DE3424413A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines glasbandes nach dem floatprozess - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Floatglasbandes, bei dem schmelzflüssiges Glas in geregelter Menge kontinuierlich auf ein Bad aus geschmolzenem Metall, wie Zinn, aufgegossen wird, wo es sich zu einer gleichmäßig dicken Schicht ausbreitet, sich im Zuge der Bewegung über das Metallbad verfestigt, und am Ende des Metallbades von diesem abgehoben wird, wobei in dem Bereich des Metallbades, in dem die Glasschicht sich ausbreitet, auf die Randbereiche der Glasschicht Kräfte mit Kraftkomponenten parallel und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Glasbades ausgeübt werden. Die Erfindung betrifft ferner für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen.

Die Ausübung von Kräften auf die Randbereiche der Glasschicht in der Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Glasbandes ist immer dann erforderlich, wenn man ein Glasband mit einer von der sogenannten "Gleichgewichtsdicke" abweichenden Dicke herstellen will. Unter "Gleichgewichtsdicke" wird jene Dicke verstanden, bei deren Produktion es nicht notwendig ist, auf das Glasband eine zur Bewegungsrichtung quergerichtete Kraftkomponente aufzubringen. Die "Gleichgewichtsdicke" ist keine unveränderliche Größe, sondern von einer Reihe von Faktoren abhängig, so unter anderem auch von der in der Zeiteinheit auf das Metallbad aufgegossenen Glasmenge. Je höher die Produktionsmenge in der Zeiteinheit ist, desto geringer ist, wie es sich gezeigt hat, die "Gleichgewichtsdicke", die bei einigen heute üblichen Anlagen etwa 4 mm beträgt.

Will man ein Glasband einer Dicke unterhalb dieser Gleichgewichtsdicke herstellen, dann ist es erforderlich, die Glasschicht durch nach außen gerichtete

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Kräfte zu strecken bzw. sie daran zu hindern, daß sie sich einschnürt. In diesem Fall werden die gewünschten Kräfte auf die Randbereiche der Glasschicht durch angetriebene zahnradartig ausgebildete Rollen, sogenannte "Top-rolls", ausgeübt, die in einem Abstand von einigen Zentimetern von der Kante des Glasbandes auf die obere Oberfläche des Glasbandes einwirken. Die in Querrichtung wirkende Kraftkomponente läßt sich dabei durch Veränderung des Winkels einstellen, den die Rotationsachse der Rollen zur Bewegungsrichtung bildet. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE-AS 2o 31 863 beschrieben. Sie eignen sich sowohl für die Herstellung von Glasbändern mit geringerer als auch von Glasbändern mit größerer Dicke als der Gleichgewichtsdicke.

Bei einer anderen, aus der DE-AS 2o 55 259 bekannten Vorrichtung werden zur Herstellung von Glasbändern mit von der Gleichgewichtsdicke abweichender Dicke nach außen oder nach innen gerichtete Kräfte mit Rotationskörpern auf das Glasband aufgebracht, die um senkrechte Achsen drehbar sind, und die mit über den Umfang verteilten parallel zur Rotationsachse ausgerichteten Zähnen versehen sind, die auf die obere Oberfläche der Glasschicht einwirken. Auch diese bekannte Vorrichtung eignet sich sowohl für die Herstellung von Glasbändern mit geringerer Dicke als die Gleichgewichtsdicke, als auch für die Herstellung von Glasbändern mit größerer Dicke, da sich die Größe und die Richtung der quer zur Bewegungsrichtung wirkenden Kraft durch die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit der Rotationskörper einstellen und verändern lassen.

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Die bekannten gattungsgemäßen Verfahren haben den Nachteil, daß verhältnismäßig breite Randstreifen des Glasbandes später abgetrennt und verworfen werden müssen, weil ihre Oberfläche durch den Angriff der rotierenden Werkzeuge deformiert ist.

