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Verfahren zur Herstellung aufeinanderpassender Glasscheiben aus einer
Ausgangsplatte durch Spalten derselben in einer zu ihren Oberflächen parallelen
Fläche Bei der Herstellung von Verbundsicherheitsglas aus zwei Glasscheiben, zwischen
welchen sich eine durchsichtige Kunststoffschicht, beispielsweise aus Polyvinylbutral,
befindet, durch welche die Scheiben zur Bildung eines Verbundglases festhaftend
miteinander verbunden sind, hängt die optische Qualität des Sicherheitsglases wesentlich
von dem Ausmaß ab, mit welchem die beiden Scheiben aufeinanderpassen, d. h. von
der Gleichförmigkeit der haftend miteinander verbundenen Flächen der Scheibenschichten.
Wenn flache Scheiben verwendet werden, müssen die haftend miteinander zu verbindenden
Flächen eben und parallel zueinander sein.
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Die zur Herstellung solcher Verbundkörper verwendeten Glasscheiben
sind manchmal flach und manchmal gekrümmt oder sowohl flach als auch gekrümmt, je
nach dem Rahmen, beispielsweise bei einem Fahrzeugaufbau, in welchen sie eingesetzt
werden sollen. Der Rahmen kann ein Windschutzscheibenrahmen oder ein Rücklicht-
oder Seitenlichtrahmen eines Straßenfahrzeugs sein. Das Profil der Scheiben kann
vieleckig oder gebogen sein, oder es kann einen kontinuierlich gekrümmten Verlauf
haben.
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Bei der Herstellung von aufeinanderpassenden Glasscheiben aus einer
Ausgangs glasplatte ist es bekannt (deutsche Patentschrift 1030 530), daß die Ausgangsplatte
an ihrem Umfang in der gewünschten Spaltfläche geritzt, vor oder nach dem Ritzen
erhitzt und anschließend von einer Kante (Vorderkante) ausgehend und zur gegenüberliegenden
Kante (Hinterkante) fortschreitend durch beiderseitig auf sie gerichtete Kühlmittelströme
abgekühlt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zu schaffen, bei welchem eine gleichmäßig fortschreitende saubere Spaltung der Ausgangsplatte
erhalten wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
an die Seitenkanten der Platte angrenzenden Randbereiche der Platte einem um 5 bis
10° C kleineren Abkühlungsschock ausgesetzt werden als die übrige Platte.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahrensmerkmal wird ein Voreilen der
Spaltung in den Seitenwandbereichen gegenüber der Spaltung in dem dazwischenliegenden
Bereich und ein dadurch hervorgerufenes Aufhören des Spaltvorgangs verhindert und
eine gleichmäßig fortschreitende saubere Spaltung erreicht. Die Ausgangsplatte kann
einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden derart, daß bei der der Spaltung vorausgehenden
Erhitzung der Ausgangsplatte die an ihre Seitenkanten angrenzenden Randbereiche
auf eine um 5 bis 10° C unter der Temperatur der übrigen Platte liegende Temperatur
erhitzt werden.
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Dadurch, daß der Abkühlungsschock in einem Zeitpunkt durchgeführt
wird, in welchem längs des Randes der Platte ein Temperaturunterschied besteht,
wird die Spaltungsgeschwindigkeit im Rand beim Fortschreiten des Spaltungsvorganges
so geregelt, daß sie der Spaltungsgeschwindigkeit im Mittelbereich des Glases entspricht,
so daß die Spaltung längs einer geraden Linie stattfindet und die Fortpflanzungslinie
der Spaltung im wesentlichen parallel zu ihrer ursprünglichen Richtung und im rechten
Winkel zur Richtung der Entwicklung der Spaltung bis zur vollständigen Trennung
bleibt.
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Der Abkühlungsschock kann durchgeführt werden, wenn das Ausgangsglas
auf eine Temperatur unterhalb der Entspannungsgrenze des Glases, beispielsweise
500° C oder auf eine niedrigere Temperatur von z. B. 150° C, erwärmt worden ist.
Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß ein Abkühlungsschock in zufriedenstellenderWeise
bei der unerwartet niedrigen Temperatur von 90° C durchgeführt werden kann. Ein
großer Vorteil des Verfahrens zum Spalten der Ausgangsplatte bei dieser Temperatur
besteht in der Leichtigkeit der Handhabung
und in der Leichtigkeit,
das Glas auf 90° C, in den Fällen, in welchen dies erforderlich ist, zu erwärmen.
