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Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Glasbausteinen, insbesondere
von Glaswänden Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Bauteilen aus Glasbausteinen, insbesondere von Glaswänden.
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Es ist bekannt, Wände aus "Glas so herzustellen, daß die Baueinheiten,
d. h. die Glasziegel, Glasblöcke oder Dachziegel aus Glas mit gewöhnlichem Mörtel
und Zement miteinander verbunden werden. Diese Verbindung gibt aber dem Bauwerk
ein unansehnliches Aussehen. Es besteht daher ein großes Interesse daran, die einzelnen
Bauteile so miteinander zu verbinden, daß die Verbindungsstellen nicht sichtbar
sind.
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Erfindungsgemäß werden die einzelnen Bauteile unter Verwendung von
Vinylharz als Fugenbindemittel in der Weise verbunden, daß auf die miteinander zu
verbindenden Flächen der Bauteile zunächst ein dünner Überzug einer Lösung des polymerisierten
Harzes aufgebracht wird, wobei das Harz in einem polymerisierbaren Monomer gelöst
ist. Auf diese Schicht wird dann eine verhältnismäßig dicke Schicht aus Vinylharz
in plastischem oder teigarti.gem Zustande aufgetragen, worauf die so überzogenen
Steine fest_gegeneinandergedrückt werden. Die Verwendung von Vinylharz als Fugenbindemittel
hat den Vorteil, daß die Verbindungsstellen der einzelnen Bauelemente unsichtbar
werden, da Vinylharz den gleichen Brechungsindex wie Glas besitzt.
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Es wird bemerkt, daß Vinylharz bereits für die Herstellung sogenannten
Sicherheitsglases verwendet worden ist, bei dem viele Schichten dünnen Glases mit
Hilfe des Vinylharzes aufeinandergeklebt sind.
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In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Fig.
i bis 6 in mehreren Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen Fig. i einen Teil einer.
Wand aus Glasbaueinheiten in Ansicht, Teil i einen Teil einer Wand aus Glasbaueinheiten
in Ansicht, Fig. a einen Teil einer Wand aus Glasbaueinheiten in Ansicht, bei der
ein anderes Verfahren zur Verbindung der Einheiten zur Anwendung kommt, Fig. 3 eine
Oberansicht einer Vorrichtung zum Anbringen von Kunstharzauflagen an den gegenüberliegenden
Lager- und Stoßflächen von Glasblöcken oder -baueinheiten,
Fig.
4. einen lotrechten Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig.5 einen teilweisen
lotrechten Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3 und Fig. 6 einen waagerechten Querschnitt
durch eine Wand ähnlich der nach Fig. i, bei der ein weiteres Verfahren zur Anwendung
kommt.
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Gemäß Fig. i werden die aneinandergrenzenden Stoß- und Lagerflächen
der Glasbaueinheiten i o, i i und 12 mit Überzügen 13 aus einer Lösung eines Kunstharzes,
z. B. Vinylacetat, versehen. Zwischen den aneinandergrenzenden Überzügen 13 der
Einheiten io, i i und 12 werden Streifen 14, 15 aus einer stark v iscosen Lösung
des Harzes angeordnet. Die zur Durchführung der Erfindung geeigneten Lösungen des
Kunstharzes, z. B. polymerisierten Vinylacetats, Vinylit genannt, können in folgender
Weise hergestellt werden: Wird eine 3o0%0ige Lösung gewünscht, so werden 3o Gewichtsteile
des Polymers 7o Gewichtsteilen des Monomers zugefügt. Die fertige Lösung erhält
man, wenn man die Mischung ungefähr 15 Minuten lang umrührt. Die Lösung kann durch
Erwärmen der Mischung beschleunigt werden. In gleicher Weise kann eine 4o%ige Lösung
hergestellt werden. Die 30%ige Lösung weist ungefähr die Beschaffenheit einer gewöhnlichen
Farbe, die 40%ige Lösung ungefähr die Beschaffenheit von Melasse auf.
