 2) verlaufen in Längsrichtung des Hauptträgers und
-18-
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überspannen dabei den Spalt zwischen den Ansätzen 63, der im Abstand zueinander angeordneten Anhängevorrichtungen 51,
wobei sie in Eingriff mit der Unterseite der jeweils oberen Flansche der doppel T-förmig ausgebildeten Anhängeorgane
stehen. Die,T-förmigen Abschnitte 62 sind - wie auch Fig.
zeigt - seitlich verlängert, um eine größere Auflagefläche
entlang der Flansche 64 vorzugeben. Zufolge der beschriebener Aufhängung, d.h. der Verwendung von Haltebügeln, 56 und Aufhängevorrichtungen
51, werden die Abschnitte 37 die das Lippenformstück bilden ohne jegliche Biegebelastungen von
dem Träger 52 gehalten.
Der Hauptträger 52 ist seinerseits starr mit einem rechtwinkligen Rohrteil 53 verbunden und von diesem aufgenommen,
welche die durch das Eigengewicht der Segmente 37 des Lippenformstiickes gegebene Biegebelastung kompensiert und
auf sehr kleine Auslenkungen beschränkt. Die rechteckigen Rohrabschnitte verteilen ihrerseits die Last auf die vertikal
angeordneten Halterungsorgane 43 außerhalb der Kammer. Insofern ist es möglich, die Abschnitte 37, die das Lippenformstück
bilden, quer über die Kammer an ihrem hierfür vorgesehenen Platz zu halten; und zwar mit nur sehr geringen Auslenkungen
aus der Horizontale unter Verwendung eines minimal dimensionierten Hauptträgers 52.
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Die Abschnitte der Lippenformstücke selbst mit den Anhänge-.
Vorrichtungen 51 können aus einem feuerfesten Material gegossen oder ausgeformt werden, welches die hier auftretenden
Temperaturen unbeschadet aushält. Die verschiedenen Einzelteile der Hängevorrichtungen können aus. geeignetem wärmebeständigen
Material, wie etwa einer rostfreien Stahllegierung bestehen. Zufolge der Wasserkühlung ist es möglich, den Trägeraufbau
und die rechteckigen Rohrteile aus einem herkömmlichen Kohlenstoffstahl zu fertigen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein U-Träger 65 auf der
rückwärtigen Wandung 20 des Tiegels in Stellung gebracht und überspannt hierbei die gesamte Breite zwischen zwei Seitenblöchen
66 (siehe Fig.'2) und ruht dabei auf den Abdeckblöcken 34. Der' U-Träger 65 besitzt einen längeren vertikal
verlaufenden Schenkel 67, der in Aufwärtsrichtung zu der Bodenfläche eines Blockes 68 der Kammer 17 verläuft. Ein
horizontales Band 69 und der zweite kürzere Schenkel 70 vervollständigen das U-förmige Element 65, welches eine flache
Tasche 71 bildend ein trockenes Abdichtmittel 72 aufnimmt, ι das etwa aus Sand oder einem ähnlichen granulierten Material
bestehen kann. Die Abdichtung wird dadurch erreicht, daß die
'· Kante des Lippenformstückes 31 in das Abdichtmittel 72' ein -
! greift, wie das insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich i'st. Die j vertikale Verlängerung des Schenkels 67 macht es möglich,
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daß das Abdichtmittel 72 rückwärtig zu dem Lippenformstück 31 bis über den durch die Bodenfläche desselben vorgegebenen
Pegels aufgefüllt sein kann. Auf diese Weise können irgendwelche leichten Schwankungen zwischen dem Pegel des Bodens
der verschiedenen Segmente, die das Lippenformstück bilden, ohne weiteres vorliegen, wobei diese eine effektive Abdichtung
keineswegs verhindern, sondern das Abdichtmittel derartige Schwankungen durchaus zu kompensieren in der Lage
ist. Darüber hinaus können - wie in den Zeichnungen nicht dargestellt - undichte Stellen, die anderweitig zwischen
dem kanalartigen Element 65 und der feuerbeständigen, rückwärtigen Wandung 20 des Tiegels auftreten, dadurch verhindert
werden, daß eine Schicht zusammendrückbaren keramischen Fasermaterials hierzwischen angeordnet wird. Als Beispiel
für eine solche Schicht ist etwa das unter dem Handelsnamen "Fiberfrax" von der Firma Carborundum Company of Niagara
Falls, New York vertriebene Material verwendbar. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß
eine Abdichtung geschaffen wird, welche in keiner Weise von dem Gewicht der Lippenformstückhalterung gegen eine zweite.
