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Vorrichtung zur Herstellung von Scheibenglas für Fenster Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Scheibenglas für Fenster.
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Derartige Vorrichtungen bestehen aus einem Schmelzofen, beispielsweise
einem Colburn-Ofen, in dem das Glas als Glasschmelze einem Ziehherd zugeführt wird,
aus dem ein Glasband über eine oberhalb des Ziehherdes liegende Ziehkammer nach
oben abgezogen und über eine Umlenkrolle und anschließende Transportrollen einer
Kühlkammer zugeführt wird. Die Ziehkammer ist bei diesen Öfen vom Ziehherd durch
bis nahe an die Ziehstelle reichende Abdeckungen getrennt, um die Ziehkammer gegen
die höhere Temperatur des Ziehherdes abzuschirmen.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen besteht ein wesentliches Problem
darin, aus dem Ziehherd ein Glasband auszuziehen, das über seinen Querschnitt eine
gleichbleibende Stärke besitzt, und das an seinen Oberflächen frei von Beschädigungen
und Verzerrungen ist. Das in dem Ziehherd befindliche Glasbad besitzt keine gleichbleibende
Temperatur über seine gesamte Breite, da zufolge der kühlenden Wirkung der Seitenwandungen
,des Ziehherdes die Temperatur des Bades an diesen Stellen geringer ist als in der
Mitte, so daß sich beim Ausziehen ein Glasband ergibt, das an den Randbereichen
eine größere, durch die niedrigere Temperatur bedingte Stärke besitzt als im Bereich
der Mitte. Um diesem Nachteil abzuhelfen, hat man schon das Glasband in dem Ziehherd
an der Übertrittsstelle in die Ziehkammer mit zusätzlichen Heizeinrichtungen versehen,
um die Abkühlung an den Randbereichen zu vermeiden. Bei der Beheizung mit Gasbrennern,
die auf die Oberfläche des Glasbades gerichtet sind, wird eine Temperaturerhöhung
über den gesamten Bereich des Glasbades erreicht, d. h. die Mitte des Glasbades
besitzt auch hier eine höhere Temperatur als. die Seitenbereiche, so daß sich auch
hierbei ein Glasband ergibt, dessen Stärke im Bereich der Mitte geringer ist als
in den Randbereichen. Bei der Beheizung mit Gasbrennern tritt der Nachteil hinzu,
daß zufolge der Verbrennungsgase und vor allem durch die erzeugten turbulenten Luftströmungen
die Oberflächen des Glasbades verunreinigt werden und Verzerrungen erleiden, so
daß diese Beheizung mit Gasbrennern keine befriedigende Lösung des Problems mit
sich bringt. Man hat auch schon elektrische Heizelemente angeordnet, durch die ebenfalls
eine Temperaturerhöhung in dem gesamten Glasbad erreicht wird, indem diese Heizelemente
sich über den gesamten Bereich erstrecken, wobei eine Temperaturerhöhung durch die
Wärmereflektion an den Wandungen der Abdeckungen erreicht wird. Auch durch diese
-bekannten Maßnahmen läßt sich somit kein Glasband gleichbleibender Stärke aus dem
Ziehherd abziehen.
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Es wurde nun erkannt, daß sich diese bekannten Nachteile vermeiden
lassen, und daß sich ein Glasband erreichen läßt, das über die gesamte Breite eine
zuverlässig gleichbleibende Stärke besitzt und das von Beschädigungen oder Störungen
der Oberflächen frei ist, wenn die der Oberfläche. des Glasbades an der Übergangsstelle
zur Ziehkammer, also an der Abdeckung zuzuführende Wärme so gesteuert wird, daß
nur die Randbereiche des Glasbades eine Beheizung erfahren, ohne daß die mittleren
Bereiche, sei es durch Strahlung oder durch Reflektion, eine Erwärmung erfahren.
