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Verfahren zum Härten von Glasgegenständen Die Erfindung betrifft das
Härten von Glasgegenständen, insbesondere Glasplatten und Glastafeln, und bezieht
sich auf Verfahren zum plötzlichen Abkühlen der Glasgegenstände, nachdem sie erhitzt
worden- sind.
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Bei den bekannten Verfahren wird dieses Abkühlen in der Weise bewirkt,
daß man den Gegenstand entweder der Einwirkung von Luftstrahlen aussetzt, die auf
die Flächen des Gegenstandes verteilt sind, oder in ein Flüssigkeitsbad eintaucht.
Das erste . Verfahren erfordert die Verwendung einer ziemlich großen Druckluftmenge,
und das Härten mit Flüssigkeitsbädern ist in seiner Anwendung sehr begrenzt, weil
seine Wirkung in den meisten Fällen zu plötzlich eintritt und außerdem erhebliche
Unregelmäßigkeiten auftreten, die sich unter andererii daraus ergeben, daß gewisse
Teile des Gegenstandes notwendigerweise vor den übrigen Teilen eingetaucht werden.
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Andererseits ist schon vorgeschlagen worden,, das Abkühlen dadurch
zu bewirken, daß man den Gegenstand der Einwirkung eines Luftstromes unterwirft,
welchem fein verteiltes Wasser hinzugefügt wird. Da das Wasser die Kühlkraft erhöht,
würde dieses Mittel theoretisch ermöglichen, weniger große Luftmengen zu verwenden,
aber dieses Verfahren ist praktisch nicht ausgeführt worden, weil es in den meisten
Fällen ein Zerbrechen der Gegenstände herbeiführt. Bei den für dieses letztere Abkühlungsverfahren
angegebenen Arbeitsweisen tritt ein und derselbe Strom der Reihe nach mit verschiedenen
Teilen des Gegenstandes in Berührung, so daß die Einwirkung des Kühlmittels auf
gewisse Teile vor den übrigen stattfindet, was eine erste Ursache für Bruch ist.
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Es wurde nun gefunden, daß das Kühlmittel, welches mit den verschiedenen
Teilen des Gegenstandes in Berührung tritt, nicht überall von gleicher Natur ist
und auch nicht dieselben Eigenschaften aufweist. Es treten beispielsweise gewisse
Teile des Kühlmittels ein erstes Mal mit dem Gegenstand in Berührung und schlagen
dann erst auf andere Teile des Gegenstandes auf. Bei der ersten Berührung. werden
die Kühlmittelteile erhitzt und demgemäß ärmer an Wasser und reicher an Dampf. Da
die Kühleigenschaften des Wassers sehr verschieden sind von denjenigen des Dampfes,
so ist. die Kühlkraft des Kühlmittels nach der ersten Berührung eine ganz andere
geworden. Wenn diese Kühlmittelteile auf andere Abschnitte des Gegenstandes auftreffen,
so üben sie hier eine Abkühlung aus, die vollkommen verschieden ist von derjenigen,
die sie auf die Flächen ausgeübt haben, welche zuerst von ihnen berührt worden sind.
Diese Änderungen in der Natur und in den Eigenschaften des Kühlmittels, welches
auf den Gegenstand einwirkt, erfolgen
zuderp ohne Überwachung in
regelloser Weise. Sie stellen eine weitere Ursache für die Verluste- dar;-die-sich
bisher bei der Ver-; Wendung von zerstäubtem Wasser für dä:' Härten von Glas ergeben
haben.'=-r Gemäß der Erfindung soll nun das Härte i, mittels einer fein zerstäubten.'Flüssigkeit,ermöglicht
werden unter Vermeidung jeglicher Gefahr des Zerbrechens und unter gleichzeitiger
Zusicherung einer Härtung, die je nach den Bedürfnissen, die sich entweder aus den
besonderen Merkmalen des Gegenstandes, wie Form, Verteilung der Dicke usw.;.oder
aus den besonderen Eigenschaften, die man ihm zuerteilen will; ergeben, verteilt
wird. Insbesondere wird bei einer ebenen Glastafel von gleichmäßiger Dicke die erzeugte
Härtung beispielsweise gleichmäßig sein.
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Die Erfindung besteht im Grundgedanken darin, gegen die Oberfläche
des Gegenstandes eine Flüssigkeit zu werfen, die sich im Zustand feiner Verteilung
befindet, wobei von einer Mehrzahl von Punkten ausgegangen wird, die der ganzen
Oberfläche des Gegenstandes gegenüber verteilt sind, und zwar so, daß einerseits
alle Punkte des Gegenstandes praktisch gleichzeitig erreicht werden und andererseits
in jedem Augenblick und in jedem Punkte die Flüssigkeit, die mit dem Gegenstand
in Berührung tritt, sich praktisch hinsichtlich ihrer Natur und ihres Zustandes
in bestimmten Umständen befindet.
