DE1041221B - Vorrichtung zum Haerten von gekruemmten Glasscheiben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Härtevorrichtung für gekrümmte Glasscheiben, mit der man sowohl Fensterglas wie auch Tafelglas einer gegebenen Stärke zu härten, vermag. Vor Entwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung konnte man nur Tafelglas, jedoch kein Fensterglas von gegebener Stärke ausreichend härten..

Das Glashärteverfahren an sich ist alt und bereits früher beschrieben worden. Bei derartigen Verfahren wird eine Glasscheibe bis oberhalb ihres Glühbereiches erwärmt; dann werden die Oberflächen, der Scheibe, während ihr Inneres noch heiß ist, rasch gekühlt. Hierdurch erreicht man, daß die Oberflächen der Scheibe unter Druck und der dazwischenliegende Teil unter Zug steht. Eine derart behandelte Scheibe ist viel fester als nicht gehärtetes Glas. Da Glas, wenn es unter Druck steht, sehr hohen Stoßkräften widerstehen kann, sind gehärtete Glasscheiben für Fahrzeugverglasungen den im Glühofen gekühlten Glasscheiben überlegen. Wenn jedoch die äußere oder unter Druck stehende Fläche gebrochen, oder auch nur geritzt wird, bewirken die im Glas vorhandenen Spannungen, daß das Glas in eine große Anzahl sehr kleiner Teilchen zerfällt. Der Grad der Härtung wird durch die Größe der Splitterteilchen angezeigt und die Gleichmäßigkeit der Härtung durch die Teilchengröße der Splitter.

Die einer Glasscheibe vermittelte Härtung hängt in erster Linie von der Höhe· der Druckspannung in den Oberflächen ab, die ihr durch die Abschreckung mitgeteilt werden, während das Innere der Scheibe noch heiß und plastisch ist. Ferner bestimmen die Schnelligkeit der Temperaturveränderung der Glasoberfläche, der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Wärmeleitfähigkeit und Viskosität des für die Scheibe verwendeten Glases und die Stärke der gehärteten Scheibe die Härtung des Glases.

Die bisher entwickelten Härtevorrichtungen genügen zwar für das Härten von gewölbten Scheiben aus Tafelglas, erwiesen sich jedoch für die Härtung von Fensterglas gleicher Größe und Stärke als unzureichend. Aus Tabelle I, in der bestimmte, physikalische Eigenschaften von Tafelglas und Fensterglas miteinander verglichen, werden, ist ersichtlich, warum das Härten, von Fensterglas schwieriger ist als das Härten von Tafelglas.

Tabelle I

45

Physikalische Konstante

Ausdehnungskoffizient
Erweichungspunkt
(Viskosität:

107.8 Poise)

Fensterglas

8,3 · 10-e/° C

736° C

Tafelglas

8,76

728° C

Vorrichtung zum Härten
von gekrümmten Glasscheiben

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. September 1955

James Sidney Golightly, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)>
ist als Erfinder genannt worden

Da Fensterglas einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten als Tafelglas hat, bewirkt die gleiche Abkühlung bei Fensterglas eine weniger rasche Zusammenziehung der äußersten Schicht als bei Tafelglas. Infolgedessen sind die durch die unterschiedliche Abkühlung der äußeren und inneren Schichten erzeugten Spannungen bei Fensterglas geringer als bei Tafelglas. Da Fensterglas auch einen höheren Erweichungspunkt besitzt, spricht es auf plötzliche Temperaturveränderungen langsamer an als Tafelglas. Während der langsameren Schrumpfung der äußeren Hülle auf Grund plötzlicher Temperaturveränderung beginnt auch das Innere des Glases sich abzukühlen, wodurch die auf die ungleichmäßige Abkühlung bei der Härtung zurückführenden Spannungen geringer werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Härten von gekrümmten Glasscheiben, mit einem Paar im Abstand voneinander und einander gegenüberliegender Speicherkammern, die mit einer Vorrichtung verbunden sind, durch die ein Härtemedium unter Druck zugeführt wird, sowie mit Düsenauslässen in demjenigen Teil jeder Speicherkammer, der der gegenüberliegenden Speicherkammer zugekehrt ist, einem starren Wagengestell zum Tragen einer Form, auf der die erwärmten Glasscheiben zwischen die im Abstand voneinander liegenden Düsenauslässe geführt werden,, und mit einer Vorrichtung, durch die eine kreisförmige Relativbewegung zwischen den erwärmten Glasscheiben und den Düsenauslässen erzeugt wird, während sich das Glas

