DE613752C

DE613752C - Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von Glas

Info

Publication number: DE613752C
Application number: DEC48803D
Authority: DE
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1933-02-27
Filing date: 1934-02-04
Publication date: 1935-05-24
Also published as: GB411072A; FR768886A; US1981560A; BE401151A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
24. MAI 1935

13JUiJi 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 32 a GRUPPE

Corning Glass Works in Corning, New York, V. St. A. Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Glas

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Februar 1934 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Glas und insbesondere auf die Regelung der Spannungen in fertigen Glasgegenständen. Diese Regelung, die durch Kühlen zwischen Kühlkörpern erfolgt, dient zur Erhöhung der Festigkeit der Glasgegenstände.

Nach den früheren Verfahren zum Abschrecken von Glasgegenständen ließ man die Ränder rascher abkühlen als die übrigen Teile des Gegenstandes. Es wurde nun gefunden, daß, wenn Glasgegenstände in bekannter Weise zwischen Kühlkörpern gekühlt werden, der gegenseitige Abstand zwischen dem Glasgegenstand und den Flächen der Kühlkörper nur wenig Einfluß auf die Abkühlgeschwindigkeit des Glases hat, wenn Strömungen in der das Glas umgebenden Luft beseitigt oder verhindert werden. Ferner wurde gefunden, daß die Abkühlgeschwindigkeit des Glases ausschließlich von dem Absorptionskoeffizienten der Flächen der Kühlkörper und von den Temperaturen der Kühlkörper und der Oberfläche des Glases abhängig ist.

Das Verfahren zum Kühlen von Glas gemäß vorliegender Erfindung besteht deshalb darin, Strahlungswärme von ausgewählten Flächen des Glasgegenstandes zu absorbieren und Strahlungswärme in andere Flächen des Glases zu reflektieren.

Die Erfindung umfaßt ebenfalls eine Vorrichtung zur Ausführung des erwähnten Verfahrens. Diese Vorrichtung besitzt einen Kühlkörper, dessen Oberfläche für Strahlungswärme einen Absorptionskoeffizienten besitzt, der sich nach einem erwünschten Muster ändert.

Einige Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt einen senkrechten -Schnitt durch eine Vorrichtung zum Kühlen von Glasplatten.

Fig. 2 zeigt die Vorderseite eines Kühlkörpers.

Fig. 3 zeigt in Vorderansicht einen Kühlkörper anderer Bauart.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 in

Fig· 3· Fig. 5 zeigt in Schnittansicht eine Vorrichtung zum Kühlen von Backschüsseln aus Glas.

Fig. 6 zeigt die Vorderseite des oberen Kühlkörpers gemäß Fig. 5 im Grundriß.

Fig. 7 zeigt den unteren Kühlkörper nach Fig. s im Grundriß.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Regeln der Abkühlgeschwindigkeit von Glasplatten besitzt Kühlkörper 10 und 11, die aus Gußeisen oder einem anderen zweckmäßigen, wärmeleitenden Material bestehen und an

ihren Rändern mit hervorstehenden Flanschen 12 bzw. 13 geformt sind. Die Kühlkörper sind hohl und mit Einlaßrohren 14 und 15 sowie mit Abflußrohren 16 und 17 für die S Zirkulation der Kühlflüssigkeit versehen. Die Körper 10 und 11 können durch Scharniere miteinander verbunden oder verschiebbar angeordnet sein, damit sie voneinander getrennt oder zusammengeklappt werden können, und wenn sie sich in geschlossener Lage befinden, liegen die Flanschen 12 und 13 gegeneinander an und bilden eine Kammer 18. Eine Glasplatte 19, die auf eine Temperatur erhitzt worden ist, die, wie allgemein üblich, über dem Erweichungspunkt des Glases liegt, wird in der Kammer 18 von Zangen 20 gehalten oder von kleinen Knöpfen oder Messerschneiden (nicht dargestellt) aus einem geeigneten, nicht wärmeleitenden Material getragen. Falls erwünscht, können die Vorderflächen der Kühlkörper mit kleinen Vorsprüngen (nicht dargestellt) aus einem ähnlichen Material versehen sein, um eine Berührung der Glasplatte mit den Wänden der Kammer 18 zu verhindern.

