DE1034333B - Verfahren zum Vorspannen von Glaesern durch Eintauchen der erhitzten Glaskoerper in Kuehlbaeder - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf das Vorspannen von Gläsern durch Eintauchen der erhitzten Glaskörper in Kühlbäder. Es ist bekannt, Gläser durch Erhitzen auf den ihnen eigenen Transformationsbereich und. anschließendes plötzliches Abkühlen vorzuspannen. Je schneller dabei der Wärmeübergang vom erhitzten Glas auf das Kühlmedium erfolgt, desto intensiver ist der Grad der Vorspannung. Die Intensität der zunächst während des Kühlvorganges auftretenden Zug- und Druckspannungen und die im Endzustand resultierenden äußeren Druck- und inneren Zugspannungen sind in erster Annäherung der Geschwindigkeit der Wärmeabfuhr vom Glas auf das Kühlmedium proportional. Deshalb wäre es zur Erreichnung einer möglichst hohen Vorspannung vorteilhaft, Kühlflüssigkeiten von großer Kühlkraft zu verwenden. Man hat deshalb bereits Versuche mit Wasser als Kühlbad vorgenommen, wobei sich jedoch zeigte, daß das Wasser auf das erhitzte Glas zu kräftig einwirkt, so daß, wenn das Glas nicht überhaupt springt, mindestens Oberflächenrisse auftreten.

Man ist deshalb bereits zu anderen Kühlflüssigkeiten übergegangen, z. B. zu geschmolzenen eutektischen Gemischen von anorganischen Salzen verschiedenster Art oder zu ölen, Harzen und organischen Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt, wie z.B. Trichlorbenzol und Diphenyloxyd. Auch diese Versuche waren unbefriedigend, weil Ungleichmäßigkeiten in der Glasoberfläche, Deformationen und Brüche der Glaskörper sowie Verschmutzungen der Glasoberflächen auftraten. Die Ursache hierfür ist darin zu suchen, daß bei all den obengenannten Verfahren die Flüssigkeit in direkten Kontakt mit dem bis nahe an seinen Erweichungspunkt erhitzten Glaskörper kommt. Die Flüssigkeiten steigen am Glas hoch, es entstehen Riefen und Rillen, die ein solches Glas optisch minderwertig werden lassen. Es genügt den Anforderungen nicht, die z. B. bei der Autoverglasung gestellt werden.

Ein weiterer Nachteil der eben genannten Verfahren besteht darin, daß bei allen bisherigen Flüssigkeitsvorspannungen die im Bad zwangläufig entstehenden, auf Temperaturunterschieden beruhenden Konvektionsströme eine ungleichmäßige Kühlung des Glases erfolgen lassen, was ebenfalls eine ungleiche, labile Spannung im Glas hervorruft.

Aus diesem Grunde ist die Vorspannung von Gläsern, an die hohe optische und mechanische Anforderungen gestellt werden, bisher mittels aus Düsen aufgeblasenen Gasen auf die erhitzte Scheibe erfolgt. Um das Aufblasen der Gase, insbesondere Luft, möglichst gleichmäßig erfolgen zu lassen, wäre theoretisch ein Blaskasten mit einer unendlichen Anzahl von Düsen erforderlich. Das ist technisch nicht möglich. Eine weitere Grenze ist dem Luftverfahren bei der Ab-Verfahren zum Vorspannen

von Gläsern durch Eintauchen

der erhitzten Glaskörper in Kühlbäder

Anmelder:

Erwin W. Wartenberg,
Tübingen, Wilhelmstr. 8

Erwin W. Wartenberg, Tübingen,

ist als Erfinder genannt worden

schreckung dünner Gläser und solcher mit geringem Ausdehnungskoeffizienten gesetzt.

