DE2635354A1

DE2635354A1 - Mehrschichtenkoerper aus glas und verfahren zum trennen desselben

Info

Publication number: DE2635354A1
Application number: DE19762635354
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Bresack; Helmut Dipl Ing Dr Eifert; Volker Dipl Ing Heym
Original assignee: TECHNISCHES GLAS VEB K
Current assignee: TECHNISCHES GLAS VEB K
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-06
Publication date: 1977-03-10
Also published as: RO71623A; BE845506A; GB1564627A; DD126684A2; FR2322107A1; FR2322107B1; NL7607761A

Description

2035354

VEB Kombinat Technisches Glas Ilmenau

DDR 63 IiSSBJB

Karl-Liebknecht-Str, 25

MehrschichtenkiJrper aus Glas und Verfahren zum brennen desselben

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einem Mehrschichtenglas mit erhöhter mechanischer Festigkeit und ein Verfahren zu seiner Herstellung·

Bekannt ist die Herstellung eines Schichtkörpers mit hoher mechanischer Festigkeit, bei dem ein dickerer dehnungsgespannter Kernteil mit einer dünneren druckgespannten Randschicht vollständig umgeben wird, der im Inneren weitere beliebig verspannte Schichten enthalten kann und der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten eine Übergangszone mit einer Konzentrationsabstufung aller in beiden Schichten enthaltenen Glaskomponenten aufweist·

Beim Trennen derartiger Schichtkörper muß die vollständige Ummantelung der Kernschicht durch die Randschicht erhalten bleiben, da sonst mit erheblichen Einbußen an mechanischer Festigkeit zu rechnen ist·

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709810/1004 ORIGINAL INSPECTED

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Das Trennen bekannter Schichtkörper erfolgt derzeit durch mechanisches Scherschneiden des zähplastischen Schiehtkörpers· Dieses bekannte Scherschneiden ist aber auf jedem Fall mit einer beträchtlichen Kantenklaffung der Schichten an der Schnittfläche verbunden· Die durch diese Kantenklaffung zu erwartende Festigkeitsverminderung wird gemäß DT-OS 1954421 verringert, indem die Scherschneiden so ausgebildet werden, daß eine Randschicht dicht an die Schnittfläche zu liegen kommt und den Kernteil zumindest teilweise Überdeckt. Die eine Randschicht wird über den Kernteil bis dicht an die gegenüberliegende Außenschicht gequetscht. Eine geringe Kantenklaffung mit der entsprechenden Festigkeitsverminderung bleibt jedoch erhalten· Auf der Grundlage der DT-OS 1941970 wird die Klaffung der Kanten des Schichtkörpers nach dem Trennen durch mechanisches Scherschneiden geschlossen, indem der Feuerpolierungsflamme eine flüchtige, thermisch zu SiOp oder B„0« zersetzbare Verbindung zugesetzt wird. Diese auf die Randschichten des Schichtkörpers aufgebrachten Verbindungen sollen die Oberflächenspannung des Randglases verringern und somit eine selbständige Schließung der Kantenklaffung durch Auf fließen des Randglases auf das Kernglas bewirken sowie gleichzeitig die Kantenklaffung auch durch direkte Anlagerung von SiO« und BgO- vermindern.

Demzufolge ist das Abtrennen überflüssiger Ränder von aus vorgeformtem Schichtenmaterial ausgeformten Mehrschicht enkSrpern durch das Verfahren des mechanischen Scherechneidens immer an eine festigkeitsmindernde Kantenklaffung der Schichten an der Scherkante gebunden. Eine Verringerung der Beseitigung dieser Kantenklaffung ist jedoch an einen zusätzlichen technologischen Aufwand gebunden und verändert zudem die chemische Zusammensetzung und damit die Eigenschaften der Randschicht an der Scherkante·

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Der Zweck der Erfindung ist, ein Abtrennen der Ränder von ausgeformten Mehrschichtenkörpern ohne festigkeitsmindernde Kantenklaffung der Schichten an der Scherkante und ohne Veränderung der chemischen Zusammensetzung und damit der Eigenschaften der Randschdcht zu ermöglichen·