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Bei der Herstellung einer 750%oigen Lösung muß besonders darauf geachtet
werden, daß eine gleichmäßige Lösung erzeugt wird, die frei von Klumpen unaufgelösten
Stoffes ist. Dies kann mit gewöhnlichen Mitteln kaum erreicht werden, und nach vielen
vergeblichen Versuchen wurde folgendes Verfahren entwickelt Das pulverisierte polymerische
Harz wird mit der richtigen Menge des Monomers gleichförmig gemischt, indem der
eine Stoff in den anderen gegossen wird, während die Mischung kräftig umgerührt
wird. Die Teilchen des Harzes und das Monorner sollen möglichst gleichförmig feucht
sein. Die Mischung wird sodann in einen zweckmäßig aus Metall, beispielsweise Zinn,
bestehenden Behälter gebracht, der verschlossen wird. Der Behälter wird alsdann
mit seinem Inhalt in ein Dampfbad gebracht und daselbst ungefähr io Stunden belassen.
Am Ende dieser Zeitdauer erhält man eine gleichförmig homogene viscose Lösung von
teig- oder gummiähnlicher Beschaffenheit.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. i stellen die Glaseinheiten i o,
i i und 12 Glasblöcke von ungefähr 46 cm X 71 cm mit einer maximalen Dicke von ungefähr
9,5 cm dar, die an ihren angrenzenden Kanten einen Überzug 13 aus der 3oD/oigen
Harzlösung besitzen. Die Blöcke können aber auch hohl sein und eine andere Form
und Größe besitzen. Die 30%ige Lösung kann mittels einer Bürste oder durch Spritzen
aufgebracht werden. Auf den Überzügen 13 wird zweckmäßig ein dünner Überzug aus
einem geeigneten Katalysator angebracht, der eine Polymerisation des Monomers herbeiführt;
dieser dünne Überzug kann aber auch weggelassen werden. Von den verschiedenen verwendbaren
Katalysatoren erscheint Benzoylsuperoxyd, das zur Bildung einer gesättigten Lösung
in Aceton aufgelöst ist, sehr zweckmäßig. Diese Lösung wird mittels einer Bürste
oder durch Spritzen in einer dünnen Lage aufgebracht, und das Aceton verdampft sehr
rasch unter Zurücklassung eines dünnen, pulverförmigen Katalysatorüberzuges, der
ungefähr 2 bis 30/, der zu beeinflussenden Monomermenge beträgt. Dies stellt
eine erhebliche Mehrmenge des Katalysators gegenüber derjenigen dar, die zur Förderung
der Polymerisation unter gewöhnlichen Laboratoriumsbedingungen erforderlich ist.
Die bisher benutzte maximale Katalysatormenge betrug nämlich ungefähr o,30;0 und
`wenn eine solche überschüssige Katalysatormenge unter Laboratoriumsbedingungen
in eine solche Harzlösung eingebracht und erhitzt würde, würde die Reaktion mit
explosiver Heftigkeit vonstatten gehen. Wenn jedoch keine Hitze angewandt wird,
kann ein Überschuß sicher und mit großem Vorteil benutzt werden.
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Die Streifen 14 und 15 in Fig. i bestehen aus einer 750/0igen Harzlösung.
Zweckmäßig wird diese Lösung-zunächst zu einem ungefähr i cm dicken, flachen Bande
geformt, das ungefähr halb ,so breit ist wie die Glasblöcke dicke sind. Hierfür
kann man beispielsweise eine Fettpresse benutzen, wie sie für die Schmierung von
Kraftfahrzeugen benutzt wird, wobei der Düse die erforderliche Form gegeben wird.
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Die Streifen 14 und 15 werden dann an den Überzug 13 von Hand leicht
angedrückt. Der Glasblock io wird dann auf den Glasblock 12 aufgesetzt und gegen
den Glasblock i i gestoßen, so daß die untere waagerechte Lagerfläche des Glasblocks
io den Streifen 15 innig berührt. Mittels eines Hebels oder von Hand werden waagerechte
und lotrechte Drücke auf den Glasblock io ausgeübt, durch die die Streifen 14, 15
ausgebreitet und die Stoß-und Lagerfugen zwischen den Glasblöcken i i, 12 ausgefüllt
werden.
