DE1238629B

DE1238629B - Method of forming a crack propagation-preventing zone in toughened glass sheets

Info

Publication number: DE1238629B
Application number: DEC22495A
Authority: DE
Inventors: Roger Emile Lambert
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1959-10-09
Filing date: 1960-10-10
Publication date: 1967-04-13

Description

Verfahren zum Ausbilden einer das Fortpflanzen eines Bruches verhindernden Zone in vorgespannten Glasscheiben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden einer das Fortpflanzen eines Bruches verhindernden Zone in vorgespannten Glasscheiben, bei dem während des Erwärmens auf die für den nachfolgenden Vorspannprozeß notwendige Tempe-atur ein später als Bruchschranke wirkender, sich quer über die Scheibe erstreckender streifenförmiger Bereich mittels eines Schirmes oder mittels zweier symmetrisch zur Scheibe angeordneter Schirme abgeschirmt und dadurch auf niedrigerer Temperatur als die nicht abgeschirmten Teile gehalten wird.Method of forming a fracture propagation preventive Zone in toughened glass sheets The invention relates to a method to form a fracture propagation preventing zone in pre-stressed Panes of glass in which during the heating on the for the subsequent tempering process necessary tempe-ature a later acting as a breaking barrier, across the Disc extending strip-shaped area by means of a screen or by means of two shields arranged symmetrically to the window are shielded and thus on lower temperature than the unshielded parts.

Verfahren zur Herstellung von gehärteten Glasscheiben sind bereits bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 10164115), die eine sogenannte Bruchschranke haben, wobei ein streifenförmiger Schirm verwendet wird. Seit diesem bekannten Verfahren wird in jedem Fall der gesamte Zwischenraum zwischen Scheibenkante und den Enden eines Mittelschirmes vollständig überdeckt. Darüber hinaus bestehen die Randscheiben je aus einer geschlossenen Einheit, so daß der Kantenbereich der Scheibe auf der ganzen Breite der Randschirme von diesen überdeckt ist.Processes for the manufacture of tempered glass sheets are already in place became known (German Auslegeschrift 10164115), the so-called breaking barrier using a striped screen. Since this known procedure In any case, the entire space between the edge of the pane and the ends is used a central screen completely covered. In addition, there are the edge discs each from a closed unit, so that the edge area of the disc on the the entire width of the edge shields is covered by these.

Bei diesem bekannten Verfahren wirkt die Abschirmung kontinuierlich, was nicht unerhebliche ?Fachteile bezüglich des Spannungszustandes mit sich bringt. Ein wesentlich betriebssicheres und wirkungsvolleres Verfahren erhält man erfindungsgemäß dadurch, daß der streifenförmige Bereich mittels eines bzw. je eines in einem Abstand von den Scheibenrändern endenden Schirmes abgeschirmt wird und mittels zweier wenigstens auf einer Seite der Glasscheibe vorgesehener, in einer zur Scheibenebene parallelen Ebene neben den Enden des ersten Schirmes mit Abstand von ihnen angeordneter, streifenförmiger, sich parallel zu dem ersten Schirm von den Scheibenrändern bis mindestens zur Höhe der Enden des ersten Schirmes erstreckender, zusätzlicher Schirme weitere Bereiche der Scheibe abgeschirmt werden. Vorzugsweise werden die Schirme ,-ekühlt.With this known method, the shielding works continuously, which is not insignificant? According to the invention, a substantially more reliable and more effective method is obtained in that the strip-shaped area by means of one or one each at a distance is shielded by the disc edges ending screen and by means of at least two provided on one side of the glass pane, in a plane parallel to the pane Level next to the ends of the first screen at a distance from them arranged, strip-shaped, parallel to the first screen from the edge of the pane to at least the height the ends of the first screen, additional screens extending further areas shielded from the pane. Preferably the screens are cooled.

Besonders günstig ist es, wenn der Hauptschirm aus einem U-förmigen Metallprofil besteht, dessen Schenkel in inniger Berührung mit den Wandungen eines ebenfalls aus Metall bestehenden, von Kühlwasser durchströmten Rohres stehen.It is particularly advantageous if the main screen is made up of a U-shape There is a metal profile, the legs of which are in intimate contact with the walls of a also made of metal, through which cooling water flows.

