DE1471981C - Vorrichtung zum Härten von Glas - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- migen Düsenanordnung umgebenen Öffnung gegen-

tung zum Härten von Glasgegenständen und insbe- überliegen. ■ Eine Kontrolle des unterschiedlichen

sondere, aber nicht ausschließlich eine Vorrichtung Härtegrads zwischen einzelnen Abschnitten des Glas-

zum Härten von Glasgegenständen, die an verschie- gegenstandes läßt sich dadurch erreichen, daß sowohl

denen Teilen derselben verschiedene Härtegrade auf- 5 eine Gaszuführung vorgesehen ist, durch welche ein

weisen. gasförmiges Abschreckmedium durch die Öffnung

Glas wird dadurch gehärtet, daß es bei einer Tem- innerhalb der ringförmigen Düsenanordnung geleitet

peratur in der Nähe seines Erweichungspunktes einem wird, als auch eine Abzugseinrichtung, mit deren

schnellen Abkühlvorgang ausgesetzt wird, was durch Hilfe an der Öffnung ein Druck erzeugt wird, der

Gasströme (Abschreckströme), die gewöhnlich aus io geringer ist als der Druck des gasförmigen, von den

Luftströmen bestehen, erreicht wird. Die erreichte ringförmigen Düsen strömenden Abschreckmediums.

Härte hängt von der Abschreckgeschwindigkeit ab. Die eine Kontrollvorrichtung weist einen Anschluß

Das gehärtete Glas weist äußere, unter Druck stehende auf, welcher die genannte Öffnung zu verschiedenen

Schichten auf, durch welche ein unter Zugspannung Zeitabschnitten während des Abschreckvorgangs

stehendes Glas umgeben wird; daraus ergibt sich ein ig wahlweise entweder mit der Zufuhreinrichtung oder

Zersplittern in kleine Abschnitte gehärteten Glases, mit der Abzugseinrichtung verbindet. Auf diese Weise

wenn die Oberflächenschicht zerstört wird (diceing). wird der Härtegrad des Glasabschnittes kontrolliert,

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Härten eines der der genannten Öffnung gegenüberliegt, und liegt Glasgegenstandes mit einer Abschreckeinrichtung be- zweckmäßigerweise niedriger als jener Härtegrad, der kannt, die eine Anzahl von ringförmigen Düsen auf- ae dem Glasgegenstand durch die aus den ringförmigen weist, wovon jede einen inneren und einen äußeren Düsen austretenden Abschreckstrahlen erteilt wird,
konischen Abschnitt aufweist, welche zusammen die Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders ringförmige Düse bilden, mit einer Öffnung, die kon- zum abgestuften Härten von Glasplatten, beispielszentrisch zur ringförmigen Düse innerhalb derselben weise der Windschutzscheibe eines Autos. Die grundliegt, mit einer Fördereinrichtung, um ein gasförmiges 95 sätzlichen Anforderungen an eine aus gehärtetem Abschreckmedium durch die ringförmige Düse gegen Glas bestehenden Windschutzscheibe sind Stärke, im die Oberfläche eines erwärmten Glasgegenstandes zu . wesentlichen Freiheit von optischen Verzerrungen richten, und einer Vorrichtung zur Förderung von und bei Bruch ein Bruchverhalten unter Auflösung Abschreckmedium durch die Öffnung (deutsche in .viele kleine Stücke, durch die hindurch eine gePatentschrift 646171). . 30 wisse Sichtbarkeit aufrechterhalten bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Der ringförmige Kanal ist vorzugsweise gegen die

verbesserte Vorrichtung zum Härten eines Glasgegen- ringförmige Düse hin konvergierend ausgebildet, d. h.