Bei der Herstellung von Glasbändern mit einer größeren Dicke als der Gleichgewichtsdicke ist es andererseits auch bekannt, die Glasschicht durch teilweise in das Metallbad eingetauchte Scheiben zu begrenzen, die sich um eine horizontale Achse drehen (DE-AS 14 71 828). Wenn mit derartigen Vorrichtungen auf das Glasband auch Kräfte in Längsrichtung des Glasbandes übertragen werden sollen, müssen die Scheiben mit zusätzlichen Reibrädern versehen sein, die auf die Oberfläche des Glasbandes einwirken. Dabei weisen diese Vorrichtungen wiederum den erwähnten Nachteil auf, daß die Oberfläche des Glasbandes beeinträchtigt wird. Außerdem entstehen zwischen den rotierenden Scheiben und der Glaskante Relativbewegungen, die ebenfalls zur Deformation des Glasbandes in den Randbereichen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren für die Herstellung eines Glasbandes mit einer größeren Dicke als der Gleichgewichtsdicke so zu führen, daß eine Beeinträchtigung der oberen oder der unteren Oberfläche des Glasbandes im Randbereich ausgeschlossen bzw. auf ein Minimum reduziert wird.

Erfahrungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kräfte durch Kontakt der Rotationsfläche von sich um eine senkrechte oder um eine zur Senkrechten geneigte Achse drehenden Rotationskörpern

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mit den Kanten den Glasschicht.auf diese übertragen werden.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Kontakt der Rotationskörper mit dem Glasband ausschließlich über dessen Kanten erfolgt, kann die Breite der Randstreifen, die vor der Weiterverarbeitung des Glasbandes von diesem abgetrennt werden, wesentlich reduziert werden; gegebenenfalls brauchen überhaupt keine Randstreifen mehr abgetrennt zu werden. Die sogenannten "Bordenverluste" werden mithin stark reduziert öder entfallen ganz, so daß durch das Verfahren nach der Erfindung das Nettoausbringen einer Floatglasanlage gegenüber den bekannten Verfahren um großenordnungsmaßig 5% erhöht wird.

Eine für die Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung mit auf beiden Seiten des Floatglasbandes angeordneten, die seitlichen Wandungen des Floatbadbehälters durchdringenden Haltekonstruktionen, an deren Ende jeweils ein auf das Glasband einwirkender, über eine Antriebswelle angetriebener und in seiner Drehgeschwindigkeit regelbarer Rotationskörper gelagert ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Rotationsachse des Rotationskörpers im wesentlichen senkrecht zur Metallbadoberfläche ausgerichtet und der auf die Glasschicht einwirkende Teil des Rotationskörpers die Rotationsfläche ist, die unter Aufrechterhaltung des Reibkontaktes an der Glaskante anliegt, und daß die Haltekonstruktion des Rotationskörpers in horizontaler Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Glasbandes verschiebbar gelagert ist.

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Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die in Längsrichtung des Glasbandes wirkenden Kraftkomponenten durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Rotationskörper regeln, während die in Querrichtung wirkenden Kraftkomponenten durch Verschieben der Vorrichtung in Querrichtung zum Glasband regelbar sind. Im Gegensatz zu den bekannten Top-Roll-Maschinen, bei denen außer der Drehgeschwindigkeitsregelung und der Positionsänderung in Querrichtung auch eine Winkelverstellung der Rotationsachse erforderlich ist, entfällt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Funktion der Winkelverstellung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist damit nicht nur einfacher in ihrem Aufbau, sondern ermöglicht auch ein schnelleres Umstellen der Vorrichtung auf eine andere Dicke bzw. eine schnellere und einfachere Regelung, wodurch sich auch die Automatisierung des Prozesses vereinfachen läßt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Floatglasanlage mit auf die Kanten des Glasbandes einwirkenden Rotationskörpern, als horizontaler Schnitt durch den Floatbadbehälter oberhalb des Glasbandes, und

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Rotationskörper in Arbeitsstellung, als vertikaler Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig.1.

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Das schmelzflüssige Glas 1 wird durch einen Kanal 2 in den Floatbadbehälter eingeleitet, der schmelzflUssiges Zinn 3 enthält. Das schmelzflüssige Glas 1 fließt kontinuierlich auf das Bad aus geschmolzenem Zinn 3 auf, wobei die zur Regelung der in der Zeiteinheit auf das Zinnbad auffließenden Glasmenge ein in dem Kanal 2 angeordneter, den Glasstrom von oben begrenzender regelbarer Schieber 4 dient. Auf dem flüssigen Zinn breitet sich das schmelzflüssige Glas seitlich aus und bildet eine gleichmäßige dicke Glasschicht 5, die sich bei fortschreitender Bewegung in Richtung des Pfeiles F verfestigt, und die in Form eines Glasbandes am Ende des Floatbehälters von dem Zinnbad abgehoben wird. Das Glasband wird dann von Transportwalzen 7 übernommen.

