DE1965823B2 - Verfahren zum haerten von glas - Google Patents

Description

ten von Glas einer Dicke zwischen 0,5 und 2,5 mm glasungen ermöglicht.

ein öl einer Viskosität von 300 bis 1000 cSt bei Die Erfindung besteht darin, daß zum Härten von

38"C und eines Flammpunktes zwischen 220 und Glas einer Dicke zwischen 0,5 und 2,5 mm ein öl

310^aC verwendet wird und seine Temperatur auf einer Viskosität von 300 bis 1000cSt bei 38°C und

150 bis 240¹⁵C eingestellt wird. 15 eines Flammpunktes zwischen 220 bis 310"C ver-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- wendet wird und seine Temperatur auf 150 bis 240~C zeichnet, daß ein öl verwendet wird, das beim eingestellt wird.

Härten in dem Glas die Bildung einer zentralen Vo>teilhaft wird ein öl verwendet, das beim Härten

Zugspannung von 285 bis 460 kg/cm² bewirkt. in dem Glas die Bildung einer zentralen Zugspannung

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 von 285 bis 460 kg/cm² bewirkt.

gekennzeichnet, daß zum Härten von Kalk-Soda- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird

Silikatglas das Glas auf eine Temperatur von 600 zum Härten eines Kalk-Soda-Silikatglases das Glas

bis 740 C erhitzt wird. auf eine Temperatur von 600 bis 740 C erhitzt.

4. Verfahren zum Härten eines Glases von 2mm Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens Dicke, das auf eine Temperatur von 70O⁰C erhitzt 25 zum Härten eines Glases von 2 mm Dicke, das auf wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen eine Temperatur von 700' C erhitzt wird, ist vorgesehen, in einem öl einer Viskosität von 64OcSt bei daß das Abkühlen in einem öl einer Viskosität von 38 C und eines Flammpunktes von 275 C bei einer 64OcSt bei 38 "C und eines Flammpunktes von Einstellung der Temperatur des Öls auf 200 C 275⁰C bei einer Einstellung der Temperatur des Öls erfolgt. 30 auf 20O⁰C erfolgt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden

Beispiele angeführt, die die Herstellung dünner ge-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum härteter Glasscheiben nach dem erfindungsgemäßen Härten von Glas, bei dem das Glas auf eine nahe Verfahren veranschaulichen.

seinem Erweichungspunkt liegende Temperatur erhitzt 35 Die Werte der Beispiele wurden durch Unterwird und dann in einem auf eine erhöhte Temperatur suchung von Glasscheiben einer Größe von 300 mm gehaltenen Öl abgekühlt wird, um in dem Glas ein im Quadrat pus üblichem Kalk-Soda-Silikatglas Verhältnis der Oberflächendruckspannung zur zen- ermittelt, die mit einem ausgewählten öl abgekühlt tralen Zugspannung von 1,5: 1 bis 3,5 : 1 zu erzielen. wurden.

Nach dem bisher bekannten Verfahren ist es jedoch 40 Die Anfangstemperatur des Glases, auf das dieses bisher nicht möglich, Glas einer Dicke von 0,5 bis vor dem Härten erhitzt wird, beträgt vorteilhaft 2,5 mm einwandfrei zu härten. zwischen 600 und 740C, und es wurde festgestellt,