Die Nachteile, die sich bei der Vorspannung mittels Flüssigkeiten und Gasen ergeben, vermeidet die vorliegende Erfindung. Gemäß der Erfindung werden die zur Verwendung gelangenden Kühlbäder bis wenigstens annähernd auf den Siedepunkt erhitzt. Durch diese Maßnahme wird der Kühlvorgang so gesteuert, daß sich zwischen Glas und Flüssigkeit eine deutlich wahrnehmbare, das ganze Glas einhüllende, längere Zeit anhaltende Gasphase bildet, die den Wärmeübergang vom Glas auf die Flüssigkeit während des Eintauchens abpuffert, zu plötzlich auftretende Spannungskräfte vermeidet und die Flüssigkeit erst dann in Berührung mit Glas kommen läßt, wenn in diesem die Festlegung der Moleküle erfolgt ist, was bei etwa 200° C der Fall sein dürfte. Dar Druck, mit dem das Glas durch das sich innerhalb der Flüssigkeit entwickelnde Gas angeblasen wird, ist an allen Stellen gleich. Die Gasphase entspricht daher im Prinzip einem Blaskasten mit unendlich vielen Düsen. Ein solcherart vorgespanntes Glas zeigt auch nicht die dem durch Luft abgeschreckten Glas eigentümlichen PolariBationsflecken, wenn das Licht in einem be~ stimmten Winkel auf das Glas fällt, eine Erscheinung, die bei mittels Luftstrahlen abgeschreckten Gläsern an den Stellen auftritt, die von der aus den Düsen austretenden Luft zuerst berührt werden. Dadurch, daß der ganze Vorspannungsprozeß während des Siedens der Kühlflüssigkeit abläuft, herrscht eine völlig gleichmäßige Temperatur sowohl in der gasförmigen als auch in der flüssigen Phase. TemperatUirgleichheit besteht auch dann noch im ganzen Bad, wenn der Gasmantel bereits zusammengebrochen ist und das Glas

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direkt mit der Flüssigkeit in. Berührung kommt. Es ist daher ausgeschlossen, daß die Temparaturverteilung im Bad ungleich ist und zur Bildung von Konvektionsströmen und damit zur ungleichmäßigen Abkühlung des Glases führt.

Dabei muß aber berücksichtigt werden, daß Kühlbäder Verwendung finden, deren Molekülgruppen keine Affinität zum Glas aufweisen, im Gegensatz zu den OH-Gruppen führenden Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser oder den Alkoholen, die sich nicht als Kühlbadflüssigkeiten eignen, einmal, weil sie zum Glas affin sind, und zum zweiten, weil sie auf Grund ihrer Struktur die Ausbildung und Erhaltung der Gasphase, auf die es beim erfindungsgemäßen Verfahren ankommt, erschweren.

Versuche haben gezeigt, daß die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mit niedrigsiedenden, halogenierten Kohlenwasserstoffen am zweckmäßigsten ist, da die Temperaturdifferenz beim Abschrecken um so größer ist, je niedriger der Siedepunkt der verwendeten Flüssigkeit liegt. Es ist bekannt, daß der Spannungsgrad abhängig ist von der Abschrecktemperaturdifferenz; diese soll möglichst groß gewählt sein. Wegen seiner fehlenden Entflammbarkeit hat sich Tetrachlorkohlenstoff besonders als Badflüssigkeit bewährt. Die physikalische Steuerung des Abkühlvorganges unter Bildung der als Puffer wirkenden Gasphase zwischen Glaskörper und Bad erfolgt dadurch, daß man die Kühlbadflüssigkeit auf ihre Siedetemperatur erhitzt, so daß die vom Glas auf die Flüssigkeit abgestrahlte Wärmemenge zur Bildung des erforderlichen Dampfpolsters ausreicht.

Durch die verschiedensten Möglichkeiten der physikalischen Beeinflussung des Kühlvorganges ergeben sich selbstverständlich die verschiedensten Möglichkeiten der Einstellung des Vorspannungsgrades. Man kann z. B. organische Festkörper im Kühlbad auflösen und durch die damit erzielte Veränderung des Siedepunktes den Vorspannungsgrad beeinflussen.

Claims (3)

PatentANSPEücHE:

1. Verfahren zum Vorspannen von Gläsern durch Eintauchen der erhitzten Glaskörper in aus organischen Stoffen bestehende Kühlbäder unter Verwendung organischer Substanzen, deren Molekülgruppen keine oder nur geringe Affinität zum Glas besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlbad vor dem Eintauchen des Glaskörpers bis wenigstens annähernd auf die Siedetemperatur der Kühlsubstanz erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff als Kühlbadfmssigkeit.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß organische Festkörper in der Küh"!- badflüssigkeit gelöst werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 744 504;
französische Patentschrift Nr. 831 246.

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