Standes zu schaffen. die Wände der Düsenabschnitte nähern sich einander

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- bei fortschreitender Bewegung des Abschrecklöst, daß die ringförmige Düse divergierend ausge- 35 mediums längs der Düse gegen die Glasplatte..Durch bildet ist und daß zwischen dem Außenumfang be- die konvergierend ausgebildete Anordnung des ringnachbarter Düsen Abstände liegen, welche einen förmigen Kanals wird die Geschwindigkeit des AbAbfluß des durch die ringförmigen Düsen zugeführ- schreckmediums längs des Kanals erhöht,
ten Abschreckmediums gestatten und ferner mit der · Die ringförmige Düsenanordnung kann beispiels-Vorrichtung zur Förderung des Gases eine Kontroll- 40 weise kreisförmig, sechseckig, quadratisch oder rechtvorrichtung verbunden ist, um den Druck in jeder eckförmig ausgebildet sein.

Öffnung während des Härtungsvorgangs geringer zu Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung behalten als in der ringförmigen Düse, wobei der Gas- steht darin, daß ein abgestuftes Spannungsgefüge in druck innerhalb der Öffnung unabhängig vom Druck einem Glasgegenstand und insbesondere in einer in der ringförmigen Düse veränderlich ist. In weiterer 45 Glasplatte ohne Schwingbewegung der Anordnung Ausgestaltung der Erfindung weist die Kontrollvor- erreicht werden kann. Ferner können die Düsen richtung einen Anschluß auf, um die Öffnung wahl- nebeneinander auf einem Gitterrahmen angeordnet weise mit einer Gaszuführeinrichtung oder einer Gas- werden, der in seiner Form der Oberfläche einer geabzugseinrichtung zu verbinden. wölbten, zu härtenden Glasplatte angepaßt werden

Als Folge der divergierenden Ausbildung der ring- 50 kann. Dabei können die einzelnen am Rahmen änge-

förmigen Düsen wird erreicht, daß der größte Teil des ordneten Düsen bewegt werden, um sicherzustellen,

aus den ringförmigen Düsen austretenden Gases zwi- daß die einzelnen Düsenpaare an den jeweiligen Rah-

schen benachbarten Düsen entweichen kann, wobei men einander direkt gegenüberliegen, wenn die Krüm-

der Gasstrom aus den ringförmigen Düsen weitgehend mung des Rahmens zwecks Härtens einer Glasplatte

unabhängig vom Gasstrom vom oder zu der konzen- 55 verschiedener Krümmung geändert wurde. : ■

irisch innerhalb der ringförmigen Düse liegenden Die wahlweise Anwendung eines Drucks eines gas-

öffnung ist, so daß der Gasdruck in dieser Öffnung förmigen Abschreckmediums, oder eines Abzugdrucks

unabhängig vom Gasdruck in der ringförmigen öff- an der genannten öffnung kann,durch die Verwen-

nung verändert werden kann. Auf diese Weise wird dung einer Verbindungseinrichtung erzielt werden,

eine große Flexibilität in der Einstellung der relativen 60 welche Ventile aufweist/um' die Öffnung entweder

Härtegrade der ringförmigen Glasbereiche und der mit einer Quelle eines Abschreckmediums oder mit

von diesen umgebenen zentralen Bereiche erhalten. einem Abzug zu verbinden. Als Alternative kann in

Dabei ergibt sich ein abgestuftes Härten des Glas- gewissen Fällen das Abschreckmedium durch den

gegenstandes dadurch, daß das durch die ringförmi- Druck eines Ventilators erzeugt werden, und der

gen Düsen austretende Abschreckmedium am Glas- 65 Abzugsdruck kann durch eine Umkehr der Drehrich-

gegenstand einen Abschreckeffekt erzeugt, der sich tung des Ventilators hervorgerufen werden,

von jenem unterscheidet, der an den Teilen des Glas- Obgleich das Abschreckmedium, das den ringför-

gegehstandes erreicht wird, die der von der ringför- migen Gasstrahl bildet, einen Druck aufweist, der

höher ist als der Umgebungsdruck, so kann das Gas an der Oberfläche der Glasplatte Umgebungsdruck aufweisen. Wenn keine Luft dem Kegel zuströmen oder ihn verlassen kann, der sich hinter der zentralen Flache befindet, welche die genannte öffnung innerhalb der ringförmigen Düsenanordnung bildet, kann der Druck in dieser zentralen Fläche oberhalb oder unterhalb des Umgebungsdrucks liegen, abhängig von der Geschwindigkeit und dem Winkel, unter welchem die ringförmigen Strahlen des Abschreckmediums divergieren.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch zwei Düsen, die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden,