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zwischen den Düsenauslässen befindet. Das besondere nach der Erfindung liegt hierbei darin, daß an mindestens einigen der Düsenauslässe biegsame Düsenfortsätze befestigt sind, die sich bis in den durch die Form begrenzten Raum erstrecken und sich bei Berührung mit dem starren Wagengestell während, der Relativbewegung zwischen ihnen und, dem Glas frei biegen können.

Einen Beweis für die Verbesserung in der Härtung, die durch die vorliegende Erfindung ermöglicht wird, liefert der Vergleich der für die Kunden annehmbar gehärteten Glasscheiben der geringsten Stärke mit gleichartigem Umriß. Ein Vergleich der Ergebnisse mit einer bekannten Härtevorrichtung üblicher Art und einer solchen, die nach vorliegender Erfindung verbessert worden ist, wird in Tabelle II gebracht, in der die geringste Stärke von Glasscheiben aus Tafelglas und Fensterglas angegeben ist, die mit den Vorrichtungen ausreichend gehärtet wurden.

Tabelle II

20

Geringste Stärke von
ausreichend gehärtetem Fensterglas ..

Geringste Stärke von
ausreichend gehärtetem Tafelglas ....

Bekannte
Vorrichtung

mm

5,6 mm

Dieselbe

Vorrichtung, aber abgeändert nach vorliegender Erfindung

5,6 mm

5,3 mm

Typische Härtevorrichtungen bekannter Art enthalten Düsen, die sich auf entgegengesetzten Seiten einer Glasscheibe befinden, um eine Vielzahl von Luftströmen mit hoher Geschwindigkeit gegen die benachbarten Oberflächen der Scheibe! zu richten, und Vorrichtungen, um die Düsen so zu bewegen,, daß die Bildung eines ungleichmäßigen Härtungsmusters auf dem Glas vermieden wird. Wenn die Glasscheibe eben ist oder wenig gekrümmte Teile enthält, können die Düsen einfach in einer Ebene gedreht werden, die etwa parallel zu der allgemeinen Ebene der Scheibe ist, um eine zufriedenstellend gleichmäßige Härtung zu erreichen. Hat die Glasscheibe jedoch nahe ihren Enden scharfe Biegungen, so werden die Düsen, die Luft auf die äußeren Längsenden der Glasscheibe blasen, gegenüber der Bewegungsebene der in der Mitte angeordneten Luftdüsen geschwenkt.

Bei der Lösung der Aufgabe die bisher bekannten Härtevorrichtungen, die nur für Tafelglas geeignet waren, so zu ändern, daß man damit auch. Fensterglas richtig härten kann, mußte man von der Entwicklung solcher Anlagen zur Erwärmung von Scheiben aus Fensterglas auf höhere Temperaturen vor der Abschreckung mit dem Härtemedium und. von. der Erhöhung der Auftreffgeschwindigkeit des Härtemediums zur rascheren Abschreckung der Glasoberfläche absehen. Dies wären zwar Lösungen gewesen: jedoch hätten sie einen hohen Kapitalaufwand für den Umbau bestehender Härtevorrichtungen, den Umbau der zur Erwärmung des Glases vor dem Abschrecken erforderlichen Kühlofen oder den Einbau größerer Gebläse erfordert, die erforderlich gewesen wären, um das Härtemedium rascher gegen die Oberflächen der erwärmten Glasscheiben zu bringen.

