DE1210973B

DE1210973B - Verfahren und Vorrichtung zum Vorspannen von ebenen, polierten Glasplatten

Info

Publication number: DE1210973B
Application number: DEG32724A
Authority: DE
Inventors: Dr Bernard Long
Original assignee: Glaces de Boussois SA
Current assignee: Glaces de Boussois SA
Priority date: 1960-07-15
Filing date: 1961-07-14
Publication date: 1966-02-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Vorspannen von ebenen, polierten Glasplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen von ebenen, polierten Glasplatten, die in einem Ofen erweicht, in senkrechter Lage aus dem Ofen herausgezogen und in dieser Lage in . freier Luft zwischen zwei Kühlflächen, die aus einem Material mit großer Temperaturleitfähigkeit bestehen, gebracht werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, daß eine genügend starke Vorspannung den zur Diskussion stehenden Glasblättern eine erhöhte mechanische Widerstandsfähigkeit sowie eine andere wichtige Eigenschaft verleiht, nämlich, sich im Falle des Bruches in eine Menge Splitter von geringer Größe aufzulösen, deren Ränder nicht schneiden.
Dieser Eigenschaften wegen werden stark vorgespannte Glasblätter mit glatten, polierten und parallelen Oberflächen als Sicherheitsverglasung in Automobilen verwendet.
Die Vorspannung, die bei Glasblättern mit glatten, polierten und parallel verlaufenden Oberflächen angewendet wird, ist nur dann von Bedeutung, wenn diese drei Eigenschaften erhalten bleiben. Dies ist auch der Grund, weshalb der Vorspannvorgang den nachstehenden Bedingungen unterworfen ist: a) Die Erwärmung bis zur Erweichung, die vor der Abkühlung stattfindet, muß in vertikaler Lage durchgeführt werden; b) die schnelle Abkühlung muß erfolgen, indem man einen Strom (beispielsweise einen Luftstrom) in Berührung mit den Oberflächen aktiv in der Weise zirkulieren läßt, daß er keine örtlichen Deformationen hervorruft und nicht die Politur verändert.
Es ist bekannt, daß Gläser zur Verglasung von Automobilen irisieren, d. h. ein Schillern in den Regenbogenfarben oder, genauer gesagt, doppelbrechende Stellen aufweisen, wenn man die Gläser im reflektierten, teilweise polarisierten Tageslicht betrachtet. Diese Stellen sind eine Folge des ersten Auftreffens der Luftstrahlen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein neues Vorspannverfahren der Glasblätter mit glatten, polierten und parallel verlaufenden Oberflächen zu schaffen; das die Glätte der Oberflächen nicht verändert, das keinerlei aktiven Umlauf eines Kühlmittels in Berührung mit den Glasoberflächen erfordert und das die Bildung von Stellen mit Doppelbrechung vermeidet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glasplatte so weit zwischen die Kühlflächen gebracht wird, daß deren Ränder über die der Glasplatte hinausragen und die Kühlflächen dann von beiden Seiten der Glasplatte an diese gleichmäßig bis auf eine Entfernung von weniger als s/ 1o mm herangerückt werden.
Es wurde gefunden, daß, wenn man die Dicke der beiden Luftschichten zwischen den Oberflächen des Glasblattes und denen der Kühlplatten auf etwa 1 mm herabsetzt, die Schnelligkeit der Abkühlung des Glasblattes genau dieselbe ist, als wenn man das Glasblatt sich in der umgebenden Luft abkühlen läßt.
Darüber hinaus wurde festgestellt, wenn die Dicke der fraglichen Luftschichten auf weniger als ohoo eines Millimeters sinkt, nimmt die Geschwindigkeit der Abkühlung des Glasblattes zunächst nur langsam zu. Sobald diese Dicke der Luftschicht erfindungsgemäß unter 30/10o eines Millimeters sinkt, nimmt die Abkühlgeschwindigkeit hingegen sehr schnell zu. Bei einer Dicke der Luftschichten von 15/10o eines Millimeters geht der Wärmeverlust von 5,5 mm dicken, vorher weich gemachten Glasblättern in der Zone, in der das Glas formbar (plastisch) geworden ist, so schnell vor sich, daß die Glasblätter eine starke Vorspannung aufweisen, nachdem sie auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wurden. Wenn die Dicke der Luftschichten auf 10/100- eines Millimeters herabgesetzt wird, wird die Vorspannung unter anderem dieser Glasblätter so stark, daß sie, wenn man sie zerbricht, sich in Splitter unterteilen, die viel kleiner sind als die Splitter derjenigen vorgespannten Gläser, die bisher als Sicherheitsgläser in Automobilen Verwendung finden.
Die obigen Ergebnisse finden eine zufriedenstellende Erklärung, wenn man annimmt, daß die Übertragung der Wärme des Glasblattes auf die Kühlplatten dank der relativ hohen Temperaturleitfähigkeit der zwischen den Platten und den Oberflächen des Glasblattes befindlichen Luft vor sich geht. Die Wärmeleitfähigkeit der Luft ist gering (K=0,578 10-4 cal/cm s, °C). Ihre Temperaturleitfähigkeit - die bekanntlich der Quotient der Wärmeleitfähigkeit durch die spezifische Wärme mal Dichte ist -unter atmosphärischem Druck besitzt jedoch einen relativ hohen Wert (etwa 0,18 cm-/s). Dieser Wert ist mit der Temperaturleitfähigkeit mehrerer Metalle, z. B. des Flußstahls, vergleichbar.
