DE3112885A1 - "verfahren zum ausziehen von glas bei der floatglasherstellung" - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen
von Flachglas, bei dem das Glas ausgeformt wird während es auf der Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Metall
getragen wird. Derartige Verfahren werden üblicherweise als Floatglasverfahren bezeichnet. Insbesondere richtet
sich das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Methode des Ausziehens des Glases, während es vom geschmolzenen Metall
getragen wird, auf eine Dichte unterhalb der Gleichgewichtsdichte
in einer solchen Weise, daß das Glas minimale Störungen aufweist.
Das Floatglasverfahren, bei dem das geschmolzene Glas auf
ein Bad aus geschmolzenem Metall gefördert und darauf zu einem endlosen Glasband ausgeformt wird, ist bekannt und
beschrieben, beispielsweise in den US-Patenten 710 357, 789 911, 3 083 551, 3 220 816 und 3 843 346. Unter der
Einwirkung von Schwerkraft und den Oberflächenspannungskraften
breitet sich das geschmolzene Glas auf dem geschmolzenen Metall aus zu einer Gleichgewichtsdicke von etwa
6,86 mm (0,27 inches). Um ein Glas mit einer Dicke herzustelfe n, die geringer ist als die Gleichgewichtsdicke, wurden
bisher verschiedene Maßnahmen angewandt und Vorrichtungen vorgeschlagen, die das Glas ausziehen, während es in
viskosem Stadium auf dem Bad aus geschmolzenem Metall ist. Die einfachste Ausdehnungstechnik ist in dem US-Patent
3 215 516 beschrieben, bei dem das Strecken in Längsrichtung, d.h. in Bewegungsrichtung des Glases, dadurch erfolgt,
daß als Ausziehkräfte die Kräfte wirken, die von den Zugeinrichtungen zum Abziehen des Glases aus der Floatkammer aufgebracht
werden. Bei einer solchen Vorrichtung und Verfahre! sweise wird das dünner werdende Glasband gleichzeitig schmaler.
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Deshalb ist es üblich, ein seitliches Strecken und entsprechende Einrichtungen vorzusehen, um den Breitenverlust des
Glasbandes beim Längsausziehen zu verringern. Ein derartiges Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen sind aus
US-Patent 3 695 859 bekannt. Bei einer anderen Arbeitsweise, die beispielsweise im US-Patent 3 843 346 beschrieben ist,
wird die Breite des Glasbandes im wesentlichen konstant gehalten durch seitlich wirkende Zugkräfte, die an den Kantenteilen
des Glasbandes angreifen während es in Längsrichtung ausgezogen wird.
Verfahrensstörungen oder -Schwankungen beim Ausziehen des
Glasbandes verändern die Topographie des Glasbandes, so daß optische Störungen resultieren. Die Topographie des Floatglases
ist gekennzeichnet durch zwei Typen von Verlängerungsmerkmalen, DickeSchwankungen und Wellen, die sich im allgemeinen
parallel zur Forderrichtung des Glases, d.h. in Längsrichtung,
erstrecken. Diese Abweichungen von einer vollständig flachen Oberfläche wirken als zylindrische Linsen, die
die Lichtreflektion von der Glasoberfläche oder den Lichtdurchlaß durch das Glasband stören. Die Analyse dieser Störungsmuster
unter Verwendung von optischen Einrichtungen in eine Richtung quer zur Bewegungsrichtung bei der Herstellung
des Glases geben ein Störungsmuster, das besteht aus statistisch aufgebrachten sinusförmigen Wellen, deren Wellenlängen
über einen weiten Bereich schwanken. Es wurde gefunden, daß die Hauptkomponente des instrumenten gemessenen Signals bei
Messung mit durchscheinendem Licht eine gut definierte Wellenlänge im Bereich von etwa 3,0 bis 3,6 cm aufweist, bei
einem Floatglasprozeß mit konstanter Breite, wie er bereits beschrieben wurde. Bei der Arbeitsweise des Pilkington-
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Verfahrens mit frei fallendem Glas beträgt die Wellenlänge etwa 0,6 bis 2,5 cm. Diese Hauptwellenlänge liegt jedoch
in einem Bereich, der vom menschlichen Auge wahrgenommen wird, weil das menschliche Auge in diesem Bereich sehr
empfindlich ist.