Die vorliegende Erfindung verlangt keinen größeren Umbau der bekannten Haltevorrichtungen:, um diese sowohl für das Härten von Fensterglas wie auch von Tafelglas brauchbar zu machen. Die bekannten Vorrichtungen wurden vielmehr dadurch verbessert, daß man an den Düsen, biegsame Düsenfortsätze anbrachte, die vorzugsweise den gleichen Innendurchmesser haben wie die Düsen der bisherigen Vorrichtungen. Hierdurch wird das Härtemedium in, einem zylindrischen Strahl senkrecht gegen; die Oberfläche des Glases geblasen, und man vermeidet es, daß innerhalb der Düse Wirbedbereiche entstehen, die die Geschwindigkeit und die Gleichmäßigkeit der Richtung des Härtemediums beeinträchtigen.

Ein zylindrischer Strahl, der längs einer auf der Glasobernäche senkrechten, und auf einer kreisförmigen Bahn, über die Glasoberfläche wandert, entfernt eine ruhende Heißluftschlicht viel wirksamer vom Glas, als jede in bezug auf das Glas andere Kombination von Ausrichtung und Bewegung des Strahles. Weiterhin ist ein zylindrischer Strahl zum Abkühlen, der erwärmten Glasobernäche sehr viel wirksamer als ein konischer Strahl oder ein Strahl beliebiger anderer Form.

Wenn die Düsenfortsätze in einer zu großen Entfernung vom Glase enden, geht die zylindrische Form der Luftstrahlen in eine weniger wirksame konische Form über. Wenn die Düsenfortsätze in zu geringer Entfernung vom Glase enden·, brennen die Spitzen der Düsenfortsätze aus. Die Wirksamkeit ist am besten, wenn die Düsenfortsätze in einer Entfernung von nicht über 7,6 bis 8,9 cm von der Glasoberfläche enden; d. h., die sich gegenüberliegenden Düsen sollten nicht mehr als 15,2 bis 17,8 cm von den gegenüberliegenden Fortsätzen und nicht weiter als 6,5 mm von. der nächsten Glasoberfläche entfernt sein..

Dadurch, daß die Düsenfortsätze die Ströme des Härtemediums auf zylindrischen Bahnen, parallel ausrichten, erhöhen sie die Menge des gerichteten strömenden Mediums, das die Glasoberfläche erreicht. Überraschenderweise werden Glasscheiben gleicher Größe, chemischer Zusammensetzung und Wärmebehandlung, die Luftströmen unter denselben Druckbedingungen, wie sonst ausgesetzt wurden, viel stärker gehärtet, wenn bei den bisherigen Härtevorrichtungen zusätzlich, biegsame Düsenfortsätze angebracht werden. Da außer der Verminderung des Abstandes, in dem sich die Düsenenden vom Glas befinden, nichts verändert wurde, sind die bei der Härtung erreichten besseren Ergebnisse auf die zusätzliche Anbringung der biegsamen Düsenfortsätze zurückzuführen.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen biegsamen Fortsätze ist es möglich, die Härtedüsen viel näher an das Glas heranzuführen, als dies in. den bisherigen Härtevorrichtungen bei der größtmöglichen Annäherung der Düsen, ohne Schaden möglich war. Ein derartiger Schaden entsteht, wenn starre Düsen während ihrer kreisförmigen Bewegung gegenüber dem Formrahmen a,n den Wagenrahmen einer glastragenden. Form anstoßen. Wenn die biegsamen Düsenfortsätze gegen den starren Rahmen, stoßen, werden sie selbst abgebogen. Starre Düsen, die an den Wagenrahmen anstoßen, können, sich dagegen an dem Rahmen verhaken, können abbrechen oder sich bleibend verbiegen. Weiterhin kann sich durch die Erschütterung, die beim Aufprall einer starren Düse auf einen starren Wagenrahmen entsteht, das Glas aus seiner Stellung auf der Form verschieben, während der Aufprall eines biegsamen Düsenfortsatzes keine derartige nachteilige Wirkung hat, da, er durch die vorübergehende Abbiegung des Fortsatzes aufgenommen wird. Wenn heiße Glasstückchen auf eine