Im Kraftfahrzeug hat sich die Entwicklung zu einer daß die Biegefestigkeit des gehärteten Glases von der umfangreicheren Verwendung von Glas für den Auf- Anfangstemperatur abhängig ist. Es wurde weiterhin bau des Fahrzeugkörpers gezeigt, und es ergibt sich 45 festgestellt, daß zur Erhaltung der guten Oberflächcndie Forderung, eine Gewichtsverminderung durch eigenschaften des Glases zweckmäßig im oberen BeVerwendung dünnen Glases zu erzielen. Eine der- reich dieses Temperaturbereichs gearbeitet wird, artige Verringerung des Gewichts, beispielsweise der Jedoch ist auch mit Temperaturen im mittleren Teil Windschutzscheiben, der Rückscheiben oder der des Bereichs erfolgreich zu arbeiten. So zeigen einige Seitenscheiben, kann jedoch nur unter Aufrechter- 50 Beispiele ein Erhitzen des Glases auf 700'C, worauf haltung der erforderlichen Festigkeit des Glases das Glas über einen möglichst kurzen Weg in das vorgenommen werden, wobei jedoch das Härten des Abkühlöl bewegt wird. In allen Fällen wird frisches Glases einen den Sicherheitsansprüchen genügenden und reines Öl verwendet, das erwärmt und dauernd Bruch des Gla.ies bei Unfällen gewährleisten muß. umgewälzt wird, so daß in dem öl eine Temperatur

Im besonderen müssen Windschutzscheiben, die aus 55 zwischen 150 und 240⁰C, vorzugsweise von 200^cC, einer einzigen dünnen Glasscheibe oder einer mehr- dauernd aufrechterhalten wird.
schichtigen, z. Q. 2 mm dicke Glasscheiben enthal· Die Viskosität des verwendeten Öls und seine tenden Verbundscheibe, bestehen, den normalen Zusammensetzung haben ebenfalls einen Einfluß auf Sicherheitsanforderungen genügen. Zu diesen gehören die in dem Glas entstehenden Spannungen. Ein Öl die Aufrechterhaltung einer guten Sicht in größt- 60 größerer Viskosität ergibt größere Spannungen. Im möglichem Umfang, wenn die Windschutzscheibe von allgemeinen haben die öle größerer Viskosität einen einem scharfen Körper, beispielsweise einem Stein, höheren Flammpunkt, und fUr die Kennzeichnung der an der Außenfläche getroffen wird, während bei einem öle sind daher ihre Viskosität and ihr Flammpunkt Aufprall eines schweren Körpers, beispielsweise des verwendet. Diese beiden Werte beeinflussen den Kopfes eines Fahrzeuginsassen, ein Zerfall in kleine 69 Siedepunkt des ersten Destillats des Öls und stellen ungefährliche Partikeln eintreten soll. somit auch Angaben über die Zusammensetzung des

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Öls dar. Verfahren zum Härten dünnen Glases zu schaffen, Es wurde festgestellt, daß die geforderte Biege·

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festigkeit, clie zentrale Zugspannung und auch das Verhältnis der öbernüchendruckspannung zur zentralen Zugspannung durch Wahl von ölen erreicht werden können, deren Viskosität in dem Bereich zwischen 300 und 1000 cSt bei 38°C liegt und die einen Flammpunkt zwischen 220 und 310° C haben.

Es ist vorteilhaft, wenn vor dem Erhitzen der Glasscheiben eine Feinbearbeitung der Bruchflächen der Glasscheiben, die deren Großflächen miteinander verbinden, erfolgt. Hierzu erfolgt eine Bearbeitung mit einem Karborund tragenden Polierriemen und anschließend eine solche mit einem mit Polierrot getränkten Korkpolierriemen.

Die zu härtende Glasscheibe wird mittels Zangen senkrecht aufgehängt und in einen senkrechten Heizofen eingebracht, der am Boden eine Auslaßöffnung enthält. Ist die Glasscheibe auf die gewünschte Anfangstemperatur erhitzt, die zwischen 600 und 740° C liegt, so wird i^:n das Kühlöl mit einer Temperatur zwischen 150 und 240C enthaltender Behälter so dicht als möglich gegen die AuslaßöfTnung des Heizofens angehoben und die Glasscheibe mit einer gesteuerten Geschwindigkeit von 300 mm/Sek. in das öl bewegt. Hierbei erfolgt zunächst ein kräftiges Abschrecken, wobei ein teilweises Verdampfen des Öls eintritt, und anschließend eine allmählige Absenkung der Temperatur des Glases auf die konstante Temperatur des Öls. Bei Erreichen dieser Temperatur hat die Glasscheibe die gewünschten Eigenschaften angenommen und kann zum Waschen aus dem öl entfernt werden.

