DE1648748A1 - Verfahren und Geraet zum Pruefen von Sicherheitsglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Sicherheitsglas bzw. vorgespanntem Glas und ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung wurde zur Anwendung für das Prüfen von Windschutzscheiben und anderer Fenster für Aufbauten entwickelt, die aus gleichmässig vorgespanntem Glas hergestellt sind und zur Verwendung in Wasser- und Landfahrzeugen sowie in Flugzeugen bestimmt sind. Die Erfindung kann natürlich auch zum Prüfen anderer Erzeugnisse angewendet werden, die aus gleichmässig vorgespanntem Glas hergestellt sind, vorausgesetzt, daß sie aus einem im wesentlichen flachen Streifen vorgespannten Glases bestehen, oder einen solchen Streifen aufweisen, der an seinem einen Ende

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eine Kantenfläche besitzt. Der Streifen kann einen Teil einer grösseren Glasplatte bilden und seine Seiten brauchen nicht begrenzt zu sein, wie dies der Fall ist, wenn der Streifen einen Teil einer Windschutzscheibe oder eines anderen Fensters bildet. Die Breite des Streifens ist normalerweise grosser als seine Dicke und beide Abmessungen sind beträchtlich kleiner als die Länge des Streifens. Die Bezeichnung "Kantenfläche¹¹ in Anwendung auf den Streifen wird benutzt, um die Fläche am Ende des Streifens zu kennzeichnen, welche Fläche flach und rechtwinkelig zu den Hauptflächen des Streifens sein kann, jedoch einen hiervon ziemlich verschiedenen Winkel zur Hauptfläche haben oder etwas gekrümmt sein kann.

Ein Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens zum Prüfen eines Stückes aus gleichmässig vorgespanntem Glas, das einen im wesentlichen flachen Streifen aufweist, der an seinem einen Ende mit einer Kantenfläche endet, besteht darin, daß ein Lichtstrahl in der Längsrichtung durch den Streifen längs einer Bahn gerichtet wird, die mit einem kleinen Winkel zu der einen der Hauptflächen des Streifens geneigt ist und sich von diesem Streifen durch die Kantenfläche und durch die erwähnte eine Hauptfläche erstreckt, welcher Strahl eine erste Komponente, die in einer Richtung parallel zu der erwähnten einen Hauptfläche polarisiert

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ist, und eine zureite Komponente besitzt, die in einer Richtung im rechten Winkel zur ersten Komponente polarisiert ist, und das aus dem Streifen austretende Licht durch einen Analysator gerichtet wird, von dem ein Ausgang abgeleitet werden kann, dessen Wert von der relativen Verzögerung der erwähnten Komponenten infolge der inneren Spannungen im Glas abhängt.

Lin erfindungsgemässes Gerät zum Prüfen eines Stückes eines gleichmässig vorgespannten Glases, das einen im wesentlichen flachen Streifen aufweist, der an seinem einen Ende mit einer Kantenfläche endet, unterscheidet sich durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Stiäils polarisierten Lichtes, ein transparentes liauptelement und ein transparentes Endelement, welche beiden Elemente im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie/ler Streifen haben, das Hauptelement eine Fläche besitzt, die zur Anlage an einer der Hauptflachen dss Streifens bestimmt ist, und das Endelement eine Fläche aufweist, die zur Anlage an der erwähnten Kantenfläche des Streifens bestimmt ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß ein Strahl polarisierten Lichtes aus der erwähnten Vorrichtung durch eines der erwähnten Elemente, durch den Streifen und durch das andere der Elemente längs einer Bahn hindurchtreten kann, welche mit einem kleinen Winkel

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zu der genannten Hauptfläche geneigt ist und sich durch die Kantenfläche sowie durch die Hauptfläche erstreckt, der Strahl eine erste Komponente, die in einer Richtung parallel zu der erwähnten Hauptfläche polarisiert ist, und eine zweite Komponente besitzt, die in einer Richtung im rechten Winkel zur ersten Komponente polarisiert ist, und einen Analysator, der das Licht empfängt, nachdem es durch die Elemente und den Streifen hindurchgetreten ist, und aus dem ein Ausgang abgeleitet werden kann, dessen Wert von der relativen Verzögerung der genannten Komponenten infolge de? inneren Spannungen des Glases abhängt,