Oberfläche oder eines Dichtungsblockes mit vollständigen bzw ganzen horizontalen Pegeloberflächen abhängig ist. Gleichzeitig
verhindert die erfindungsgemäße Abdichtung das Eindringen von Staub und turbulenten Gasströmungen in die Ziehkammer.
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Für die erforderliche Strahlungswärme, die auf die Oberfläche
des Glases im an die rückwärtige Wandung 20 des Ziehtiegels angrenzenden Bereich des Glases zu richten ist, sind
in den Segmenten 37 des Lippenformstückes in deren Längsrichtung verlaufende übereinstimmende Ausnehmungen 73 in
deren unteren Fläche vorgesehen. Die Ausnehmung 73 kennzeichnet sich durch einen im Querschnitt reduzierten Halsabschnitt
74 und durch eine entsprechend erweiterte Aushöhlung, in die in der dargestellten Weise elektrische
Widerstandsheizelemente in Form des serpentinförmig ausgebil deten Elementes 75 (siehe Fig. 6) eingebracht ist und über
Stifte 76 gehalten wird. Das Element erstreckt sich quer über den Ziehtiegel und ist in herkömmlicher Weise mit einer
nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden.
Der Querschnitt des Heizelementes und damit sein elektrischer Widerstand wird normalerweise über seine gesamte
Länge konstant gehalten, so daß sich eine extrem gleichmäßige Wärmebeaufschlagung über den Ziehtiegel ausbreitet.
Die gleichmäßige Wärmeverteilung direkt oberhalb des Ziehtiegels verhindert die Erscheinung der sogenannten Entglasung
des geschmolzenen Glases entlang und in dem hinteren Abschnitt, d.h. benachbart zur rückwärtigen Wand des Tiegels
und verringert über den Ziehtiegel vorliegende Temperaturunterschiede, da in kälteren Bereichen mit größerer Viskosität
die Wärmeabsorption größer ist, als in .solchen mit
—22—
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22^2 6 5
-22-höheren Temperaturen. Bei Schmelzofen mit offensichtlich j
größeren Temperaturunterschieden, die über dem Ziehtiegel !
auftreten und die nicht durch eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung eleminiert werden können, ist es möglich, den
Querschnittsbereich des Elementes entsprechend zu vergrößern oder zu verkleinern oder auch den Abstand zwischen den Windungen
des Heizelementes zu variieren, um hierdurch eine entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung der Wärmebeaufschlagung
für die Glasschmelze zu bewirken und auf diese Weise die Temperaturunterschiede in dem gegebenen Bereich
auszugleichen. Dieser Gesichtspunkt kann besonders vorteilhaft in den Bereichen sein, die unmittelbar an die Seitenwandungen
angrenzen, d.h. dort, wo der Wärmeverlust der Kammer besonders groß sein kann.
Die Heizelemente können aus irgendeinem wärmebeständigen geeigneten Material gefertigt werden. Beispielsweise sei hier
die von der Firma Hoskins Manufacturing Company of Detroit, ί Michigan unter dem Handelsnamen "Hoskins Alloy 875" vertriebene
Legierung genannt. Diese Elemente zeichnen sich durch einen relativ starken Querschnitt aus, der eine lange Lebensdauer
gewährleistet. Die geforderte elektrische Energiemenge, die zur Aufrechterhaltung einer Temperatur erforderlich ist,
die geeignete Verarbeitungsbedingungen für das Glas vorgibt, ergibt sich aus dem jeweils gewünschten Bedingungen selbst.
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Hierbei wurde jedoch allgemein gefunden, daß ein arbeiten mit einem Energieaufwand in der Größenordnung von 40 kW
zu nützlichen Ergebnissen führt. Falls jedoch andere Forderungen und Bedingungen vorliegen, ist es auch ohne weiteres
möglich, die Elemente mit geringeren Spannungen zu versorgen, die in der Größenordnung von 100 Volt oder weniger liegen.
