DE2720564A1

DE2720564A1 - Verfahren zum tempern eines glaserzeugnisses

Info

Publication number: DE2720564A1
Application number: DE19772720564
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ishikawa; Kuniharu Matsumoto; Hirotaka Nagai; Hironobu Sakata; Norihiko Shinkai; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1977-05-07
Publication date: 1977-11-17
Also published as: US4081254A; FR2361310A1; DE2720564C2; FR2361310B1; JPS5420208B2; GB1532582A; JPS52134622A

Description

IA-2025 7. Mai 1977

ASAHI GLASS COMPANY LTD., Tokyo, Japan

Verfahren zum Tempern eines Glaserzeugnisses

Zusammenfassung

Es wird ein Verfahren zum Tempern eines Glaserzeugnisses geschaffen, bei dem das Glas auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes und oberhalb der Entspannungsgrenze (strain point) erhitzt wird. Danach erfolgt das Abkühlen durch Eintauchen in ein flüssiges Kühlmittel, wobei das flüssige Kühlmittel oder das Glaserzeugnis mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tempern eines Glaserzeugnisses durch eine Wärmebehandlung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Tempern eines Glaserzeugnisses durch Abkühlen eines Glaserzeugnisses, welches zuvor auf eine Temperatur oberhalb der Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes erhitzt wurde, unter Eintauchen in ein flüssiges Kühlmittel.

Es ist bekannt, Glaserzeugnisse dadurch zu tempern, daß man sie zunächst auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes und oberhalb der Entspannungsgrenze erhitzt und danach durch Anströmen der Oberfläche des erhitzten Glaserzeugnisses mit einem gasförmigen Kühlmittel, z. B. mit Luft, abgekühlt. Auf diese Weise erhält man eine hohe Temperaturdifferenz zwischen der Oberflächenschicht und den inneren Bereichen des Glaserzeugnisses an der unteren Entspannungsgrenze, so daß das Glaserzeugnis nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur eine in hohem Maße druckgespannte Oberflächenschicht aufweist.

Dieses bekannte Verfahren eignet sich jedoch nur für Glasscheiben mit einer Dicke von mehr als etwa 4 mm. Bei Anwendung auf eine Glasscheibe mit einer Dicke von weniger als 3 mm führt das Abschrecken nicht zu einer ausreichenden Temperaturdifferenz zwischen der Oberflächenschicht und dem inneren Bereich der Glasscheibe, so daß die Oberflächenschicht der Glasscheibe keine hohe Druckspannung erhält.

Es wurde bereits ein Verfahren zum Tempern von Glasscheiben mit einer Dicke von weniger als 3 mm vorgeschlagen, bei dem die auf eine Temperatur oberhalb der unteren Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes erhitzte Glasscheibe in ein flüssiges Kühlmittel eingetaucht wird, um eine hohe Temperaturdifferenz zwischen der Oberflächenschicht und den inneren Bereichen der Glasscheibe aufzubauen, so daß die Oberflächenschicht dieser Glasscheibe nach dem Abschrecken auf Zimmertemperatur eine hohe Druckspannung aufweist. Dieses Verfahren wird als Temperungs-