Fig. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche die Düsen gemäß F i g. 1 aufweist, und

Fig. 3 eine Aufsicht eines Teils der Vorrichtung der F i g. 2 längs der Linie IV-IV.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile.

Fig. 1 zeigt einen Kanal 17, an welchem einzelne Rohre 16 befestigt sind, von denen jedes zu einer Düse führt. Die Düse ist allgemein mit 13 bezeichnet und besteht aus einem ringförmigen äußeren konischen Abschnitt 15, der unmittelbar am Rohr 16 befestigt ist, und aus einem inneren konischen Abschnitt 14, der über Streben mit dem äußeren konischen Abschnitt verbunden ist. Die zwei konischen Abschnitte bilden einen ringförmigen Kanal, der sich in Richtung zur ringförmigen Düse 8 hin erweitert. . '

Der ringförmige Düsenabschnitt ist mit einer Gasumwälzvorrichtung verbunden, beispielsweise einer Gasquelle 30, welche der Glasplatte 9 ein gasförmiges Abschreckmedium zuführt.

: In der Ausführungsform gemäß F i g. 1 weisen die inneren und äußeren konischen Abschnitte verschiedene Konuswinkel auf, wobei der Konuswinkel des inneren konischen Abschnitts 14 größer als der Konuswinkel des äußeren konischen Abschnitts 15 ist, so daß der ringförmige, zwischen den inneren und äußeren konischen Abschnitten gebildete Kanal 7 in seiner radialen Breite in Richtung gegen die ringförmige Düse 8 konvergiert, wobei die ringförmige Düse durch die Basis des inneren konischen Abschnitts 14, der sich innerhalb des äußeren· konischen Abschnitts 15 befindet, gebildet wird.

Der innere konische Abschnitt 14 weist an seinem äußeren Ende eine öffnung 22 auf, die von der ringförmigen Düse 8 umgeben ist, während sein inneres Ende mit einem Rohr 18 verbunden ist. Das Rohr 18 erstreckt sich koaxial zum Rohr 16 und ist durch die Wand des Kanals 17 geführt und über ein Ventil 19 mit einem weiteren Kanal 20 verbunden. Der Kanal 20 ist über eine Ventileinrichtung 21 mit einer Gasfördereinrichtung verbunden, welche entweder aus einer Fördervorrichtung für die Abschreckluft oder gemäß einer anderen Ausführungsform aus einer Vakuumquelle besteht, wobei die Vakuumquelle für die Abschreckluft gleichzeitig den Kanal 17 versorgt, während der Druck des dem Kanal zugeführten gasförmigen Abschreckmediums durch die Ventileinrichtung 21 eingestellt werden kann, und sich somit von dem Druck, mit welchem die Luft der ringförmigen Düse zugeführt wird, unterscheiden kann. Die Ventileinrichtung 21 stellt damit eine Steuervorrichtung zur Kontrolle des Gases an der öffnung dar.

Eine ähnliche Düse 13 ist an der entgegengesetzten Seite der erwähnten Glasplatte 9 angeordnet, wobei die Düsen 13 eines jeden Düsenpaares einander unmittelbar gegenüberliegen. Bei Betrieb der Vorrichtung wird Luft mit Umgebungstemperaturen von der gasfördernden Quelle 30 in den Kanal 17 geliefert^ und von dort in jede der Düsen 13. Die Abschreckluft tritt daher von jeder Düse 13 in Form eines ringförmigen Strahls aus, der als hohler konischer Strahl 10 ausgebildet ist, und die Luft in jeden Teil des Strahls wird schräg gegen die Oberfläche der Glasplatte gerichtet.

