DE1965824B2 - Verfahren zum haerten von glas - Google Patents

Description

ten angenommen. Es wird dann aus der Öl-Flüssigkeits-Mischung entfernt und gewaschen.

Falls gewünsoht, können mehrschichtige Glasscheiben gebildet werden, von denen mindestens eine in dieser Weise gehärtet ist, um eine Verglasung für Überschallflugzeuge zu schaffen.

Die folgende Tabelle zeigt Beispiele von gehärteten Glasscheiben unter Angabe der erzielten Festigkeitswerte, des verwendeten Öls und der Art und des Anteils der dem öl beigemischten Flüssigkeit.

Es wurden mehrere dem öl beizumischende Flüssigkeiten verwendet, die unterschiedlichen Siedepunkt haben. Bei den Beispielen wurden der Anteil dieser Flüssigkeit in der Öl-Flüssigkeits-Mischung, die Dicke des behandelten Glases, dessen Anfangstemperatur und die Temperatur der Öl-Flüssigkeits-Mischung entsprechend den oberen und unteren Grenzen der oben erwähnten Bereiche veränderlich gewählt.

Als Öl wurden drei verschiedene Arten benutzt und in den Beispielen jeweils erwähnt. Das erste öl war ein schweres naphthenisches öl mit einem Flammpunkt von 3O5°C und einer Viskosität von 974 Centistoke bei 38⁰C. Das zweite verwendete öl war ein leichteres öl mit einem Flammpunkt von 275°C und einer Viskosität von 640Centistoke bei 38° C. Als drittes öl wurde ein noch leichteres öl benutzt, dessen Flammpunkt 225⁰C und dessen Viskosität bei 38°C 310 bis 342 Centistoke beträgt.

Nach dem Härten jeder Glasscheibe wurde 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 angeordnete Messerschneiden eine stetig ansteigende Kraft ausgeübt. Die Biegefestigkeit, die effektiv der Bruchspannung in der konvexen unter Zugspannung stehenden Fläche der Glasscheibe entspricht, wird dann aus der im Augenblick des Bruchs der Glasscheibe ausge-

S übten 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 entwickeltem Gerät ermittelt. Bei diesem

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

ao Die Oberflächendruckspannung wird durch den DiSerential-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 bestimmten Winkel gegen eine der Großflächen der Glasscheibe gerichtet, der durch die relativer Brechungsindizes der Teile des Geräts und der Glasscheibe bestimmt wird, 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 I ^;cht, das senkrecht und parallel zur Ebene polarisiert wird. Der von der Oberfläche tretende Lichtstrahl wird analysiert, um die Oberflächendruckspannung in der Glasscheibe zu ermitteln.

	Dicke fi-lnc	Tempera	öl	Anteil und Art	Temperatur	Tj . α #v a Fa pti η 1 r A ■ t~	Zentrale	Verhältnis Ober
Beispiel	VJlda	tur		der	Öl-Flüssigkeits-	j3iegeiesiigK.eit	Zugspannung	flächendruckspan
	mm	Glas		Flüssigkeit	Mischung	VJldo	Glas	nung zur zentralen
	4	0C	3. Öl	Gewichtsprozent	0C	kg/cm2	kg/cm2	Zugspannung
1	4	650	2. Öl	0,01 CCl4	200	1500	500	2:1
2	4	700	l.Öl	0,07 CCl4	200	3500	840	3,5:1
3	5	675	2. Öl	0,07 CCl4	225	3250	850	3:1
4	5	675	2. Öl	0,04 Toluol	180	Ί300	650	2,6:1
5	5	718	2. Öl	0,02 Benzol	180	2400	740	2,3:1
6	5	710	2. Öl	0,02 Benzol	170	2500	700	2,6:1
7	5	695	2. Öl	0,02 Benzol	170	2550	700	2,6:1
8	5	673	2. öl	0,02 Benzol	175	2250	660	2,3:1
9	5	655	2. Öl	0,02 Benzol	180	2050	625	2,1:1
10	5	680	2. Öl	0,05 Benzol	170	2300	680	2,4:1
11	5	666	2. Öl	0,05 Benzol	170	2200	650	2,3:1
12	5	693	2. Öl	0,03 Azeton	175	2350	700	2,3:1
13	6	678	2. öl	0,02 Xylol	170	2350	690	2,4:1
14	6	700	2. Öl	0,04 CCl4	200	3500	840	3,5:1
15	6	700	2. Öl	0,03 CCl4	200	3150	700	3,5:1
16	6	700	l.Öl	0,02 CCl4	200	2800	630	3,5:1
17	6	700	l.Öl	0,02 CCl4	200	3640	840	4:1
18	6	700	3. Öl	0,015 CCl4	200	2800	630	3,5:1
19	6	700	2. Öl	0,05 CCl4	200	3500	840	• 3,5:1
20	6	670	2. öl	0,04 Toluol	170	2150	720	2:1
21	6	665	2. Öl	0,04 Benzol	170	1950	690	2:1
22	6	655	2. Öl	0,04 Benzol	170	1950	700	2:1
23	6	668	2. öl	0,03 Azeton	175	2050	660	2,1:1
24	8	683	3. Öl	0,02 Xylol	170	2150	720	2:1
25	8	675	2. Öl	0,01 CCl4	175	2200	590	3:1
26	700	0,04 CCl4	200	4000	900	3,5:1