Sicherheitsglas bzw. vorgespanntes Glas wird so hergestellt, daß in ihm innere Spannungen bestehen, in der Weise, daß der Mittelteil des Glases unter Zugspannung steht und der äussere Teil unter Druckspannung. Gemäß einem Herstellungsverfahren wird das Glas durchgehend so erhitzt, daß es'sich ausdehnt, worauf seine Oberfläche rasch abgeschreckt wird, so daß der äussere Teil erhärtet und in diesem Druckspannungen entstehen, wenn der Mittelteil sich nachfolgend abkühlt und zusammenzieht. Entsprechend einem anderen Herstellungsverfahren wird die Oberfläche des Glases chemisch in der Weise behandelt, daf, Druckspannungen in der äussersten Schicht oder in der "Haut" des Glases erzeugt werden. Die

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Erfindung ist zur Anwendung für die Prüfung beider Arten von Sicherheitsglas bzw=, vorgespanntem Glas bestimmte

Im Sicherheitsglas sind die Zug» und Druckkräfte natürlich ausgeglichen. Trotzden ist die Druckkraft an der'.Oberfläche nicht unbedingt gleich und. entgegengesetzt der Zugkraft in der Mitte, da die Dicke der Oberflächenschicht₉ die unter Druckspannungen steht _s gewöhnlich geringer rJ,s die Dicke der darunterliegenden Schicht ist_t in welcher Zugspannungen bestehen. Im besonderen ist die Oberflächenschicht bei chemisch vorgespanntem Glas sehr viel dünner als die darunterliegende Schicht» was zur Folge hst* daß die Druckkraft an der Oberfläche sehr viel grosser als die Zugkraft in der Mitte ist.

Für manche Zwecke ist es wünschenswert, den Wert der Zugspannung in der Mitte des Glases zu ermitteln, was jedoch, wie erwähnt, nicht einfach dadurch geschehen kann, daß die Druckspannung an der Oberfläche gemessen wird. Es ist nun möglich geworden, zu zeigen, daß die Zugspannung in der Mitte des Glases im Verhältnis zu der relativen Verzögerung der vorangehend beschriebenen Komponenten des Lichtstrahls steht. Ferner ist es möglich geworden, zu zeigen, daß die "Teilchenzahl¹¹ (nachstehend definiert) im

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Verhältnis siir Zugspannung in der Mitte des Glases und damit auch im Verhältnis zu der erwähnten relativen Verzögerung steht«

Wenn ein Stück Sicherheitsglas zu Bruch gebracht wird, zerfällt es in kleine. Stücke, und die Bezeichnung "Teilchenzahl" wird dazu verwendet, die Zahl der Stücke anzugeben, welche aus einem gegebenen Bereich des Glases erhalten wird. Die britische Norm 857 ; 3967 - Specification for Safety Glass for Land Transport - gibt bestimmte Bereiche für die Teilchenzahl (particle count), die für gleichmassig vorgespanntes Sicherheitsglas zur Verwendung als Rückfenster und andere Fenster von Aufbauten erforderlich sind. Bisher ist kein zufriedenstellendes Verfahren zur Bestimmung der Teilchenzahl eines Stückes gleichmässig vorgespannten Glases bekannt, bei dem nicht der Bruch des Glases herbeigeführt werden muß. Die Anwendung der Erfindung ermöglicht jedoch die Durchführung einer Schätzung bzw. annäherungsweisen Bestimmung der Teilchenzahl durch eine zerstörungsfreie Prüfung.