Vorzugsweise ist die der Scheibe zugewandte Fläche des Hauptschirmes gegenüber dem wasserdurchströmten Rohr verstellbar, d. h. diesem näherbar und von diesem entfernbar, und derart die Temperatur der der Glasscheibe zugewandten Fläche des Schirmes regelbar. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Zusatzschirme aus zwei gegenüber dem wasserdurchströmten Rohr derart verstellbaren Elementen, daß sie sich mehr oder weniger weit oberhalb der Glasscheibe erstrecken.The surface of the main screen facing the pane is preferably adjustable in relation to the pipe through which water flows, d. H. approachable to and from this removable, and so the temperature of the surface facing the glass pane of the umbrella adjustable. According to a preferred embodiment of the invention exist the additional screens made of two adjustable in relation to the pipe through which the water flows Elements that they extend more or less far above the pane of glass.

Die Vorteilhaftigkeit des Erfindungsgegenstandes erhellt sich auch aus folgendem: Die zum Verhindern eines Durchschlages der Barriere notwendigen Druckspannungen werden in den Randzonen der Barriere dadurch hervorgerufen, daß die Teile zu beiden Seiten der Barriere beim Abkühlen nacheilen, da sie höher erhitzt waren als der Barrierenteil. Diese Teile, die sich ja noch im plastischen Zustand befinden, schrumpfen also weiter, während der Barrierenteil schon erstarrt ist und sich plastisch nicht mehr verformen kann. Dadurch bilden sich in den senkrechten Randbereichen der Barriere starke Druckspannungen aus.The advantageousness of the subject matter of the invention also becomes clear from the following: The compressive stresses necessary to prevent a breakdown of the barrier are caused in the edge zones of the barrier by the fact that the parts to both Sides of the barrier lag as they cool because they were heated higher than that Barrier part. These parts, which are still in their plastic state, are shrinking So continue while the barrier part is already solidified and not plastically can deform more. This forms in the vertical edge areas of the barrier strong compressive stresses.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die Barriere in vielen Fällen in den Randbereichen bei der Zerstörung des einen Teiles durchschlagen wird. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß die an sich notwendigen Druckspannungen in den Randbereichen durch überlagernde Zugspannungen so weit herabgesetzt oder vollkommen kompensiert sind, daß eine Barrieren- oder Schrankenwirkung in diesen Bereichen verlorengeht.Experience has now shown that in many cases the barrier is in the edge areas is broken through in the destruction of one part. This is likely be due to the fact that the compressive stresses necessary per se in the edge areas reduced or completely compensated for by superimposed tensile stresses are that a barrier or barrier effect is lost in these areas.

Nach dem bekannten Verfahren sollten diese Nachteile durch Ausbildung des Schirmes derart umgangen werden, daß auch die gefährdeten Ecken abgedeckt werden. Diese Ausbildung bringt zwar eine wesentliche Herabsetzung der Kantenempfindlichkeit, doch müssen die Fabrikationsbedingungen, insbesondere die Temperaturen, äußerst genau eingehalten werden, was naturgemäß unter normalen Betriebsbedingungen auf große Schwierigkeiten stößt.According to the known method, these disadvantages should be addressed by training of the screen are bypassed in such a way that the endangered corners covered will. Although this training brings a significant reduction in edge sensitivity, however, the manufacturing conditions, especially the temperatures, must be extreme exactly what is naturally observed under normal operating conditions encounters great difficulty.

Bei nicht genauer Einhaltung der optimalen Bedingungen kann es sehr leicht zu gefährlichen Zugspannungen im Kantenbereich kommen.If the optimal conditions are not strictly observed, it can be very bad dangerous tensile stresses can easily occur in the edge area.