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Durch Auftragen eines Überschusses des Katalysators auf den Überzügen
13 ergibt sich eine langsame Polymerisation des Monomers, in welchem das Harz aufgelöst
ist. Diese Po:lymerisation geht langsam genug
voran, daß der Aufbau
vollendet werden kann, während die Verbindungen verhältnismäßig weich sind und Baubeanspruchungen
ertragen können; diese Polymerisation ergibt schließlich eine sehr zähe und gleichförmige
Verbindung polymerisierten Harzes, die dauernd am Glas haftet. Das Harz ist selbst
nach völliger Palymerisation elastisch genug, um geringe Bewegungen der Einheiten
aufnehmen zu können, die durch Erschütterung, Ausdehnung oder Zusammenziehung derselben
auftreten können.
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Unter Umständen ist es wünschenswert, die Verbindung der Glasblöcke
in einer abgeänderten Weise herzustellen, wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist. Zur
Herstellung einer solchen Verbindung wird der Streifen 14' aus viscoser 75°joiger
Harzlösung etwas schmaler gemacht als die Glasblöcke io', i i' dick sind, so daß
der Streifen 14 die Verbindung zwischen den Stoß- und Lagerflächen der Glasblöcke
nicht ganz bis zum Rande ausfüllt. Eine polymerisierte Kunstharzstange 62 wird alsdann
durch Wärme erweicht in die Fuge gepreßt, so daß sie den Streifen i4' berührt, sich
mit ihm vereinigt und die Fugen bis zum Rande ausfüllt. Eine solche Verbindung ist
insbesondere bei sehr heißem Wetter vorzuziehen, da dann der viscose Streifen 14'
leichter zum Ausfließen neigt, als wenn niedrige Temperaturen herrschen.
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Eine genaue Verlegung der Glasplatten wird im allgemeinen nicht möglich
sein, weil die Glasplatten in ihren Abmessungen nicht genau übereinstimmen. Wenn
trotzdem eine genaue Verlegung erreichst werden soll, so werden zweckmäßig die in
Fig. 2 angedeuteten Auflagen ,aus polymerisiertem und nachträglich gehärtetem Harz
auf die Auflagen und Stoßflächen der Glasplatten so angebracht, daß alle Glasplatten
übereinstimmende Abmessungen erhalten. Die, Auflagen 2o werden vor der Verbindung
der Glasplatten mit der in den Fig. 3, 4 und 5.dargestellten Vorrichtung auf die
Glasplatten unter Anwendung von Druck und Wärme aufgebracht, wie noch weiter unten
beschrieben werden soll. Das Zusammenfügen der Glasplatten erfolgt im übrigen in
der gleichen Weise wie dies an Hand der Fig. i beschrieben worden ist. Es ist jedoch
zweckmäßig, für die Streifen 21 eine 4o°/oige Harzlösung zu verwenden.
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Die Auflagen 2o brauchen nicht an allen vier Stoß- bzw. Auflageflächen
der Glasblöcke angebracht werden. Wenn beispielsweise nur die waagerechten Fugen
genau übereinstimmen sollen, so brauchen auch nur dieAuflageflächen der Glasblöcke
mit Schichten 2o versehen zu sein.
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Die. Auflagen 2o können auf die Glasblöcke durch ein geeignetes Mittel
aufgebracht werden. Zweckmäßig wird hierfür die in Fig. 3 bis 5 dargestellte Vorrichtung
benutzt.
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Bei der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Vorrichtung sind die beiden
Preßkörper 23, 24, deren mit dem Werkstück in Berührung kommende Flächen 25 bzw.
26 poliert sind, mit den Füßen 27, 28 in einem mit dem Tisch 29 fest verbundenen
Schienenpaar 30 verschiebbar gelagert. Beide Preßkörper 23, 24 sind hohl.