Um das Abkühlen der Ränder der Glasplatte zu verzögern, sind die Flächen der Kühlkörper 10 und 11 derart beschaffen, daß ihr Wärmeabsorptionskoeffizient sich von den Mittelpunkten gegen die Ränder zu ändert, wobei die Mittelpunkte einen höheren Koeffizienten als die Ränder besitzen. Die Abschnitte 21 und 22 der Vorderflächen der Kühlkörper, die in der Nähe des mittleren Teils der Glasplatte liegen, sind geschwärzt oder auf andere Weise wärmeabsorbierend gemacht. Die Oberflächenteile 23 und 24, die in der Nähe der Ränder der Glasplatte liegen, und die Innenflächen 25 und 26 der Flanschen 12 und 13 sind poliert oder auf andere Weise derart -behandelt, daß sie weniger Strahlungswärme absorbieren. Dies ist am deutlichsten in Fig. 2 dargestellt, die die Vorderfläche des Körpers 10 und 11 zeigt. In einer Fläche 27 zwischen den Abschnitten 21 und 23 ändert sich das Wärmeabsorptionsvermögen der Oberfläche fortschreitend von dem verhältnismäßig hohen Wert des Abschnittes 21 zu dem verhältnismäßig geringen Wert des Abschnittes 23. Die reflektierenden Flächen können aus einer Chromplatte oder aus einer anderen zweckmäßigen widerstandsfähigen Fläche bestehen, die in verschiedenen Abstufungen poliert ist. Die absorbierenden Flächen können aus einem Überzug von Lampenruß oder Graphit verschiedener Dichte bestehen.

Durch Aufrechterhaltung eines geeigneten Verhältnisses zwischen der Wärmemenge, die in die Ränder einer Glasplatte zurückreflektiert wird, und der Wärmemenge, die von dem mittleren Teil der Platte absorbiert und fortgeleitet wird, kann die ganze Platte gleichförmig gekühlt werden. Hierdurch wird verhindert, daß in den Rändern der Platte die sonst üblichen schädlichen Beanspruchungen auftreten. Da die Abkühlgeschwindigkeit durch entsprechende Veränderung in der Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Temperatur des flüssigen Kühlmediums leicht erhöht oder verringert werden kann, läßt sich die Härtungstemperatur und die Größe der zurückbleibenden gleichförmigen Festigkeit ebenfalls regeln. Da die Beziehung zwischen der absorbierten Menge und der reflektierten Menge oder, mit anderen Worten, der Unterschied zwischen den Absorptionseigenschaften der verschiedenen Flächenteile der Oberfläche des Kühlkörpers sich mit verschiedenen Faktoren — wie der Stärke der Glasplatte, dem Ausdehnungskoeffizienten und anderen von der Zusammensetzung des Glases abhängigen physikalischen Eigenschaften — ändert, dürfte es einleuchten, daß es nicht möglich ist, die Veränderung anzugeben, die zum riehtigen Kühlen von sämtlichen Glasplatten erforderlich ist. Diese Beziehungen können jedoch in jedem einzelnen Fall leicht durch Versuche festgelegt werden.

Wünscht man in einem Gegenstand ein im voraus festgelegtes ungleichförmiges Spannungsmuster durch Erzeugung eines entsprechenden Musters von Druckspannungen in der Oberfläche des Gegenstandes hervorzurufen, so lassen sich die reflektierenden und die absorbierenden Teile des Kühlkörpers in einer derartigen Reihenfolge und mit einem derartigen Unterschied in Absorptionskoeffizienten anordnen, daß das erwünschte Resultat erzielt wird. Es kann ebenfalls wünsehenswert sein, die beanspruchten Flächen des Glases mehr oder weniger scharf voneinander abzugrenzen, um die für die Beanspruchung kennzeichnenden Eigenschaften zu verstärken. Eine derartige Spannungsverteilung kann dadurch erzeugt werden, daß der Absorptionskoeffizient der verschiedenen Abschnitte der Oberfläche der Kühlkörper mehr oder weniger plötzlich von verhältnismäßig hoher Absorption bis zur verhältnismäßig geringen Absorption geändert wird und daß die weniger absorbierenden Bereiche von der Fläche des Kühlkörpers isoliert werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen als Beispiel einen Kühlkörper 28, dessen Kühlfläche ein willkürlich gewähltes Muster trägt, das aus reflektierenden Flächen 29 und absorbierenden Flächen 30 zusammengesetzt ist. Um eine so scharfe Abgrenzung wie möglich zwi- . sehen den Flächen 29 und 30 zu erhalten, sind die Flächen 29 durch Anordnung von isolierenden Unterlagsschichten 31 von der

Fläche des Kühlkörpers 28 isoliert." Die Isolation 31 kann aus Asbest oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial bestehen.