Die nachstehende Tabelb gibt Werte für die erzielten Spannungen an, wobei das ,erwendete öl, die Anfangstemperatur, die Dicke der 300 mm im Quadrat großen Glasscheiben und die Temperatur des Öls angeführt sind. Die Beispiele sind mit Werten an den Grenzen der angegebenen Bereiche gewählt worden. Es sind drei verschiedene Öle für die Verwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt. Das erste Öl ist ein schweres naphtenisches Öl mit einem Flammpunkt von 305^J C und einer Viskosität von 974 cSt bei 38⁰C. Das zweite öl ist ein leichteres öl mit einem Flammpunkt von 275° C und einer Viskosität von 64OcSt bei 38⁰C. Das dritte öl ist noch leichter und hat einen Flammpunkt von 225°C und eine Viskosität zwischen 310 und 342 cSt bei 38°C.

Nach dem Härten jeder Glasscheibe wurden die Biegungsfestigkeit, die zentrale Zugspannung und das Verhältnis der Oberflächendruckspannung zur zentralen Zugspannung in folgender Weise ermittelt.

Die gehärtete Glasscheibe wurde zur Prüfung zwischen zwei Messerschneiden gebracht und auf zwei in der Mitte der Glasscheibe in der gleichen Weise

to angeordnete Messerschneiden eine stetig ansteigende Kraft ausgeübt. Die Biegefestigkeit, die effektiv der Bruchbeanspruchung in der konvexen unter Zugspannung stehenden Fläche der Glasscheibe entspricht, wird dann aus der im Augenblick des Bruchs der Glasscheibe ausgeübten Kraft an den Messerschneiden und dem Querschnitt der Glasscheibe errechnet.

Die zentrale Zugspannung in der gehärteten Glasscheibe wurde mit einem von der Triplex Safety Glass Company entwickelten Gerät ermittelt. Bei

zo diesem Gerät wird ein polarisierter Lichtstrahl im schiefen Winkel gegen eine der Großflächen der Glasscheibe so gerichtet, daß er längs der Mittelsenkrechten zu einer Bruchfiäche an den Rändern der Glasscheibe austritt. Dieser aus dieser Fläche austretende Lichtstrahl wird durch einen Babinet-Kompensator analysiert, wobei die zentale Zugspannung durch Beobachten der Neigung der Randstreifen des Lichtstrahls und Vergleich dieser Neigung mit einer zuvor geeichten Neigung ermittelt wird.

Die Oberflächendruckspannung wird durch den Differential-Oberflächenrefraktometer der Pittsburgh Plate Glass Company bestimmt, um das Verhältnis zwischen der Oberflächendruckspannung und der zentralen Zugspannung errechnen zu können. Bei diesem Gerät wird ein polarisierter Lichtstrahl in einem durch die relativen Brechungsindizes der Teile des Geräts und der Glasscheibe bestimmten Winkel gegen eine der Großflächen dei Glasscheibe gerichtet, so daß der Lichtstrahl dicht neben der Oberfläche der Glasscheibe parallel zu dieser fortschreitet. Die Oberflächendruckspannung steht in Beziehung zur Differenz der Brechungsindizes für das Licht, das senkrecht und parallel zur Ebene polarisiert wird. Der von der Oberfläche tretende Lichtstrahl wird analysiert, um die Oberflächendruckspannung zu ermitteln.

