DE10128636C1

DE10128636C1 - Verfahren zur selektiven Beeinflussung der Glasdicke bei der Herstellung von Flachglas und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10128636C1
Application number: DE10128636A
Authority: DE
Inventors: Steffen Koerner; Holger Wegener; Heinrich Ostendarp
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2004528264A; KR20040008215A; WO2002100787A1; TWI269782B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Beeinflussung der Glasdicke bei der Herstellung von Flachglas, bei dem das gezogene oder gefloatete Glasband direkt nach der Formgebung im elastischen Viskositätsbereich an einer über die Breite des Glasbandes reichenden Einrichtung mit konstanter Kühlung vorbeigeführt wird, die über die Breite des Glasbandes jedoch gezielt und individuell einstellbar beheizt wird. Um das Temperaturprofil über die Breite ausreichend aufzulösen und an kleine Bereiche des Glasbandes anzupassen, sieht die Erfindung vor, dass die Wärmezufuhr mittels eines Laserstrahles lokal vorgenommen wird, der mit hoher Frequenz über die Breite des Glasbandes geleitet und dabei in seiner Leistung entsprechend der gezielten individuellen Wärmezufuhr verändert wird. Diese selektive Beeinflussung führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Qualität des gezogenen oder gefloateten Glasbandes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Beeinflussung der Glasdicke bei der Herstellung von Flachglas, bei dem das gezogene oder gefloatete Glas band direkt nach der Formgebung im elastischen Viskositätsbereich an einer über die Breite des Glasbandes reichenden Einrichtung mit konstanter Kühlung vorbeigeführt wird und wobei das Glasband über die Breite gezielt und indi viduell einstellbar beheizt wird.

Bei der Heißformgebung von gezogenem oder gefloatetem Glas treten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Glasbandes Dickenschwankungen auf, die nach bis herigen Erkenntnissen durch Unregelmäßigkeiten der Formgebungswerkzeuge (Down-Draw), Temperaturschwankungen oder andere physikalische Effekte verursacht werden.

Eine Feinkorrektur dieser Schwankungen der Glasdicke bei im Down-Draw- Verfahren hergestellten Flachgläsern kann mit Hilfe einer über die Breite des Glasbandes variierenden Kühlung erreicht werden. Dabei wird das Glasband direkt nach der Formgebung im elastischen Viskositätsbereich an einer Kühl platte vorbeigeführt, deren Temperatur senkrecht zur Ziehrichtung des Glasbandes gezielt eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck sind an der Rückseite der Kühlplatte eine Reihe von Luft-Blasdüsen im horizontalen Abstand von etwa 25 mm angeordnet. Der Volumenstrom jeder Luft-Blasdüse ist indivi duell einstell- und regelbar. In Abhängigkeit der durch den Volumenstrom der einzelnen Luft-Blasdüsen abgeführten Wärmeenergie stellt sich so in der Kühlplatte ein Temperaturprofil senkrecht zur Ziehrichtung des Glasbandes ein.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist zum einen die Tatsache, dass der Abstand der Kühlplatte von dem Glasband aus praktischen Gründen nicht geringer als 10 mm sein kann. Bei der selektiven Kühlung des Glasbandes durch den Wärme übergang durch Strahlung vom Glasband an die Kühlplatte tritt hierdurch eine lokale Unschärfe auf. Zudem kann aus konstruktiven Gründen der Abstand der mit Luft beanschlagten Luft-Blasdüsen nicht kleiner als 10 mm gewählt werden, was die lokale Wirksamkeit der Luft-Blasdüsen deutlich einschränkt.

Wie die DE-OS 20 47 863 zeigt, wird bei der konstanten Kühlung des Glas bandes dessen Dicke dadurch beeinflusst, dass es über die Breite zusätzlich individuell beheizt wird. Dabei wird der über die Breite des Glasbandes reichenden Kühleinrichtung selektiv Wärme in Form von Strahlen zugeführt, die individuell einstell- und beheizbar sind. Das Temperaturprofil wird durch konstante Kühlung und selektive Wärmezufuhr erzeugt.

Die Qualität des Glasbandes ist von der lokalen Auflösung der Beheizung und des Wärmeeintrages in das Glasband von entscheidender Bedeutung, ist daher durch die vorstehend genannten Gründe begrenzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass die lokale Beheizung und Wärmeeintrag in das Glasband und damit das Temperaturprofil zur Beeinflussung der Dicke des gezogenen oder gefloateten Glasbandes noch exakter eingestellt und geregelt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Wärmezufuhr mittels eines Laserstrahles lokal vorgenommen wird, der mit hoher Frequenz über die Breite des Glasbandes geleitet und dabei in seiner Leistung ent sprechend der gezielten individuellen Wärmezufuhr verändert wird.