Oberflächenstörungen des Flachglases können verschiedener Art sein. Erstens: Inhomogenitäten in der Glaszusammensetzung
("ream") verursachen nicht nur Ungleichmäßigkeiten des Brechungsindexes des Glases, sondern können auch Oberflächenstörungen
zur Folge haben. Zweitens: Thermische ' üngleichmäßigkeiten entweder im geschmolzenen Glas beim
Eintritt in die Formgebungskammer oder innerhalb der Kammer selbst führen zu Oberflächenstörungen. Drittens: Schwankungen
des Stromes des geschmolzenen Glases aus dem Schmelzofen in die Formgebungskammer oder Schwankungen der Volumenfließgeschwindigkeit
oder Unegalitäten in der Dicke des eintretenden geschmolzenen Glases über die Breite des Glasbandes
führen zu Störungen. Viertens: Mechanische Störungen und Schwankungen durch Kontakt mit verschiedenen Einrichtungen
der Formgebungsanlage können zu Deformierungen des Glasbandes führen. Das schließt ein beispielsweise die Ziehmaschine,
seitliche Sperr- und Begrenzungseinrichtungen ebenso wie Schwankungen in der Geschwindigkeit, mit der das dimensionsstabile
Band aus der Formgebungskammer abgezogen wird. Diese Schwankungen in dem Glas/Zinnsystem führen zu Dickeschwankungen
oder Wellen im Glas als Folge einer Vielzahl von möglichen Ursachen, beispielsweise unterschiedliches Ziehen,
viskoses Falten, Runzeln und Prägen und Membrandehnung. Obwohl ein Minimisieren dieser Ursachen für Störungen wünschenswert
ist, können diese nicht vollständig beseitigt
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werden, insbesondere, wenn ein Glas unterhalb der Gleichgewichtsdicke
hergestellt werden soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, eine Verfahrensweise aufzuzeigen, bei der die Auswirkungen derartiger
Störungen verringert werden.
Bei einem frischgeformten Glasband, das sich in flüssigem
Zustand befindet und auf dem Zinnbad weitertransportiert wird, ändert sich die Topographie kontinuierlich, und Störungen
und neue Defekte im Glasband treten auf bei jeder ι Formänderung. Ein Defekt kann sich verkleinern durch Einrichtungen
viskosen Ausschwingens (viscous decay) oder die Wellenlänge des Störmusters kann verändert werden durch
Ausdehnungs- oder Druckbelastungen. Es erscheint deshalb wünschenswert, diese Störungsmechanismen mit dem Ausziehverfahren
zu koordinieren, um die Störungen, die während des Ausziehens auf das Glas aufgebracht werden, zu minimisleren.
Es wurden bereits erhebliche Anstrengungen unternommen, um
auf diese Weise die Zahl der Oberflächendefekte beim Ausziehen von Floatglas zu verringern. Derartige Vorschläge
sind in den US-Patenten 3 440, 030, 3 533 772 und 3 520 beschrieben, aber keines dieser Verfahren und Vorschläge
hat zu einer zufriedenstellenden Lösung des Problems geführt,
Die bereits angegebene Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also auch darin, eine andere und besser wirksame
Lösung aufzuzeigen, als es aus den vorstehend genannten US-Patentschriften bekannt ist.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Verfahren zum Herstellen eines endlosen Glasbandes mit einer Dicke
unterhalb der Gleichgewichtsdicke gemäß den Patentansprüchen.
In den Unteransprüchen sind bevorzugte Verfahrensführungen
beschrieben.
Es wurde überraschend gefunden, daß man durch Aufbringen von
Zugkräften auf das Gladband in der Floatkammer in spezieller Weise auch bei einem Verfahren, bei dem ein Glasband unterhalb
der Gleichgewichtsdicke hergestellt wird, den Anteil an optischen Störungen wesentlich verringern kann. Bei einer
Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um eine Schrittfolge,
während derer das Glas zuerst durch eine Entspannungszone geführt wird, dann das Glas zunächst längs und dann quer
ausgezogen wird, ehe das Glas in einer weiteren Zone abgekühlt wird, um ausreichende Dimensionsstabilität zu erhalten.
Die Entspannungszone liegt dicht unterhalb des Punktes, an
dem das geschmolzene Glas auf das Bad des geschmolzenen Metalles aufgebracht wird. Dieser Bereich oder die Zone ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Längsgeschwindigkeitskomponente des Glases niedriger ist als in den anschließenden
Zonen auf dem Metallbad. Diese langsame Geschwindigkeit des Glases kann dadurch herbeigeführt werden, daß es dem Glas
ermöglicht wird, sich seitlich auszubreiten, oder durch Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Glases, so daß sich
zunächst ein Glasband mit besonderer Dicke ausbildet. In jedem Falle kommt es erfindungsgemäß darauf an, eine ausreichende
Verweilzeit in diesem Bereich für das geschmolzene Glas sicherzustellen, um alle StrömungsSchwankungen,
die durch den Übergang auf das geschmolzene Metallbad hervorgerufen wurden, auszugleichen.
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Ein weiterer Schritt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Glasband zunächst durch eine Zone gelangt, in
der es in Längsrichtung ausgezogen wird und anschließend durch eine Zone gelangt, in der es seitlich ausgezogen wird.