Schließlich soll noch Erwähnung finden, daß sich herausgestellt hat, daß dann, wenn die Heizelemente 75 in der serpentinförmigen
oben beschriebenen Formgebung vorliegen, sich der effektive Erwärmungsbereich über den Ziehtiegel vergrößern
läßt und eine gleichmäßigere Temperaturverteilung vorliegt. Die Windungen ^er Serpentinen absorbieren wirkungsvoll
relative Längenänderungen zwischen dem Wärmeelement und dem Lippenformstück, die durch ungleiche Dehnungswerte der
beiden Materialien bei Wärmebeaufschlagung und Kühlung vorliegen.
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OBGiNAL INSPBCTED
Claims (11)
1.) Lippen forms tu ck für Schmelzofen zur Herstellung von Scheibenglas,
dadurch gekennzeichnet, daß eine die Anordnung tragende Vorrichtung vorgesehen ist, zu der ein sich in Längsrichtung des Lippenformstückes
(31) erstreckendes Halterungsorgan (52) gehört, wobei längs des Halterungsorganes (52) zur Kühlung und
Erhaltung der gewünschten Temperatur für das Halterungsorgan über dessen Länge geeignete Mittel (53) verlaufen,
daß das Lippenformstück (31) in eine Mehrzahl wärmebeständiger Lippenformstückabschnitte (37) unterteilt ist,
daß Hilfsmittel (35) zum Anhängen der einzelnen Abschnitte (37) des Lippenformstückes (31) an das Halterungsorgan
in aneinanderstoßender Endlage und in Längsrichtung zu diesem verschiebbar und weitere Hilfsmittel vorhanden
sind, die an dem Halterungsaufbau befestigt, gegen ein äußeres Ende wenigstens einer der Abschnitte (37) des
Lippenformstückes (31) die Abschnitte in dichtender Aneinanderlage haltend nachgiebig gedrückt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abschnitte (37), die zusammen das Lippenformstück
(31) bilden, eine in die Bodenfläche eingebrachte durchgehende Ausnehmung (73) aufweisen, die zusammen mit
den in den anderen Lippenformstückabschnitten vorhandenen
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eine kontinuierliche Ausnehmung bildet, wobei die Ausnehmung (73) in Richtung auf das an die rückwärtige Wandung des Tiegels angrenzende Schmelzglas offen ist, und
daß' elektrische Strahlungsheizelemente (75) in die Ausnehmung (73) eingesetzt sind, über die eine Wärmezufuhr
zur Oberfläche des Schmelzglases unterhalb derselben erfolgt, und daß schließlich Hilfsmittel zur Zuführung
elektrischer Energie zu den Heizelementen vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das in Längsrichtung des Lippenformstückes angeordnete Halterungsorgan einen horizontal liegenden
mit Flanschen (61) versehenen Träger (52) aufweist, daß die Mittel zur Kühlung und Aufrechterhaltung der Temperatur
für das Halterungsorgan aus in Längsrichtung parallel zueinander liegenden Rohrelementen (53) bestehen, die sich
entlang des flachen, senkrecht stehenden Abschnittes des Trägers (52) und über die Enden desselben hinweg erstrecken,
daß Hilfsmittel außerhalb der Kammer die parallelen Rohrelemente (53) an ihren Enden aufnehmen, und
daß Hilfsmittel für die Zirkulation eines wärmeabsorbierenden Mediums durch die Rohrelemente vorhanden sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Abschnitte (37) hängend aufnehmenden, wärmebeständigen Halterungsvorrichtungen (50) von
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im Abstand paarweise zueinander angeordneten Haltebügeln (56) herabhängend aufgenommen sind, die ihrerseits
in Eingriff mit den Bodenflanschen (61) des horizontal ι liegenden Trägers (52) stehen, und daß Mittel nach- I
giebig gegen die Abschnitte des Lippenformstückes drücken,
um diese mit ihren stirnseitigen Endflächen aneinandergefügt zu halten, wobei diese Mittel aus einer Vielzahl
federbelasteter Elemente (41, 44, 45) bestehen, die axial gegen Platten (46) einen Druck ausüben, und wobei
die Platten (46) zwischen der Endfläche eines Abschnittes (37) des Lippenformstückes (31) und Bolzen (41) liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Ziehtiegel, aus dem eine Glasschmelze abgenommen wird,
wobei der Ziehtiegel angrenzend an eine Schmelzglaszuführung mit dieser kommunizierend in Verbindung steht und eine
hintere Wandung sowie gegenüberliegend angeordnete Seitenwandungen aufweist, und wobei weiter eine Ziehkammer
oberhalb des Ziehtiegel mit diesem verbunden vorhanden ist und eine Tiegelkammer unterhalb des Ziehtiegels liegt