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Insbesondere wird im Falle einer Glastafel, auf welche man eine gleichförmige
Ein-Wirkung ausüben will, die geschleuderte Flüssigkeit in ein und demselben Augenblick
an allen Punkten des Aufschleuderns dieselbe sein, d. h. sie wird denselben Verteilungszustand
und dieselbe Aufschleuderungsgeschwindigkeit aufweisen.
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Ganz allgemein sind Vorkehrungen getroffen, um an jedem gewünschten
Punkte und in jedem Augenblick die Aufschleuderungsbedingtuzgen dieser zerstäubten
Flüssigkeit zu regeln.
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Die Erfindung sieht vor, daß diese Bedingungen von einer Stelle des
Gegenstandes zur anderen verschieden sein können, im Gegensatz zu sonstigen Verfahren,
bei denen das Aufschleudern des Kühlmittels gleichförmig an allen Punkten-in ein
und demselben Augenblick stattfindet. Will man beispielsweise gewisse Abschnitte
stärker abkühlen, so wird man an den entsprechenden Aufschleuderungspunkten auf
sie einwirken, indem man beispielsweise den Anreicherungsgrad des aufgeschleuderten
Flüssigkeitsnebels oder seine Aufschleuderungsgeschwindigkeit erhöht oder indem
man beide Mittel miteinander vereinigt. Die Erfindung sieht auch vor, daß dieser
Aufschleuderungsgrad im Verlauf des Här-14ens sich ändern kann, um eine Änderung
in 1'fr. Zeit der Kühlwirkung zu erhalten. Es
| -r;tle gefunden, daß es in gewissen Fällen |
| >°"eckmäßig ist, im Beginn eine ziemlich er- |
'liebliche Flüssigkeitsmenge zu verwenden, diese aber in dem Maße, als das Glas
sich abkühlt, zu verringern. Man erhält auf diese Weise eine energische Härtung,
ohne im letzten Zeitabschnitt der Abkühlung ein Brechen des. Glasgegenstandes herbeizuführen.
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Hierin unterscheidet sich die vorliegende Erfindung insbesondere von
bekannten Verfahren, bei denen die Stärke der Kühlstrahlen in regelmäßig wiederkehrenden
Zeitabschnitten geändert wird. Bei der vorliegenden Erfindung ruft die Regelung
keiner regelmäßig wiederkehrenden Änderungen im Aufschleudern hervor, sondern eine
ununterbrochene Änderung, die mit der Zeit in dem Maße, abnimmt, als die Oberfläche
des Glases sich abkühlt.
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Man kann in allen Fällen in den ersten Sekunden eine erheblich abgeschwächte
Wirkung ausüben, um dieselbe ,alsdann zu erhöhen und schließlich wieder zu einer
verringerten Höhe zurückzukehren.
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Man kann auch auf die Temperatur der aufgeschleuderten Flüssigkeit
einwirken, um eine Regelung ihrer Wirkung und gewünschtenfalls eine Änderung dieser
Wirkung zu erzielen. ! Eine der zu erfüllenden Bedingungen, insbesondere wenn man
zerstäubtes Wasser verwendet, besteht darin, daß man in jedem Augenblick nur die
Flüssigkeitsmenge aufschleudert, die sofort bei der Berührung mit dem Gegenstand
verdampft -,verden kann und jedes Rieseln der Flüssigkeit auf der Oberfläche des
Gegenstandes vermeidet.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß man für einen und denselben
Gegenstand mehrere zerstäubte Flüssigkeiten benutzen kann, die entweder in Mischung
oder voneinander getrennt verwendet werden. In diesem letzteren Falle wird beispielsweise
eine gegebene Flüssigkeit auf einen gegebenenAbschnitt des Gegenstandes, geschleudert,
während auf einen anderen Teil eine andere Flüssigkeit aufgebracht wird.
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Es ergibt sich aus diesen verschiedenen Merkmalen, daß das neue Verfahren
den Vorteil aufweist, sich in sehr bequemer Weise der Erzielung örtlicher Härtewirkungen
anzupassen, z. B. sehr verschiedene Härtungen von einer Stelle zur anderen zu ergeben.
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Allgemein können die Härtungsstrahlen mittels der verschiedenen bekannten
Mittel zum feinen Zerstäuben jeder verdampfbaren
Flüssigkeit und
zum Aufschleudern derselben erzeugt «erden.
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Eines der zweckmäßigsten Mittel zur Ausführung der Erfindung besteht
darin, daß man einen Nebel von Wasserteilchen, die sich im der Luft in der Schwebe
befinden, erzeugt, indem man Wasserdampf auf den Taupunkt abkühlt.
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Wenn man Dampf verwendet, ist es zweckmäßig, denselben* leicht zu
überhitzen, so daß er in dem Augenblick, wo er mit der Luft in Berührung gebracht
wird, trocken ist. Würde der Dampf feucht sein, so würde er eine unbestimmte Menge
Wasser enthalten. Diese Unzuträglichkeit tritt nicht bei überhitztem Dampf auf.
Die Wärmemenge, die von diesem Dampf mitgenommen wird, kann praktisch vernachlässigt
werden.