In dem Bereich oder der Zone, in der das Ausziehen in Längsrichtung erfolgt, wird mechanisch das seitliche Einschrumpfen,
d.h. eine Verminderung der Breite des Glasbandes, verhindert, so daß das Ausziehen hauptsächlich zu einer Reduzierung der
Dicke des Glasbandes führt. Ein wesentlicher Anteil z.B. etwa 50% der Gesamtdickenreduktion wird ausgeführt in dieser
Ausdehnungszone. Es wird angenommen, daß die meisten Oberflächendefekte
während des LängsausZiehens des Glases im Glas erzeugt werden. Unmittelbar anschließend an die Längsausdehnungszone
folgt ein Bereich oder eine Zone, in der das Glasband durch aufgebrachte mechanische Kräfte verbreitert
wird und dadurch gleichzeitig die Dicke verringert wird auf die endgültig gewünschte Dicke. Das Ausziehen der
seitlichen Zone erfolgt hauptsächlich in seitlicher, d.h. quer zur Transportrichtung, aber die Zugkräfte, die auf
das Glasband von den Abzugseinrichtungen her in Längsrichtung wirken, sind ausreichend, um mindestens ein Schrumpfen
in Längsrichtung zu vermeiden. Anschließend an die seitliche Streckzone folgt eine Ruhezone, in der das Glas abkühlen
kann und in einen Zustand gelangt, in dem es aus der Floatkammer abgezogen werden kann, ohne daß dabei Oberflächenbeschädigungen
eintreten.
Gerade diese Aufeinanderfolge von Schritten beim Ausziehen des Glasbandes führt zur gewünschten Verringerung der Oberflächenstörungen
beim Glasherstellungsverfahren. Die Verbesserung der vorliegenden Erfindung basiert auf der Fest-
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Stellung, daß die optische Leistung von Störungen der Glasoberfläche stark von der räumlichen Frequenz der
Störmerkmale abhängt und diese Abhängigkeit folgender Funktion genügt:
P - khf2
wobei P die optische Leistung ist, k ist eine Konstante, h ist die Höhe oder Amplitude des Oberflächendefekts und
f ist die räumliche Frequenz des Störmusters. Aus der Funktion ergibt sich, daß die Amplitude und die Frequenz
beide die optische Leistung (optical power) beeinflussen. Die Frequenz wirkt in der zweiten Potenz, während die
Amplitude nur als einfacher linearer Faktor wirkt. Deshalb kommt es bei der erfindungsgemäßen Lösung entscheidend
darauf an, die Frequenz der Störmerkmale zu reduzieren. Trotzdem wird eine zusätzliche Verbesserung erfindungsgemäß
erreicht durch eine Verringerung der Amplitude der Oberflächenstörungen. Im Rahmen der Erfindung wurde ebenso
festgestellt, daß das Längsausziehen nicht nur die Hauptquelle für mechanische Schwankungen ist, sondern auch noch
in erheblichem Maße die Frequenz von eingebrachten oder schon existierenden Oberflächenfehlern stark erhöht. Deshalb
gehört es zu einer der erfindungsgemäßen Maßnahmen, vor der Längsausziösone einen Bereich vorzusehen, der als
Entspannungsζone wirkt, um zunächst alle Schwankungen des
Glases auszugleichen, ehe es in die Längsreckzone gelangt. Erfindungsgemäß erfolgt das hauptsächliche Ausdehnen des
Glasbandes an einer Stelle, an der das Band relativ schmal ist, so daß anschließende Verfahrensschritte möglich sind,
um die Amplitude und die Frequenz von Oberflächenstörungen, di* durch das Längsrecken eingetreten sind, zu reduzieren.
Dabei handelt es sich um ein Verbreitern des Glasbandes in
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einer anschließenden seitlichen Streckzone, Dadurch wird das Störmuster, das durch das LHngsausziehen erzeugt wurde,
nun in seitlicher Richtung gestreckt, so daß sich die Frequenz ebenso wie die Amplitude verringert.
Eine spezielle erfindungsgemäße Verfahrensvariante richtet
sich darauf, die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einem Floatverfahren mit konstanter Breite, wie es in einem bereits
erwähnten US-Patent beschrieben ist, anzuwenden. Bei Verbindung mit einem solchen Prozeß wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, die Glasschicht, kurz nachdem sie auf das Bad aus geschmolzenem Metall übergegangen ist, in der Breite
zu verringern und ein derart schmaleres Glasband einer Längsund Querreckung zu unterwerfen, wie es bereits beschrieben
wurde. Auf diese Weise ist es möglich, die gefährlichen Ausdehnungen an einem relativ schmalen Glasband vorzunehmen
und durch das anschließende seitliche Ausziehen die Frequenz des Störmusters zu verringern.
Das Prinzip der Erfindung läßt sich für verschiedene Floatglasverfahren,
bei denen das Glas auf einem geschmolzenen Metallbad gefördert wird, anwenden und wird nun an einem
besonderen Beispiel anhand der Figuren beschrieben.