Die Kühlplatten bestehen im allgemeinen aus Metall. Metalle, die sich dafür eignen, sind Flußstähle, rostfreie Stähle, Messing, Aluminium und Kupfer. Sie weisen Werte für die Temperaturleitfähigkeit auf, die bei 0° C etwa zwischen 0,12 und 1,12 cm2/s liegen, wodurch es ermöglicht ist, die Geschwindigkeit der Abkühlung und damit auch den Grad der Vorspannung abzustufen.
Außer den Metallplatten kann man Platten verwenden, die aus anderem Material mit großer Temperaturleitfähigkeit bestehen, z. B. Graphit und Siliziumkarbid. Diese beiden Materialien dehnen sich weit weniger aus als Metalle, was vorteilhaft sein kann, soweit es die Deformationen der Platten unter der Einwirkung der trotz ihrer großen Temperaturleitfähigkeit leichten asymmetrischen Erwärmung der Platten betrifft.
Die Dicke der Platten liegt im allgemeinen zwischen 1 und 4 cm. Die Dicke wird in Abhängigkeit von der Temperaturleitfähigkeit und von der Dicke der vorzuspannenden Glasblätter ausgewählt.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden folgende Vorteile erhalten: 1. Es werden keinerlei Veränderungen der Politur der der Vorspannung unterworfenen Glasblätter verursacht; 2. nach der Vorspannung sind die Oberflächen dieser Glasblätter frei von Unebenheiten, wie Wellen, selbst wenn man die Oberflächen in reflektiertem Licht betrachtet; 3. nach der Vorspannung sind die Glasblätter frei von doppelbrechenden Stellen, wenn man sie im reflektierten Licht betrachtet; 4. die bei den jetzigen Vorspannungsverfahren durch die Luftgebläse benötigte Energie wird gespart.
Das Vorspannungsverfahren gemäß der Erfindung ist gut dafür geeignet, stark vorgespannte Glasblätter von 5 bis 6 mm Dicke zu erzielen, die zur Verglasung von Automobilen bestimmt sind; das Verfahren eignet sich auch zur Vorspannung von dickeren Glasblättern, z. B. für eine Dicke von über 10 mm.
Das Verfahren ermöglicht es, Glasblättern von 4 mm und sogar 3 mm Dicke eine Vorspannung zu verleihen, die genügt, daß die .Glasblätter im Falle eines Bruches die besondere Art des Bruches aufweisen, die man von den Scheiben verlangt, die in den Automobilen verwendet werden.
Die Erfindung sieht außerdem Maßnahmen vor, die es ermöglichen, jede der Kühlplatten dem Glasblatt auf den gleichen, vorher festgelegten Abstand nahezubringen.
Um ein Biegen der der Vorspannung unterworfenen Glasblätter zu vermeiden, ist es erforderlich, daß die Wärmemengen, die von beiden Seiten des weich gewordenen Glasblattes durch die beiden Luftschichten während der Vorspannung abgezogen werden, gleich groß sind. Deshalb müssen ihre Dicken auch gleich groß sein. Da andererseits die durch die Luftschichten abgegebene Wärmemenge sich in Abhängigkeit der Dicke dieser Luftschichten sehr schnell ändert, muß man für jede Dicke eines Glasblattes und für jeden gewünschten Grad der Vorspannung Luftschichten von genau festgelegter Dicke vorsehen.
Die beiden obigen Bedingungen werden erfindungsgemäß durch Abstandshalter von kalibrierter Dicke erfüllt, die aus einem Material angefertigt sind, das eine Temperaturleitfähigkeit derselben Größe wie die-Luft hat. Diese Abstandshalter bringt man zwischen den Oberflächen der_ Glasblätter und den Kühlplatten an.
Die Kühlplatten stützen die Abstandshaller und zwingen somit das Glasblatt, sich von den beiden aufrecht stehenden Oberflächen der Kühlplatten in gleichem Abstand zu halten. Andererseits verursachen die Abstandshalter, wenn sie die Voraussetzungen erfüllen, wie sie die Erfindung lehrt, keine wesentliche Änderung des Wärmeabstroms dort, wo sie (die Abstandshaller) an dem Glas anliegen, und es kann infolgedessen keinen wesentlichen Unterschied in dem Grad der Vorspannung bei den verschiedenen Teilen des Glasblattes geben.
Die Materialien, die am besten für die Abstandshalter geeignet sind, sind die Metalle mit einer Temperaturleitfähigkeit von etwa 0,18 cm2/s, da dieser Wert der Temperaturleitfähigkeit der Luft entspricht. Die sogenannten rostfreien Stähle eignen sich gut dazu, und zwar in Form von kalibriertem Draht, der zu Beginn an die senkrechten Oberflächen der Kühlplatten gelegt wird, oder in Form kleiner, glatter Teilchen (Plättchen), die auf diesen Platten angebracht werden.
Abstandshalter aus rostfreiem Stahldraht können während der zur Vorspannung durchgeführten Erwärmung an den vorzuspannenden Glasblättern angebracht werden; sie können dann dazu dienen, das Glasblatt in vertikaler Lage zu halten.
Eine Abwandlung in der Anbringung der Abstandshalter zwischen den Kühlplatten und den Oberflächen des vorzuspannenden Glasblattes besteht darin, auf den senkrechten Oberflächen der Kühlplatten, die sich gegenüber dem Glasblatt befinden, eine kleine Anzahl von Körnchen einer ganz bestimmten Größe anzubringen, die man mehr oder weniger gleichmäßig über die Kühlplattenflächen verteilt.