Bei der Durchführung des vorstehend angegebenen Verfahrens wird der Lichtstrahl vorzugsweise so gerichtet, daß er in das Glas durch die erwähnte Hauptfläche eintritt und

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dieses durch seine Kantenfläche verläßt, obwohl auch das umgekehrte Verfahren möglich ist. Damit der Strahl durch die Hauptfläche und im Glas mit einem kleinen Kinkel zur Kauptfläche weiterwandern kann, ist es normalerweise notwendig, den Strahl durch ein transparentes Prisma oder ähnliches Element zu richten, das gegen die Hauptfläche des Glases anliegt und im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das 21as list, ;vob---3i «ine ™

dünn« Schicht; aus -31 .,sr Flüssigjksicj dia sbsr.fallj Ln wesentlichen d^ii gis icheη 3 r se hü Ii^ 5:1 ^i ΐ.^ vri?. das Glas hai:, jedaii Spalt tyi^-huj der Obsrfiichs iss Gia*üj usd Jes Prismas biw. anderen Eleinen-s auffüllt« Das Prisma cder andere Hlesaent ist vurzugs-.vsise i-erart, daß der Lichtstrahl in dieses durch eine Fläche eintritt, die zum Strahl im wesentlichen senkrecht ist.

Wenn die Kantenfläche des Streifens eine ebene Fläche Λ

ist, die zur üauptfläche des Streifens senkrecht oder im wesentlichen senkrecht ist, kann der Lichtstrahl die Kante des Streifens ohne Verzerrung verlassen. Wenn die Kante des Streifens jedoch gekrümrvt oder rauh ist, ist es im allgemeinen erforderlich, ein weiteres transparentes Prisma oder ähnliches Element von im wesentlichen den gleichen ürechungsindex wie das Glas vorzusehen, welches

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Prisma oder ähnliche Element gegen die Kantenfläche des Streifens anliegt, wobei jeder Spalt· zwischen der Kantenfläche und dem Prisma oder ähnlichen Element mit einer Flüssigkeit von im wesentlichen dem gleichen Brechungsindex wie das Glas ausgefüllt ist.

Die beiden Prismen oder ähnlichen Elemente können zu einer einzigen Einheit kombiniert werden, die zwei Flächen im rechten Winkel zueinander aufweist, eine zur Anlage an der Hauptfläche des Streifens und die andere zur Anlage an der Kantenfläche des Streifens. Eines oder beide Prismen oder ähnlichen Elemente können mit einer Flädre geformt werden, die so angeordnet ist, daß eine innere Reflexion des Strahls während seines Weges durch das Element stattfindet. Eine solche reflektierende Fläche kann zur Verbesserung ihres Reflexionsvermögens versilbert sein.

Der Lichtstrahl wird vorzugsweise zirkulär oder elliptisch polarisiert, obwohl linear polarisiertes Licht verwendet werden kann. Bekanntlich kann ein Strahl von zirkularpolarisiertem Licht als durch zwei Komponenten gebildet betrachtet werden, von denen jede aus einem Strahl linear polarisierten Lichtes besteht, wobei die Strahlen untereinander eine Amplitude haben, die Ebenen der beiden Komponenten im rechten Winkel zueinander stehen und die beiden Komponenten

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zueinancter um 9o° phasenversetzt sind. Daher kann, wenn ein Strahl zirkularpolarisierten Lichtes zur Durchführung der Erfindung verwendet wird, dieser als eine in einer Richtung parallel zu der einen Hauptfläche des Glasstreifens polarisierte Komponente aufweisend betrachtet werden, während seine andere Komponente in einer Richtung im rechten Winkel zu dieser polarisiert ist. Wenn linearpolarisiertes Licht verwendet wird, muß jedoch sichergestellt werden, daß die PoIar isationsrichtung sowohl zu der Hauptebene des Glasstreifens als auch zu der zu dieser senkrechten Ebene geneigt ist, wobei die Neigung vorzugsweise 45 zu jeder dieser Ebenen beträgt. Daher ist es, wenn linearpolaisiertes Licht benutzt wird, im allgemeinen erforderlich, Mittel zur Einstellung der Polarisationsrichtung vorzusehen, welche Notwendigkeit bei der Verwendung von zirkularpolarisiertem Licht vermieden wird,

Der Analysator kann von beliebiger geeigneter Art sein und vorzugsweise einen Kompensator in Verbindung mit einem zirkularpolarisierenden Okular aufweisen.