Abbildung 1 ist ein schematischer Querschnitt von der Seite einer Anlage für die erfindungsgemäße Verfahrensweise, wobei
das geschmolzene Glas in freiem Fall auf das Metallbad übergeht.
Abbildung 2 ist eine schematische Aufsicht auf die Glasformgebungskammer
von Abbildung 1.
Abbildung 3 ist ein schematischer Blick einer Modifikation der in Abbildung 2 wiedergegebenen Anlage, bei der seitliche
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Begrenzungseinrichtungen vorhanden sind, am Eingangsteil der Forragebungskammer.
Abbildung 4 ist ein schematischer Querschnitt von der Seite einer anderen Glasformkammer, bei der der Übergang des Glases
in freiem Fall erfolgt.
Abbildung 5 ist eine schematische Aufsicht auf die Glasformgebungskammer
von Abbildung 4.
Abbildung 6 ist eine schematische Aufsicht auf den Eingangsteil der Formgebungskammer von Abbildung 5, wobei jedoch eine
Veränderung erfolgt ist, durch Vorsehen von Kantenrolleinrichtungen
in der Entspannungszone.
Abbildung 7 ist eine schematische Aufsicht auf den Eingangsteil einer Formgebungskammer mit einer weiteren Abwandlung
der Ausführungsform von Abbildung 5, wobei sich das Glasband
in der Entspannungszone verbreitern kann.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
Die Ausführungsform, die in den Abbildungen 1 und 2 wiedergegeben
ist, ist eine typische Floatglasanlage des Systems Pilkington, das in den US-Patenten 3 083 551 und 3 220 816
beschrieben ist und in großem Umfang praktisch verwendet wird. Die Einzelheiten einer solchen Anlage und ihre Arbeitsweise
sind dem Fachmann bekannt. Dabei wird im allgemeinen geschmolzenes Glas 10 aus einem nicht gezeigten Schmelzofen
durch einen Übergangskanal 11 in eine Formkammer 20 eingebracht. Ein Auslaß- oder Abschlußtor 13 und ein Steueroder
Regeltor 14 erstrecken sich durch das Dach 12 des Kanals, um eine Steuerung des Übergangs von geschmolzenem
Glas in die Formgebungskammer zu ermöglichen. Die Kammer kann einen Boden 21, ein Dach 22 und Seitenwände 23 aus
feuerfestem Material aufweisen. Das Bad aus geschmolzenem
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Metall 25 besteht im wesentlichen aus Zinn oder einer Zinnlegierung.
Das geschmolzene Glas gelangt in die Fonnkammer über ein Lippenglied 15, von dem es weiter auf das geschmolzene
Metall übergeht und einen Meniskus ausbildet und wobei es sich unter der Wirkung der Oberflächenspannungskräfte
seitlich ausdehnt. Das Glas muß aber nicht frei fallend über eine Lippe 15 der Formkammer zugeführt werden, sondern es
kann auch während des Überganges von der Lippe auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalles durch ein feuerfestes
Einbauteil, wie es in der US-Patentschrift 4 055 407 beschrieben ist,gestützt werden. Das seitliche Ausdehnen
eines Teils des geschmolzenen Glases ergibt die gewünschte Zone A in Abbildung 2, die den erfindungsgemäßen Entspannungsbereich
bildet. In dieser Zone A ist das Glas entweder in oder oberhalb seiner Gleichgewichtsdicke und wird auf
eine Temperatur von 925 C oder höher gehalten, bis hinauf zu einer typischen Übergabetemperatur von etwa 1090 C.
Die allgemeine Funktion der erfindungsgemäßen Zone A besteht darin, das Glas für eine relativ lange Zeit in einem
relativ hohen Temperaturbereich zu halten, in dem es eine relativ niedrige Viskosität hat. Das ermöglicht und
fördert das Ausgleichen von Strömungsschwankungen und Störungen, die vom Übergang des geschmolzenen Glases auf das
Bad aus geschmolzenem Metall herrühren.
Diese relativ lange Aufenthaltszeit wird erreicht durch eine relativ große Menge geschmolzenen Glases in der Zone
A, so daß sich dieses seitlich ausbreiten kann, wie es in Abbildung 2 gezeigt ist. Alternativ läßt sich ein größeres
Volumen von Glas dadurch erhalten, daß man die Tiefe der Glaszone A erhöht durch Seitenwände oder andere Einrich-
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tungen, die das Glas nach innen drücken. Ein Beispiel derartiger seitlicher Führungsstege ist in Abbildung 3 gezeigt,
in der seitliche Führungs- oder Trennstäbe 35 und 36 das gesteuerte Ausbreiten des Glases innerhalb der
Zone A' verhindern.
In Abbildung 2 ist eine Zone B angegeben, die eine Längsreckzone
darstellt. Das Glas gelangt in den Bereich B mit einer Temperatur von etwa 980 C annähernd in der gleichen
Dicke. Die Temperatur des Glasbandes kann während des Durchlaufes durch die Zone B abfallen, aber die Temperatur
wird so gesteuert, daß sie nicht unterhalb 815 C beträgt, wenn das Glas die anschließende Zone C verläßt.