	UlCKw Π Ins	Tempera	5	Öl	Anteil und Art	Temperatur	I	6	Verhältnis Ober-
	Vj ms	tur			der	ÖI-FHlsslgkeits-	DUnnfni.1 1#v1saN	Zentrale	flächendruokspan-
Beispiel	mm	Glas		Flüssigkeit	Mischung	Biegefestigkeit	Zugspannung	nung zur zentralen
	8	0C	l.öl	Gewichtsprozent	0C	uias	Glas	Zugspannung
	10	650	3. öl	0,02 CCl4	210	kg/cm'	kg/cm"	3,5:1
27	10	680	2. öl	0,02 CCl4	175	4000	900	3,5:1
28	10	720	l.öl	0,05 CCl4	220	3100	720	4:1
29	10	700	2. öl	0,07 CCl4	160	4200	950	3,5:1
30	10	691	2. Öl	0,04 Toluol	180	4500	1200	2,6:1
31	10	645	2. Öl	0,02 Benzol	170	2500	740	2:1
32	10	'680	2. öl	0,05 Benzol	170	1900	700	2,6:1
33	10	685	2, öl	0,03 Azeton	170	2800	850	2,3:1
34	12	685	l.Öl	0,02 Xylol	180	2450	820	2:1
35	12	670	2. öl	0,07 CCl4	240	2250	800	4:1
36	12	660	3. Öl	0,015 CCl4	240	5500	1100	3,5:1
37		740		0,07 CCI4	150	4000	950	3,5:1
38		4500	1200

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit vorteilhaft, da es das Härten von Glas unter Erreiclu.i einer ao Biegefestigkeit bis zu 5500 kg/cm" und einem Verhältnis der Oberflächendruckspannung zur zentralen Zugspannung bis zu 4:1 ermöglicht, ohne die optischen Eigenschaften des Glases nachteilig zu beeinflussen. Derart gehärtetes Glas ist besonders für solche Ver-

wendungszwecke geeignet, bei denen eine hohe Festigkeit verlangt wird und bei denen der Zerfall des Glases beim Bruch in kleine Bruchstücke nicht von so großer Bedeutung ist. Solches Glas ist daher besonders für die Verglasung von Überschallflugzeugen geeignet, kann aber auch im Baufach nützlich sein, in dem ebenfalls hohe Festigkeiten gefordert werden.

Claims (4)

sehen, daß der Anteil der Flüssigkeit in der Öl-Flüsslg- Pntentansprüche: keils-Mischung auf 0,015 bis 0,05 Gewichtsprozent eingestellt wird.

1. Verfahren zum Härten von Glas, bei dem das Die Erfindung wird an Hand von Beispielen näher Glas auf eine in der Nähe des Erweichungspunktes S erläutert.

liegende Temperatur erhitzt und dann ein Wärme- Scheiben aus Kalk-Soda-Silikatglas einer Größe von austausch mit einem öl erfolgt, dessen Temperatur 300 mm im Quadrat wurden nach dem erfindungsgeunterhalb seines Flammpunktes liegt und das einen mäßen Verfahren gehärtet. Die Glasscheiben wurden Anteil einer Flüssigkeit mit niedrigerem Flamm- zunächst einer Feinbearbeitung ihrer Randflächen unpunkt als das öl enthält, dad u rch geken η- ίο terzogen, um den die Großflächen verbindenden ζ ei ch net, daß der Anteil der Flüssigkeit niedri- Bruchflächen eine glänzende Oberfläche zu erteilen, geren Flammpunktes auf 0,01 bis 0,07 Gewichts- Hierzu erfolgte die Bearbeitung mit einem mit Karboprozent eingestellt wird. rund versehenen Polierriemen und anschließend die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Bearbeitung mit einem mit Polierrot getränkten Korkzeichnet, daß der Anteil der Flüssigkeit durch Zu- 15 polierriemen. Es wurde festgestellt, daß durch eine derspeisen von Flüssigkeit zur Öl-Flüssigkeits-Mi- artige Feinbearbeitung der Bruchflächen die Temperaschung eingestellt wird. tür des Glases vor dem Härten in dem unteren Teil des

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Temperaturbereiches von 650 bis 740⁰C eingestellt kennzeichneI, daß der Anleil der Flüssigkeit in der werden kann, obwohl bei einer Anzahl der nach-Öl-Flüssigkeits-Mischung zwischen 0,01 und 0,05 ao stehend angeführten Beispiele eine Temperatur des Gewichtsprozent eingestellt wird. Glases von 700⁰C vor seinem Abkühlen vorzuziehen

4. Verfahren nach Anspruch 3 zum Härten einer war.

Scheibe aus Kalk-Soda-Silikatglas einer Dicke von Die Glasscheiben werden dann mittels Zangen in