Erfindungsgemäß sind die durch die Randschirme abgeschirmten Bereiche auf der einen Seite nicht mehr zusammenhängend ausgebildet, und auf der anderen Seite stellen sie keine starre Verbindung mehr mit dem durch den Mittelschirm abgeschirmten Bereich dar. Durch diese Art der Abschirmung ergibt sich beim Biegen der Scheibe durch Pressen der erwärmten Scheibe zwischen Formwerkzeugen, wie dies z. B. bei allen Windschutzscheiben üblich ist, ein weiterer Vorteil: Im Randbereich der Abschirmung werden nämlich dadurch Schwierigkeiten beim Biegen vermieden, daß keine zusammenhän-Qenden breiten Randstreifen mehr auf relativ niedriger Temperatur gehalten werden. Die kälteren Zonen sind nunmehr relativ schmal, zwischen diesen befinden sich Bereiche mit ausreichend hoher Temperatur, so daß beim Biegen kein ernsthafter Widerstand mehr vorhanden ist.The areas shielded by the edge shields are according to the invention on the one hand no longer coherent, and on the other On the side they no longer have a rigid connection with the one shielded by the central screen Area. This type of shielding results when the pane is bent by pressing the heated disc between molds, as z. B. at Another advantage is common to all windshields: in the edge area of the shield Difficulties in bending are avoided in that there are no coherent ends wide marginal strips can be kept at a relatively low temperature. the colder zones are now relatively narrow, with areas between them at a sufficiently high temperature that there is no serious resistance to bending there is more.

Schirme, die als Hohlkörper ausgebildet sind und während der Schlußperiode der Erhitzung von Luft oder einem anderen Kühlmittel durchströmt werden, sind an sich bekannt (deutsche Patentschrift 921882), jedoch nicht im Zusammenhang mit Maßnahmen, wie sie durch die Erfindung vorgeschlagen werden.Umbrellas designed as hollow bodies and during the final period heated by air or another coolant are on known (German patent specification 921882), but not in connection with measures as proposed by the invention.

Eine beispielsweise Form der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.One example of the implementation of the method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer in bekannter Weise in einem Ofen aufgehängten, mit dem Hauptschirm und den Zusatzschirmen versehenen Windschutzscheibe, wobei die Zusatzschirme je aus zwei dem Hauptschirm parallel auf beiden Seiten desselben angeordneten Elementen bestehen.F i g. 1 is a schematic side view of a known manner suspended in an oven, provided with the main screen and the auxiliary screens Windshield, the additional screens each consisting of two parallel to the main screen consist of elements arranged on both sides of the same.

F i g. 2 ist ein Schnitt gemäß der Linie X-X der Fig.1; F i g. 3 ist eine schematische Darstellung des Endes des Hauptschirmes und der beiden Elemente des Zusatzschirmes in größerem Maßstab; F i g. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ende des Hauptschirmes und der beiden mit diesem kombinierten Elemente des Zusatzschirmes entsprechend der schematischen Darstellung in F i g. 3.F i g. Figure 2 is a section on the line X-X of Figure 1; F i g. 3 is a schematic representation of the end of the main screen and the two elements the additional screen on a larger scale; F i g. 4 shows a perspective illustration one end of the main screen and the two elements of the additional screen combined with it according to the schematic representation in FIG. 3.