Das Glas wird von der Zone A in die Zone B durch längs wirkende Kräfte gezogen, die auf das Glas einwirken, und
das Glas in der Dicke und Breite verringern. Wenn jedoch die längs ziehenden Kräfte ohne Grenze auf das Glas einwirken
können,tritt eine stärkere Reduktion der Breite ein als eine Reduktion der Glasdicke. Das ist ein wesentlicher
Nachteil, denn der Grund für das Ausziehen des Glases ist die Reduzierung der Glasdicke und schmale
Glasbänder werden in der Praxis weniger benötigt als breite. Deshalb sind innerhalb der Zone B Einrichtungen
vorhanden, die ein weiteres Einschnüren des Glasbandes in diesem Bereich verhindern und es ermöglichen, daß die
Zugkräfte in der Zone B in erster Linie zu einer Verringerung der Dicke des Glasbandes führen. Die Einrichtungen
zum Steuern der Breite sind vorzugsweise Sätze sich drehender Rollen 28, wie sie in den Abbildungen gezeigt sind
oder andere, bekannte, die Breite der Bahn steuernden Einrichtungen, wie Gasdüsen, Abstreifer, Blätter oder
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elektromagnetische Einrichtungen. Vorzugsweise können die Rollen 28 eine Form haben, die insbesondere in der US-Patentschrift
3 929 444 beschrieben ist. Eine Vielzahl von Rollensätzen sind angeordnet in der Zone B, um die Breite
des Bandes im wesentlichen konstant zu halten. Jeder Satz besteht aus einem Paar von Rollen auf den gegenüberliegenden
Seiten des Bandes. Die Rollen greifen an der oberen Oberfläche an den Kanten des Bandes an und die Geschwindigkeit
ihrer Drehung wird so gesteuert, daß sie die Längsgeschwindigkeit des Glasbandes beim Durchlaufen des Abschnitts
B erhöhen. Nicht gezeigt ist in Abbildung 2 eine bevorzugte Stellung der Rollen in der Zone B, leicht nach außen abgewinkelt,
etwa 5 bis 10 von der Bewegungsrichtung des Glases. Im Bereich B wird die Dicke des Glases reduziert von
der annähernden Gleichgewichtsdicke zu einer im wesentlichen geringeren Dicke, größenordnungsmäßig etwa der Hälfte
oder mehr des Weges in Richtung auf die gewünschte Enddicke. Es wird angenommen, daß dieses längs gerichtete Ausziehen
ursächlich für einen wesentlichen Teil der Oberflächenstörungen im Glas ist.
Anschließend gelangt das Glas in eine seitliche Ausziehzone, die in der Figur als Zone 2 bezeichnet ist, in der
das Glas zu seiner endgültigen Dicke gebracht wird. Die Temperatur des Glases im Bereich C kann im Bereich von
etwa 980 C bis etwa 815 C liegen. Bei diesem letzten Ausziehschritt
zur Dickenverringerung erfolgt dies hauptsächlich durch Verbreiterung des Glasbandes. Seitliche Ziehkräfte
werden aufgebracht durch Einrichtungen, die auf das Glasband einwirken, beispielsweise Rollen 29, die gleich
gebaut den Rollen 28 sind, oder andere Auszieheinrichtungen.
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Die Rollen 29 werden in einem solchen Winkel zur Transportrichtung
des Bandes angeordnet, daß sie eine seitliehe Kräftkomponente auf das Glas einwirken lassen. Längs
ziehende Kräfte werden also ebenfalls im Bereich C durch die Rollen 29 aufgebracht wie durch die Transport- und
Zieheinrichtungen, die das gebildete Glasband hinter dem Ausgang der Formgebungskammer erfassen. Das Aufbringen
von längs gerichteten Kräften in der Zone ist erwünscht, um sicherzustellen, daß das endgültige Ausziehen eine
Dickenreduktion bewirkt und damit keine Verkürzung in Längsrichtung verbunden ist. Etwas Beschleunigung in
Längsrichtung kann dem Glasband in der Zone C erteilt werden, um das Glasband in beiden Richtungen, längs und
quer, zu ziehen, aber das Längs-Ausziehen in Zone C sollte erst relativ gering sein, im Vergleich zum Ausziehen in der
Zone B.