Es kann weisses Licht oder monochromatisches Licht verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den bei-

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liegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Gerätes;

Fig. 2 das was ein Betrachter durch das Okular des in Fig. 1 dargestellten Gerätes sieht, wenn das Gerät zur Untersuchung der Eigenschaften eines typischen Stückes gleichmässig vorgespannten Glases verwendet wird und wenn das Gerät mit monochromatischem Licht statt mit weissem Licht benutzt wird;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes und

Fig. 4 eine schematische Darstellung in vergrössertem Maßstab und im Schnitt des einen Endteils des in Fig. 1 gezeigten Stucks aus gleichmässig vorgespanntem Glas während der Prüfung mit einer Anzeige der neutralen oder spannungsfreien Zone im Glas.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät besitzt drei Hauptteile, nämlich eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Strahls zirkularpolarisierten Lichtes, eine Prismeneinheit und einen Analysator.

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Die Strahlerzeugungsvorrichtung besitzt ein rohrförmiges Gehäuse Io, welches aufeinanderfolgend in seiner Längsrichtung enthält eine Wolframfadenlampe 11, eine Blende 12 mit einem feinen Loch, durch welches Licht von der Lampe 11 gerichtet wird, eine Kollimationslinse 13, die einen parallelen Strahl erzeugt, und einen Zirkular-Polarisator 14.

Die Prismeneinheit umfaßt zwei Prismen 15 und 16, von denen ™ jedes aus klarem Glas hergestellt ist. Der Brechungsindex der Prismen ist vorzugsweise im ifesentlichen der gleiche wie der des zu prüfenden Sicherheitsglases bzw. vorgespanntenGlases, was jedoch nicht absolut wesentlich ist, wenn monochromatisches Licht verwendet wird. Das erste Prisma 15 hat eine längliche Form und ist im Querschnitt rechteckig. Seine Länge kann beispielsweise etwa 17,5 cm (etwa 7 ") betragen. Das eine Ende 17 des Prismas ist zur Längsachse des Prismas senkrecht, während das andere Ende 18 mit einem Winkel von 45° zu der erwähnten λ Achse so abgeschrägt ist, daß zwei der gegenüberlxegenden länglichen Flächen des Prismas rechteckig sind und zwar die eine langer als die andere, während die beiden anderen gegenüberliegenden länglichen Flächen trapezförmig sind. Bei der dargestellten besonderen Ausrichtung sind die rechteckigen Flächen horizontal und zwar befindet sich die grössere oben und die kürzere unten, während sich die trapezförmigen Flächen vertikal zwischen ihnen erstrecken. Das zweite Prisma 16 ist

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in seiner Form dem ersten Prisma 15 etwas ähnlich, jedoch in seiner Länge wesentlich kürzer. Die Prismen sind mit der Längsachse des ersten Prismas 15 waagrecht und mit der das zweiten Prismas 16 vertikal angeordnet. Die längere rechteckige Fläche des ersten Prismas befindet sich oben, so daß die geneigte Fläche 18 nach unten gerichtet ist. Die längere rechteckige Fläche 19 des zweiten Prismas 16 liegt gegen das nicht geneigte Ende 17 des ersten Prismas an und die geneigte Fläche 2o des zweiten Prismas 16 befindet sich unterhalb der Höhe des ersten Prismas 15 und ist von diesem weggerichtet.

Der Analysator besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 21, das in seiner Längsrichtung der Reihe nach enthält eine abbildende Linse 22, einen Babinet-Kompensator 23 und ein zirkularpolarisierendes Okular 24 zur Betrachtung der durch die Linse erhaltenen Abbildung, wobei das Okular 24 eine feine Linie 25 (Fig. 2) enthält, die drehbar ist und deren Winkelstellung mit Hilfe einer geeigneten Skala und eines Zeigers (nicht gezeigt) am Okular bestimmt werdai kann.