Die Glasscheibe 1 ist in bekannter Weise in einem Ofen aufgehängt. Metallschirme 2, 2', die die Schranke bilden, sind in vertikaler Richtung einander gegenüber auf beiden Seiten der Glasscheibe in deren Nähe angeordnet. Sie enden unter geringem Abstand von den Rändern 3, 4 der Scheibe. Zusätzliche Metallschirme 5, 5' und 6, 6' besitzen U-Form und bestehen aus parallel zum Schirm 2 liegenden Elementen 7, die sich über die Ränder 3, 4 der Scheibe, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, hinaus erstrecken. Sowohl die Schirme 2, 2' wie die zusätzlichen Schirme 5, 5' und 6, 6' werden, wie weiter unten noch erläutert werden wird, gekühlt. In F i g. 3 sind in gestrichelten Linien die Einwirkungszonen der verschiedenen Schirme auf das Glas veranschaulicht. Die Größe der Einwirkungszonen der Abschirmelemente 7 ist regelbar, da es leicht möglich ist, deren Temperatur zu ändern, indem z. B. ihre Masse, ihre Abmessungen oder ihre Erstreckung nach dem mittleren Teil der Scheibe hin oder gegebenenfalls ihre Anzahl verändert wird. Die Einwirkungszonen der Abschirmungselemente 2 und 7 hängen nicht zusammen, sondern sind durch die mit plus bezeichneten Bereiche voneinander getrennt. In diesen Bereichen ist während der Erwärmung und Abkühlung der Scheibe die Temperatur höher und es wird daher, wenn die Einwirkungszonen der Abschirmungselemente 2 und 7 bereits erstarrt sind, dadurch noch eine gegenseitige Verschiebung dieser Einwirkungszonen ermöglicht.The glass pane 1 is suspended in a known manner in an oven. Metal screens 2, 2 'that form the barrier are mutually vertical in the vertical direction arranged opposite on both sides of the glass pane in their vicinity. You end at a small distance from the edges 3, 4 of the disc. Additional metal screens 5, 5 'and 6, 6' are U-shaped and consist of elements lying parallel to the screen 2 Elements 7 that extend over the edges 3, 4 of the disc, as shown in FIG. 3 can be seen is to extend beyond. Both the screens 2, 2 'and the additional screens 5, 5 'and 6, 6' are, as will be explained further below, cooled. In F i g. 3 are the zones of action of the various screens in dashed lines illustrated on the glass. The size of the impact zones of the shielding elements 7 is adjustable, since it is easily possible to change its temperature by z. B. their mass, their dimensions or their extension towards the central part of the disc or their number is changed if necessary. The zones of action of the shielding elements 2 and 7 are not related, but are separated by the areas marked plus separated from each other. In these areas is during heating and cooling the temperature of the disc is higher and it will therefore when the zones of action of the Shielding elements 2 and 7 are already solidified, thereby still mutual Shifting these zones of influence allows.

Nach F i g. 4, bei der die Windschutzscheibe parallel zur Zeichenebene liegt, besteht der Schirm 2 aus einem Metallprofil von U-förmigem Querschnitt. das an einem von Wasser durchströmten Metallrohr 8 derart befestigt ist, daß die beiden Körper sich auf zwei ihrer Flächen 9 und 10 in innigem Kontakt miteinander befinden und sich ein guter Wärmeaustausch ergibt. Die anderen Flächen 12 und 13 des Rohres bzw. des Profils dürfen nicht in Kontakt miteinander stehen, so daß es möglich ist, die Temperatur des Schirmes 2 und insbesondere seiner der Scheibe zugewandten Fläche einzustellen, indem die beiden Flächen 12 und 13 mehr oder weniger weit voneinander entfernt werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Körper miteinander durch Bolzen 15 verbunden, die in Schlitzen 14 des Schirmes 2 gleiten können. Die Kühlwirkung dieses Schirmes hängt nicht allein von seiner Temperatur, sondern auch von seinem Abstand von der Fläche der Windschutzscheibe ab. So übt das wasserdurchströmte Rohr 8, obwohl es kälter ist als der Schirm 2, keine erhebliche Wirkung auf das Glas aus, selbst wenn dieses freiliegt, weil es von dem Rohr entfernt ist und die Strahlung des Ofens, deren Einwirkung nicht durch den Schatten des Schirmes 2 beeinträchtigt wird, ermöglicht, die Beheizung dort aufrechtzuerhalten. Die beiden Elemente 7 des zusätzlichen Schirmes sind in einstellbarem Abstand durch Bolzen 16 mit dem Rohr 8 verspannt.According to FIG. 4, with the windshield parallel to the plane of the drawing is, the screen 2 consists of a metal profile of U-shaped cross-section. the is attached to a metal pipe 8 through which water flows, that the two Bodies are in intimate contact with one another on two of their surfaces 9 and 10 and a good heat exchange results. The other surfaces 12 and 13 of the tube or the profile must not be in contact with each other, so that it is possible the temperature of the screen 2 and in particular its surface facing the pane adjust by placing the two surfaces 12 and 13 more or less far from each other removed. To this end, the two bodies are bolted together 15 connected, which can slide in slots 14 of the screen 2. The cooling effect this screen depends not only on its temperature, but also on his Distance from the surface of the windshield. So the pipe through which water flows exercises 8, although it is colder than the screen 2, no significant effect on the glass off, even if this is exposed, because it is away from the pipe and the radiation of the furnace, the effect of which is not impaired by the shadow of the screen 2 is made possible to maintain the heating there. The two elements 7 of the additional screen are at an adjustable distance by bolt 16 to the tube 8 braced.