Das Verhältnis der Endbreite des Glasbandes zur Breite des
Bandes im Bereich der Zone B ist direkt proportional der erhaltenen Gesamtverringerung und beeinflußt direkt die
Reduktion der optischen Fehler (optical power of distortion). Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, die seitliche
Ausdehnung in der Zone C zu maximieren. Es wurde gefunden, daß das Hauptstörungsmuster im Verhältnis zur
Dickenänderung eine Frequenz zwischen etwa 0,28 bis 0,32 Zyklen pro cm aufweist und durch Längs-Ausziehen, wie in
Zone B, entsteht. Eine solche Frequenz optischer Fehler ist sehr nachteilig, weil das menschliche Auge überaus
empfindlich gegenüber einer solchen Schwankung ist. Das seitliche Ausziehen in der Zone C hat den Vorteil, daß es
die Fehlerfrequenz reduziert in Übereinstimmung mit folgender
Funktion:
130066/0688
f2 - U1 χ WB/WD
In dieser Formel ist f. die optische Störungshäufigkeit
der Eintrittszone C, f~ die Häufigkeit (frequency) optischer
Störungen im Glasendprodukt, Wn die Breite des
Glasbandes in der Zone B und \J die Breite des Glasbandes
in der Zone D. In Übereinstimmung mit dieser Funktion ist es erwünscht, daß der Anstieg der Breite des Glasbandes
in der seitlichen Ausziehzone C mindestens das 1,05-fache der Breite des Glasbandes in der Zone B beträgt, vorzugsweise
soll der Faktor 1,1 sein und ganz besonders bevor- ■ zugt ist ein Faktor von 1,5 oder höher. Wenn möglich, ist
es erwünscht, daß die Endbreite des Glasbandes die maximale Breite des Glasbandes in der Entspannungszone überschreitet.
Nach dem seitlichen Ausziehen des Glasbandes tritt dieses in die Zone D ein, wie in Abbildung 2 gezeigt, wo eine
Abkühlung erfolgt ohne weiteres Ausziehen auf eine Temperatur, üblicherweise etwa 595°C. Bei einer solchen Temperatur
ist das Glas dimensionsstabil und ausreichend fest, um von dem Bad aus geschmolzenem Metall abgezogen werden
zu können durch Abzugsrollen 31 an der Ausgangsschwelle der Floatkammer. Üblicherweise isoliert ein Vorhang 32 die
Atmosphäre der Floatkammer von der Außenatmosphäre. Anschließend wird das Glasband üblicherweise auf Trägerrollen
durch einen Temperofen geführt.
Die Abbildungen 4 und 5 zeigen eine Übertragung der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren des Typs "konstante
Breite", wie er in der US-Patentschrift 3 843 346 beschrieben ist. Diese Ausführungsform der Erfindung unterscheidet
sich von der in den Abbildungen 1 und 2 wiedergegebenen dadurch, daß das geschmolzene Glas auf das geschmolzene Metall
130066/0688
in der Formgebungskammer über eine breite Schwelle ohne
freien Fall oder ungehinderte seitliche Ausdehnung gelangt. Das geschmolzene Glas 40 ist enthalten in einem Schmelzofen
41 mit einem Ausgangs- oder Verschließtor 42 und einem Einstell- oder Regeltor 43 am Übergang zwischen dem
Schmelzofen und der Formgebungskammer 50. Die breite Schwelle 44 befindet sich unterhalb des Regeltores 43 und
stützt das Glas während des Überganges in die Formgebungskammer bis es dort vom geschmolzenen Metall 55 getragen
wird. Die Formgebungskammer 50 kann einen Boden 51, ein Dach 52 und Seitenwände 53 in bekannter Ausführung aufweisen.
Erfindungsgemäß wird das Glasband 57 nacheinander durch 4 vorher bestimmte Bereiche oder Zonen Q, R, S und T
geführt, wie in Figur 5 gezeigt, und die in ihrer Wirkung mit den Zonen A, B, C und D übereinstimmen, wie sie im Zusammenhang
mit der Abbildung 2 beschrieben wurden. Die Zone Q ist der Entspannungsbereich, in der, wie bereits
beschrieben, das Glas relativ ungestört bei einer relativ hohen Temperatur gehalten wird, um volumenmäßige Ungleichmäßigkeiten
in der frisch gebildeten Schicht des geschmolzenen Glases auszugleichen. Das Strecken während der Aufenthaltszeit
in der Zone Q wird bewirkt durch die seitlichen Begrenzungseinrichtungen oder Schienen 56, die sich in einem
Winkel auf die Mitte des Glasbandes in Forderrichtung des
Glasbandes erstrecken und den Abfluß geschmolzenen Glases verhindern. Dadurch steigt die Tiefe des Glases in der
Zone Q an. Seitliche Sperren 56 sind vorteilhafterweise
auch neben dem Glasband vorhanden, ehe es in die Längsausdehnungszone R eintritt. Weitere alternative Anordnungen
zum Ausdehnen der Aufenthaltszeit des Glases in der Entspannungszone sind in den Abbildungen 6 und 7 wiedergegeben. In
130066/0688
Abbildung 6 ist gezeigt, daß in einem nach innen gerichteten Winkel drehende Rollen 65 mit den äußeren Kanten des
Glasbandes zum Eingriff kommen, und zwar so nahe als möglich an der Kante und auf diese Weise die Dicke des Glasbandes
innerhalb der Zone Q1 erhöhen. In Abbildung 7 ist eine Entspannungszone Q1' gezeigt, wobei die Ausdehnung
des Glases bis dicht zu oder sogar bis in Kontakt mit den Seitenwänden 53 der Formgebungskammer erfolgt und auf diese
Weise das Gesamtvolumen des Glases innerhalb der Entspannungszone erhöht wird. Vorzugsweise wird der direkte Kontakt des Glases mit dem feuerfesten Material der Seitenwände
53 durch zusätzliche Graphitsperren oder dergleichen verhindert, die zwischen den Kanten des Glasbandes und der
benachbarten Seitenwand angeordnet sind.