Die Aufgabe der Erfindung ist es, solche Eigenschaften der Einzelschichten des Schichtkörpers und das zugehörige Verfahren zum Abtrennen der Ränder von ausgeformten Mehrschichtenkörpern zu entwickeln, damit beim Abtrennen der Ränder von ausgeformten Mehrschichtenkörpern eine weitgehende gleichmäßige Ummantelung der Kernschicht durch die Randschicht an der Abtrennkante ohne zusätzlichen technologischen Aufwand und ohne Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Randschicht erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schichtkörper aus Glas, Glaskeramik oder Glas lund Glaskeramik, der aus einem dickeren Kernteil mit höherer thermischer Ausdehnung und einer damit verschmolzenen, anliegenden dünneren Schicht niedrigerer thermischer Ausdehnung besteht, die den Kernteil vollständig umgibt, eine dünnere Randschicht besitzt, die bei allen Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur der bei der höheren Temperatur erwejb henden Schicht eine gegenüber der Kernschicht geringere Oberflächenspannung aufweist·

Der Schichtkörper besitzt eine dünnere Randschicht, die bei allen Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur der bei der höheren Temperatur erweichenden Schicht eine Oberflächenspannung aufweist, die vorzugsweise wenigstens 25 dyn/cm kleiner ist als die Oberflächenspannung der Kernschicht bei der gleichen Temperatur.

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Der Schichtkörper wird getrennt, indem er entlang der Trennzone konzentriert erwärmt, die zähplastische Trennzone nachfolgend bruchfrei gestreckt, die gestreckte Trennzone durchgeschmolzen raid der Trennrand nacherwärmt wird· Nach dem Trennen wird am Trennrand des Schichtkörpers der Kernteil vollständig von der anliegenden, dünneren Handschicht umgeben«

Im folgenden wird die Erfindimg näher erläutert: Wird ein geschichteter Glaskörper durch Abschmelzen getrennt, indem der Körper entlang der Trennzone konzentriert erwärmt, die zähplastische Trennzone bruchfrei gestreckt und die gestreckte Trennzone durchgeschmolzen wird, so wird die Schichtung des Körpers im allgemeinen nicht gestört. Während der Streckperiode werden Jedoch die Schichtdiken aller Schichten wesentlich verringert. Handelt es sich nun um einen Schichtkörper mit einer dickeren Kernschicht und anliegenden dünneren Randschichten, so können durch die Streckung der Trennzone für die dünnere Randschicht Wanddicken erreicht werden, die eine gesicherte Festigkeitserhöhung auf der Grundlage druckverspannter Randschichten nicht mehr gewährleisten· Diese druckverspannten Randschichten werden, wenn sie eine Wandstärke von weniger als 5 /um erreichen, durch die Oberflächendefekte des Glases praktisch unwirksam.

Es kommt also darauf an, diese beim Abschmelzen wesentlich verringerten Wanddicken der Randschichten wieder zu erhöhen.

Wird ein derartig abgeschmolzener, in der Trennzone gestreckter Schichtkörper nacherwärmt, so rundet sich die Trennzone des Schichtkörpers auf der Grundlage der Oberflächenspannung des Glases unter Verringerung ihrer Oberfläche weitgehend ab,

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Auf die Schichtdicken der Einzelschichten hat diese oberflächenspannungsbedingte Äbrundung folgende Auswirkung:

1, Ist die Oberflächenspannung des Sandglases größer als die des Kernglases, so besitzt das Randglas eine größere Neigung seine Oberfläche zu verringern als das Kernglas» Da nährend der letzten Phase des Durchschmelzens der gestreckten Trennzone ein Bruchteil der Kernschicht an die Oberfläche des Schichtkörpers gelangt und damit der Zusammenhalt der Oberflächenschicht verlorengeht» kann sich die Oberflächenschicht auf Grund ihrer größeren Neigung zur Qberfläehenverringerung immer weiter von der Trennstelle zurückziehen·.