Diese Körnchen können aus verschiedenen Materialien bestehen, z. B. aus Metallen, Metalloxyden, Mineralverbindungen usw.
Diese Art von Abstandhalter ist besonders geeignet, wenn die Dicke der Luftschichten, die die Kühlplatten von den Glasblättern trennen, weniger als lo/ioo eines Millimeters betragen sollen, z. B. wenn es sich darum handelt, Glasblätter von einer Dicke von weniger als 3 mm zu härten.
Das Verfahren nach der Erfindung kann auf folgende Weise durchgeführt werden: a) Das zu härtende Glasblatt wird während der Erwärmung bis zum Weichwerden in aufrechter Lage mit Hilfe einer Vorrichtung gehalten, die nacher die Annäherung der Kühlplatten an die Oberflächen des Glasblattes bis auf die geringe Entfernung, die durch den gewünschten Grad der Vorspannung bedingt ist, nicht behindert; b) nach der Erwärmung wird das Glasblatt in vertikaler Lage zwischen die Kühlplatten eingeführt, die weit genug auseinanderstehen; dann nähert man rasch die Kühlplatten dem Glasblatt, und zwar parallel zu dessen Flächen, bis die symmetrisch zu den Glasoberflächen befindlichen Kühlplatten in einer Stellung sind, in der der Wärmestrom je Zeiteinheit, der jede der beiden Luftschichten durchsetzt, die das Glasblatt von den beiden Kühlplatten trennen, den gewünschten Wert erreicht hat.
Als Aufhängevorrichtung kann man z. B. einen flachen Rahmen aus rostfreiem Metall verwenden, dessen Seiten höchstens so dick sind wie der erforderliche Abstand zwischen den Platten während der schnellen Abkühlung des Glasblattes. Das Glasblatt ruht dann mit seiner unteren, horizontalen Kante auf der horizontalen Seite des Rahmens vermittels einer gewissen Anzahl von Plättchen aus isolierendem Material.
Unter den verschiedenen Vorrichtungen, die dazu geeignet sind, die Glasblätter während der Erwärmung in vertikaler Stellung zu halten, sind die folgenden: 1. Das Glasblatt wird durch einen Streifen aus einer rostfreien Legierung getragen, der über drei Abschnitte geht und dessen Breite höchstens soviel wie der Abstand zwischen den Kühlplatten beträgt, wenn sich diese in der Lage der Vorspannung befinden.
2. Das Glasblatt wird mit zwei oder mehreren vertikalen Ösen aus rostfreiem Metalldraht umwickelt, dessen Durchmesser höchstens soviel wie der Abstand beträgt, auf den die Kühlplatten den Flächen des Glasblattes genähert werden.
Das Vorspannverfahren nach der Erfindung beruht hauptsächlich auf der schnellen Weiterleitung der Wärme, die von dem weich gewordenen Glasblatt auf die Kühlplatten dank der relativ hohen Temperaturleitfähigkeit der beiden dünnen Luftschichten übergeht, die sich zwischen den Oberflächen des Glasblattes und den in Frage stehenden Kühlplatten befinden. Die Vorspannung ergibt sich also nicht aus dem stofflichen, starren, allgemeinen Kontakt zwischen dem weich gewordenen Glasblatt und den Kühlplatten. Hierin liegt der grundsätzliche Unterschied zwischen dem Verfahren nach der Erfindung und den bekannten Verfahren, bei denen man zwischen den Oberflächen der Glasblätter und den Kühlplatten feste Materialien einbringt, die unter Druck zahlreiche Berührungspunkte der einen mit der anderen Fläche haben, was die Oberfläche des Glases verändert und außerdem starke Unterschiede in dem Grad der Härtung der einzelnen Stellen des Glasblattes verursacht.
In der praktischen Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung befindet sich das Glas mit starren Elementen in Berührung, entweder in einigen Punkten oder längs einiger Linien, die nur einen ganz geringen Bruchteil der Oberfläche der Gläser darstellen, doch erfolgt der Wärmeübergang durch diese Berührungspunkte mit einer Geschwindigkeit von derselben Größenordnung wie der Wärmedurchgang durch die dünne Luftschicht, die die Gläser umgibt, und dies verursacht keinerlei Unregelmäßigkeit im Grad der Vorspannung. Da im übrigen die Berührung ohne Anwendung von Druck erfolgt, werden Politur und Glätte der Glasoberflächen nicht verändert.
Es muß betont werden, daß in dem Fall, wo die Abstandshalter durch eine kleine Anzahl von Körnchen gebildet werden, die durch ein Adhäsionsmittel auf den Kühlplatten festgehalten werden, die Menge der durch diese Körnchen übertragenen Wärme absolut zu vernachlässigen ist und nur der Wärmeverlust durch die Luftschicht in Betracht gezogen werden muß.
Eine weitere Möglichkeit, das erfindnungsgemäße Verfahren durchzuführen, besteht darin, daß die Kühlplatten auf jeder Seite des Glasblattes aus zwei unabhängig voneinander verschiebbaren Gruppen von Kühlplatten bestehen, von denen je zwei einander gegenüber angeordnete unmittelbar nach dem Herausziehen des Glasblattes gegen dasselbe hin verschoben werden, so daß das Glasblatt zwischen den Abstandshaltern gehalten wird, wonach die zum Herausziehen des Glasblatts aus dem Ofen verwendete Vorrichtung, von der ein Teil das Glasblatt an einer oder mehreren Stellen hält, die sich gegenüber den noch nicht gegen das Glasblatt vorgerückten Kühlplatten befinden, gelöst wird, und unmittelbar darauf auch diese Kühlplatten gegen das Glasblatt hin verschoben werden.