Eine derartige, als Aufgabe der Erfindung zugrunde liegende, selektive Wärmesteuerung
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die an die Kühlkammer anschließende Abdekkung
als sich über die Kammerbreite erstreckender Hohlkörper ausgebildet ist, dessen
der Oberfläche der Schmelze zugekehrter Boden aus einem wärmeleitenden, feuerfesten,
reflektionsarmen Material besteht, und daß der Beheizung oder/und der Kühlung des
Hohlkörpers dienende Vorrichtungen in seinem Innenraum durch in den einander gegenüberliegenden
Kammerwänden angeordnete Öffnungen einbringbar sind. Durch die Tatsache, daß der
der Oberfläche der Glasschmelze zugekehrte Boden der Abdeckung aus einem wärmeleitenden,
aber reflektionsarmen Material besteht und durch die Tatsache, daß in der als Hohlkörper
ausgebildeten Abdeckung
der Beheizung oder der Kühlung des Hohlkörpers
dienende Vorrichtungen angeordnet werden; läßt sich zuverlässig erreichen, daß die
Beheizung auf diejenigen Stellen der Glasschmelze beschränkt wird, deren Temperatur
zur Erzielung eines Glasbandes gleichmäßiger Stärke einer Beheizung bedürfen. Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, die Beheizung des Glasbandes
so abzustimmen, daß die Oberfläche des Glasbades durch die zusätzlichen angeordneten
Heizelemente in seinen Randbereichen genau die gleiche Temperatur erhält wie in
dem mittleren Bereich, so daß die Glasschmelze über ihrer Breite eine gleichmäßige
Temperatur aufweist, was zur Ausziehung eines Glasbandes überall gleichbleibender
Stärke führt. Der schädliche Einfluß von Verbrennungsgasen und das Entstehen turbulenter
Luftströmungen ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden, so daß auch
Beschädigungen der Oberfläche des Glasbandes nicht eintreten können. - -Ein weiteres
Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in den Öffnungen die Brenner und/oder in
dem mittleren Bereich= des Hohlraumes eine mit einem Kühlmittel beschickbare Kühlvorrichtung
angeordnet ist. Wenn beispielsweise die Glasschmelze in den Randbereichen die zum
Ausziehen des Glasbandes erforderliche Temperatur aufweist; kann durch die erfindungsgemäß
in der Mitte des Hohlraumes angeordnete Kühlvorrichtung die Temperatur des Glasbades
in der Mitte so weit gesenkt werden, bis auf die Temperatur der Randbereiche. Durch
die kombinierte Anwendung der Brenner und -der Kühlvorrichtung läßt sich außerdem
eine genaue Aussteuerung der Temperatur der Glasschmelze erreichen, so. daß zuverlässig
Glasbänder gleichbleibender Stärke erzielbar sind.
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Weiterhin ist für die Erfindung von Bedeutung, daß die Abdeckung ein
oberseitig angeordnetes Tragelement aufweist, das mittels von außen zugänglichen
Tragstangen höhenverstellbar ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht noch darin, daß das Tragelement
aus einem den oberen Boden des Hohlraumes bildenden Einsatz besteht, und die Seitenwandungen
des Hohlraumes an ihren den Einsatz übergreifenden Enden nach innen ge-, richtete,
leistenartige, als Halterung dienende Vorsprünge aufweisen.
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Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung,
und es bedeutet F i g. 1 einen Teilschnitt durch die Ziehkammer eines Ofens, F i
g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine Aufsicht gemäß F
i g. 2, F i g. 4 eine perspektivische Teildarstellung eines Strahlungsteiles der
Abdeckung, F i g. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 der F i g. 33-F i g. 6 eine teilweise
perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Abdeckung, F
i g. 7 eine Darstellung gemäß F i g. 1 mit der abgewandelten Abdeckung gemäß F i
g. 6, F i g. 8 einen Schnitt gemäß Linie 8-8 der F i g. 7, F i g. 9 eine teilweise
Schnittdarstellung einer weiteren abgewandelten Form der Abdeckung.
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Die F i g. 1 zeigt das Austrittsende 10 eines Schmelzofens des Colburn-Typs.