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Es wurde im Rahmen der Erfindung durch Versuche festgestellt, daß,
wenn die Temperatur über die Breite des Glases in dem Zeitpunkt, in welchem der
Abkühlungsschock durchgeführt wird, gleichmäßig ist, bei der Fortpflanzung der Spaltung
eine starke Neigung besteht, daß diese an den Seitenrändern rascher als im Mittelbereich
vor sich geht und daß, wenn die Fortpflanzung der Spaltung an den Seitenrändern
zu weit über die des Mittelbereiches vorauseilt, der Spaltvorgang vollständig zum
Stillstand kommen kann.
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Im Rahmen der Erfindung wurde ferner festgestellt, daß, wenn die Fortpflanzungslinie
der Spaltung über die Breite der Platte eine gerade Linie bleibt und gleichmäßig
über die Länge der Platte fortschreitet, optimale Bedingungen für eine saubere Spaltung
in der Mittelebene bestehen und daß diese Bedingungen für eine saubere Spaltung
in der Mittelebene bestehen und daß diese Bedingungen vorliegen, wenn die Temperatur
der Seitenrandbereiche des Glases um etwa 5° C niedriger ist als die Temperatur
im Mittelbereich, wenn diese etwa 90° C beträgt, und etwa 7° C, wenn die Temperatur
im Mittelbereich etwa 150° C beträgt.
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Die Erzielung des Temperaturgradienten in den an die Seitenkanten
des Glases angrenzenden Randbereichen läßt sich erfindungsgemäß durchführen, indem
die Erhitzung der Ausgangsplatte durch beiderseitig an die Platte angelegte elektrische
Heizdecken bewirkt wird, deren Heizwiderstände in den an den Seitenwandbereichen
der Platte anliegenden Teilen eine geringere Heizleistung haben als die Heizwiderstände
im übrigen Bereich.
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Gegebenenfalls kann, wenn das Glas heiß ist und die Temperatur über
die volle Breite des Glases gleichmäßig ist, der gewünschte Temperaturgradient am
Rand durch beiderseitig auf die Platte gerichtete Kühlwasserströme erzielt werden,
deren Strahlbreite kleiner als die Breite der Platte ist.
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Hat die Ausgangsplatte eine Temperatur, die niedriger ist als die
Temperatur, bei welcher der Abkühlungsschock durchgeführt werden soll, so kann die
Erhitzung der Ausgangsplatte durch beiderseitig auf die Platte gerichtete Ströme
eines Heizmittels bewirkt werden, wobei die Strahlbreite dieser Ströme kleiner ist
als die Breite der Platte.
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Für die geregelte Kühlung der vorbereiteten Platte mit den geritzten
Kanten kann die Strahlbreite der beiderseitig auf die Platte gerichteten Kühlströme
kleiner als die Breite der Platte sein.
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Vorzugsweise wird dem verwendeten Kühlwasser ein Netzmittel zugesetzt.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese an Hand bevorzugter
Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben,
und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Kühleinrichtung für die Ausgangsglasplatte,
F i g. 2 eine Draufsicht einer elektrischen Heizdecke, die so verdrahtet ist, daß
an den entgegengesetzten Kanten eine geringere Heizwirkung erzielt wird als im Hauptkörper,
und F i g. 3 eine schematische Ansicht, welche die Einrichtung zur Förderung einer
Ausgangsglasplatte zwischen einer Heiz- und einer Kühleinrichtung zeigt. In den
Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder ähnliche Teile.
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Die Ausgangsplatte 1 aus Tafelglas, aus der aufeinanderpassende Scheiben
zur Verwendung bei der Herstellung von Verbundkörpern nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren gebildet werden sollen, wird an ihren Kanten unter Verwendung eines Diamanten
oder eines anderen geeigneten Werkzeuges geritzt, worauf die Ausgangsplatte in einen
Ofen 2 abgesenkt wird, bis das Glas in an sich bekannter Weise auf die gewünschte
einheitliche Temperatur von etwa 90° C gebracht worden ist. Sodann wird das Glas
einem Abkühlungsschock bei seiner Anhebung aus dem Ofen 2 zu einer und durch eine
Kühlzone ausgesetzt, die zwischen Blasrahmen 3 an sich bekannter Form besteht, wie
sie für das Abschrecken von Glas bei einem Härtungsverfahren verwendet werden, jedoch
wird die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Spaltung an den Seitenrändern der Platte,
die an die Vorderkante (d. h. an die Oberkante) der in der Anhebung befindlichen
Platte anschließen, auf der gleichen Geschwindigkeit wie die im Hauptkörper dadurch
gehalten, daß der Rand in einem geringeren Grade als der Hauptkörper gekühlt wird.