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verfahren mit einem flüssigen Abschreckmittel bezeichnet und ist in den US-Patentschriften 3 640 694 und 3 679 388 usw. beschrieben. Bei dem Verfahren zum Tempern mit Hilfe eines flüssigen Abschreckmediums kann jedoch die Glasscheibe durch die beim Abschrecken verursachten Spannungen zu Bruch gehen. Es wurde daher vorgeschlagen, die Abschreckwirkung des flüssigen Kühlmittels dadurch zu mildern, daß man zwischen der Glasoberfläche und dem Kühlmittel eine Gasschicht vorsieht (US-PS 3 186 816) oder daß man ein flüssiges Kühlmittel mit einer geringeren Abschreckwirkung verwendet. Es ist jedoch schwierig, bei diesem Verfahren ein Glaserzeugnis mit genügender Festigkeit zu erhalten. Es wurde ferner vorgeschlagen, ein Bad eines flüssigen Kühlmittels zur Herbeiführung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung mit einem Rührer zu rühren (DT-PS 640 176). Auch bei diesem Verfahren gelangt man nicht zu einer ausreichenden und gleichmäßigen Abschreckung. Ferner wurde vorgeschlagen, die auf eine hohe Temperatur erhitzte Glasscheibe in ein flüssiges Kühlmittel einzutauchen und dabei einen Strom des Kühlmittels aus einer Düse innerhalb des flüssigen Kühlmittels gegen die Glasscheibe zu ejizieren (jap. ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 99520/1974). Bei diesem Verfahren kommt es zu einer Rollbewegung der in das flüssige Kühlmedium eintauchenden Glasscheibe aufgrund der Strömungsbeaufschlagung und der eintauchende Bereich der Glasscheibe erleidet gewisse Deformationen oder die Glasscheibe fällt herab. Ferner ist dieses Verfahren nicht leicht durchführbar und es führt kaum zu einem gleichförmigen Abschreckungseffekt und man erzielt keine genügende Festigkeit.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit eines Glaserzeugnisses durch Tempern mit einem flüssigen Kühlmedium zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man ein Glaserzeugnis, welches auf eine Temperatur oberhalb der Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes erhitzt wurde, durch Eintauchen in ein flüssiges Kühlmedium

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unter Beaufschlagung des flüssigen Kühlmediums mit Ultraschallschwingungen tempert.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm der Abschreckkurven einer Glasscheibe mit und ohne Anwendung von Ultraschallschwingungen. Die gestrichelte Kurve (A) ist die Abschrecktemperaturkurve der Oberflächenschicht der Glasscheibe bei Anwendung von Ultraschallschwingungen. Die gestrichelte Kurve (B) ist die Abschrecktemperaturkurve des inneren Bereichs der Glasscheibe unter den gleichen Bedingungen. Die ausgezogene Kurve (C) stellt die Abschrecktemperaturkurve der Oberflächenschicht der Glasscheibe ohne Anwendung von Ultraschallschwingungen dar und die ausgezogene Kurve (D) ist die Abschrecktemperaturkurve des inneren Bereichs der Glasscheibe unter den gleichen Bedingungen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedenste Glaserzeugnisse behandelt werden, z. B. Glasscheiben, Glasbehälter, Glasinstrumente für experimentelle Zwecke usw. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Tempern einer Glasscheibe mit einer Dicke von weniger als 3 mm, welche nach dem Luftblasverfahren nicht leicht getempert werden kann.

Als flüssiges Kühlmedium kommen Silikonöle, Oxyalkylen-Polymere, Pflanzenöle, Mineralöle, geschmolzene Metalle, flüssiges Paraffin, synthetische Öle oder dgl. in Frage. Falls erforderlich, kann das flüssige Kühlmedium auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens füllt man das flüssige Kühlmedium in ein Abschreckbad mit einer für das Eintauchen der Glasscheibe ausreichenden Größe und ein geeignetes Ultraschallschwingungselement wird an zweckentsprechenden Positionen innerhalb des flüssigen Kühlmediums angeordnet, so daß das flüssige Kühlmedium während der Temperung oder Abschreckung mit Ultraschallschwingungen

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beaufschlagt werden kann. Das Ultraschallschwingungselement kann ferner auch mit der Glasscheibe verbunden werden, so daß die Glasscheibe direkt mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt wird. Vorzugsweise beträgt die Frequenz der angewandten Ultraschallschwingungen mehr als 16 KHz.