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Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dar, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch eine Kühlvorrichtung,
die auf eine Fläche einer Glastafel einwirken kann.
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Abb.2 ist ein Schnitt durch den unteren Teil der Vorrichtung nach
Linie A-A der Abb. i.
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Abb. 3 und 4 veranschaulichen zwei Ausführungsformen, und zwar ist
Abb. -3 ein senkrechter Schnitt und Abb. 4. ein waagerechter Schnitt in vergrößertem
Maßstabe.
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Die Vorrichtung gemäß Abb. i besteht aus einem Kasten i mit ebenen
Flächen, der eine Reihe von Düsen- besitzt, die bei dieser Ausführungsforen regelmäßig
verteilt sind. Dieser Kasten ist mit einer biegsamen Leitung 3 verbunden, die unter
Vermittlung eines Verbindungsstückes 4 Druckluft zuführt. Am Eingang dieses Verbindungsstückes
4 mündet bei 6 eine Dampfzufuhrleitung 5, deren Verausgabung durch einen Hahn 8
geregelt wird, bei welchem eine biegsame Leitung 7 mündet. Rohre 9 von ziemlich
großem Querschnitt gehen durch den Kasten hindurch und sind dazu bestimmt, den durch
die Verdampfung des Wassers gebildeten Dampf abzuleiten. Eine ähnliche Vorrichtung
ist auf der anderen Seite der zu härtenden Glastafel G vorgesehen (Abb. 2).
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Der aus der Leitung 5 austretende Dampf @v ird durch die durch die
Leitung 3 zugeführte Luft auf den Taupunkt abgekühlt und bildet indem Verbindungstück
4 einen Nebel, der in den Kasten i gelangt. Das Gemisch von Luft und Wasserteilchen
wird durch alle Düsen 2 gleichzeitig gegen die Glastafel G geschleudert. Der Dampf,
der sich bei der Berührung mit dem heißen Glas bildet, wird durch die Rohre 9 in
bekannter Weise abgeführt, wodurch jegliche Ansammlung von Kühlmittel zwischen der
Vorrichtung und der Tafel G verhindert wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 wird die Luft einfach von dem
Dampf mitgenommen und die Vorrichtung arbeitet wie eine Strahlpumpe. Diese Vorrichtung
umfaßt eine Reihe von Dampfleitungen io, die mit Düsen i i versehen sind, welche-
in Ausbauchungen 13 von Düsen 12 eintreten. Letztere werden von Stangen 14 getragen.
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Die Tafel G oder jeder andere Gegenstand wird in einer hinreichenden
Entfernung angebracht, damit der Dampf auf den Taupunkt abgekühlt wird, bevor er
das Glas erreicht. Der bei der Berührung mit dem Glas gebildete Dampf kann durch
die Zwischenräume zwischen den Stangen 14 leicht entweichen.
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Der Dampfzutritt wird mittels eines Reglers überwacht, welcher in
der die Leitungen io speisenden Dampfleitung angebracht ist. Man kann auch einen
besonderen Regler in jeder Leitung io anbringen und mehr oder weniger starke Härtewirkungen
in den verschiedenen Teilen des gehärteten Gegenstandes erhalten.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 wird das Wasser durch einen Luft-
oder Dampfstrom von großer Geschwindigkeit fein zerstäubt. -Eine senkrechte Leitung
15 bringt Druckluft oder Dampf unter Druck ineeinen Rohrstutzen 16, an welchem eine
waagerechte Düse 17 befestigt ist. In der Wandung dieser Düse befindet sich ein
Kranz kleiner Löcher 18, die mit einem Ringkanal i9 in Verbindung stehen, welcher
mittels eines Verbindungsteiles 2o und einer Leitung 21 mit Wasser gespeist wird.
In der Düse 17 ist ein Stück 22 von nach der Luftdrucklehre hergestellter Form angeordnet,
welches beispielsweise von einem mit Löchern versehenen Zwsichenstück 23 getragen
wird. Der aufgebauchte Teil des Stückes 22, der sich den Löchern 18 gegenüber befindet;
verringert den Durchtrittsquerschnitt zu einem engen ringförmigen Schlitz. Die Geschwindigkeit
des Luft- oder Dampfstromes wird an dieser Stelle stark erhöht, Das, Wasser wird
durch die kleinen Löcher 18 angesaugt und zerstäubt. Das Gemisch von gasförmigem
Kühlmittel und so zerstäubtem Wasser wird durch die Düse 17 auf die Tafel G oder
einen anderen zu härtenden Gegenstand geschleudert, Die zugeführte Wassermenge kann
mittels einer Büchse 24 geregelt werden, deren abgeschrägtes Ende die Löcher 18
mehr oder weniger verdecken oder freigeben kann. Diese Büchse schraubt sich in ein
röhrenförmiges Stück 25 ein, welches fest mit der Düse i7
verbunden
ist.' Sie wird durch eine Stange 28 und eine senkrechter Stange 29 betätigt,
welch letztere gleichzeitig mit einer gewissen'Anzahl von Stangen 28; verbunden
sein kann.