Die Vorrichtungen zum Festhalten des Glasblattes in vertikaler Lage unterliegen dadurch, daß erfindungsgemäß zwei übereinanderliegende Gruppen vertikaler, abkühlender Platten verwendet werden, die voneinander unabhängig und nur durch eine Fuge von sehr geringer Höhe voneinander getrennt sind, keiner Beschränkung.
»Platten für die erste Einwirkung« werden zuerst an die Oberflächen des Glasblattes herangerückt, weil dieser Annäherung nichts im Wege steht. Diese Gruppe von Platten hat zwei Aufgaben zu erfüllen: 1. diejenige Glasblattzone, die durch diese Plattengruppe bedeckt wird, schnell abzukühlen, wobei diese Zone entweder der obere oder der untere Teil des Glasblattes sein kann, 2. die vertikale Lage des Glasblattes zu erhalten durch leichtes Andrücken desselben zwischen die Abstandshalter während der Zeit, die erforderlich ist (einige Sekunden), um die Vorrichtung zu lösen und zu entfernen, die das Glasblatt in vertikaler Stellung während der Zeitspanne gehalten hat, in der es im Ofen war und aus dem Ofen herausgezogen wurde.
Die zweite Gruppe der Platten, die später einwirken, wird an die restliche Zone des Glasblattes herangerückt, sobald dies durch Wegnahme der Vorrichtung, die anfänglich das Glasblatt in seiner vertikalen Lage festgehalten hat, möglich ist. Es gibt also einen geringfügigen Zeitunterschied (einige Sekunden) zwischen dem Beginn der Abkühlung, die diese zweite Gruppe von Platten ausübt, und dem Beginn der Abkühlung durch die erste Gruppe von Platten.
"Im allgemeinen bedeckt die erste Plattengruppe einen viel größeren Teil der Oberfläche des Glasblattes als die zweite Gruppe von Platten, doch ist das nicht unbedingt erforderlich.
Hierbei ist zu erwähnen, daß während der eigentlichen Härtung das Glasblatt durch keinerlei Vorrichtung aufgehängt oder gestützt wird; es wird ganz einfach zwischen den Abstandshaltern der beiden Gruppen von Kühlplatten in der vertikalen Lage gehalten.
Die zuletzt beschriebene Verfahrensweise nach der Erfindung geht folgendermaßen vor sich: 1. Es wird in freier Luft zwischen den glatten, vertikalen und miteinander parallellaufenden Flächen von zwei übereinanderliegenden Gruppen dicker, vertikaler Platten - die aus einem Material hergestellt sind, dessen Temperaturleitfähigkeit mehr als 0,10 cm2ls beträgt - das zum Erweichen gebrachte Glasblatt eingeführt, das aus dem Vorspannofen in vertikaler Lage parallel zu den Flächen der Platten herauskommt; 2. dem Glasblatt werden schnell die ersten Platten nahegebracht, bis die Abstandshalter, von denen die Platten getragen werden, mit den Flächen des Glasblattes in Berührung kommen; 3. die Vorrichtung, die das Glasblatt in vertikaler Lage hält, wird gelöst und schnell entfernt, während der übrige Teil des Glasblattes zwischen die ersten Kühlplatten gepreßt wird; 4. die Teilplatten, die später einwirken, werden schnell an das Glasblatt herangedrückt, bis die Abstandhalter, von denen diese Platten gehalten werden, mit demjenigen Teil des Glasblattes in Berührung kommen, der vorher durch das Vorhandensein der Vorrichtung, die das Glasblatt in vertikaler Lage hält, unzulänglich war.
Die Lösung der Vorrichtung, die das Glasblatt während seiner Erwärmung und seines Transports zu den Kühlplatten festhält, geschieht rasch, ganz gleich ob diese Vorrichtung aus zwei oder mehreren Aufhängeklammern besteht, die mit Gelenk versehen sind und zu dem bekannten Typ gehören, dessen, beide Arme, die je eine Spitze aus extra hartem Metall tragen, sich ohne Schwierigkeit auseinanderspreizen, sobald sie nicht mehr das Gewicht des Glasblattes zu tragen haben, oder ob diese Vorrichtung aus einem Bügel besteht, der aus einem waagerechten Spannriegel gebildet ist, der an jedem Ende einen vertikalen Aufhängearm hat, welcher mit einer Gabel versehen ist, die zwischen ihren Zinken eine der Seitenkanten des Glasblattes festhält. Nach den obigen Ausführungen geschieht die Abkühlung durch die später einwirkenden Platten auf einer (oberen oder unteren) Zone des Glasblattes, deren Anfangstemperatur nicht wesentlich verschieden von der Anfangstemperatur der durch die erste Gruppe von Platten abgekühlten Zone im Augenblick der Berührung mit den Abstandhaltern ist.. Tatsächlich werden diese beiden Zonen fast zu gleicher Zeit fest, wenn man darauf achtet, den Abstand'shaltern der später einwirkenden Platten eine geringere Dicke als den Abstandshaltem der ersten Gruppe von Platten zu geben.
Schließlich sind die Vorspannungsgrade der beiden Zonen praktisch dieselben. Andererseits gibt es keine Unterbrechung der Vorspannung zwischen den beiden Zonen, denn der Spielraum, der die beiden Gruppen von Platten trennt, beträgt weniger als einen Millimeter.