Das Glaserzeugnis kann an einer Aufhängungsvorrichtung aufgehängt werden oder in einen Rahmen eingesetzt werden oder auf einer Form angeordnet werden und wird dann in einen Ofen eingeführt, welcher auf eine Temperatur oberhalb der unteren Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes, z. B. 450 bis 700 ⁰C, erhitzt wurde. Ferner kann man das zu erhitzende Glaserzeugnis mit Hilfe von Walzen in den Ofen überführen oder die Glasscheibe kann auf einem Gasbett, aus dem heißes Gas ejiziert wird, in den Ofen gleiten. Falls erforderlich, kann die erhitzte Glasscheibe zu einer gewünschten Gestalt gebogen werden. Die auf eine Temperatur oberhalb der Entspannungsgrenze erhitzte Glasscheibe wird in senkrechter Richtung oder in Querrichtung oder in einer anderen gewünschten Richtung in das flüssige Kühlmedium eingetaucht. Das Eintauchen kann dadurch geschehen, daß man die erhitzte Glasplatte an einer Aufhängung eintaucht oder auf einen Rahmen gelegt eintaucht oder in das Kühlmedium herabfallen läßt. Das Glas wird während einer zweckentsprechenden Zeitdauer in das flüssige Kühlmedium eingetaucht und dann nach dem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb der Entspannungsgrenze entnommen. Hierzu kann das Glaserzeugnis an der Aufhängung hochgezogen werden oder mit Hilfe des Rahmens oder auf andere Weise. Es ist bevorzugt, das Glaserzeugnis von beiden Seiten her mit Ultraschallschwingungen zu beaufschlagen. Ein oder mehrere Ultraschallschwingungselemente können an einer Seitenwandung, einer oberen Wandung und/oder einer unteren Wandung des Abschreckgefäßes in zweckentsprechender Anordnung vorgesehen sein, je nach der Größe des zu behandelnden Glaserzeugnisses und je nach der Größe des Abschreckgefäßes. Bei der Temperung mit dem flüssigen Kühlmedium gemäß vorliegender Erfindung wird

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der zunächst mit dem flüssigen Kühlmedium in Berührung kommende Bereich übermäßig abgeschreckt, so daß eine Temperaturdifferenz in Richtung der Ebene der Glasscheibe zustandekommt zwischen dem zunächst mit dem flüssigen Kühlmedium kontaktierten Bereich und dem später kontaktierten Bereich der Glasscheibe, wenn die erhitzte Glasscheibe in das flüssige Kühlmedium eingetaucht wird. Die thermische Beanspruchung führt zu einer Zugspannung an der Kante der Glasscheibe und diese erhöht sich bei einer Steigerung der Größe der Glasplatte. Demgemäß kommt es beim Tempern großer Glasplatten manchmal während des Tempervorgangs zu einem Bruch der Glasscheibe. Es ist daher bevorzugt, die Abschreckung an der zunächst mit dem flüssigen Kühlmedium in Berührung kommenden Kante der Glasscheibe während einer Übergangszeit zu verzögern, indem man ein den Kühlvorgang steuerndes Element anbringt, welches den Kontakt zwischen der Glasscheibe und dem flüssigen Kühlmedium beim Eintauchen verhindert. Es ist ferner möglich, die Kante der Glasscheibe mit einem schützenden Material zu bedecken, welches einen geringen Wärmeübergangskoeffizienten aufweist. Zum Beispiel kann man die Kante der Glasscheibe mit hitzefester Glaswolle oder Keramikwolle oder Metallwolle bedecken oder mit einer Abschirmung.

Wenn man die Beaufschlagung mit den Ultraschallschwingungen über die Glasscheibe ungleichmäßig verteilt vornimmt, so wird der am stärksten mit Ultraschallschwingungen beaufschlagte Bereich in einem höheren Maße getempert, so daß eine partiell getemperte Glasscheibe erhalten werden kann. Zum Zwecke der Beaufschlagung verschiedener Bereiche der in das flüssige Kühlmedium eingetauchten Glasscheibe mit Ultraschallschwingungen unterschiedlicher Intensität kann man z. B. das Ultraschallschwingungselement an zweckentsprechenden Positionen des Abschreckgefäßes anordnen, derart, daß die Ultraschallschwingung senkrecht zur Glasoberfläche auftrifft und man kann die Ultraschallschwingung durch eine maskierende Platte zweckentsprechender Gestalt, welche den