In Abbildung 5 wird gezeigt, daß das Glas, nachdem es die Entspannungszone Q verläßt, in die Längsziehzone R gelangt,
in der das Glas längs ausgezogen wird, um seine Dicke wesentlich zu reduzieren, während es im wesentlichen auf
konstanter Bandbreite gehalten wird durch die Kantenrollen 58, die in der gleichen Weise wirken wie die Rollen der
Zone B von Abbildung. In gleicher Weise schließt sich dann eine seitliche Ausziehzone S an, in der das Glasband seitlich
ausgedehnt wird. Diese Zone weist in einem nach auswärts gerichteten Winkel angeordnete Rollen 59 auf, die
die gleiche Wirkung entfalten wie die entsprechenden in Zone C der Abbildung 2. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
beträgt die Temperatur des Glases in den Zonen R und S von 980 bis 815°C. Anschließend wird das Glas
abgekühlt, üblicherweise auf eine Temperatur von etwa 595 C in der Kühlzone T, nachdem das dimenstionsstabile
130066/0688
Glasband über Ausgangsschwelle 60 durch die Abzugsrollen
61 geführt wird. Ein Vorhang 62 trennt die Atmosphäre der Floatkammer von der Umgebungsatmosphäre.
Bei einer modifizierten Arbeitsweise der Erfindung wird
das Glas aus der Entspannungszone A, Q, Q1 oder Q"(wie
zuvor beschrieben) in eine Zone gefördert, bei der Längsund Querausziehen kombiniert ist. In einer.solchen Zone
werden seitliches und längs gerichtetes Ausziehen im wesentlichen gleichzeitig vorgenommen, so daß das Glasband
eine Breite annimmt, die im wesentlichen mit der Endbreite übereinstimmt und gleichzeitig in der Dicke abnimmt bis
im wesentlichen die Enddicke erreicht ist.
Die Erfindung wurde in Form einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, und es ist selbstverständlich, daß weitere
Modifikationen möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Beispielsweise seitliche Sperren wie
in Figur 5 oder nach innen abgewinkelte Rolleinrichtungen wie in Abbildung 6 können verwendet werden in Verbindung
mit dem Verengungstransportsystem von Figur 2, um so eine relativ enge, dicke Entspannungszone zu schaffen.
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- 23 Bezugszeichenliste:
10 geschmolzenes Glas
11 Übergangskanal
12 Dach des Kanals
13 Auslaßtor
14 Regel- Steuertor
15 lippenförmiges Glied, Schwelle 20 Formgebungskammer
2.1 feuerfester Boden
22 Dach der Formgebungskammer
23 Seitenwände der Formgebungskammer
25 Bad aus geschmolzenem Metall
26 Miniskus
28, 29 Rollen
28, 29 Rollen
30 Ausgangsschwelle
31 Abzugsrollen
32 Vorhang
35, 36 seitliche Führungsstege, Begrenzungen
40 geschmolzenes Glas
41 Schmelzofen
42 Auslaßtor
43 Regeltor
44 breite Schwelle
50 Formgebungskammer
51 Boden
52 Dach
53 Seitenwände
55 Bad aus geschmolzenem Metall
56 seitliche Begrenzungseinrichtungen, Führungsstege
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57 Glasband
58 Kantenrollen
59 Rollen
60 Ausgangsschwelle
61 Abzugsrollen
62 Vorhang 65 Rollen
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Leerseite
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen eines endlosen Glasbandes mit einer Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke,
wobei ein Strom geschmolzenen Glases auf ein sich längs in Förderrichtung erstreckendes Bad aus geschmolzenem
Metall gefördert wird und am anderen Ende des Bades aus geschmolzenem Metall ein dimensionsstabiles
Glasband mit einer Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke abgezogen wird, gekennzeichnet durch ,
Einbringen des geschmolzenen Glases in eine erste Zone auf dem Metallbad und Aufrechterhalten einer Dicke des
Glasbandes oberhalb der Gleichgewichtsdicke, Ziehen des Glasbandes in Längsrichtung aus der ersten
Zone in eine zweite Zone auf dem Metallbad, in der das Glas in Längsrichtung ausgezogen und gleichzeitig ein
Schrumpfen in Querrichtung verhindert wird, so daß sich
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die Dicke des Glasbandes in der zweiten Zone wesentlich verringert auf eine Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke,
Ziehen des Glasbandes in Längsrichtung aus der zweiten Zone in eine dritte Zone auf dem Metallbad, in der das
Glas in Querrichtung ausgezogen wird und sich die Dicke des Glasbandes weiter verringert und
Ziehen des Glases in Längsrichtung aus der dritten Zone in eine vierte Zone, in der das Glas bis zu einer ausreichenden
Dimensionsstabilität abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß man das Glas in der ersten Zone für eine ausreichende
Zeit hält, um im wesentlichen die vom Übergang auf das geschmolzene Metall resultierenden volumetrischen Strömungsschwankungen
auszugleichen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß man die Temperatur des Glases in der ersten Zone bei 9250C bis 1090°C und in der zweiten und dritten Zone bei
815°C bis 98O°C hält.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß man das Glasband in der dritten Zone zusätzlich in Längsrichtung auszieht.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß man das Glasband in der dritten Zone auf eine Breite auszieht, die mindestens das 1,05-fache der Breite in
der zweiten Zone beträgt.