Das geschmolzene Glas fließt aus der Kühlkammer 11 durch die Durchtrittsöffnung
13 der Ofenwandung 14 in den Ziehherd 15, in den ein flacher Teich
16 aus geschmolzenem Glas gebildet wird. Aus dem Teich 16 wird ein
Glasband 17 kontinuierlich nach oben abgezogen und in halbplastischem Zustand über
eine Biegewalze 18 abgelenkt und dann über Walzen 20 in eine Glättungskammer 21
und einen nicht dargestellten Kühlofen gegeben. Der Ziehherd 15 ruht auf
Streben 22 innerhalb einer Kammer 23, die durch Brenner in den Wänden
24 beheizt wird. Oberhalb des Ziehherdes ist eine vordere Abdeckung 25 und
eine hintere Abdeckung 27 angeordnet, die einen Spalt bilden, durch den hindurch
das Glasband 17 abgezogen wird. Die vordere Abdeckung ist am Ofenende- vorgesehen
zwischen den Seitenwänden 26; eine seiner Längsseiten schließt eng an die Stirnwand
14 an. Die hintere Abdeckung 27 wird durch den Boden 28 der Glättungskammer 21 gehalten.
Durch die. .Strahlungswand 19 werden die. Abgase aus der Kammer 23 durch
Kanäle 30 abgesaugt. Das Glasband 17 wird durch Rändelräder 33 gezogen, um die Stärke
des Glasbandes 17 zu bestimmen.
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Die vordere Abdeckung besteht aus einem U-förmigen länglichen Element
34, mit den Seitenwänden' 40 und 41°und dem Boden 42: Außerdem ist eiti Aufhängeelement
35 angeordnet, das die Oberseite des Elementes 34 bildet und. den durch das
Element gebildeten Hohlraum abschließt. Das Aufhängeelement 35 hält die Abdeckung
25 in der richtigen Stellung innerhalb des Ziehherdes 19. Das Element 34
besteht aus feuerfestem Material, das -eine hohe Leitfähigkeit und eine geringe
Reflektion besitzt, beispielsweise 'aus- Siliciumcarbid. Das Element 34 kann
aus einem Einzelteil bestehen - oder aus mehreren Abschnitten 36 gegossen sein.
Ein derartiger Abschnitt 36 ist in F i g: 4 gezeigt.
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Die Abschnitte 36 bilden eine Endfläche mit einer Aussparung 37, während
die gegenüberliegende Endfläche einen entsprechenden Vorsprung 38 besitzt.
Wenn die Abschnitte 36 gemäß F i g. 2 und 3 angeordnet sind, bilden die Aussparungen
37 und die Vorsprünge 38 eine Verbindung 39, so daß die Böden 42 der Abschnitte
36 'eine durchgehende Fläche bilden. Die Fläche A, -die aus den Seitenwandungen
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der Elemente 34 besteht, ist der hinteren Abdekkung 27 zugewandt, während
die Wandfläche B, bestehend aus den Wänden 41, in der Nähe der Ofenwand 14 angeordnet
ist; .der Boden C, bestehend aus den Bodenwänden 42, bildet eine einheitliche
oberhalb des Ziehherdes 15 liegende Fläche und ist dem dem Ziehherd zuströmenden
Glas zugewandt. Zur Aufnahme des Aufhängeelementes 35 und des U-förmigen
Elementes 34 sind die oberen Enden der Wände 40 und 41 an ihren Rändern verstärkt
und, ergeben nach innen gerichtete Nasen 43, die mit dem Hängeelement 35 in Eingriff
treten, wodurch die Deckwand der hohlen Abdeckung gegeben ist. Das Aufhängeelement
selber ist ein hohles Teil mit einem oberen, nach unten offenen, U-förmigen- Teil
44 und einer Bodenplatte 45. Diese Teile sind an den Rändern der Platte 45 und den
nach außen gerichteten Flanschen 46 durch Schrauben 47 verbunden (F i g. 5). Das
Aufhängeelement 35 wird in den Ziehherd 15 durch Stangen 48 mit hakenförmigen
Enden 49 gehalten, die an ihren oberen Enden 50 zur Aufnahme von Muttern 51 mit
Gewinden versehen sind. Um die Stangen 48 mit den Aufhängeelementen 35 zu ver-`
binden, sind -die letzteren mit nach oben gerichteten Rippen 52 versehen, die Öffnungen
53 besitzen. Gemaß
F i g. 3 und 5 sind .die Rippen 52 fest an dem
Steg 54 des oberen Teiles 44 mit Winkelhaken 55 befestigt. Die Stangen 48 durchdringen
das Dach 56 des Ziehherdes und sind an Auslegern 57 der Ofenkonstruktion mittels
der Muttern 51 befestigt. Die untere Fläche C der Abdeckung 25 kann auf diese Weise
in ihrer Höhe zu dem Spiegel der Glasschmelze 16 eingestellt werden. Gemäß den F
i g. l und 2 dichtet die vordere Abdeckung 25 den Austritt 13 von der Ziehkammer
19 sowohl längs der Wand 14 als auch an den Seitenwänden 26 ab. Daher können die
Flammen aus den Brennern 58 durch die Öffnungen 59 in den Ofenseitenwänden 26 eingeführt
werden; die Wärme gelangt in den hohlen Raum 60, der durch das Element 34 und die
Platte 45 des Aufhängeelementes 35 gebildet wird. Auf Grund der wärmeabsorbierenden
Eigenschaften des Elementes 34 wird die Temperatur der Brenner in Strahlungswärme
umgesetzt, die durch die untere Fläche C. der vorderen' Abdeckung 25 abgegeben wird.
Wenn die Brennerflammen von beiden Seiten her in den Hohlraum 60 gerichtet werden,
wird die Strahlungswärme auf das geschmolzene Glas, das an den Seitenwänden 32 des
Ziehherdes 15 entlangfließt, gerichtet. Da der Hohlraum 60 der Abdeckung eine Verbindung
nach außen mit den öffnungen 59 besitzt, werden die Abgase der Brenner 58 nach außen
geleitet, so daß sie nicht in die Ziehkammer 19 eintreten können. Wenn eine umgekehrte
Temperatursteuerung erforderlich ist, ist ein Luftrohr 61, das in F i g. 2 gestrichelt
gezeichnet ist, in den mittleren Bereich des Hohlraumes 60 eingesetzt und arbeitet
derart, daß die Temperaturen der Abdeckung in diesem Bereich vermindert werden,
um den Strahlungseinfluß der kälteren Luft nach unten auf den heißeren mittleren
Bereich des Glases zu richten. Wenn daher die Ränder des Glasbandes 17 zeigen, daß
die Arbeitstemperatur des flüssigen Glases hoch genug ist, daß ein Abziehen ohne
Zuhilfenahme von Brennern erfolgen kann, wird der mittlere Bereich des abgezogenen
Glasbandes dünner als die Randbereiche sein. In diesem Falle wird ein Kühlmittel
durch das Luftrohr 61 zugeführt, um den mittleren Bereich des Glases zu kühlen,
und auf die Temperatur der Randbereiche abzusenken, um ein Glasband gleichbleibender
Stärke zu erzielen.
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Die F i g. 6 bis 9 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der vorderen
Abdeckung. Die Abdekkung 62 unterscheidet sich von der Abdeckung 25 dadurch, daß
sie einen Strahlungsbereich aufweist, der auf die untere Fläche beschränkt ist und
die Form eines verhältnismäßig flachen Einsatzes besitzt. Zu diesem Zwecke besteht
der Hauptteil der Abdeckung 62 aus einem feuerfesten Block 63. Gemäß F i g. 6 hat
dieser Block 63 einen U-förmigen, nach unten geöffneten Querschnitt und besitzt
eine waagerecht verlaufende Decke 64 mit nach unten gerichteten Schenkeln 65. Der
Block 63 kann ebenfalls aus verschiedenen Einheiten 66 bestehen, deren Enden mit
zusammenwirkenden Nuten 67 und Stegen 68 versehen sind, wie F i g. 9 zeigt. In jeder
senkrechten inneren Wandfläche 69 der Schenkel 65 ist eine Nut 70 vorgesehen. Wenn
die Einheiten 66 stirnseitig vereinigt sind, wird in den Nuten 67 ein U-förmiger
Einsatz eingesetzt, der das untere Ende des Blockes 63 schließt und die Bodenwände
des Einsatzes bildet. Wenn der Block 63 und der Einsatz 71 miteinander vereinigt
sind, ergibt sich ein hohler Kanal 72. Der Einsatz 71 besteht aus feuerfestem Material,
beispielsweise Siliciumcarbid, und bildet eine wärmeübertragende Strahlungsfläche
für die Abdeckung 62. Die Bodenwand 73 des Einsatzes 71 ist mit Schenkeln 74 ausgestattet,
die nach außen vorspringende, in die Nuten 70 eingreifende Flansche 75 aufweisen.
Die Abdeckung 62 wird in der eingebauten Stellung mit einem hohlen Träger 76 und
einer Platte 77 gehalten, deren Seitenkanten 78 eine größere Dicke als der mittlere
Bereich aufweisen. Der Block 63 und der Träger 76 sind mit Löchern versehen, während
die Platte 77 entsprechende Gewindelöcher 79 in den dünneren Randbereichen 78 besitzt.
Die Schrauben 80 sind durch die Löcher in den Laschen 81, durch den Träger 76, den
Block 63 gesteckt und in der Platte 77 festgeschraubt. Die Laschen 81 haben eine
Grundfläche 82 und ein in der Mitte angeordnetes Auge 83. Um die einzelnen Elemente
der Abdeckung starr miteinander verbinden zu können, ohne den Steg 64 des' Blocks
63 zu beschädigen, sind Streifen 84, beispielsweise aus Asbest, zwischen den gegenüberliegenden
Flächen des Trägers 76 und des Blocks 63 und der Platte 77 eingelegt.
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Die F i g. 8 zeigt die Anordnung dieser Elemente im Querschnitt. Am
linken Ende erstreckt sich der Querschnitt durch den hohlen Durchgang 85 des Trägers
76; in gleicher Weise zeigt der Mittelbereich der F i g. 8 die Teile in einem vertikalen
Schnitt durch die Schrauben, während das rechte Ende die Außenflächen des Trägers
76 und des Blockes 63 zeigt.
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Gemäß den F i g. 7 und 8 kann die Abdeckung 62 in der Ziehkammer 19
des Ofens durch ein Rohr oder eine Stange 86 abgestützt sein, die durch verschiedene
Ausleger 81. mit den beiden Enden durch die Öffnungen 87 der Kammerseitenwände 26
greift. Das Rohr 86 wird außerhalb des Ofens durch vertikal verstellbare Stangen
88 gehalten, die eine übliche Aufhängung 89 besitzen. Diese Stangen hängen an der
Ofenkonstruktion und können ebenfalls vertikal verstellt werden, um die Höhenlage
der Abdeckung zu verändern.
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Beim Betrieb des Ofens arbeitet die vordere Abdeckung in gleicher
Weise wie eine Muffe, da die Einführung der Flammen der Brenner 58 in dem abgedichteten
Hohlraum starke Wärme auf die Innenfläche des wärmeabsorbierenden Einsatzes richten
und dadurch eine Wärmestrahlung auf die Oberfläche des geschmolzenen Glasbades 16
erzeugen, wie durch die Pfeile D in den F i g. 2 und 8 gezeigt ist. Hierdurch wird
die Temperatur des Glases an den Seitenrändern des Ziehherdes so weit erhöht, daß
sie mit der Temperatur des heißen Mittelbereiches gleich ist. Die untere Fläche
C der Abdeckung hat eine verhältnismäßig geringe Reflektionswirkung, so daß die
Wärmeverluste in dem mittleren Bereich des geschmolzenen Glases durch den Einsatz
vermindert wird. Wenn der mittlere Bereich des Glases des Ziehherdes eine beträchtlich
höhere Temperatur als die Ränder besitzt, kann durch Einführung von Kühlluft in
die Abdeckung eine Verminderung der Temperatur im mittleren Bereiche erzielt werden,
so daß sie mit derjenigen der Randbereiche praktisch gleich ist. Die offenen Enden
der Abdeckung stehen mit der Außenatmosphäre in Verbindung, so daß Abgase entweichen
können, ohne in die Ziehkammer einzutreten und damit schädlichen Einfluß auf das
Glasband auszuüben.