Zur seitlichen Begrenzung der sich ausbreitenden Glasschicht 5 dienen die angetriebenen Rotationskörper 1o, die am Ende von Haltekonstruktionen 11 angeordnet sind. Die Haltekonstruktionen 11 sind außerhalb des Floatbadbehälters auf fahrbaren Wagen 12 gelagert und durchdringen Öffnungen 13 in den Seitenwandungen 14 des Floatbadbehälters. Mit den Seitenwandungen 14 sind die Haltekonstruktionen 11 über Faltenbälge 15, die in gewissen Grenzen eine Korrektur der Lage der Rotationskörper 1o erlauben, gasdicht verbunden, so daß ein dichter Abschluß des mit Schutzgas gefüllten Raumes oberhalb des Zinnbades 3 gewährleistet ist.

Die Rotationskörper 1o mit ihren Haltekonstruktionen 11 sind jeweils paarweise angeordnet; d.h. daß die auf die beiden Kanten 17 der Glasschicht 5 einwirkenden Rotationskörper 1o etwa einander

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gegenüber liegen. Auf dem Wagen.12 sind die Haltekonstruktionen 11 in Richtung des Doppel-Pfeiles G verschiebbar gelagert. Die Regelung der Position der Rotationskörper 1o in Richtung des Pfeiles G hängt ab von der gewünschten Glasdicke und dem Glasdurchsatz. Außerdem läßt sich durch Regelung der Position der Rotationskörper in Richtung des Pfeiles G die Lage des Glasbandes 5 auf dem Zinnbad 3 korrigieren.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kommen sechs Paare von Rotationskörpern 1o zum Einsatz, d ie sich über den Bereich des Floatbadbehälters verteilen, in dem die Glasschicht noch nicht erstarrt ist. Die Anzahl der eingesetzten Rotationskörper kann jedoch je nach den Fabrikationsbedingungen hiervon abweichend höher oder niedriger sein.

Die Rotationskörper 1o üben auf die Kanten 17 der Glasschicht 5 eine Druckkraftkomponente in Richtung der Pfeile G aus. Andererseits übertragen die Rotationskörper 1o auf die Kanten 17 der Glasschicht 5 infolge ihrer Rotation und der zwischen den Rotationsflächen und den Glaskanten 17 bestehenden Haftreibung auch eine Kraftkomponente in der Bewegungsrichtung F. Diese Kraftkomponente dient also im wesentlichen dem geregelten Antrieb des Glasbandes auf beiden Seiten, um es dadurch zu führen und zu stabilisieren, und um bei einer seitlichen Drift des Glasbandes diese Drift durch Erhöhung oder Verringerung der Antriebsgeschwindigkeit der Rotationskörper auf einer Seite der Glasschicht entgegenzuwirken.

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Der konstruktive Aufbau eines erfindungsgemäßen regelbaren Antriebs- und Führungselementes geht im einzelnen aus Fig. 2 hervor. Der Rotationskörper 1o in Form einer zylindrischen Scheibe aus Graphit oder aus einem anderen, beispielsweise keramischen feuerfesten Material ist auf seiner Oberseite mit einem Haltestück 2o verschraubt, an dem der die Rotationsachse bildende Wellenstumpf 21 befestigt ist. Der Wellenstumpf 21 ist in einem Lagerstück 22 aus Graphit drehbar gelagert, das seinerseits in einer Halterung 23 angeordnet ist, die am Ende eines Haltearms 24 befestigt ist. Der Haltearm 24 ist hohl und mit Zwischenwänden oder Rohren ausgerüstet, die kühlwasserdurchströmt sind und die Kühlung der Haltekonstruktion erlauben. Bei Bedarf kann die Halterung 23 so ausgeführt werden, daß sie mit demselben Kühlmittel wie der Haltearm 24 durchströmt wird, um das Graphitlager 22 und das Kegelrad 21 zusätzlich zu kühlen.

Der Wellenstumpf 21 ist in dem Lagerstück 22 senkrecht angeordnet. Auf dem Wellenstumpf 21 sitzt ein Kegelrad 27, das mit einem Kegelrad 28 kämmt, das auf der Antriebswelle 29 sitzt. Auch die Antriebswelle 29 ist mit Hohlräumen für die Durchströmung mit Kühlwasser versehen. Die Antriebswelle 29 ist in Lagerständern 3o drehbar gelagert, die ihrerseits auf dem Haltearm 24 befestigt sind. Die Antriebswelle wird von einem nicht dargestellten regelbaren Getriebemotor in Drehung versetzt.