5 6

Düse auf treffen, verursachen diese darüber hinaus bei Öffnung der Luftkästen 40 und 42 der oberen und einer starren Düse mit viel größerer Wahrscheinlich- unteren Speicherkammern 30 und 32 vorgesehen,
keit einen Bruch oder eine dauernde Verbiegung als Den Seitenkammern wird die als Härtemittel

bei einem biegsamen Düsenfortsa.tz. dienende Luft unter höherem Druck als den mittleren

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung an 5 Kammern zugefügt.
Hand der Zeichnung beschrieben. _. , . _„

Fig. 1 stellt einen Aufriß einer Härtevorrichtung ^Die biegsamen Dusenfortsatze

mit Düsenfortsätzen nach vorliegender Erfindung dar; Nach der Erfindung ist jede einen, Teil der an sich

Fig. 2 ist ein vergrößerter, teilweise im Schnitt ge- bekannten Härtevorrichtungen bildenden Düse 74 mit zeichneter Aufriß der Härtevorrichtung, und io einem, biegsamen Fortsatz 78 versehen.. Diese bieg-

Fig. 3 bis 5 sind ins einzelne gehende vergrößerte samen Fortsätze 78 können aus Schläuchen bestehen, Ansichten verschiedener Ausführungsformen von die beispielsweise eine Wandstärke von 1,6 mm und Düsenfortsätzen nach der Erfindung. einem Innendurchmesser von 4,76 mm besitzen. Dieser

Durehmesser entspricht dem Innendurchmesser der

Aufbau der neuen Vorrichtung *5 Düsen 74. Die metallischen, Düsen 74 sind vorzugs

weise an ihrer äußeren Oberfläche abgeflacht, so daß

Eine typische Härtevorrichtung nach vorliegender das Rohr auf die Düsen aufgeschoben! werden kann. Erfindung enthält ein bewegliches Rahmengestell 10, Für diese Fortsätze 78 der Fig. 3 eignet sich am

das innerhalb eines feststehenden offenen. Haltegestells besten als Werkstoff ein Silikonharz. Dimethylpoly-12 angeordnet ist; letztereis besitzt senkrechte Ständer ao siloxan, ein Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, 14, die durch Streben, 16 miteinander verbunden sind. der auch imstande ist, für kurze Zeiträume einer Jeder senkrechte Ständer 14 trägt einen oberen starken Wärmeschwankung und hohen Temperaturen Lagergehäuseträger 17 und einen unteren Lager- zu widerstehen, ist ein besonders geeignetes Silikongehäuseträger 18. Das feststehende Gestell 12 ist auf erzeugnis hierfür. Man. kann jedoch auch andere dem Boden 19 einbetoniert. Der Boden trägt ferner as Silikone und Kautschukarten, ebenso wie biegsame die Platten 20, die Kugeleinheiten 22 tragen, auf Metalle, z. B. dünne Kupferrahre, für die biegsamen denen das bewegliche Gestell 10 der Härtevorrichtung Rohre verwenden.

läuft. Ein versenkter Antriebsmotor und eine An- Eine weitere mögliche Ausführungsform der Er-

triebswelle sind mit einem Paar Kurbalantrieben ver- findung ist in Fig. 4 dargestellt, in der ein Schlauch bunden (beide hier nicht gezeigt), um dem beweg- 30 80 aus Kautschuk oder Silikon durch eine Metallfeder liehen Gestell 10 gegenüber dem Boden eine kreis- 82 verstärkt ist, um ein Zusammenfallen des Rohres förmige Drehbewegung in einer waagerechten Ebene zu verhindern. Der so verstärkte Schlauch 80 sitzt zu erteilen. auf der Düse 74 der Härtevorrichtung, wobei ein

Das bewegliche Gestell 10 trägt eine obere Speicher- Ende eine Manschette und das andere Ende den kammer 30 und eine untere Speicherkammer 32. 35 Düsenfortsatz bildet.