Das oben beschriebene Verfahren zum Kühlen von Glasplatten kann auch bei anderen Glasgegenständen, wie Backschüsseln u. dgl., verwendet werden, und es wird hierdurch möglich, derartige Gegenstände so herzustellen, daß sie nicht mehr die üblichen Randspannungen zeigen, oder daß sie je nach Wunsch über ihre gesamte Oberfläche gleichförmige oder ungleichförmige Druckspannungen aufweisen, um die mechanische und die thermische Festigkeit zu erhöhen. Mittels des beschriebenen Verfahrens ist es ebenfalls möglich, Körpern der erwähnten Art bestimmte Druckeigenschaften zu erteilen.

JNTach Fig. 5 ruht ein oberer Kühlkörper 32 derart auf einem unteren Kühlkörper 33, daß die wie ein abgestumpfter Kegel geformte Verlängerung 34 des Körpers 32 in eine entsprechend geformte Vertiefung 35 des Kühlkörpers 33 hineinragt, so daß eine schüsseiförmige Kammer 36 entsteht. Im Innern der Kammer 36 steht eine Backschüssel 37 aus Glas auf zugespitzten Stützen 3S aus nicht wärmeleitendem !Material, so daij die Schüssel 37 nicht in Berührung mit den Wänden der Kammer 36 kommt. Die hohlen Kühlkörper 32 und 33 sind mit Einlaßrohren 39, 40 und Auslaßrohren 41, 42 für die Zirkulation der Kühlflüssigkeit versehen. Die Körper 32 und 33 können durch Scharniere miteinander verbunden oder in einer anderen geeigneten Weise (nicht dargestellt) ' derart angeordnet sein, daß sie leicht ■voneinander getrennt oder zusammengeklappt wer-• den können. Wie bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Kühlkörpern ist bei den Kühlkörpern 32 und 33 der Wärmeabsorptionskoeffizient der Flächen ebenfalls verschieden. Damit die Schüssel 37 richtig abgekühlt wird, haben diejenigen Teile der Flächen der Kühlkörper 32 und 33, die in der Nahe des Randes der Schüssel 37 liegen, einen niedrigeren

Wärmeabsorptionskoeffizienten als die Teile, die von dem Rand entfernt liegen. Der Wärmeabsorptionskoeffizient der -letzteren Teile ist relativ höher (dies ist in den Fig. 6 und 7 durch Schattierungen dargestellt). Wie oben erwähnt, kann der Unterschied zwischen den Absorptionskoeffizienten, der für ein richtiges Abkühlen sämtlicher Glasgegenstände notwendig ist, nicht angegeben werden, da derselbe sich mit den jeweils vorhandenen Bedingungen ändert. Dieser Unterschied kann aber leicht durch Versuche festgestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen von Glas mit von Kühlmitteln durchflossenen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß die von gewissen Teilen des zu kühlenden Glaskörpers ausgehende strahlende Wärme absorbiert wird, während die von anderen Teilen desselben Körpers ausgehende strahlende Wärme reflektiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsgrad zwischen den Flächenteilen stärkster und geringster Absorption abgestuft wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Kühlkörper, dessen Oberfläche für Strahlungswärme einen Absorptionskoeffizienten besitzt, der sich in Übereinstimmung mit einem erwünschten Muster ändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörperfläche in ausgewählten Flächenabschnitten geschwärzt und in anderen Abschnitten poliert ist, wobei der Schwärzungsgrad der geschwärzten Abschnitte gegen die 8g polierten Abschnitte zu abnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die polierten Abschnitte von den geschwärzten isoliert sind. go

Hierzu r Blatt Zeichnungen

BERLI.f. GEDRICKT IX DER