Der Haltearm 24 und die Antriebswelle 29 sind gemeinsam von einem Mantel umgeben, wobei diese Teile insgesamt die Haltekonstruktion 11 bilden. Der

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Mantel 32 dient im wesentlichen zur Wärmeisolation. Mit dem Mantel 32 ist der Faltenbalg 15 über eine Dichtmanschette 34 verbunden. Der Mantel 32 dient im wesentlichen zur Wärmeisolation, wobei es möglich ist, innerhalb des Mantels 32 Schutzgas einzuspeisen, um die Antriebskegelräder 27,28 noch zusätzlich zu kühlen.

Die Rotationskörper Io sind in einer solchen Höhe angeordnet, daß jeweils der mittlere Bereich der zylindrischen Rotationsfläche mit der Kante 17 der Glasschicht 5 in Kontakt steht. Das bedeutet, daß die Rotationskörper 1o teilweise in das geschmolzene Zinn 3 eingetaucht sind. Die Zylinderfläche des Rotationskörpers 1o kann aufgerauht oder mit einer Riffelung versehen sein, wodurch unter Umständen die Haftreibung erhöht und so die Kraftübertragung erleichtert werden kann.

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Claims (13)

VE 459 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Glasbandes nach dem Floatprozeß Patentansprüche

1. Verfahren . zum Herstellen eines Floatglasbandes, bei dem schmelzflüssiges Glas in geregelter Menge kontinuierlich auf ein Bad aus geschmolzenem Metall, wie Zinn, aufgegossen wird, wo es sich zu einer gleichmäßig dicken Schicht ausbreitet, sich im Zuge der Bewegung über das Metallbad verfestigt, und am Ende des Metallbades von diesem abgehoben wird, wobei in dem Bereich des Metallbades, in dem die Glasschicht sich ausbreitet, auf die Randbereiche der Glasschicht Kräfte mit Kraftkomponenten parallel und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Glasbandes ausgeübt werden, dad u r c h gekennzeichnet, daß die Kräfte durch Kontakt der Rotationsfläche von sich um eine senkrechte oder um eine zur Senkrechten geneigte Achse drehenden, angetriebenen Rotationskörpern mit den Kanten der Glasschicht auf diese übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der senkrecht auf das Glasband wirkenden Kraftkomponenten durch Veränderung der Position der Rotationskörper in Richtung senkrecht zum Glasband geregelt wird.

342U13

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der parallel zur Bewegungsrichtung wirkenden Kraftkomponenten durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Rotationskörper geregelt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, mit auf beiden Seiten des Floatbadbehälters angeordneten, die seitlichen Wandungen des Floatbadbehälters durchdringenden Haltekonstruktionen, an deren Ende jeweils ein auf die Glasschicht einwirkender, über eine Antriebswelle regelbar angetriebener Rotationskörper gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des Rotationskörpers (1o) im wesentlichen senkrecht zur Metallbadoberfläche ausgerichtet und der auf die Glasschicht (5) einwirkende Teil des Rotationskörpers (1o) dessen Rotationsfläche ist, die unter Aufrechterhaltung des Reibkontaktes an der Kante (17) der Glasschicht (5) anliegt, und daß die Haltekonstruktion (11) des Rotationskörpers (1o) in horizontaler Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Glasbandes verschiebbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1o) teilweise in das Metallbad (3) eingetaucht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1o) aus Graphit oder einem keramischen feuerfesten Material besteht.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1o) eine aufgerauhte bzw. geriffelte Rotationsfläche aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1ο) kegelförmig ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei senkrechtem Verlauf der Rotationsachse der Rotationskörper (1ο) eine kreiszylinderförmige Scheibe ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des Rotationskörpers (1o) in einem Lagerstück (22) aus Graphit gelagert ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle (29) auf den Rotationskörper über Kegelräder (27,28) erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ggf. wassergekühlte Lager (22,23) des Rotationskörpers (1o) an einem wassergekühlten Haltearm (24) angeordnet ist, der ferner Lagerständer (3o) für die drehbare Lagerung der wassergekühlten Antriebswelle (29) trägt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (24) und die Antriebswelle (29) von einem rohrförmigen Isolationsmantel (32) umgeben sind.