Im Gebrauch wird eine zu prüfende Platte 26 aus gleichmässig vorgespanntem Glas so angeordnet, daß ein Streifen derselben unter dem ersten Prisma 15 liegt, wobei ihre Kantenfläche gegen die längere rechteckige Fläche 19 des zweiten Prismas

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anliegt. Ein Flüssigkeitsfilm, beispielsweise Dimethylphthalat oder Zedernholzöl von einem im wesentlichen gleichen Brechungsindex wie das Glas, ist zxvischen jedem Prisma und dem Glas vorgesehen. Die Strahlerzeugungsvorrichtung ist in einer stehenden Stellung oberhalb des ersten Prismas 16 angeordnet und richtet einen Strahl 27 zirkularpolarisierten Lichtes in das erste Prisma 15, so daß er von der-geneigten Fläche 18 desselben eine innere Reflexion erfährt, Der ™

Strahl 2 7 tritt in das Prisma 15 mit einem kleinen Winkel zur Vertikalen ein und die Anordnung ist so getroffen, daß nach der Reflexion der Strahl fast waagrecht längs des ersten Prismas in Richtung zum zweiten Prisma 16 wandert, jedoch das erste Prisma bald verläßt und durch den zu prüfenden Glasstreifen 26 wandert. Der Strahl 27 hat dabei einen kleinen Winkel zur Hauptfläche des Streifens, die das erste Prisma 15 berührt, welcher Winkel gewöhnlich etwa 5° oder etwas mehr beträgt. Es ist vorzuziehen, einen möglichst kleinen Λ

Winkel zu verwenden, jedoch läßt sich feststellen, daß infolge der Unterschiede im Brechungsindex des Prismas 15, des Glases 26 und der flüssigen Zwischenschicht es normalerweise nicht möglich ist, einen Winkel vorzusehen, der viel kleiner als 5° ist. Bei einem Winkel von mehr als etwa lo° sind die erhaltenen Ergebnisse weniger genau als bei kleineren Winkeln, so daß es vorzuziehen ist, Winkel zu benutzen, die nicht grosser als lo° sind. Der Strahl 27 verläßt den

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Glasstreifen durch dessen Kantenfläche, die gegen das zweite Prisma 16 anliegt, und tritt durch das zweite Prisma hindurch, worauf er von der geneigten Fläche 2o nach oben reflektiert wird und die waagrechte obere Endfläche des Prismas in fast vertikaler Richtung verläßt. Der Strahl tritt dann in den Analysator ein, der oberhalb des zweiten Sismas gleichachsig zum Strahl angeordnet ist.

Der Babinet-Kompensator 23 ist so angeordnet, daß das horizontale Band des Lichtstrahls 27, der das Glas an einer besonderen Tiefe unterhalb der Oberseite des Glases verläßt, sich rechtwinkelig zur Nullinie des Kondensators erstreckt, d.h. zur Mittellinie, längs welcher der Kompensator keine Wirkung auf das durch ihn hindurchtretende Licht hat. Daher würde, wenn ein spannungsfreies Glasstück anstelle des zu prüfenden vorgespannten bzw. Sicherheitsglases 26 gesetzt wird, ein gerader dunkler Interferenzstreifen längs der Nullinie des Kondensators im Okular sichtbar sein (vorausgesetzt, daß die relative Ausrichtung der Zirkular-Polarisatoren 14 und 24 richtig ist.) Das eine Ende des Interferenzstreifens würde einen Punkt am oberen Ende der Kantenfläche des Glasstreifens darstellen, während das andere Ende des Interferenzstreifens einen Punkt am unteren Ende der Kantenfläche darstellen würde. Das Vorhandensein eines einzigen dunklen Interferenzstreifens würde

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durch die Verwendung von weissem Licht bedingt sein. Bei der Verwendung von monochromatischem Licht würde eine Vielzahl von parallelen Interferenzstreifen mit gleichmässigen Abständen erhalten werden.