Zuführrohre 34 und 36 führen den Speicherkammern I_n Fig. 5 j_st eine eng gewickelte: Feder 90 gezeigt,

30 und 32 Luft unter einem verhältnismäßig geringen die den biegsamen Fortsatz für die Düse 74 bildet.
Druck zu. Die obere Speicherkammer 30 hat eine Bei allen vorstehenden Ausführungsformen ist es

Anzahl von Luftkästen 40, die parallel zueinander wesentlich, daß der Innendurchmesser der Düsen sich angeordnet sind und an ihren unteren Enden mit einer 40 gegen das Ende der Düsenfortsätze nicht verändert. Reihe mit Gewinde versehener öffnungen 41 aus- Dadurch, daß man solche Veränderungen auf ein gestattet sind. In entsprechender Weise besitzt die Mindestmaß beschränkt, bleibt die zylindrische untere Speicherkammer 32 eine Anzahl von parallelen Gestalt des Luftstromes erhalten.
Luftkästen 42, die jeweils eine Reihe von mit Die Härtevorrichtung umfaßt ferner eine Förder-

Gewinde versehenen öffnungen 41 an ihren oberen 45 einrichtung mit Rolleinscheiben 100, die mit Flanschen Enden aufweisen. 102 versehen sind, um den Rahmen des Wagens C zu

Ein Paar obere Seitenkästen 50 und 52 ist schwenk- tragen und zwischen den oberen und unteren Speicherbar bei 54 und 56 an der oberen Speicherkatnmer an- kammern hindurchlaufen zu lassen. Der Wagen C gebracht. Die obere Luftkästen sind jeweils mit Ver- trägt eine Form M, auf der eine Glasscheibe G angeschleißplattenfortsätzen 55 versehen, die an ein 50 ordnet ist.

Lagergehäuse 57 grenzen, das von einem Träger 17 Arbeitsweise

getragen, wird. In entsprechender Weise ist ein Paar

unterer Seitenkästen 60 und 62 bei 64 und 66 Man. legt die zu härtende Glasscheibe G auf die

schwenkbar zur unteren Speicherkammer angebracht. Form M und erwärmt das Glas so weit, bis es er-Jede der letzteren besitzt eine Verschleiißplatte 65, die 55 weicht. Dann bringt man den Wagen auf der Förder an ein Lagergehäuse 67 angrenzt, das durch den einrichtung in eine Stellung, in der sich, das Glas Träger 18 getragen wird. zwischen den biegsamen Düsenfortsätzen. 78 der

Jeder der Seitenkästen hat einen Einlaß 70, der oberen Luftkästen. 40 der Seitenkästen 50 und 52 und durch einen (nicht gezeigten.) biegsamen Schlauch mit der unteren Luftkästen, 42 und der Seitenkästen 60 einer Preßluftquelle verbunden, ist. Luft wird aus 60 und 62 befindet. Durch die verschiedenen. Luftkästen einem Behälter mit verhältnismäßig hohem Druck und Seitenkästen wird Preßluft geblasen und durch durch den biegsamen Schlauch zum Einlaß 70, durch die biegsamen Düsenfortsätze auf die dort liegenden die verschiedenen Seitenkästen und zu einer Anzahl Glasoberflächen geleitet, während sich das bewegliche von Luftkästen 72 innerhalb jedes Seitenkastens ge- Gestell 10 in bezug auf das feststehende Gestell 12 führt. Die Seitenkästen besitzen: zur Aufnahme von 65 auf einer kreisförmigen Bahn bewegt,
metallischen zylindrischen Düsen 74 ebenfalls mit Die oberste Schicht der Glasscheibe wird durch die