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Ultraschall absorbiert oder reflektiert und in der Nähe der dem Ultraschall-Schwingungselement zugewandten Glasoberfläche angeordnet ist, partiell abschirmen. Hierdurch wird die Ultraschallschwingung daran gehindert, auf der Glasscheibe aufzutreffen oder die maskierte Oberfläche der Glasscheibe, wird nur in geringem Maße mit Ultraschall behandelt. Alternativ kann man im Abschreckgefäß ein Ultraschall-Schwingungselement zweckentsprechender Gestalt oder in zweckentsprechender Anordnung vorsehen, damit die Ultraschallschwingungen senkrecht auf die Glasoberfläche auftreffen, jedoch mit partiell unterschiedlicher Intensität, je nach der Gestalt des Ultraschallschwingungselementes. Bei einer alternativen Ausführungsform können zwei oder mehrere Ultraschallschwingungselemente derart angeordnet sein, daß Ultraschallschwingungen unterschiedlicher Intensität senkrecht zur Glasoberfläche einwirken. Bei einem anderen Verfahren wird im Abschreckgefäß eine stehende Welle gebildet. Zum Beispiel erfolgt die Beaufschlagung mit Ultraschall dadurch, daß man das Ultraschallschwingungselement am Boden de., Abschreckgefäßes anordnet und zwar nach oben gerichtet, so daß eine gegenseitige Interferenz der an der Oberfläche des flüssigen Kühlmediums reflektierten Welle und der ausgesendeten Ultraschallschwingung zustandekommt. Dabei erhält man eine stehende Welle und die Intensität der Ultraschallschwingung ist in den Knotenbereichen der stehenden Welle gering und in den anderen Bereichen hoch. Auf diese Weise erhält man laminare Felder unterschiedlicher Ultraschallschwingungsintensitäten. Wenn nun das Glaserzeugnis senkrecht in das Abschreckgefäß eingeführt wird, gelangt das Glaserzeugnis unter den abwechselnden Einfluß von Bereichen hoher Intensität und Bereichen niedriger Intensität der Ultraschallschwingung. Wenn man das Glaserzeugnis schräg in das Abschreckgefäß einführt,so können die Breiten der Banden unterschiedlicher Intensität je nach dem Einführungswinkel vergrößert werden.

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Ferner kann man das Ultraschallschwingungselement an der Seitenwandung des Abschreckgefäßes anordnen, so daß die Ultraschallschwingung in horizontaler Richtung verläuft. Hierbei kommt es zu einer gegenseitigen Interferenz der reflektierten Ultraschallschwingung und der ausgesendeten Ultraschallschwingung, wobei ebenfalls eine stehende Welle in dem Abschreckgefäß gebildet wird. Bei dieser Anordnung werden ebenfalls alternierende Schichten hoher Intensität und niedriger Intensität der Ultraschallschwingung gebildet, welche in senkrechter Richtung verlaufen. Somit kann der oben beschriebene Effekt auch in einer solchen Anordnung erzielt werden, wenn man die Glasscheibe in horizontaler Richtung einführt. Auch hierbei kann man die Glasscheibe schräg in das flüssige Kühlmedium, in dem die stehende Welle der Ultraschallschwingung ausgebildet ist, einführen, so daß die Glasscheibe von einer Ultraschallschwingung mit unterschiedlich breiten Intensitätsbanden beaufschlagt wird.