Leim ein Streifen vorgespanntes Glas bzw. Sicherheitsglas verwendet wird, ist der dunkle Interferenzstreifen verzerrt. Vorausgesetzt, daß die Spannung in einer Ebene in ' irgendeiner Höhe im Glas über diese ganze Ebene gleichmässig ist, wird der Interferenzstreifen S-förmig verzerrt, wobei keine Verzerrung des Interferenzstreifens an denjenigen Punkten auftritt, die dem oberen Finde, dem unteren Ende und der Mitte der Kantenfliehe des Glases entsprechen, während der obere Teil des Interferenzstreifens nach der einen Seite der Xullinie gebogen ist und der untere Teil des Interferenzstreifens nach der anderen Seite derselben gebogen ist. Fig. zeiet, was ein Betrachter durch das Okular des in Fig. 1 gezeigten Gerätes sieht, wenn das Gerät mit monochromatischem Licht statt mit weissem Licht verwendet viird. Das Gesichtsfeld umfaßt einen schmalen Streifen 28 am oberen Rand, der durch Licht erzeugt wird, welches durch die Prismen 15 und 16 unmittelbar oberhalb der Glasplatte 26 hindurchtritt, einen breiten Streifen von S-förmigen Interferenzstreifen, die durch das Licht erzeugt werden, das durch die Glasplatte

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hindurchtritt und durch deren Endfläche austritt. Diese Bedingungen treffen jedoch natürlich in der Praxis nicht zu, da der Teil des Glasstreifens in der Nähe der Kantenfläche, der oft als "Rinde" bezeichnet wird, unter Druckspannung statt unter Zugspannung steht. Nichtsdestoweniger können die Wirkungen, welche durch das Vorhandensein der Rinde verursacht werden, hingenommen werden und sind in jedem Falle im allgemeinen klein, besonders in der Nähe der Mitte der Kantenfläche»

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch einen Endteil des Glasstücks 26 und zeigt den Lichtstrahl 27 durch das Glas mit einem kleinen Winkel zu den Hauptflädren 29 und 3o des Glases hindurchtretend. Der aussere Teil 31 des Glases steht unter Druckspannung, während der innere Teil 32 unter Zugspannung steht und die beiden Teile durch' eine neutrale oder spannungsfreie Zone getrennt sind, welche durch die Linie 33 angegeben ist. Der größte Teil der Mittelebene, welche durch die Linie 34 gekennzeichnet ist, steht unter maximaler Zugspannung, jedoch ist die Spannung an der Kantenfläche 35 des Glases geringer, und ist dieser unter einer weniger hohen Spannung stehende Teil und der der Fläche 35 unmittelbar benachbarte Teil, welche als die "Rinde" bezeichnet werden.

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Es kann gezeigt werden, daß die Veränderungsgeschwindigkeit der relativen Verzögerung mit Bezug auf die Glasdicke und welche eine Funktion des Winkels oC ist, mit welchem der mittige dunkle Interferenzstreifen die Nullinie des !Compensators kreuzt, gleich CQ^cotö ist, wobei C der spknnungsoptische Koeffizient ist,θ", die Zugspannung in der Mitte des Glases und Θ der kleine Winkel ist, mit welchem der Strahl j das Glas durchquert. Wenn angenommen C und Θ bekannt sind, ist es möglich, β" aus einer Messung des Winkels zu bestimmen, mit welchem der mittige dunkle Interferenzstreifen die Nulllinie des Kompensators kreuzt, welcher Winkel sich leicht mit Hilfe der drehbaren Linie 25 im Okular 24 des Analysators bestimmen läßt. Wenn we'isses Licht verwendd wird, wird nur ein einziger dunkler Interferenzstreifen erhalten. Zur Bestimmung des Winkels, mit welcher dieser die Nullinie des Kompensators kreuzt, wird eine Platte spannungsfreien Glases in das Gerät eingesetzt und die drehbare Linie 25 im Okular % mit dem geraden dunklen Interferenzstreifen ausgerichtet und seine Winkelstellung notiert« Das spannungsfreie Glas wird durch die Platte 26 aus Sicherheitsglas ersetzt und die Linie wird gedreht, bis sie mit dem Mittelteil der S-förmigen Kurve ausgerichtet ist, worauf wiederum ihre Winkelstellung notiert wird. Ein ähnliches Verfahren wird angewendet, wenn monochromatisches Licht verwendet wird, jedoch kann in diesem Falle die drehbare Linie 25 so eingestellt werden, daß sie !