130066/0688
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß man das Glasband in der dritten Zone auf eine Breite auszieht, die mindestens das 1,1-fache der Breite in der
zweiten Zone beträgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß man das Glasband in der dritten Zone auf eine Breite auszieht, die größer als die Breite des Glases in der
ersten Zone ist.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet ,
daß man in der ersten Zone seitliche Kräfte auf die Kantenteile des Glasbandes einwirken läßt und die
Breite des Bandes innerhalb der ersten Zone verringert.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet , daß man die Kräfte durch Berührung mit drehenden Rollen
auf das Glas in der ersten Zone aufbringt.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet , daß man die seitlichen Kräfte durch an den Seitenkanten
des Glasbandes angreifende Sperreinrichtung oder Begrenzungseinrichtungen aufbringt.
11. Verfahren zum Herstellen eines endlosen Glasbandes mit einer Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke, wobei ein
Strom geschmolzenen Glases auf ein sich längs in Förderrichtung erstreckendes Bad aus geschmolzenem Metall ge-
13 0086/0688
fördert wird und am anderen Ende des Bades aus geschmolzenem Metall ein dimensionsstabiles Glasband mit einer
Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke abgezogen wird, gekennzeichnet durch Einbringen des geschmolzenen Glases am Anfang des geschmolzenen
Bades in eine Eingangszone auf dem Bad aus geschmolzenem Metall und Aufrechterhalten der Dicke des
Glasbandes oberhalb der Gleichgewichtsdicke für eine Zeit, die ausreicht, um im wesentlichen die vom Übergang
auf das Metallbad herrührenden volumetrischen Strömung sSchwankungen auszugleichen,
Ziehen des Glasbandes in Längsrichtung aus der Eingangszone in eine anschließende Zone, in der das Glasband
durch Aufbringen von in Längsrichtung wirkenden Kräften in Längsrichtung ausgezogen wird und gleichzeitiges Aufbringen
von seitlich wirkenden Kräften, um die Breite des Glasbandes zu vergrößeren, so daß sich die Dicke des
Glasbandes in dieser Zone wesentlich verringert auf eine Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke,
Ziehen des Glasbandes in Längsrichtung aus der anschließenden Zone in eine Kühlzone, in der das Glas bis zu einer
ausreichenden Dimensionsstabilität abgekühlt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet , daß man die Temperatur des Glases in der Eingangszone bei 925°C bis 1090°C und in der anschließenden Zone bei 8150C bis 98O°C hält.
dadurch gekennzeichnet , daß man die Temperatur des Glases in der Eingangszone bei 925°C bis 1090°C und in der anschließenden Zone bei 8150C bis 98O°C hält.
13. Verfahren zum Herstellen eines endlosen Glasbandes mit einer Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke, wobei ein
130066/0688
Strom geschmolzenen Glases auf ein sich längs in Förderrichtung erstreckendes Bad aus geschmolzenem Metall gefördert
wird und am anderen Ende des Bades aus geschmolzenem Metall ein dimensionsstabiles Glasband mit einer
Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke abgezogen wird, gekennzeichnet durch Aufbringen des Glases auf das Metallbad mit einer feststehenden
Breite, Einengen der Breite des Glasbandes mittels Einrichtungen, die an den seitlichen Kantenteilen
des Glasbandes angreifen, auf eine Breite unterhalb der feststehenden Aufbringbreite innerhalb einer
ersten Zone auf dem Metallbad,
Ziehen des Glases aus der ersten Zone in eine zweite Zone und Ausziehen des Glases in dieser zweiten Zone
auf eine Dicke unterhalb der Gleichgewichtsdicke und
auf eine Breite, die größer ist, als die verringerte Breite der ersten Zone.
130066/0688
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