Wenn die Ultraschallschwingung derart ausgebildet wird, daß die Glasoberfläche mit partiell unterschiedlichen Intensitäten im Abschreckgefäß beaufschlagt wird und wenn die auf eine Temperatur oberhalb der Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes erhitzte Glasscheibe in das Abschreckgefäß getaucht wird, so erzielt man in den mit Ultraschallschwingung höherer Intensität beaufschlagten Bereichen der Glasscheibenoberfläche eine höhere Druckspannung im Vergleich zu den anderen Bereichen der Oberfläche der Glasscheibe. Auf diese Weise kann man Glasscheiben mit partiell unterschiedlichem Temperungsgrad erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die folgenden Vorteile. Wenn nach einem herkömmlichen Verfahren die erhitzte Glasscheibe in ein flüssiges Kühlmedium eingetaucht wird, so bildet sich in der die Glasscheibenoberfläche berührenden Flüssigkeit eine erhitzte Grenzschicht aus, so daß der Abschreckeffekt drastisch gesenkt wird. Wenn nun erfindungs-

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gemäß das flüssige Kühlmedium mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt wird, so wird diese Grenzschicht des Kühlmediums unter der Wirkung der auf die Glasoberfläche einwirkenden Ultraschallschwingung dispergiert, so daß der Abschreckeffekt durch diese Grenzschicht nicht gemindert werden kann. Bei Anwendung der Ultraschallschwingung bilden sich in Bereichen negativen Drucks kleine Bläschen und diese kommen mit der Glasoberfläche in Berührung und zerbrechen hier sofort. Hierdurch wird die Grenzschicht zerstört oder an ihrer Ausbildung gehindert, so daß der Abschreckeffekt verbessert wird. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare Druckspannungswert der Oberfläche ist merklich höher als bei dem herkömmlichen Verfahren ohne Anwendung von Ultraschall. Die Glasscheibe wird nicht in starke Schwingungen versetzt und der Bereich, an dem die Glasscheibe aufgehängt ist, wird nicht deformiert, und die aufgehängte Glasscheibe kann nicht unter der Einwirkung der Ultraschallschwingung auf die Glasscheibenoberfläche herabfallen. Demgemäß handelt es sich bei dem Eintauchen der Glasscheibe in das Bad und bei dem Entnehmen aus dem Bad um einfache Vorgänge, so daß die Arbeitsweise des Temperverfahrens mit Hilfe des flüssigen Kühlmediums wesentlich vereinfacht ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Glasscheibe A zur Messung der Temperatur im inneren Bereich wird dadurch hergestellt, daß man ein Thermopaar in Form einer Folie in der Mitte der Glasscheibe, in Richtung deren Dicke gesehen, einschließt. Die Dicke der Glasscheibe beträgt 3,6 mm, die Breite 20 mm und die Länge 70 mm. Ferner wird eine Glasscheibe B zur Messung der Temperatur der Oberflächenschicht vorbereitet. Hierzu wird ein folienförmiges Thermopaar in einem Abstand von 0,55mm von der Oberfläche in der Glasscheibe eingeschlossen. Die Glas-

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scheibe hat eine Dicke von 3,6 mm, eine Breite von 20 mm und eine Länge von 70 mm. Der Abschreckungszustand der Glasplatte im mittleren Bereich der Dicke und in einer Tiefe von 0,55mm unter der Oberfläche werden miteinander verglichen und zwar sowohl für den Fall der Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen als auch für den Fall keiner Beaufschlagung mit Ultraschallschwingung.

Zur Durchführung der Abschreckung verwendet man Silikonöl mit einer kinematischen Viskosität von 50 CP. bei Zimmertemperatur (TSF 451-50; hergestellt durch Toshiba Silicon

K.K.). Diese wird in ein Abschreckgefäß von 500 cm gegeben. Das flüssige Kühlmedium wird mit einer Ultraschallschwingung einer Resonanzfrequenz von 50 KHz und einer Ausgangsleistung von 50 V beaufschlagt. Die Glasscheiben werden auf 670 ⁰C erhitzt und jeweils eingetaucht und die Zeit und die Temperatur im mittleren Bereich der Glasscheibe und an der Oberfläche der Glasscheibe werden laufend aufgezeichnet. Dabei erhält man die Abschreckkurven gemäß Fig. 1. Man erkennt aus Fig. 1, daß bei Beaufschlagung mit Ultraschallschwingung die Temperaturdifferenz zwischen dem mittleren Bereich und dem Oberflächenbereich äußerst hoch ist und daß die Gesamtabschreckgeschwindigkeit höher ist als ohne Ultraschallschwingungsbeaufschlagung. Demgemäß wurde festgestellt, daß man beim Tempern unter Anwendung von Ultraschallschwingung eine größere Temperspannung erzielt als ohne Schwingungsbeaufschlagung.