Wenn die Vorspannung des Glasblattes beendet ist, genügt es, die beiden Platten, die später einwirken, auseinander zu schieben, um die Vorrichtung zum Halten des Glasblattes (Klammern oder Bügel) wieder anzubringen; dann kann man das Glasblatt aus der Vorspannungsvorrichtung entfernen, nachdem man die Platten, die zuerst einwirken, auseinandergeschoben hat.
Man kann das Glasblatt ebensogut von Hand oder durch ein ganz banales Hilfsmittel lösen, indem man die beiden Gruppen von Platten, eine nach der anderen, löst.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Anordnung, die sich zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf diskontinuierliche Weise eignet, wobei die Kühlplatten über einem Wärmeofen angebracht sind, F i g. 2 im Querschnitt eine Anordnung, die sich zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf kontinuierliche Weise eignet, wobei in gewisser Entfernung von dem Ofenausgang des Ofens, der zur Erwärmung der Glasblätter dient, ein Paar von Kühlplatten angeordnet ist, deren Wirkungsweise von der um den Ofen zirkulierenden Warmluft nicht beeinträchtigt wird; F i g. 3 und 3 a zeigen von hinten und von der Seite gesehen ein Glasblatt, das in einem Rahmen angeordnet ist, der das Glasblatt während der Erwärmung, die der Vorspannung vorausgeht, und während der Vorspannung selbst in vertikaler Lage hält; F i g. 4 zeigt ein an einem rostfreien Metallstreifen aufgehängtes Glasblatt; F i g. 5 zeigt ein Glasblatt, das in mehreren vertikalen Ösen aus rostfreiem Metalldraht aufgehängt ist; F i g. 5 a zeigt, wie man diese äsen anbringt; F i g. 6 und 6 a zeigen von vorn und im Querschnitt eine Kühlplatte, auf der eine kleine Anzahl von Körnern, die als Abstandshalter wirken, verteilt sind; F i g. 7 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine weitere Anordnung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren auf diskontinuierliche Weise durchgeführt werden kann, wobei zwei übereinander angeordnete Gruppen von Kühlplatten sich über einem Ofen befinden und die Gruppe der Platten, die zuerst einwirkt, unter der Plattengruppe liegt, die später einwirkt; F i g. 8 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine der in F i g. 7 gezeigten Anordnung analoge Anordnung, bei der die Gruppe der Platten, die zuerst auf die Glasplatte einwirkt, über der Gruppe der Platten angeordnet ist, die später einwirkt; F i g. 9 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Kühlplatte, die mit zwei Abstandshaltern in Form von horizontalen Metalldrähten versehen ist; F i g. 10, 11 -und 12 zeigen schematisch in Seitenansichten verschiedene Stellungen der Plattengruppe, die erst nach Lösen der Halteklammern gegen das Glasblatt zu verschoben werden; F i g. 13 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung mit zwei Kühlplattengruppen, bei der die Platten, die zuerst auf die Glasplatte einwirken, die Abstandshalter gegen die Flächen des vorzuspannenden Glasblattes drücken, während die Platten, die erst nach Lösen der Haltevorrichtung auf das Glasblatt einwirken, in ihrer zurückgezogenen Stellung dargestellt sind; F i g. 14 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in F i g. 7; F i g. 15 zeigt das vorzuspannende Glasblatt, das vermittels eines Bügels, der zwei seitliche Gabeln besitzt, in vertikaler Lage gehalten wird, von vorn.
In F i g. 1 ist das vorzuspannende Glasblatt im Inneren des elektrisch geheizten Ofens 2 dargestellt. Über diesem Ofen befinden sich die vertikal und parallel zueinander angeordneten Kühlplatten 3, die aufeinander zu und voneinander weg verschoben werden können. Auf den glatten, senkrecht stehenden Oberflächen 4 der Kühlplatten befinden sich kalibrierte Metalldrähte 5, deren obere Enden auf den Kanten 6 befestigt sind. Am unteren Ende jedes dieser Metalldrähte ist ein. Streckgewicht 7 angebracht. Auf diese Weise ist es möglich, mittels der Drähte 5 die Oberfläche 4 genau in das Lot zu bringen.
Das Glasblatt 1 wird in die Stellung 1' gebracht, die durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Hierauf werden die Kühlplatten 3 schnell in die Stellung 3' gebracht, wobei die kalibrierten Metalldrähte 5, von denen im allgemeinen zwei Stück je Kühlplatte angebracht werden, in die Stellung 5' vorgeschoben werden und in Berührung mit den beiden Randzonen des Blattes 1' kommen.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung werden die zu härtenden Glasblätter 1 in dem Ofen kontinuierlich in Richtung des Pfeils vom Eingang 9 zum Ausgang 10 befördert. In der Nähe des Ofenausgangs befinden sich außerhalb desselben Kühlplatten 3. Ein Glasblatt 1' ist in der Vorspannungsstellung gegenüber der Kühlplatte 3 dargestellt, die in einem Rahmen 11 befestigt ist. Die andere Kühlplatte ist aus Darstellungsgründen nicht zu sehen. Der Rahmen 11 kann senkrecht zur Zeichenebene vor- und zurückbewegt werden, wozu ein System aus drei rohrförmigen Elementen 12 dient, die auf drei Rohren 13 verschieblich gelagert sind.
Ebenfalls sind zwei kalibrierte Metalldrähte 5 zu sehen, die es während des Vorspannens ermöglichen, die Kühlplatten 3 in eine genau definierte Entfernung von den Oberflächen des Glasblattes zu bringen.