Für diesen Zweck sind die rechteckigen in F i g. 1 gezeigten Blasrahmen mit Düsen
4 über eine etwas geringere Breite als die der zu spaltenden Platte versehen, so
daß auf die der Vorderkante benachbarten Ränder keine Kühlströme gerichtet werden,
wodurch ein Abkühlungsschock erzielt wird, der um etwa 5° C geringer ist als im
Mittelbereich des Glases.
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Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung werden die Blasrahmen 3, 3
zuerst aus den mit strichpunktierten Linien gezeichneten (Ruhe-)Stellungen in die
mit vollausgezogenen Linien gezeichneten (Arbeits-)Stellungen bewegt und dann das
Glas aus dem Ofen in die Kühlzone zwischen den Rahmen 3 angehoben. Von dem Augenblick
an, in welchem die Platte 1 in die Kühlzone eintritt, wird die Kühlluft aus den
Düsen 4
an den Rahmen zum Austreten auf beide Flächen des Glases gebracht,
um eine fortschreitende Kühlung des Glases von der Vorderkante an bei der Bewegung
der Platte durch die Kühlzone zu bewirken, wobei die Kühlung mit einer solchen Geschwindigkeit
durchgeführt wird, daß die Platte zwischen den Ritzlinien zum Spalten gebracht wird.
Infolge des Umstandes, daß die Kühlung an den Seitenrändern des Glases geringer
ist, entspricht die Spaltungsgeschwindigkeit an den Seitenrändern von den Ritzlinien
aus der Geschwindigkeit im Mittelbereich, so daß sich die Spaltungslinie mit einer
gleichmäßigen Geschwindigkeit in gerader Linie zwischen den beiden Randkanten bewegt.
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Versuche haben gezeigt, daß eine Platte mit einer Dicke von etwa 7
mm in aufeinanderpassende Teile mit einer linearen Geschwindigkeit des Glases durch
die Kühlzone von 1 cm je Sekunde gespalten werden kann.
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In F i g. 2 ist schematisch eine elektrische Heizdecke 5 dargestellt,
die an den Seiten 6 ein geringeres Heizvermögen als im Mittelbereich hat. Die Platte
1 kann zwischen zwei solchen Heizdecken angeordnet werden, bevor sie in eine Kühlzone,
z. B. zwischen Kühlrahmen 3, 3, gebracht wird. Die Seitenränder der Platte, welche
durch die Seiten 6 der Heizdecke auf eine niedrigere Temperatur als der Mittelteil
erwärmt worden sind, werden den Kühlern dargeboten
und mit der
gleichen Geschwindigkeit wie der Mittelteil abgekühlt. Infolge ihrer niedrigeren
Temperaturen werden jedoch die Seitenränder einem geringeren Abkühlungsschock als
der Mittelbereich ausgesetzt, so daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Spaltung
über die Platte gleichmäßig gehalten wird und die Fortpflanzungslinie der Spaltung
eine gerade Linie bleibt.
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Bei der in F i g. 3 gezeigten Anordnung ist das Glas 1 zwischen voneinander
in Abstand befindlichen Rahmen 7, 7 angeordnet (von denen einer in F i g. 3 gezeigt
ist) und die ähnlich wie die Rahmen 3, 3 in F i g. 1 ausgebildet sind, jedoch mit
Dampf statt mit Druckluft gespeist werden, worauf die Platte, nachdem sie auf die
gewünschte Temperatur (beispielsweise 90° C) erwärmt worden ist, durch eine Fördereinrichtung
S in eine Stellung zwischen Rahmen 3, 3 übergeführt wird, zwischen welchen der Abkühlungsschock
ausgeführt wird.
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Die einzelnen Platten können natürlich durch die Heiz- und Kühlzonen
auf in einer waagerechten Ebene angeordneten Rollen gefördert werden, wobei die
Zonen durch Heiz- und Kühlströme aus Wasser gebildet werden, welches aus mit öffnungen
versehenen und waagerechte Abstände voneinander aufweisenden Rohren austritt, die
mit geeigneten Vorratsbehältern verbunden sind und mit ihren Achsen parallel zu
den Achsen der Rollen liegen, jedoch in senkrechtem Abstand voneinander angeordnet
sind, um den Durchtritt der waagerecht angeordneten Glasplatte zwischen ihnen zu
ermöglichen. Auf diese Weise wandert das Glas zwischen Wasservorhängen hindurch,
welche gleichzeitig gegen beide Flächen der fortschreitenden Platte gerichtet sind,
wobei das Glas während dieser Wanderung zuerst erwärmt und dann abgekühlt wird.
Die Wasserströme enthalten vorzugsweise ein geeignetes Benetzungsmittel, um eine
innige und ununterbrochene Bespülung des Glases sicherzustellen.