6 mm, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der einem senkrechten Heizofen eingehängt und nach Er-Flüssigkeit in der Öl-Flüssigkeits-Mischung auf 25 reichen der vorgegebenen Anfangstemperatur von bei-0,015 bis 0,05 Gewichtsprozent eingestellt wird. spielsweise 700⁰C mit einer Geschwindigkeit von etwa

300 mm/Sek. durch eine öffnung im Boden des Heizofens in einen unter dieser angeordneten Behälter ab-

gesenkt, der die Abkühlflüssigkeit enthält. Diese Ab-

30 kühlflüssigkeit besteht aus einem öl eines hohen Siedepunkts und einer beigemischten Flüssigkeit eines Siedepunkts, der unterhalb des Flammpunkts des Öls liegt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Die Temperatur der Abkühlflüssigkeit wurde in den

Härten von Glas, bei dem das Glas auf eine in der Bereich zwischen 150 und 240⁰C eingestellt. Bei Ein-Nähe des Erweichungspunktes liegende Temperatur er- 35 stellung der Temperatur in der Nähe der unteren hitzt und dann ein Wärmeaustausch mit einem öl er- Grenze dieses Bereichs wird der Anteil der beigemischfolgt, dessen Temperatur unterhalb seines Flammpunk- ten Flüssigkeit im wesentlichen aufrechterhalten. Bei tes liegt und das einen Anteil einer Flüssigkeit mit höheren Temperaturen, z. B. etwa 200⁰C, die bei mehniedrigerem Flammpunkt als das öl enthält. reren Beispielen verwendet wird, muß der vorgegebene

Ein derartiges Verfahren ist durch die französische 40 Anteil der Flüssigkeit in der Öl-Flüssigkeits-Mischung Patentschrift 1 546 087 bekannt, bei dem der Anteil durch weiteres Zuspeisen von Flüssigkeit zur Öl-Flüsder Flüssigkeit niedrigeren Flammpunktes als das öl sigkeits-Mischung aufrechterhalten werden. Dies erbis zu 4 Gewichtsprozent beträgt. folgte in einem Wärmetauscher, durch den die öl-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Glas- Flüssigkeits-Mischung umgewälzt wird, um die vorgescheiben einer Dicke zwischen 4 und 12 mm so zu 45 gebene Abkühltemperatur beizubehalten,
härten, daß sie für die Verglasung von Überschall- Als öle wurden handelsübliche öle verwendet, deren

flugzeugen geeignet sind. Hierbei ist eine Biegefestig- Viskosität in dem Bereich zwischen 300 und 1000 Centikeit bis zu 5500 kg/cm² und eine zentrale Zugspan- stoke bei 38⁰C beträgt und die einen Flammpunkt nung von 1200 kg/crn² bei einem Verhältnis der Ober- zwischen 220 und 31O⁰C haben,
flächendruckspannung zur zentralen Zugspannung 50 Bei einer Anzahl von Beispielen wurde als beigevon bis zu 4:1 anzustreben. mischte Flüssigkeit CCl₄ (Tetrachlorkohlenstoff) in

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der- einem Anteil von 0,01 bis 0,07 Gewichtsprozent verartige Bedingungen durch einen verhältnismäßig ge- wendet. An seiner Stelle können aber auch C₆H₆-CH₃ ringen Anteil einer Flüssigkeit mit niedrigerem Flamm- (Toluol), C₀H₆ (Benzol), (CH₃)₂CO (Azeton) oder punkt erzielt werden können. 55 C₀H₄(CHg)₂ (Xylol) in entsprechenden Anteilen ver-

Die Erfindung besteht darin, daß der Anteil der wendet werden. Ferner kann auch Methanol als Flüssigkeit niedrigeren Flammpunktes auf 0,01 bis beigemischte Flüssigkeit benutzt werden.
0,07 Gewichtsprozent eingestellt wird. Der Anteil der beigemischten Flüssigkeit ist ab-

Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung ist vor- hängig von den Eigenschaften des Öls, hauptsächlich gesehen, daß der Anteil der Flüssigkeit durch Zu- 60 seiner Viskosität, und der Dicke des zu härtenden speisen von Flüssigkeit zur Öl-Flüssigkeit-Mischung Glases sowie von der gewünschten Biegefestigkeit, der eingestellt wird. zentralen Zugspannung und dem Verhältnis der Ober-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vor- flächendruckspannung zur zentralen Zugspannung des gesehen, daß der Anteil der Flüssigkeit in der Öl-Flüs- Glases. Das Glas unterliegt einem schnellen Absigkeits-Mischung zwischen 0,01 und 0,05 Gewichts- 65 schrecken bei dem Eintauchen in die Öl-Flüssigkeitsprozent eingestellt wird. Hierbei ist bei einer bevorzug- Mischung und kühlt sich dann allmählich auf deren ten Verfahrensführung zum Härten einer Scheibe aus Temperatur ab. Bei Erreichen dieser Temperatur hat Kalk-Soda-Silikatglas einer Dicke von 6 mm vorge- das Glas dann die gewünschten Festigkeitseigenschaf-