In F i g. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der sich das zu härtende Glasblatt 1 im Innern eines flachen Rahmens 14 befindet, der aus rostfreiem Stahl besteht und dessen Dicke geringer ist als die Dicke des Glasblattes. Das Glasblatt ruht auf den hervorstehenden Elementen 15, die von dem unteren horizontalen Teil 16 des Rahmens 14 gestützt werden.
Das Glasblatt wird in einer senkrechten Lage durch zwei Drähte 17 gehalten, die auf dem oberen horizontalen Teil 18 des Rahmens 14 aufliegen. An den beiden Enden eines jeden Drahtes hängen zwei Streckgewichte 19 (s. F i g. 3 a). Der Rahmen wird mit Hilfe einer flachen Stange 20, die an dem oberen horizontalen Teil 18 befestigt ist, aufgehängt. . In F i g. 4 ist eine Aufhängung des vorzuspannenden Glasblattes 1 dargestellt, die durch einen Chrom-Nickel-Streifen 21 gesichert ist, der mit seinem unteren horizontalen Teil 22 und seinen beiden vertikalen Abschnitten 23 mit dem Glasblatt in Berührung steht. Die Dicke des Chrom-Nickel-Streifens ist geringer als die Dicke des Glasblatts. Die beiden äußeren Bänder 24 des Chrom-Nickel-Streifens laufen über Abrundungen 25 des flachen Aufhängeträgers 26. Die Enden des Chrom-Nickel-Streifens werden mittels Schrauben 27 am Träger 26 befestigt. Die Bänder 24 sind leicht gegen die Vertikale geneigt, um einen schwachen seitlichen Druck auf .das Glasblatt auszuüben.
Der Abstand zwischen den Kühlplatten und den Oberflächen des vorzuspannenden Glasblattes wird durch kalibrierte Metalldrähte geregelt, die 1. entweder auf den Kühlplatten befestigt sind oder 2. auf der flachen Stange 26 befestigt sind, wie in F i g. 3 dargestellt ist.
Bei einer Anordnung, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist, wird das zu härtende Glasblatt 1 mittels drei vertikaler Schleifen 28 gehalten, die aus kalibriertem Metalldraht bestehen. Diese Art der Aufhängung ist leicht zu bewerkstelligen, indem man (s. F i g. 5 a) die Enden der einzelnen Drähte 27, die zur Bildung der Schleifen 28 bestimmt sind, auf zwei flachen Stangen 29 befestigt. Da die Stangen 29 und die Einzeldrähte 27, die mit denselben verbunden sind, horizontal angeordnet sind, kann man das vorzuspannende Glasblatt mit seiner unteren Kante 30 auf der Mitte der Einzeldrähte aufsetzen. Die Drähte werden dann um die Glasblattkante geführt und die beiden Platten 29 in der Ebene des Glasblattes, wie in F i g. 5 a angedeutet ist, miteinander vereinigt. Die Platten 29 werden mittels Klammern 31, in denen sich die Ringe 32 befinden, zusammengehalten, so daß sich eine horizontale Aufhängestange 33 ergibt, an der die vertikalen Schleifen 28, wie in F i g. 5 dargestellt ist, befestigt sind.
In F i g. 6 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Kühlplatte 3 eine kleine Anzahl kalibrierter Körner 34 enthält, die durch ein Adhäsionsmittel auf der vertikalen Fläche 4 festgehalten werden. Die Befestigung kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß man auf die Fläche einen Strahl aus einer Spritzpistole richtet, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der ein Adhäsionsmittel gelöst wurde, das die entsprechenden kalibrierten Körner als Schwebeteilchen enthält. Auf diese Weise können Körner aus Calciumcarbonat in einer wäßrigen Lösung von Natriumsilikat als Schwebeteilchen verwendet werden.
In F i g. 6 a ist ein Teilquerschnitt der Kühlplatte 3 dargestellt, auf die eine Anzahl kalibrierter Körner 34 in der beschriebenen Weise aufgebracht wurden.
In F i g. 7 ist eine Anordnung dargestellt, bei der ähnlich, wie im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschrieben wurde, das vorzuspannende Glasblatt 1 in einem Ofen 2 erwärmt wird. Über diesem Ofen befinden sich zwei Gruppen von Kühlplatten, 1. die Plattengruppe 3 a, die zuerst auf die Glasplatte einwirkt, und 2. die Plattengruppe 3 b, die erst später auf die Glasplatte in der nachfolgend beschriebenen Weise einwirkt. Die Plattengruppen sind unabhängig voneinander senkrecht zu der Ebene, in der sich das vorzuspannende Glasblatt bewegt, verschieblich angeordnet und nur durch einen sehr geringen vertikalen Spielraum 38, der vorzugsweise kleiner als 1 mm ist, voneinander getrennt. Bei diesen Platten sind die aus den horizontalen Metalldrähten 5 a und 5 b bestehenden Abstandshalter in Berührung mit den Plattenflächen 5 a und 4 b, und die äußeren Enden der Metalldrähte sind auf den Kanten der Platten 3 a befestigt (s. F i g. 9).
Das Glasblatt 1 ist im Inneren des Ofens 2 mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung aufgehängt, die dieses Glasblatt in vertikaler Stellung hält und die sich am oberen Teil desselben befindet.