sowie Mittel zur Einbringung heißer Verbrennungsgase in die Tiegelkammer zur Erhitzung der Glasschmelze im Ziehtiegel
vorgesehen sind, wobei sich ein Lippenformstück quer über den rückwärtigen Abschnitt des Ziehtiegels
oberhalb der hinteren Wandung und der Glasschmelze er-
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streckt, dadurch gekennzeichnet, daß Abdichtmittel
horizontal auf der rückwärtigen Wandung des Tiegels aufliegend sich über die Länge desselben erstreckend,
die mit einer Kante des Lippenformstuckes eine Abdichtung zwischen der Ziehkammer und der Tiegelkammer bildend in
Eingriff stehen, so daß verhindert wird, daß Gas von der Ziehkammer über die rückwärtige Wandung in die Tiegelkammer eintreten kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die kängende Montage der Abschnitte (37)
des Lippenformstuckes (31) einen mittleren horizontal und quer über die Ziehkammer angeordneten Träger (52) mit
einem mittleren vertikalen Abschnitt beinhalten, daß der Träger von ihn flankierenden Rohrelementen gehalten ist,
daß die Rohrelemente über die Enden des Trägers hinaus verlaufend von Halterungen außerhalb der Kammer abgestützt
sind, und daß Mittel zur Zirkulation eines wärmeabsorbierenden Mediums durch die Rohrelemente vorhanden
sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen horizontal angeordneten Bodenflansch
aufweist, von dem das Lippenformstück aufgenommen ist, daß eine Vielzahl von Haltebügeln entlang des Trägers in
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Stellung gebracht ist, von welchen die das Lippenformstück bildenden Abschnitte herabhängen, daß jeder der
Haltebügel zwei Trägerelemente besitzt, die gegenüberliegende einwärts gerichtete horizontale Teile aufweisen,
welche auf der an jeder Seite des vertikalen Trägerteiles befindlichen Flanschen aufliegen, und daß Verbindungselemente
jedes der Paare der tragenden Elemente zusammenhalten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abschnitte des Lippenformstückes mit einer
Mehrzahl von in Querrichtung verlaufenden und im Abstand zueinander angeordneten Öffnungen versehen ist die einen
in ihrer Breite reduzierten Kragenabschnitt besitzen und die hitzebeständige Anhängevorrichtungen mit entsprechend
geflanschten Endabschnitten aufnehmen, wobei die wärmebeständigen Anhängevorrichtungen weitere in gleicher
Weise geflanschte Abschnitte an ihren gegenüberliegenden Enden aufweisen, die ihrerseits zwischen den Paaren der
Trägerglieder aufgenommen sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte der Lippenformstücke axial ineinander fügbare Zungenansätze und Ausnehmungsverbindungen
aufweisen, und daß die Mittel für die axiale An-
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einanderlage und Halterung des Lippenformstuckes für
eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten aus einer Vielzahl von federbelasteten verstellbaren
Bolzen bestehen, die gegen Platten drücken, welche fest an den äußeren Enden einer der Abschnitte des Lippenformstuckes
angebracht sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdichtungsmittel aus einem in Aufwärtsrichtung offenen kanalartigen Teil bestehen, welches
horizontal auf der rückwärtigen Wandung des Tiegels über dessen Länge angeordnet ist und wenigstens teilweise unter
das Lippenformstück reicht, daß der hintere Schenkel des im Querschnitt U-förmigen Teils senkrecht hinter dem
Lippenformstück liegt, und daß zwischen den Schenkeln des U-förmigen Teiles ein loses, granuliertes Material
eingebracht ist, das auch in Aufwärtsrichtung hinter dem Lippenformstück eine Abdichtung bildend angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß in Längsrichtung in der Bodenwandung jedes Abschnittes verlaufend eine Ausnehmung vorgesehen ist,
die mit den anderen Abschnitten des Lippenformstück eine
durchgehende Ausnehmung bildet, daß elektrische Widerstandsheizelemente
innerhalb der Ausnehmung angeordnet
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sind, und daß Hilfsmittel zur Zuführung elektrischer Energie zu dem Heizelement für die Erhitzung des Schmelzglases
im Bereich der hinteren Wandung des Tiegels vorhanden sind.
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