Beispiel	Dicke des Glases	Temperatur des Glases	Öl	Temperatur des Öls	Biegefestigkeit	Zentrale Zugspannung	Verhältnis der Ober flächendruck spannung zur zen
	mm	0C		'C	kg/cma	kg/cm»	tralen Zugspannung
1	0,5	740	l.Öl	150	1680	390	3: 1
2	0,5	700	2. Öl	240	1450	300	2,5:1
3	0,5	700	3. Öl	200	1550	300	2,5:1
4	1,0	700	l.Öl	200	1550	350	3:1
5	1,0	685	2. Öl	220	1680	390	3:1
6	1,0	720	2. Öl	175	1750	420	3:1
7	1,0	660	3. Öl	150	1550	320	3:1
8	1,8	650	3. Öl	150	1600	350	3,5:1
9	2,0	670	l.Öl	200	2000	450	3,5:1
10	2,0	600	2. Öl	225	1300	285	1,5:1
11	2,0	630	2. Öl	225	1500	350	2:1
12	2,0	650	2. Öl	225	1700	400	2,5:1
13	2,0	675	2. Öl	220	1750	420	3:1
14	2,0	700	2. öl	200	1750	420	3:1
15	2,0	685	3. Öl	150	2000	450	3:1
16	2,25	650	2. öl	225	2000	450	2,5:1
17	2,5	700	3. Öl	200	2100	460	3,5:1
18	2,5	650	l.Öl	240	2100	460	3,5:1
19	2,5	650	2. Öl	200	2100	460	3,5:1

Diese Beispiele zeigen, daß das Härten von Glasscheiben an der unteren Grenze des Dickenbereichs wirksamer mit schweren ölen, also ölen hoher Viskosität durchzuführen ist. Ebenso ist mit größerer Dicke des Glases und höherer Anfangstemperatur die erzielte Biegefestigkeit des gehärteten Glases größer.

Die Erfindung stellt somit ein verbessertes Verfahren zum Härten dünnen Glases einer Dicke zwischen 0,5 und 2,5 mm dar.

Die erfindungsgemäße Auswahl der öle zum Abkühlen des erhitzten Glases, die in frischem Zustand und ständig umgewälzt durch den Abkühlbehälter verwendet werden, gestatten ein gesteuertes Härten des dünnen Glases, so daß die gewünschten zentralen Zugspannungen zwischen 285 und 460 kg/cm^a genau erreicht werden können, ebenso wie das gewünschte Verhältnis der Oberflächendruckspannung zur zentralen Zugspannung in dem Bereich von 1,5:1 bis 3,5:1, Dies gewährleistet die erforderliche Festigkeit des Glases, um in Kraftfahrzeugen verwendet werden zu können. Darüber hinaus ist derart gehärtetes Glas auch in der Bauindustrie einsetzbar, wo ähnlich Festigkeiten gefordert werden.

Besonders vorteilhaft sind derart gehärtete Glasscheiben als Bestandteile von Verbundglas, bei der

ίο eine Beschädigung der außenliegenden Scheibe zu einem örtlichen Bruch ohne Behinderung der Schicht in übermäßigem Umfang führt, während ein Bruch der inneren Scheibe in kleine Partikeln erfolgt, ohne beispielsweise den Kopf eines Insassen zu verletzen oder eine Kunststoffschicht des Verbundglases zu zerstören.

Claims (1)

Patentansm-üche· das bei einer ßroßen Fesl'ßkeit im Falle des Auf" ΠΙΟΠ pr' " ' treffens eines Körpers gegen seine Außenfläche einen

1. Verfahren zum Härten von Glas, bei dem das sich nicht selbst weiter ausbreitenden Bruch erleidet, Glas auf eine nahe seinem Erweichungspunkt dagegen bei starker Biegebeanspruchung, wie sie liegende Temperatur erhitzt wird und dann in 5 durch den Aufprall eines größeren Körpers auftreten, einem auf eine erhöhte Temperatur gehaltenen öl in kleine Partikeln zerschellt.

abgekühlt wird, um in dem Glas ein Verhältnis Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß

der Oberflächendruckspannung zur zentralen Zug- ein Härten des Glases mittels besonderer öle in einer

spannung von 1,5 :1 bis 3,5 : 1 zu erzielen, d a- besonderen Art zu einer zu fordernden Festigkeit des

durch gekennzeichnet, daß zum Här- io Glases fühlt, die die Verwendung in Fahrzeugver-