Beispiel 2

3
In ein Abschreckbad von 500 cm , in das jeweils die gesamte Glasscheibe eingetaucht werden kann, füllt man das flüssige Kühlmedium Nr. 1 der Tabelle 1. Das flüssige Kühlmedium wird

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mit einer Ultraschallschwingung von 50 KlIz und einer Ausgangsleistung von 50 W beaufschlagt. Eine Glasscheibe aus Sodakalkglas (Dicke: 1,8 mm; Breite: 20 mm; Länge: 70 mm) wird auf 670 ⁰C erhitzt und in das Kühlmedium eingetaucht. Die Druckspannung an der Oberfläche der Glasscheibe wird gemessen. Die gleiche erhitzte Glasscheibe wird in das gleiche flüssige Kühlmedium eingetaucht, ohne daß eine Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen stattfindet. Die Druckspannung im Oberflächenbereich wird wiederum gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Man erkennt, daß die Druckspannung im Oberflächenbereich der Glasscheibe wesentlich höher ist wenn man die Abschreckung mit dem flüssigen Kühlmedium unter .Anwendung von Ultraschallschwingungen durchführt.

Der Versuch wird wiederholt, wobei man jedoch jeweils ein anderes flüssiges Kühlmedium gemäß Tabelle 1, Nr. 2 bis Nr. einsetzt. Dabei werden wiederum die Druckspannungswerte im Oberflächenbereich der Glasscheibe gemessen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengestellt. Man erkennt aus Tabelle 1, daß bei Anwendung der verschiedenen flüssigen Kühlmedien die Druckspannung immer dann höher ist, wenn man die Temperungsbehandlung unter Anwendung von Ultraschallschwingungen durchführt.

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Tabelle 1

flüssiges Kühlmedium

kinematische Druckspannung Viskosität im Oberflächenbereich

bei Zimmertemperatur

(CP.)

(kg/crn )

Schmieröl

Nr. 6 Shell VALVATA

Öl 85 1 040

(A)

(B)

Ultra- keine schall Ultraschwinschallgung schwing,

prozentuale Steigerung

der Spannung

Silikonöl	1 TSF 451-10*	10	1	560	1 400	11
Nr.	2 TSF 451-50*	50	1	140	640	78
Nr.	3 TSF 451-100*	1OO	1	120	580	93
Nr.	4 TSF 451-1000*	1 000		480	280	71
Nr.	5 YF 33*	100	1	140	640	78
Nr.

940

88O

Nr. 7 flüssiges
Paraffin

1 330 1 280

Bemerkungen:

Silikonöle, hergestellt von Toshiba Silicon K.K. flüssiges Kühlmedium unter Ultraschallschwingungsbeaufschlagung flüssiges Kühlmedium ohne Ultraschallschwingungsbeaufschlagung

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Beispiel 3

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 2. Es wird jeweils eine Glasscheibe mit den gleichen flüssigen Kühlmedium getempert und die Biegefestigkeitswerte der getemperten Glasscheiben werden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Man erkennt aus Tabelle 2,
daß die Biegefestigkeiten der Glasscheiben, welche mit dem flüssigen Kühlmedium unter Anwendung von Ultraschall getempert wurden, wesentlich höher sind als ohne Anwendung von Ultraschall. Bei der Messung der Biegefestigkeit wird zur Herbeiführung gleicher Bedingungen der Vickers-Diamant in der Mitte der getemperten Glasscheibe angesetzt und eine Last von 1000 g wird aufgebracht, so daß jeweils die Ritzung gleichermaßen verläuft. Die Bruchfestigkeit der Glasscheibe im Bereich der Einritzung wird gemessen.