Das Glasblatt wird in die durch die gestrichelten Linien dargestellte Vorspannungsstellung 1' gebracht, so daß die zum Halten des Glasblattes in Vertikalstellung dienende Vorrichtung, die in Querrichtung einen Raumbedarf besitzt, der größer ist als die Dicke des Glasblattes, sich zwischen den Platten 3 b befindet. Während die Platten 3 b in ihrer zurückgezogenen Stellung verbleiben, werden die Platten 3 a auf das Glasblatt 1' zu verschoben, so daß sie die Stellung 3a', die mit gestrichelten Linien dargestellt ist, einnehmen, wobei die Abstandshalter 5d in Berührung mit den Oberflächen des Glasblattes kommen. Da das Glasblatt 1' leicht gegen die Abstandshalter 5 d der Platten 3 d gedrückt wird, kann die Vorrichtung, die das Glasblatt vorher in vertikaler Lage festhielt, gelöst und nach oben weggezogen werden, wodurch es möglich ist, nunmehr die Platten 3 b in Richtung der Doppelpfeile zu verschieben. Diese Platten nehmen nunmehr die Stellung 3 b' ein, in der ihre Abstandshalter 5b' mit den Oberflächen des Glasblattes in Kontakt kommen.
In F i g. 8 ist eine Anordnung dargestellt, bei der sich die Kühlplatten 3a, die zuerst auf das Glasblatt einwirken, über den Kühlplatten 3 b angeordnet sind, die erst dann gegen das Glasblatt zu in Richtung der Doppelpfeile vorgeschoben werden, wenn die Vorrichtung, die in der unteren Zone des Glasblattes angebracht ist und dieses in vertikaler Stellung hält, gelöst wurde. Der Vorspannungsvorgang entspricht dem in F i g. 1 gezeigten. Dabei werden die Platten 3 a einander genähert und damit in die Stellung 3 d gebracht, in der das Glasblatt !' zwischen den Abstandshaltern 5a' dieser Platten leicht festgeklemmt wird. Dann wird die Vorrichtung, die vorher das Glasblatt in seiner vertikalen Stellung gehalten hat, gelöst und nach unten weggezogen, wodurch es möglich wird, die Platten 3 b in Richtung der Doppelpfeile auf das Glasblatt hin zu verschieben. Daraufhin nehmen die Platten die Stellungen 3b' ein, wobei ihre Abstandshalter 5 b' mit den Oberflächen des Glasblattes in Berührung kommen: Während bei der in F i g. 7 dargestellten Anordnung die Abkühlung der Vorspannung mit geringer Verzögerung im oberen Teil des Glasblattes bewirkt wird, ist dies bei der in F i g. 8 dargestellten Anordnung umgekehrt. Hierbei wird die Abkühlung nach der Vorspannung im unteren Teil des Glasblattes mit geringerer Verzögerung bewirkt. Die Wirkung, die diese geringen Verzögerungen auf das Vorspannen haben könnten, wird dadurch aufgehoben, daß die Abstandshalter 5 b eine geringere Dicke besitzen als die Abstandshalter 5a.
In F i g. 9 ist eine Kühlplatte dargestellt, auf deren aktiven Vorderseite 4 zwei kalibrierte Metallfäden 5, die als Abstandshalter dienen, dargestellt sind. Die äußeren Enden dieser Metallfäden sind unter den Köpfen von Klemmschrauben 37 auf den senkrechten Kanten 36 befestigt.
In den F i g. 10, 11 und 12 sind verschiedene Stellungen während der Vorspannung eines Glasblattes dargestellt, das an Klammern 39 von bekannter Art, die an Ringen 40 und 41 hängen, aufgehängt ist. In diesen Figuren sind, wie schon bemerkt, drei Phasen der Vorspannung dargestellt. In der ersten Phase (F i g. 10) ist das Glasblatt in der Vorspannungsstellung 1', während die Platten, die zuerst auf dasselbe einwirken, gerade in die Stellung 3 a' gebracht worden sind, wobei deren Abstandshalter 5a' gegen die Oberflächen des Glasblattes gedrückt werden. Die Klammern 39 halten dabei das Glasblatt noch zwischen den Platten 3 b, die sich in ihrer zurückgezogenen Stellung befinden. In der zweiten Phase (F i g.11) werden die bereits gelösten Klammern 39 nach oben bewegt. Die Lösung der Klammern wird dadurch erreicht, daß die Aufhängung gelockert und die Stange 42 etwas angehoben wird. Das Vordrücken der Platten 3 b auf das Glasblatt zu beginnt gerade. In der dritten Phase (F i g. 6) haben die Platten 3 b' die Stellung erreicht, in der sie die Abstandshalter 5 b' gegen die Flächen des Glasblattes 1' drücken.
In F i g. 13 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Kühlplatten 3 a, die zuerst auf die Glasplatte einwirken, in ihrem unteren Teil Schieber 43 tragen, die auf horizontalen Rohren 44 entlanggleiten. Diese Rohre sind auf dem oberen Flansch 45 von I-Eisen 46 befestigt, die ihrerseits in den Betonblöcken 47 verankert sind. Jede der Kühlplatten 3 a ist an ihrem oberen Teil mit zwei horizontalen Rohren 48 verbunden, die innerhalb der Rohre 49 entlanggleiten, welche ihrerseits auf den U-Eisen 50 befestigt sind. Auf den Rohren 48 gleiten die Schieber 51 hin und her, die die Kühlplatten 3 b tragen, welche erst nach dem Lösen der Klammern 39 zur Wirkung kommen.