Sie werden durch Leitung, nämlich durch das das Rohr 8 durchströmende Wasser gekühlt. Um das Maß der Erhitzung, der sie in dem Innenraum des Ofens ausgesetzt sind, zu verringern, können die Flächen der Schirme 2 und der zusätzlichen Schirme 7 mit Ausnahme derjenigen, die der Glasscheibe zugekehrt sind, mit einem ihre reflektierenden Eigenschaften erhöhenden Überzug versehen, z. B. verchromt werden. Im Gegensatz hierzu können die der Glasscheibe zugekehrten Flächen der Schirme zwecks Vergrößerung ihrer absorbierenden Wirkung geschwärzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Temperatur der Schirme und der darunter befindlichen Glasscheibe zu regeln.You are by line, namely through the pipe 8 flowing through Chilled water. To the amount of heating to which they are exposed in the interior of the furnace are to be reduced, the areas of the screens 2 and the additional screens 7 with the exception of those facing the glass, with one of their reflective Properties increasing coating provided, z. B. be chrome-plated. In contrast for this purpose, the surfaces of the screens facing the glass pane can be used for the purpose of enlargement blackened by their absorbing effect. In this way it is possible to regulate the temperature of the screens and the pane of glass underneath.

Wie die Erfahrungen gezeigt haben, pflanzt sich bei einer gemäß der Erfindung behandelten Windschutzscheibe ein Bruch von einer Seite der Schranke aus nicht über diese hinaus fort, d. h., er durchbricht weder die Schranke an irgendeiner Stelle ihrer Länge, noch umläuft er sie an ihren Enden.As experience has shown, plants according to the Invention treated windshield breakage from one side of the barrier do not continue beyond this, d. that is, it does not break the barrier at anyone Instead of their length, it still encircles them at their ends.

Claims

Claims: 1. A method for forming a propagating a breakage-preventing zone in toughened glass panes, in which during of heating to those for the subsequent Prestressing process necessary Temperature a later acting as a breaking barrier, extending across the pane strip-shaped area by means of one screen or two symmetrical to the pane arranged screens shielded and therefore at a lower temperature than the is kept unshielded areas, characterized in that the strip-shaped Area by means of one or one each at a distance from the pane edges (3, 4) ending first screen (2) is screened and by means of at least two one side of the glass pane provided in a plane parallel to the pane Level next to the ends of the first screen at a distance from them arranged strip-shaped, parallel to the first screen from the disc edges (3, 4) to at least to the level of the ends of the first screen, additional screens (7) extending further Areas of the disc (1) are shielded.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the screens are cooled.

3. Screen arrangement for implementation of the method according to claim 1 or 2, characterized in that the first screen (2) consists of a U-shaped metal profile, the legs of which are in intimate contact stand with the walls of a metal pipe (8) through which cooling water flows.

4th Screen arrangement according to Claim 3, characterized in that the one facing the pane The surface of the first screen (2) is adjustable in relation to the pipe (8) through which water flows, d. H. can be approached and removed from it, and so is the temperature of the pane of glass (1) facing surface of the screen (2 "is adjustable.

5. Screen arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the additional screens (7) consist of two opposite the Water flowing through the pipe (8) are adjustable elements such that they are extend more or less far above the glass pane (1).

6. Screen arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that the surfaces of the first screen (2) and the additional screens (7) with the exception of the glass pane (1) facing, provided with a coating to increase the reflectivity, z. B. are chrome-plated.

7. screen arrangement according to one of claims 3 to 6, characterized characterized in that the glass pane (1) facing surfaces from the first screen (2) and the additional screens (7) blackened to increase the absorbing effect are. Considered publications: German Patent Specifications No. 921882, 1016 415.