Die Schichtdicke des Randglases vergrößert sich folglich an Stellen größerer Schichtdicke und verringert sich an Stellen geringerer Schichtdicke "bis auf Null, Die Gesamtabrundung beider Schichten in der Trennzone kann diese Grundtendenz nicht verändern·

2· Ist die Oberflächenspannung des Randglases hingegen kleiner als die des Kernglases, so besitzt das Kernglas eine größere Neigung seine Oberflächenspannung zu verringern. Auf Grund der größeren Neigung des Kernglases zur Verringerung seiner Oberfläche umschließt unter diesen Voraussetzungen das Randglas sofort nach dem Durchschmelzen der Trennzone wieder die Kernschicht·

Das bedeutet, daß auf Grund der größeren Oberflächenspannung des Kernglases die immer vorhandenen, örtlichen Schichtdickenunterschiede der Randschicht verringert und durch die absolute Abnahme der Oberfläche des Schichtkörpers in der Trennzone die Schichtdicken der Randschicht in der Trennzone absolut vergrößert werden·

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Das bedeutet demnach, daß beim Trennen eines Dreischichtenkörpers durch Abschmelzen der Schichtenaufbau in der Trennzone weder gestört wird, noch bei ausreichender Abrundung eine Verminderung der Schichtdicke der Randschicht in der Trennzone um mehr als die Hälfte der Schichtdicke auftritt, wenn das Randglas gegenüber dem Kernglas eine geringere Oberflächenspannung besitzt· Günstigerweise besitzt die dünnere Randschicht bei allen Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur der bei der höheren Temperatur erweichenden Schicht eine Oberflächenspannung, die wenigstens 25 dyn/cm kleiner als die Oberflächenspannung der Kernschicht bei der gleichen Temperatur ist· Das Verfahren zum Trennen dieser Schichtkörper besteht darin, daß der Schichtkörper entlang der Trennzone konzentriert erwärmt, die zähplastische Trennzone bruchfrei gestreckt, die gestreckte Trennzone durchgeschmolzen und der Trennrand nacherwärmt wird· Die Nacherwärmung des Trennrandes erlangt dabei besondere Bedeutung· Das Trennen durch Abschmelzen ist dabei sowohl fUr ebene, für aus ebenen Schichtkörpern umgeformte als auch für rotationssymmetrische Schichtkörper geeignet·

Beispiels

Von einer gemäß Beispiel des Hauptpatentes hergestellten dreischichtigen Schale mit einem Bodendurchmesser von gO mm und einer Gesamthöhe von 30 mm kann der nach dem Vakuumformen noch vorhandene Rand durch. Abschmelzen entfernt werden. Da das Kernglas bei den angegebenen chemischen Zusammensetzungen eine um 52 dyn/cm größere Oberflächenspannung als das Randglas besitzt, wird beim Abschmelzen das Kernglas in der Trennzone vollständig vom Randglas umgeben. Die gemessene Schichtdicke des Randglases in der Trennzone beträgt minimal 23/um. Die Verminderung der Schichtdicke des Randglases von 40/Um auf eine minimale Dicke von 23/um in der Trennzone verursacht keine merklichen Festigkeitsverluste der gegebenen Schale.

Claims

Patentansprüche

1, Mehrschichtenkörper aus Glas, Glaskeramik oder Glas und Glaskeramik, der aus einem dickeren Kernteil mit höherer thermischer Ausdehnung und einer damit verschmolzenen, anliegenden dünneren Schicht niedrigerer thermischer Ausdehnung besteht, die den Kernteil vollständig umbigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrschichtenkörper eine dünnere Randschicht besitzt, die bei allen Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur der bei der höheren Temperatur erweichenden Schicht eine gegenüber der Kernschicht geringere Oberflächenspannung aufweist,

2, Mehrschichtenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Mehrschichtenkörper eine dünnere Randschicht besitzt, die bei allen Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur der bei der höheren Temperatur erweichenden Schicht eine Oberflächenspannung aufweist, die vorzugsweise wenigstens 25 dyn/cm kleiner ist als die Oberflächenspannung der Kernschicht bei der gleichen Temperatur.

3, Verfahren zum Trennen eines Mehrschichtenkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrschichtenkörper entlang der Trennzöne konzentriert erwärmt, die zähplastische Trennzone bruchfrei gestreckt, die gestreckte Trennzone durchgeschmolzen und der Trennrand nacherwärmt wird·

4· Verfahren zum Trennen eines Mehrschichtenkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Trennrand des Mehrschichtenkörpers der Kernteil vollständig von der anliegenden, dünneren Randschicht eingeschlossen wird.

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