Gewinde versehene öffnungen 41. Diese Düsen sind auf treffende Luft abgeschreckt und das Glas infolge bei 75 in die Öffnungen 41 eingeschraubt und haben der geringeren Entfernung der biegsamen Düsenfort-Sechskantringe 76, um sie leichter anbringen und weg- sätze vom Glas stärker gehärtet, als dies der Fall nehmen zu können. Ähnliche Düsen sind für jede 70 wäre, wenn die Düsenfortsätze fehlen würden. Durch

Claims (7)

die Düsenfortsätze wird es möglich, die Luft aus einem Abstand von weniger als 7,6 bis 8,9 cm von der abzuschreckenden Oberfläche zuzuführen, während es bei der bisherigen Anlage vorkam, daß die Düsen in einem Abstand von nicht weniger als 11,4 bis 12,7 cm vom Glas endeten, da man es vermeiden mußte, daß die Düsen den Wagen blockierten, die Vorrichtung beschädigten oder die Scheibe infolge des durch den Stoß verursachten Vibrierens von der Form geworfen wurde. Bei der hier erläuternd beschriebenen besonderen Vorrichtung sind zwar biegsame Düsenfortsätze sowohl für die oberen wie auch die unteren Düsen der Hoch- und Niederdruckkästen angegeben; erfmdungsgemäß können die biegsamen Fortsätze jedoch z. B. nur bei den unteren oder den oberen Düsen oder nur bei den Niederdruckdüsen: oder den Hochdruckdüsen vorgesehen sein, wenn die Umstände dies ermöglichen. In jedem Fall liegt die Glasscheibe etwa in, der Mitte zwischen den Enden der Düsen oder Düsenfortsätze. Ρ.Λ T E N T A N S P P. (* C H E:

1. Vorrichtung zum Härten von gekrümmten Glasscheiben mit einem Paar im Abstand vonein- as ander gegenüberliegender Speicherkammern, die mit einer Vorrichtung· verbunden sind, durch, die ein Härtemedium unter Druck zugeführt wird, Düsenauslässen in demjenigen Teil jeder Speicherkammer, der der gegenüberliegenden Speicherkammer zugekehrt ist, einem starren Wagengestell zum Tragen einer Form, auf der die erwärmten Glasscheiben zwischen die im Abstand, voneinander liegenden Düsenauslässen geführt werden, und mit einer Vorrichtung, durch die eine kreisförmige Relativbewegung zwischen, den erwärmten Glasscheiben und den Düsenauslässen erzeugt wird, während sich das Glas zwischen den Düsenauslässen befindet, gekennzeichnet durch biegsame Düsenfortsätze (78, 80, 86), die mindestens an einigen der Düsenauslässe (74) befestigt sind, sich bis in den durch die Form (M) begrenzten Raum erstrecken und sich bei Berührung mit dem starren Wagengestell während der Relativbewegung zwischen ihnen und dem Glas frei biegen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der einander gegenüberliegenden Düsenfortsätze (78, 80., 86) so angebracht sind, daß sie nicht weiter als 17,8 cm voneinander entfernt sind, so daß ein gekrümmter freier Raum zwischen ihnen verbleibt, durch den sich die gekrümmte Glasscheibe hin und her bewegen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Düsenfortsätze (78, 80, 86) schlauchförmig sind und einen Durchmesser haben, der etwa ebenso groß ist wie der Innendurchmesser der Düsenauslässe (74).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Düsenfortsätze a,us biegsamen Silikon- oder Kautschukschläuchen bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Düsenfortsätze durch Metallfedern (82) verstärkt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Düsenfortsätze aus einer dicht gewickelten, biegsamen rohrförmigen Metallfeder (88) bestehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammern jeweils aus einer mittleren Kammer (30, 32) und Seitenkammern (50, 52, 60, 62) bestehen und daß die Vorrichtung zur Zuführung des Härtemediums so eingerichtet ist, daß sie dieses Medium den mittleren Kammern, unter einem verhältnismäßig niedrigen Druck und den Seitenkammern unter einem verhältnismäßig hohen Druck zuzuführen vermag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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