Tabelle 2

flüssiges Kühlmedium

kinem.
Visk.
b.Zimmertemp. (CP. )

Drucksp.i. Oberflächenb. (kg/cm²)

(Al(B) Ultra- keine Ultraschall- schallschwing, schwing.

%-uale Steigerung d. Spannung

Silikonöl
Nr. 2 TSF 451-50* Nr. 3 TSF 451-100* Nr. 4 TSF 451-1OOO* Nr. 5 YF 33*

50	1	53O	1	340	12
1OO	1	480	1	250	18
1000	1	130		930	22
1OO	2	010	1	330	51

Schmieröl Nr. 6 Shell VALVATA-Öl 85 1 040	1	610	1	170	38
Nr. 7 flüssiges Paraffin	1	980	1	820	9

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Beispiel 4

In ein Abschreckgefaß mit den Abmessungen SC mm χ 500 mm χ 560 mm (Tiefe) gibt man Silikonöl (YF 30, hergestellt durch Toshiba Silicon K.K.) als flüssiges Kühlmedium. Ein Ultraschallschwingungselement mit einer Breite von 150 mm wird an einer Seitenwandung des Gefäßes angebracht (Oberfläche 500 mm) und die Beaufschlagung mit Ultraschallschwingung einer Frequenz von 29 KHz erfolgt in Horizontalrichtung. Eine Floatglasplatte (Breite 300 mm; Länge 100 mm; Dicke 2,4 mm) wird auf 680 ⁰C erhitzt und dann in das flüssige Kühlmedium eingetaucht, so daß die Ultraschallschwingung auf einer Breite von 150 mm in der Mitte der Glasscheibe während des Abschreckvorgangs aufgebracht wird. In den beiden Kantenbereichen erfolgt keine Beaufschlagung mit Ultraschallschwingungen (Breite: 75 mm).

Die auf Zimmertemperatur abgekühlte Glasplatte wird entnommen und die Druckspannungen in den Oberflächenbereichen und die Dichte der Bruchstücke werden für denjenigen Bereich festgestellt, in dem die Ultraschallschwingungsbeaufschlagung erfolgte und für denjenigen Bereich, in dem keine Beaufschlagung mit Ultraschall erfolgte. Man erkennt, daß die Druckspannung und die Dichte der Bruchstücke in dem mit Ultraschall behandelten Bereich wesentlich höher sind als in dem nicht mit Ultraschall behandelten Bereich (Tabelle 3). Somit wird festgestellt, daß der Temperungsgrad der Glasscheibe örtlich verschieden ist.

Tabelle 3

Druckspannung im Dichte der Bruch-Oberflächenbereich stücke „ (kg/cm²) (Stücke/25 ein )

Mit Ultraschall behandelter Bereich 1 300 250

nicht mit Ultraschall

behandelter Bereich 470 5

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Beispiel 5

Es wird jeweils ein Ultraschallschwingungselement mit einer Breite von 150 mm an der Seitenwandung eines Abschreckgefäßes angeordnet und zwar ein Element pro 5OO mm Länge. Die Elemente werden derart angeordnet, daß eine Überlagerung der Ultraschallschwingung verhindert wird, wenn die Ultraschallschwingungen in horizontaler Richtung ausgesandt werden. In das Abschreckgefäß gibt man das flüssige Kühlmedium gemäß Beispiel 1 und die Ausgangsleistung eines der Ultraschallschwingungselemente wird auf 75 % der Ausgangsleistung der anderen Ultraschallschwingungselemente gesenkt. Eine Kloatglasplatte (Breite 100 mm; Länge 300 mm; Dicke 2,4 mm) wird auf 680 ⁰C erhitzt und zum Zwecke der Abschreckung eingetaucht. Die rechte Hälfte der Glasscheibe (100 mm χ 150 mm) wird mit Ultraschall hoher Intensität beaufschlagt, während die linke Hälfte mit Ultraschall niedriger Intensität beaufschlagt wird. Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wird die Glasscheibe entnommen und die Druckspannung im Oberflächenbereich der Glasscheibe und die Dichte der Bruchstücke werden festgestellt, und zwar für den mit Ultraschall hoher Intensität beaufschlagten Bereich und für den mit Ultraschall niedriger Intensität beaufschlagten Bereich. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Es wird festgestellt, daß die Druckspannung und die Dichte der Bruchstücke in dem mit Ultraschall hoher Intensität beaufschlagten Bereich größer sind als in dem mit Ultraschall niedriger Intensität beaufschlagten Bereich und daß der Temperungsgrad der Glasscheibe örtlich unterschiedlich ist.