An die Preßkörper 23, 24 sind je zwei Rohrleitungen 21, 32 angeschlossen. Die Rohrleitungen
3i, 32 münden an den einander entgegengesetzten Enden der Preßkörper an deren vom
Werkstück abgewandten Flächen in die hohlen Preßkörper 23, 24 ein. Die Leitungen
31 stehen über je ein Ventil 33 mit einer Dampfleitung 34 und über je ein
Ventil 35 mit einer Ablaßleitung 36 in Verbindung. Die Leitungen 32 stehen über
je ein Ventil 37 mit einer Wasserleitung 38 und je ein Ventil 39 mit einer Ablaßleitung
40 in Verbindung. An den Enden der Preßkörper 23, 24 sind ferner Ansätze 4i, 42
vorgesehen, durch die Spindeln 43, 44 hindurchgehen. An dem einen Ende der Spindeln
43, 44 ist je ein Bund 45 befestigt, von denen nur einer dargestellt ist, der als
Anschlag dient und sich in eine Aussparung der Ansätze 41 des Prel'akörpers 23 legt.
Die übrigen Teile der Spindeln 43, 44 besitzen einen größeren Durchmesser als die
Teile, die durch die Ansätze 41 hindurchgehen, und bilden Schultern 46, die sich
gegen die Innenflächen der Ansätze 41 legen. Der durch den Ansatz 42 des anderen
Preßkörpers 24 gehende Teil der Spindeln 43, 44 ist mit einem Schraubengewinde versehen,
das mit einem entsprechenden Innengewinde der Ansätze 42 in Eingriff steht. Die
Spindeln 41-44 sind daher in bezug auf den Preßkörper 23 in Längsrichtung fest angeordnet,
sie können aber, wenn sie gedreht werden, den Preßkörper 24 in der Spindelrichtung
bewegen. Auf dem Tisch 29 befestigte Anschläge 47 begrenzen die Bewegung der Füße
27, 28 in den Führungsbahnen 3o. Auf den Spindeln 43, 44 angebrachte zylindrische
Hülsen 48 begrenzen die Bewegung der Preßkörper 23, 24 gegeneinander. Die Länge
der Hülsen 48 wird derart gewählt, daß die Füße 2,7,:28 der Preßkörper 23, 24 kurz
vor den inneren Begrenzungsanschlägen 47 stehen, wenn die Ansätze 41, 42 der Preßkörper
23, 24 auf die beiden Enden der Hülsen 48 auftreffen.
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Um die Preßkörper :23,:24 gleichförmig und um die gleiche Strecke
gegeneinander zu be-,vegen, sind die Spindeln 43, 44 mit einem System von Kurbeln
und Verbindungsstangen versehen. Dieses System enthält die Kurbeln 49, 50, welche
um 9o° versetzt zueinander auf den äußeren Enden der Spindel 43
befestigt
sind, und die Kurbeln 51, 52, welche ebenfalls um go° versetzt zueinander an den
äußeren Enden der Spindel 44 befestigt sind. Die Verbindungsstangen 53, 54 verbinden
die Kurbel 49 mit der Kurbel 51 bzw. die Kurbel 50 mit der Kurbel 52, so
daß alle vier Kurbeln sich übereinstimmend drehen müssen. Die Kurbeln 49,
50 sind um ein Stück über ihre Befestigungsstellen an der Spindel 48 verlängert,
um die Gegengewichte 55, 56 zu bilden.
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Um den Glasbaublock 57 in richtiger Lage zu den Preßkörpern 23, 24
zu halten, sind am Tisch 2g mehrere einstellbare Schrauben 58 angebracht, von denen
zwei in Fig. 4 dargestellt sind. Die polierten Innenflächen 25, 26 der Preßkörper
23, 24 können mit einer Nut 59 und einer Feder 6o versehen sein, die in eine entsprechende
Feder und Nut des Glasblocks 57 eingreifen. Mittels des weiter unten beschriebenen
Verfahrens werden an den Lager- bzw. Stoßflächen des Glasblockes 57 die Kunstharzplatten
61 angebracht.