Das Glasblatt 1' wird gegen die Abstandshalter 5 a der Kühlplatten 3 a gepreßt, während es noch nicht von den Aufhängeklammern 39, zwischen deren Arme die Abstandsstange 42 hindurchgeht, gelöst ist. In den F i g. 13 und 14 ist dargestellt, daß diese Stange 42 an den Drähten 52 aufgehängt ist, die über die Rille der Seilscheibe 53 laufen und an deren Enden Gegengewichte 54 hängen. Die Achsen der Seilscheibe 53 sind auf den vertikalen Teilen des Querträgers 55 befestigt.
Wenn das Aufhängekabel 56 nachgelassen wird, gehen die Arme der Klammern 39 auseinander, und die Stange 42 nähert sich unter der Einwirkung der Gegengewichte 24 dem Gelenk der Arme. Wenn das Kabel 26 aufs neue angezogen wird, können die Klammern 39 das Glasblatt 1' nicht mehr fassen, und deshalb können sie leicht nach oben weggezogen werden. Hierauf werden die Platten 3 b schnell auf den Rohren 18 entlanggeführt, bis die Abstandshalter 5 b mit dem oberen Teil der Flächen des Glasblattes 1' in Berührung kommen.
In F i g. 14 ist ein Aufriß der in F i g. 13 dargestellten Anordnung längs der Linie XIII-XIII dargestellt. Es ist in dieser Figur das in der Vorspannung befindliche Glasblatt 1' zu sehen, das aus dem Ofen 2 gezogen wurde, in dem es in der Stellung 1 erwärmt worden war. Die öffnung 57, die sich im oberen Teil des Ofens befindet und durch die das weich gewordene Glasblatt hindurchgeführt wird, besitzt eine Umhüllung 58, die sich außerhalb des Ofens befindet und durch die vermieden wird, daß die aus dem Ofen strömende warme Luft die I-Eisen 46 und die Rohre 44 erwärmt, die die Platten 3 a tragen.
In F i g. 15 ist das in Vorspannungsstellung aufgehängte Glasblatt 1' vor einer Platte 3 a, die zwei Abstandshalter 5 a auf der Fläche 4 a trägt, sowie vor einer Platte 3 b, die einen Abstandshalter 5 b auf der Fläche 4 b trägt, dargestellt. Die untere Kante des Glasblattes 1' ruht auf dem horizontalen Querträger 59 des Bügels 60 vermittels isolierender Blöcke 61. Zwei Gabeln 62 halten das Glasblatt in vertikaler Stellung.
Die Stangen 63, an denen der Bügel 60 aufgehängt ist, haben einen Durchmesser, der geringer ist als die Dicke des Glasblattes, so daß diese Stangen kein Hindernis für die Annäherung der beiden Platten 3 a in der ersten Phase der Vorspannung darstellen.
Es ist klar, daß, wenn das Glasblatt leicht zwischen die Abstandshalter der Platten 3 a gepreßt wird, es leicht möglich ist, den Bügel 60 schnell in die Stellung herabgleiten zu lassen, in der dieser Bügel der Annäherung der Platten 3 b, die erst später zur Wirkung kommen, nicht mehr im Wege ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Vorspannen von ebenen, polierten Glasplatten, die in einem Ofen erweicht, in senkrechter Lage aus dem Ofen herausgezogen und in dieser Lage in freier Luft zwischen zwei Kühlflächen, die aus einem Material mit großer Temperaturleitfähigkeit bestehen, gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte so weit zwischen die Kühlflächen gebracht wird, daß deren Ränder über die der Glasplatte hinausragen, und die Kühlflächen dann von beiden Seiten der Glasplatte an diese gleichmäßig bis auf eine Entfernung von weniger als 3/lo mm. herangerückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlflächen Platten mit einer Temperaturleitfähigkeit von 0,1 cm2/s verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits zwischen die Kühlplatten und die Glasplatte Abstandshalter in Form von Draht, Streifen, Blättchen oder Körner eingebracht werden, die aus einem Material bestehen, das eine ähnliche Temperaturleitfähigkeit besitzt wie die Luft.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatten auf jeder Seite der Glasplatte aus zwei unabhängig voneinander verschiebbaren Gruppen- von Kühlplatten bestehen, von denen eine Gruppe aus je zwei einander gegenüber angeordneten Kühlplatten unmittelbar nach dem Einbringen der Glasplatten zwischen die Kühlplatten gegen die Glasplatte gedrückt werden, so daß die Glasplatte von den Abstandshaltern dieser Gruppe gehalten wird, wonach die zum Bewegen der Glasplatte verwendete Vorrichtung entfernt und unmittelbar darauf die andere Gruppe von Kühlplatten gegen die Glasplatte gedrückt wird.
5. Vorrichtung zum Durchführen der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewegen der Glasplatte eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Glasplatte umfaßt und deren Ausdehnung senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatte nicht größer ist als die Dicke der Glasplatte selbst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen der Glasplatte aus einem flachen, viereckigen Rahmen besteht, dessen unterer waagerechter Schenkel Stützen zur Auflage der Glasplatte und dessen oberer waagerechter Schenkel eine Haltevorrichtung besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen der Glasplatte aus einem Träger, der etwas kürzer als die Breite der Glasplatte ist, und einem biegsamen, mit den Enden an dem Träger befestigten und um die Bodenfläche und Seitenflächen herumgeführten Metallband besteht. B.
Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Träger, an dem mehrere Drahtschlaufen befestigt sind, in denen die Glasplatte aufgehängt ist und die die Abstandshalter darstellen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kühlplatten Körner, deren Größe dem Abstand zwischen der Glasplatte und den Kühlplatten entspricht, aufgebracht sind, beispielsweise durch Aufspritzen unter Verwendung eines Bindemittels, in dem diese Körner schweben. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 613 752.