Tabelle 4

Intensität der Ultra- Druckspannung im Dichte der Bruchschallbeaufschlagung Oberflächenbereich stücke _o (kg/cm²) (Stücke/25 cm")

1 1 6OO 52Ο

υ, 75 ι :joo 25o

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Beispiel 6

Man verwendet das flüssige Kühlmedium und das Abschreckgefäß gem. Beispiel 4. Das Ultraschallschwingungselement wird am Boden des Abschreckgefäßes angebracht und die Ultraschallschwingung wird in senkrechter Richtung abgestrahlt, so daß im Gefäß eine stehende Welle gebildet wird. Eine Floatglasscheibe wird auf 680 C erhitzt und zur Abschreckung in senkrechter Richtung in das flüssige Kühlmedium eingeführt. Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wird die Glasscheibe entnommen und die Druckspannung wird gemessen. Die Glasscheibe weist abwechselnd Bereiche hoher Druckspannung und Bereiche geringer Druckspannung in Bandenform auf.

Beispiel 7

Man verwendet das flüssige Kühlmedium und das Abschreckgefäß gemäß Beispiel 6. Ferner wird wiederum eine stehende Welle gemäß Beispiel 6 herbeigeführt. Eine Floatglasscheibe wird auf 680 C erhitzt und unter einem Winkel von 45 ° zur Senkrechten eingeführt. Sodann wird die Glasscheibe auf Zimmertemperatur abgekühlt und die Druckspannung der Oberflächenschicht wird gemessen. Bereiche hoher Druckspannung und Bereiche niedriger Druckspannung wechseln einander in Bandenform ab.Die Bandenbreite ist größer als bei Beispiel 6.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1,1 Verfahren zum Tempern eines Glaserzeugnisses durch Erhitzen des Glaserzeugnisses auf eine Temperatur oberhalb der Entspannungsgrenze und unterhalb des Erweichungspunktes und nachfolgendes Abschrecken unter Eintauchen in ein flüssiges Kühlmedium, dadurch gekennzeichnet, daß man das flüssige Kühlmedium oder das Glaserzeugnis während der Abschreckung mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ultraschallschwingung mit einer Frequenz von mehr als 16 KHz verwendet.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst mit dem flüssigen Kühlmedium in Berührung kommende Kante des Glaserzeugnisses mit einem Schutzmaterial bedeckt oder maskiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaserzeugnis mit Ultraschallschwingungen örtlich unterschiedlicher Intensität beaufschlagt wird zur Erzielung eines örtlich unterschiedlichen Temperungsgrades des Glaserzeugnisses.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein oder mehrere Ultraschallschwingungselemente an einer Wandung eines Abschreckgefäßes anordnet, um verschiedene Bereiche des Glaserzeugnisses mit Ultraschallschwingungen unterschiedlicher Intensität zu beaufschlagen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Glaserzeugnis mit einer stehenden V.'elle der Ultraschallschwingung beaufschlagt.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Reflektor oder einen Absorber im Abschreckgefäß anordnet, um die Beaufschlagung eines Teilbereichs des Glaserzeugnisses mit Ultraschallschwingung zu verhindern oder abzuschwächen.

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