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Das Aufbringen der Auflagen 2o auf die Glasblöcke geht in folgender
Weise vor sich: Der Glasblock 57 wird mittels der Schrauben 58 so eingestellt, daß
der Block mit den Preßkörpern 23, 24 in Ebene liegt. Zwischen den Preßkörpern 23,
24 und dem Block 57 werden flache Kunstharzplatten 61 eingesetzt. Die Kunstharzplatten
61 sind im vorliegenden Beispiel ungefähr 2,4 mm dick und etwas größer als die Flächen
des Glasblockes, denen sie gegenüberliegen. Die Kurbeln 49 bis 52 werden gedreht
und damit durch die Spindeln 43, 44 die Preßkörper 23, 24 in den Führungsbahnen
30 zum Anliegen an den Glasblock 57 gebracht, wobei die Kunstharzplatten
61 zwischen dem Glasblock und den Flächen 25, 26 der Preßkörper gequetscht werden.
. Alsdann wird durch Öffnen der Ventile 33 Dampf in das Innere der hohlen Preßkörper
gelassen, während die Ventile 39 geöffnet werden, um durch Kondensation gebildetes
Wasser zu entfernen und einen fortlaufenden Dampfstrom durch die Preßkörper zu sichern.
Die Preßkörper 25, 26 werden auf diese Weise erhitzt- und erweichen die Harzplatten
61. Sobald das Harz weich wird, werden die Kurbeln nochmals gedreht und damit die
Preßkörper gegen die Seiten des Glasblockes 57 gedrückt. Hierdurch werden die Ungenauigkeiten
in den Seitenflächen des Blockes ausgefüllt. Die Betätigung der Preßkörper wird
fortgesetzt, bis die Ansätze 41, 42 der Preßkörper dicht auf den Enden der Hülsen
48 aufliegen, wodurch das überschüssige Harz herausgequetscht wird.
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Nachdem die Harzplatten so auf die Stoß-oder Lagerflächen des Glasblockes
57 aufgebracht sind, werden die Ventile 33, 39 geschlossen und die Ventile 35, 37
geöffnet, so däß kaltes Wasser aus den Leitungen 38 in das Innere der Preßkörper
23, 24 strömt und aus denselben durch die Ablaßleitungen 36 heraustreten kann. Die
Preßkörper werden auf diese Weise abgekühlt und kühlen ihrerseits das Harz, so daß
dieses erhärtet. Hierauf werden die Preßkörper durch Rückwärtsdrehen der Kurbeln
49 bis 52 vom Glasblock 57 wegbewegt. Zur Verhinderung des Anhaftens der Preßkörper
am Harz wird vorteilhaft zwischen jede Harzplatte und den mit ihr in Berührung kommenden
Preßkörper ein dünnes Zellophanblatt gelegt. Nachdem die Preßkörper von den mit
Harz bedeckten Seitenflächen des Glasblockes entfernt worden sind, wird das überschüssige
Harz mit einem scharfen Messer abgenommen. Wenn alle vier Kanten des Glasblockes
behandelt werden sollen, so kann man zwei gegenüberliegende Kanten in der beschriebenen
Weise behandeln, dann den Block um go° drehen und die beiden anderen Kanten behandeln.
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Es wird bemerkt, daß die Glasblöcke aus gewöhnlichem Glas bestehen
können. Zweckmäßigerweise wird aber ein hitzebeständiges Glas mit der bekannten
Zusammensetzung von 8o,61/, Kieselerde, 130/0 Borsäure, 4,4° Soda und 20/a Tonerde
benutzt. Ein solches Glas ist wetterfest, kann mechanischen und thermischen Beanspruchungen
gut widerstehen und besitzt einen Brechungsindex, der sich noch mehr als der des
gewöhnlichen Glases dem des polymerisierten Vinylacetats anpaßt.