»5 Der vom konischen Strahl 10 eingeschlossene Winkel beträgt etwa 60°, -und die nebeneinanderliegenden Düsen 13 sind derart angeordnet, daß zwischen ihren benachbarten Kanten ein ausreichender Raum verbleibt, durch welchen Luft austreten kann,

so nachdem sie an der Oberfläche der Glasplatte 9 ihre Abschreckwirkung ausgeübt hat.

, Durch die Verwendung der in Fi g. 1 dargestellten

Düsen 13 wird ein größerer Äbschreckeffekt in den Abschnitten 11 der Glasoberfläche erreicht, die aus

»5 geschlossenen Ringen bestehen, als in den innerhalb dieser geschlossenen Ringe liegenden Glasabschnitten. Durch Änderungen des Luftdruckes kann ejn gewünschtes Druckverhalten in und zwischen den geschlossenen Ringen 11 erzielt werden, und der der öffnung 22 zugeführte Druck kann durch eine Ventileinrichtung unabhängig verändert werden, um in den Glasbereichen 12 innerhalb der geschlossenen Ringe ein unterschiedliches Druckverhalten zu erzielen.■.-■'. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung treffen die Kanten der hohlen konischen Ströme aus nebeneinanderliegenden Düsen 13 aufeinander, so daß zwischen den einzelnen geschlossenen Ringen 11 keine Zwischenräume verbleiben, wenn die Düsen dreieckförmig, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sind.

Bei Verwendung von kreisförmigen oder elliptischen Düsen 13 entstehen Oberflächen an der Glasplatte 9; die nicht durch einen Ring 11 eingeschlossen sind;· aber zwischen den Ringen 11 wird eine beträchtliche Turbulenz der Abschreckluft in diesen Bereichen 'er-> halten, die daher nur geringfügig weniger gehärtet sind als das Glas in den Ringen 11. Die Form der Düsen wird jedoch vorzugsweise derart gewählt, beispielsweise dreieckförmig oder quadratisch, daß zwischen den Ringen 11 keine Zwischenräume bleiben.

Auf jeden Fall gestattet es jedoch die Divergenz der ringförmigen Luftströme, daß der Umfang der Düsen einen Abstand voneinander aufweist, wobei die Zwischenräume zwischen den Düsen einen Austritt von Abschreckmedium aus dem Raum zwischen diesen Düsen ermöglichen.

In F i g. 2 ist eine Draufsicht einer Vorrichtung dargestellt, welche Düsen 13 gemäß F i g. 1 zum Härten einer gewölbten Glasplatte 23 verwendet. Aus F i g. 1 und ebenso aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die Düsen 13 dazu dienen, um Abschreckluft gegen den zentralen Teil der Glasplatte zu richten, wohingegen Düsen 24 mit einer gewöhnlichen öffnung verwendet werden, um Abschreckluft an die umfangseitigen oder Randabschnitte des Glases 23 zu fördern.

In der Anordnung der Fig. 2 ist der Kanal20 durch getrennte Ventile 25 und 26 mit einer Pumpe 27 und einer Quelle von Abschreckluft verbunden sowie mit einer Abzugspumpe 28. Die Ventile 25 und

26 sind derart angeordnet, daß, nachdem die erwärmte Glasplatte 23 zunächst zwischen die Abschreckrahmen eingesetzt wurde, das Ventil 25 geöffnet und den öffnungen 22, die sich innerhalb der ringförmigen öffnungen 8 der Düsen 13 befinden, ein Abschreckluftstrom zugeführt wird. Nähert sich jedoch die Temperatur der Glasplatte dem Spannungs-. punkt, so wird das Ventil 25 geschlossen und das Ventil 26 geöffnet, so daß die öffnungen 22 nicht zur Zufuhr von Abschreckluft verwendet werden, sondern zum Abzug erhitzter Luft aus dem Bereich der Glasplatte 23.