Die im Laserstrahl enthaltene Lichtenergie kann sehr fein dosiert und gerichtet werden, so dass sie in kleinen wählbaren Bereichen direkt vom Glasband absor biert werden kann. Das Temperaturprofil kann feiner gestaltet und die Be einflussung des Glasbandes im kleineren Bereichen, d. h. in feinerer Auflösung, vorgenommen werden, was schließlich zur Verbesserung der Qualität des ge zogenen oder gefloateten Glasbandes führt. Der Anteil an zugeführter Wärme wird dabei durch die entsprechend gewählte Leistung des Laserstrahles geregelt. Die Frequenz des Laserstrahles, mit der dieser über die Breite des Glasbandes hin- und herbewegt wird, kann so hoch gewählt werden, dass dies einer quasi stabilen Wärmezufuhr für die kleinen beaufschlagten Bereiche des Glasbandes unter Berücksichtigung der Bewegungsgeschwindigkeit des Glas bandes gleichkommt. Zudem kann die Dosierung der Lichtenergie viel exakter vorgenommen werden. All dies wirkt sich in der Qualität des gezogenen oder gefloateten Glasbandes vorteilhaft aus.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Laserstrahl von einem CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm erzeugt und mittels eines Scanners über das Glasband bewegt wird.

Die Auflösung der selektiven Wärmezufuhr in das Glasband ist nach einer Ausgestaltung so festgelegt, dass der Laserstrahl von einem optischen System erzeugt wird, dessen Focus mit etwa 1 mm² im Glasband zur Wirkung kommt.

Bei den üblichen Ziehgeschwindigkeiten handelsüblicher Flachglas-Herstel lungsanlagen wird nach einer Ausgestaltung so verfahren, dass der Laserstrahl bei einer Ziehgeschwindigkeit von 0,3 bis 10 m/min und einer Frequenz größer als 10 kHz über die Breite 0,5 bis 1 m des Glasbandes geführt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist neben der Anordnung einer Kühleinrichtung mit konstanter Kühlwirkung über die Breite des Glasbandes dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines optischen Systems ein Laserstrahl erzeugbar ist, der mittels eines Scanners mit einer hohen Abtastfrequenz über die Breite des Glasbandes bewegbar ist, wobei der Focus des Laserstrahles auf dem Glasband eine Fläche in etwa 1 mm² beauf schlagt und das Glasband erwärmt und wobei die Leistung des Laserstrahles so variiert, dass senkrecht zur Ziehrichtung des Glasbandes ein Temperaturprofil entsteht, das an die individuelle, gezielte Wärmezufuhr angepasst ist. Die dadurch erzeugte individuelle Wärmezufuhr bringt in Verbindung mit der kon stanten Kühlung ein Temperaturprofil über die Breite des Glasbandes, so dass mit ausreichender Auflösung in sehr kleinen Bereichen des Glasbandes die zur selektiven Beeinflussung der Glasdicke erforderlichen Maßnahmen durchgeführt werden können.

Dabei ist wie für das Verfahren vorgegeben, die Ausgestaltung so gewählt, dass das optische System mit einem CO₂-Laser einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10,6 µm erzeugt und dass der Scanner den Laserstrahl mit einer Frequenz größer als 10 kHz über ein mit einer Ziehgeschwindigkeit von 0,3 bis 10 m/min gezogenes oder gefloatetes Glasband mit einer Breite von 0,5 bis 1 m bewegt.

Claims

1. Verfahren zur selektiven Beeinflussung der Glasdicke bei der Herstellung von Flachglas, bei dem das gezogene oder gefloatete Glasband direkt nach der Formgebung im elastischen Viskositätsbereich an einer über die Breite des Glasbandes reichenden Einrichtung mit konstanter Kühlung vorbeigeführt wird und wobei das Glasband über die Breite gezielt und individuell einstellbar beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr mittels eines Laserstrahles lokal vorgenommen wird, der mit hoher Frequenz über die Breite des Glasbandes geleitet und dabei in seiner Leistung entsprechend der gezielten individuellen Wärme zufuhr verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von einem CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm erzeugt und mittels eines Scanners über das Glasband bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von einem optischen System erzeugt wird, dessen Focus mit etwa 1 mm² im Glasband zur Wirkung kommt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl bei einer Ziehgeschwindigkeit von 0,3 bis 10 m/min und einer Frequenz größer als 10 kHz über die Breite von 0,5 bis 1 m des Glasbandes geführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines optischen Systems ein Laserstrahl erzeugbar ist, der mittels eines Scanners mit einer hohen Abtastfrequenz über die Breite des Glasbandes bewegbar ist, wobei der Focus des Laserstrahles auf dem Glasband eine Fläche von etwa 1 mm² beaufschlagt und das Glasband erwärmt und wobei die Leistung des Laserstrahles so variiert, dass senkrecht zur Ziehrichtung des Glasbandes ein Temperaturprofil entsteht, das an die individuelle, gezielte Wärmezufuhr angepasst ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System mit einem CO₂-Laser einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10,6 µm erzeugt und dass der Scanner den Laserstrahl mit einer Frequenz größer als 10 kHz über ein mit einer Ziehgeschwindigkeit von 0,3 bis 10 m/min gezogenes oder gefloatetes Glasband mit einer Breite von 0,5 bis 1 m bewegt.