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zu der Gruppe von Linien parallel ist, die sichtbar wird, statt zu einer besonderen Linie. In jedem Falle braucht nur die Winkelstellung der drehbaren Linie 25, wenn sie mit dem geraden Interferenzstreifen bzw. mit den geraden Interferenzstreifen ausgerichtet ist, bestimmt und gelegentlich nachgeprüft zu werden. Oa es schwierig ist, θ genau durch direkte Beobachtung zu bestimmen, ist es vorzuziehen, diesen Wert aus Messungen der Verzerrung des dunklen Interferenzstreifens zu berechnen, wenn ein spannungsfreier Glasstreifen von bekannter Dicke anstelle des vorgespannten Streifens gesetzt und einer bestimmten Biegebeanspruchung unterzogen wird·

Gegebenenfalls können andere entsprechende Messungen des Interferenzstreifens bzw. der Interferenzstreifen vorgenommen werden und diese Messungen zur Bestimmung der Zugspannung in der Mitte des Glases verwendet werden. Ferner ist es, wie erwähnt, möglich, die Teilchenzahl des Glases beispielsweise für irgendeine besondere Glasart zu schätzen, welche lediglich eine Funktion der Zugspannung in der Mitte des Glases und der Dicke des Glases zu sein scheint· Da der Winkel, mit welchem der dunkle Interferenzstreifen die NuIlinie des !Compensators kreuzt, ebenfalls eine Funktion der Zugspannung ist, ist es möglich, das Gerät so zu eichen, daß für jede besondere Glasart und Glasdicke die Winkelskala

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durch eine Skala ersetzt wird, an der die Teilchenzahl unmittelbar abgelesen werden kann.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes ist in Fig. 3 dargestellt. Die Strahlerzeugungsvorrichtung besitzt hier eine Quelle für monochromatisches Licht, nämlich eine Quecksilberdampflampe 4o, von der eine kleine Quelle bildenden Art, eine Kollimationslinse 41, einen an seiner überfläche beschichteten Spiegel 42 und einen Zirkular-Polarisator 43. Die Prismeneinheit umfaßt zwei Prismen 44 und 45, welche den Prismen 15 und 16 ähnlich, jedoch umgekehrt sind. Der Analysator besitzt eine abbildende Linse 46, einen an seiner Oberfläche beschichteten Spiegel 47, einen Babinet-Kompensator 48, ein Ramsden-Okular 49 mit einem weiteren Zirkular-Polarisator und einen Schirm 5o. Im Gebrauch tritt ein Lichtstrahl durch das Gerät hindurch, wobei er der angegebenen Linie folgt, und ein Bild der ((

Interferenzstreifen wird auf den Schirm 5o projiziert. Ein besonderer Vorteil dieses Gerätes besteht darin, daß, die zu prüfende Glasplatte 52 leicht auf die Oberseite des Prismas 44 aufgelegt und in Kontakt mit dem Prisma 45 geschoben werden kann.

In der vorangehenden Beschreibung wurde angenommen, daß der zu prüfende Glasstreifen völlig flach ist. Praktisch ist es

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jedoch nicht wesentlich, daß dieser völlig flach ist und das einzige Erfordernis besteht darin, daß jeder Spalt zwischen dem Glasstreifen und dem längeren Prisma mit einer Flüssigkeit gefüllt werden kann, welche im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das Glas und das Prisma hat« Das Gerät kann daher zur Prüfung gekrümmter Windschutzscheiben oder Rückfenster benutzt werden.

Patentansprüche

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Claims (14)

IÖ48V48 Patentansprüche :

1. Verfahren zum Prüfen eines Stückes aus gleichmässig vorgespanntem Glas, das einen im wesentlichen flachen Streifen aufweist, welcher an seinem einen Ende mit einer Kantenfläche endet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahl in der Längsrichtung durch den Glasstreifen längs einer Bahn gerichtet wird, die mit einem kleinen Winkel zu einer der Hauptflächen des Glasstreifens geneigt ist und sich von dem Glasstreifen durch die erwähnte Kantenfläche und durch die erwähnte eine Hauptfläche erstreckt, welcher Strahl eine erste Komponente besitzt, die in einer Richtung parallel zu der erwähnten einen Hauptfläche polarisiert ist, und eine zweite Komponente, die in einer Richtung im rechten Winkel zur ersten Komponente polarisiert ist, und das aus dem Glasstreifen austretende Licht durch einen Analysator gerichtet wird, von dem ein Ausgang abgeleitet werden kann, dessen Wert von der relativen Verzögerung der erwähnten Komponenten infolge der inneren Spannungen im Glas abhängt«

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Lichtbahn zu der erwähnten Hauptfläche des Glasstreifens zwischen 5 und Io beträgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl zirkulär oder eliptisch polarisiert ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß da* Strahl dadurch analysiert wird, daß er durch einen Kompensator und einen Zirkular-Polarisator geleitet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl in den Glasstreifen durch die erwähnte Hauptfläche eintritt und durch die Kantenfläche austritt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lichtbahn durch ein Hauptelement von im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie der Glasstreifen

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unmittelbar benachbart der erwähnten Hauptfläche erstreckt, wobei die optische Kontinuität zwischen dem Glasstreifen und dem Element durch einen Flüssigkeitsfilm von im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie der Glasstreifen zwischen diesem und dem Element aufrechterhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lichtbahn vom Hauptelement von dem Glasstreifen weg durch eine zu dieser Bahn im wesentlichen senkrecht' Fläche erstreckt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl während seines Durchgangs durch das Hauptelement eine innere Reflexion erfährt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lichtbahn durch ein Endelement von im wesentlichen dem gleichen Brechungsindex wie der Glasstreifen unmittelbar benachbart der erwähnten Kantenfläche erstreckt, wobei die optische Kontinuität zwischen dem Glasstreifen und dem Element durch einen Flüssigkeitsfilm von im wesentlichen dem gleichen Brechungsindex

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wie der Streifen zwischen diesem und dem Element aufrechterhalten wird«

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lichtbahn von dem Endelement vom Streifen weg durch eine zu dieser Bahn im wesentlichen senkrechte Fläche erstreckt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl während seines Durchgangs durch das Endelement eine innere Reflexion erfährt.

12. Gerät zur Prüfung eines Stücks gleichmässig vorgespann- » ten Glases mit einem im wesentlichen flachen Streifen, der an seinem einen Ende mit einer Kantenfläche endet, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Strahls polarisierten Lichtes, ein transparentes Hauptelement und ein transparentes Endelement, welche beidenElemente im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie der Glasstreifen haben, das Hauptelement eine Fläche zur Anlage an der einen Hauptfläche des Glasstreifens besitzt und das Endelement eine Fläche zur

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Anlage an der erwähnten Kante des Glasstreifens besitzt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß ein Strahl polarisierten Lichtes aus der erwähnten Vorrichtung durch eines der erwähnten Elemente, durch den Glasstreifen und durch das andere Element längs einer Bahn hindurchtreten kann, die mit einem kleinen Winkel zu der Hauptfläche geneigt ist und sich durch die Kantenfläche und durch die erwähnte Hauptfläche erstreckt, welcher Strahl eine erste Komponente besitzt, die in einer Richtung parallel zu der Hauptfläche polarisiert ist, und eine zweite Komponente, die in einer Richtung im rechten Winkel zu der ersten Komponente polarisiert ist, und einen Analysator für den Empfang des Lichtes, nachdem dieses durch die Elemente und den Glasstreifen hindurchgetreten ist, aus welchem Analysator ein Ausgang abgeleitet werden kann, dessen Wert von der relativen Verzögerung der erwähnten Komponenten durch die inneren Spannungen im Glas abhängt.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Vorrichtung einenStrahl von zirkulär oder eliptisch polarisiertem Licht erzeugt.

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14. Gerät nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekenn- - zeichnet, daß der Analysator einen Kondensator und einen Zirkular-Polarisator aufweist.

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