Falls der Druck in dem zentralen Bereich gegenüber der öffnung 22 unter Atmosphärendruck liegt, so kann der Luftstrom in das Rohr 18 durch Verstellen des Ventils 25 beeinflußt werden, um den Kanal 20 direkt mit der Atmosphäre zu verbinden und nicht mit der Pumpe 27. In diesem Falle würde man an Stelle des gezeigten Zweiwegeventils 25 (F i g. 2) ein Dreiwegeventil verwenden. ao

Die in F i g. 2 dargestellten Abschreckrahmen enthalten die Düsen 13 und 24, die auf einem Grundrahmen 29 befestigt sind, hinter dem sich die Kanäle 17 und 20 befinden. Die Zufuhr von Abschreckmedium von einer geeigneten Quelle zu den Kanälen 17 ist in der F i g. 2 durch die Pfeile 31 angedeutet.

In den Zeichnungen ist die Anordnung der von den Düsen austretenden Gasstrahlen derart, daß die in angenommener Weise parallel verlaufenden Gasstrahlen sich gerade berühren, wenn sie auf das Glas auf- treffen. Als Alternative würden die Gasstrahlen bei Wahl eines verschiedenen Abstandes oder einer verschiedenen Orientierung Abstände zwischen sich aufweisen, wenn sie am Glas eintreffen.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kann das Abschreckmedium mit verschiedenen Temperaturen der ringförmigen Düsenanordnung und der mittleren öffnung zugeführt werden, um ein abgestuftes Härten des Glasgegenstandes zu verbessern.

Durch die Verwendung der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gekrümmte Glasplatten erhalten, die einen abgestuften Spannungsverlauf aufweisen, ohne daß dabei irgendeine Gefahr besteht, daß die Qualität der Glasplatte gemindert wird, infolge einer Berührung zwischen den dazwischengcschalteten Elementen, durch welche der Strom des gasförmigen Abschreckmediums in gewissen streifenartigen Bereichen der Glasplatte abgedeckt wird.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Abzugseinrichtung mit der innerhalb der ringförmigen Düsenanordnung angeordneten öffnung verbunden ist, hat den Vorteil, daß das ausgeströmte Abschreckmedium auf einfache Weise vom Bereich des zu härtenden Glasgegenstandes abgezogen werden kann, so daß die Bildung eines heißen Gasfilmes vermieden wird, welcher das kalte Gas an einer Berührung mit dem zu härtenden Gegenstand hindern würde.

Claims (2)

. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Härten eines Glasgegenstandes mit einer Abschreckeinrichtung, die eine Anzahl von ringförmigen Düsen aufweist, wovon jede einen inneren und einen äußeren konischen Abschnitt aufweist, welche zusammen die ringförmige Düse bilden; mit einer öffnung, die konzentrisch zur ringförmigen Düse innerhalb derselben liegt; mit einer Fördereinrichtung, um ein gasförmiges Abschreckmedium durch die ringförmige Düse gegen die Oberfläche eines erwärmten Giasgegenstandes zu richten, und einer Vorrich-. tung zur Förderung von Abschreckmedium durch die öffnung, dadurchgekennzeichnet, daß die ringförmige Düse divergierend ausgebildet ist und daß zwischen dem Außenümfang benachbarter Düsen (13) Abstände liegen, welche einen Abfluß des durch die ringförmigen Düsen (8) zugeführten Abschreckmediums gestatten und ferner mit der Vorrichtung zur Förderung des Gases eine Kontrollvorrichtung (21) verbunden ist, um den Druck in jeder öffnung (22) während des Härtungsvorgangs geringer zu halten als in der ringförmigen Düse (8), wobei der Gasdruck innerhalb der öffnung unabhängig vom Druck in der ringförmigen Düse veränderlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung einen Anschluß aufweist, um die öffnung wahlweise mit einer Glaszuführeinrichtung oder einer Gasabzugseinrichtung zu verbinden;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen