Verfahren zum Aufwärmen von Glasplatten zwecks anschließenden Härtens
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an sich bekannter Verfahren zum
Härten wesentlich planparalleler Glasplatten, vorzugsweise für die Sicherheitsverglasung
von Fahrzeugen usw. Bei diesen bekannten idärteverfahreriwird der Glaskörper tunlichst
gleichmäßig auf eine seiner Erweichungstemperatur möglichst naheliegende Temperatur
durch und durch erhitzt und dann einem Abschrecken, am besten durch Luftstrahlen,
unterzogen.Process for heating glass plates for subsequent hardening
The invention relates to an improvement of known methods for
Hardening of substantially plane-parallel glass plates, preferably for safety glazing
of vehicles, etc. With these known idärverfahreriw the glass body is as far as possible
uniformly to a temperature as close as possible to its softening temperature
heated through and through and then quenched, preferably by air jets,
subjected.
Es ist bekannt,. däß der Grad der Härtung zunimmt, je höher der Gegenstand
erhitzt wurde und je schneller das Abschrecken erfolgte. Die Höhe dieser Ausgangstemperatur
ist jedoch beschränkt bei all den gehärteten Gebrauchsgegenständen, bei denen eine
Verformung unbedingt vermieden werden muß, wie z. B. bei planparallelen Glasplatten
für die Sicherheitsverglasung von Fahrzeugen. Man ist also darauf angewiesen, beim
Erhitzen einen gewissen Abstand vom Erweichungsbereich der Platte einzuhalten, was
ein Kompromiß zwischen der erreichbaren Endverspannung, der Plattendicke und dem
Ausfall durch Verformung bzw. den Ansprüchen an Genauigkeit und Gleichmäßigkeit
der Plattendicke bedeutet.It is known,. that the degree of hardening increases the higher the object
was heated and the faster the quenching occurred. The level of this starting temperature
However, it is limited for all hardened utensils in which a
Deformation must be avoided at all costs, such as B. with plane-parallel glass plates
for the safety glazing of vehicles. So you have to rely on the
Heating to maintain a certain distance from the softening area of the plate, what
a compromise between the attainable final tension, the plate thickness and the
Failure due to deformation or the demands on accuracy and uniformity
the plate thickness means.
Gemäß der Erfindung soll der Ofenraum erheblich höhere Temperatur
als die Er-
«-eichungstemperatur der betreffenden Glasplatte haben.
Das ließ nach Auffassung der Fachwelt zunächst eine wesentliche Erhöhung der Verformungsgefahr
erwarten. Es hat sich aber herausgestellt. daß gerade bei denjenigen Plattenstärken,
die für Sicherheitsverglasung von Fahrzeugen in Frage kommen (im Gegensatz zur Härtung
dickeren und dünneren Glases) die Verformungsgefahr unter Einhaltung bestimmter
Bedingungen sogar geringer wird, wenn für das Aufwärmen eine hinreichend hohe Übertemperatur
des Ofens über der Erweichungstemperatur des Glases benutzt wird. -Man schließt
dadurch die Verformungsgefahr in einem gewissen Bereich sogar so weit aus, daß man
Verfahren benutzen kann. die bisher als zu gefährlich bezüglich Verformung galten;
beispielsweise kann bei diesem in der Erfindung beschrieben -C Erfindung
en 'bertemperverfahren das sonst allgemein für notwendig gehaltene Aufhängen der
Platten vermieden werden.According to the invention, the furnace space should have a considerably higher temperature than the softening temperature of the glass plate in question. In the opinion of experts, this initially led to the expectation of a substantial increase in the risk of deformation. But it turned out. that especially with those sheet thicknesses that are suitable for safety glazing in vehicles (as opposed to the hardening of thicker and thinner glass) the risk of deformation is even lower if certain conditions are met if a sufficiently high temperature of the furnace above the softening temperature of the glass is used for heating will. In this way, the risk of deformation is eliminated in a certain area to such an extent that processes can be used. which were previously considered too dangerous in terms of deformation; For example, described in this invention in the invention -C en 'bertemperverfahren hanging otherwise generally held to be necessary, the panels can be avoided.
Die Erfindung besteht also in der Feststellung, daß das schnelle Erhitzen,
ausgehend von Zimmertemperatur und in einem Zug durchgeführt, einen so bedeutenden
Temperaturgradienten von beiden Seiten nach dein Innern der Platte erzeugt. daß
ihre Außenschichten bis zu einer für die Erzeugung der größtmöglichen Vorverspannung
hinreichenden Tiefe dicht an, ja bis auf dieErweichungstemperatur gebracht werden
können. während die mittelste Plattenschicht sich noch erheblich unter dem Erweichungspunkt
befindet und so gewissermaßen eine Stützfläche bildet. so daß während einer beschränkten.
für die Praxis und die bezeichneten Plattendicken aber hinreichenden Zeit die Verformungssicherlieit
der Platte gewährleistet ist. Die Ausfahrtzeit, d. 1i. die Zeit zwischen der Höchsttemperatur
im Ofen und dem Beginn des Abschreckens läßt sich so bemessen, daß die Stützschicht
durch Eindringen der Wärmewelle von den Außenschichten aus weiterhin erweicht, während
gleichzeitig die beiden Oberflächen schon im Beginn der Abkühlung stehen und ihrerseits
nun die Rolle der Stützfläche übernehmen. Somit erreicht das Verfahren mit einfachen
1litteln eine wesentliche Verringerung der Verformungsgefahr mit gleichzeitig gleich
günstiger oder sogar besserer Wärmevorbereitung der Platte für den für die Endverspannung
entscheidenden Zeitpunkt des Härtungsbeginns. Die mittlere Temperatur der Platte
ist bei diesem Verfahren nicht erheblich höher als bei den bisher üblichen"Durchtemperverfahren,
was sich durch 'Messung der aufgenommenen Gesamtwärme in einer Art Kalorimeter ergeben
hat.The invention thus consists in the finding that rapid heating,
starting from room temperature and carried out in one go, such an important one
Temperature gradients generated from both sides towards the inside of the plate. that
their outer layers up to one for generating the greatest possible pre-tensioning
be brought close to a sufficient depth, even up to the softening temperature
can. while the middle layer of the plate is still well below the softening point
is located and so to a certain extent forms a support surface. so that during a restricted.
For the practice and the specified plate thicknesses, however, there is sufficient time for the deformation security
the plate is guaranteed. The exit time, i.e. 1i. the time between the maximum temperature
in the furnace and the start of quenching can be dimensioned so that the support layer
continues to be softened by penetration of the heat wave from the outer layers, while
at the same time the two surfaces are already at the beginning of the cooling process and their part
now take on the role of the support surface. Thus, the method achieves with simple
1 average a significant reduction in the risk of deformation at the same time
cheaper or even better heat preparation of the plate for the final bracing
decisive point in time for the start of hardening. The mean temperature of the plate
is not significantly higher in this process than in the previously common "through-tempering process,
which results from measuring the total heat absorbed in a kind of calorimeter
Has.
Es ist ein Verfahren bekannt. bei dem der Gegenstand zunächst in üblicher
Weise gleichmäßig auf eine möglichst hohe Temperatur, die auch bei längerem Einfluß
gerade noch die Gefahr der Verformung oder Eritglasung vermeiden läßt, gebracht
wird; in einer zweiten Stufe der Wärmevorbehandlung sollen dann seine Oberflächen
durch plötzliche Steigerung der Ofentemperatur dem Erweichen ausgesetzt werden.A method is known. in which the object is initially in the usual
Way evenly to the highest possible temperature, even with prolonged influence
can just avoid the risk of deformation or Eritglasung brought
will; in a second stage of the heat pre-treatment, its surfaces should then
exposed to softening by a sudden increase in oven temperature.
Dieses Verfahren, welches vorzugsweise zur Vermeidung von Entglasungen
bei dafür empfindlichen Gläsern vorgeschlagen ist, unterscheidet sich vom Erfindungsgegenstand
durch die grundsätzlich lange Erhitzungsdauer, die eher größer als kleiner gegenüber
den üblichen Verfahren ist, während die Erfindung auf eine wesentliche Abkürzung
dieser Zeit ausgeht. Diese lange Erhitzungsdauer ist bedingt durch das Verweilen
der Platte in einem gegenüber den üblichen Verfahren wesentlich niedrigeren Temperaturbereich.
während erfindungsgemäß gerade die gegenteilige Vorschrift gegeben wird. Das bekannte
Verfahren unterscheidet sich weiterhin vom Erfindungsgegenstand dadurch, daß es
die Wärmebehandlung in zwei völlig getrennten Stufen durchführt gegenüber dem erfindungsgemäßen,
ausgesprochen einstufigen Verfahren. Das bekannte Verfahren arbeitet zunächst mit
geringen Unterschieden gegenüber der Ofentemperatur; es soll nur ein möglichst geringes
Temperaturgefälle im Innern des Glases zugelassen sein, und erst zuletzt soll durch
plötzlicheTemperatursteigerung des Ofens eine nur die Oberfläche des Glases treffende
Erweichung erreicht werden, woraus sich eine Unstetigkeit des Temperaturgefälles
nach dem Innern ergibt. Die Erfindung hingegen setzt die Glasplatte, welche Zimmertemperatur
hat, durch Einbringen in den Ofenraum mit hoher Temperatur einem größtmöglichen
Temperaturunterschied plötzlich aus, was zwar ein starkes, aber gleichmäßig stetiges
Wärmegefälle im Innern des Glases zur Folge hat, mit einer durchaus günstigen Temperaturverteilung
beim Beginn des Härtens in der kurzen, genau bemessenen Zeitspanne nach Beendigung
der Erhitzung.This method, which is preferably used to avoid devitrification
is proposed for sensitive glasses, differs from the subject of the invention
due to the generally long heating time, which is rather larger than smaller compared to
the usual procedures, while the invention is an essential abbreviation
this time runs out. This long heating time is due to the dwell time
the plate in a significantly lower temperature range compared to the usual processes.
while according to the invention just the opposite rule is given. The known
The method further differs from the subject matter of the invention in that it
the heat treatment is carried out in two completely separate stages compared to the one according to the invention,
distinctly one-step process. The known method initially works with
small differences compared to the oven temperature; it should only be as small as possible
Temperature gradient inside the glass should be allowed, and only last should through
Sudden increase in temperature of the furnace only striking the surface of the glass
Softening can be achieved, resulting in a discontinuity in the temperature gradient
after the interior results. The invention, however, sets the glass plate, which room temperature
has a maximum possible by introducing it into the furnace chamber at a high temperature
Suddenly the temperature difference, which is strong but steady
The result is a heat gradient inside the glass, with a very favorable temperature distribution
at the start of hardening in the short, precisely measured period after completion
of heating.
Da erfindungsgemäß der ganze Aufwärmevorgang in etwa einem Drittel
bis einem Viertel der bisher üblichen Zeit verläuft. nämlich in etwa .Io bis ioo
Sekunden, so ist selbstverständlich, daß die Wärmezufuhr. die meist gleichbedeutend
mit der Aufwärmezeit ist. da diese die Wärmezufuhr üblicherweise fast ausschließlich
regelt, sehr genau bemessen werden muß. Unter Umständen ist es angenehm, einige
Hilfsmaßnahmen in Verbindung mit dem beschriebenen Verfahren anzuwenden, um den
für die Härtung günstigsten Ausgangszustand zu ermöglichen und doch zur Vermehrung
der Fabrikationssicherheit
noch einen gewissen Spielraum für die
Aufwärmzeit zu geben. So kann man nach einem an sich bekannten Verfahren Teile der
Platte, die niedrigere Temperaturen bei der Wärmebehandlung behalten sollen, mit
dem Belag eines indifferenten Körpers versehen. Durch Anwendung solcher Wärmeschutzmittel
oder durch gleichwertige Maßnahmen, wie Schattenspender, benachbarte Wärmekapazitäten
od. dgl., kann man Teile der Platte, vorzugsweise von Linien- oder netzförmiger
Gestalt, in der Erhitzung etwas nachhinken lassen, wodurch ein Knochengerüst entsteht,
das den Eintritt einer Verformung weiterhin verzögert, ohne die nötige Erweichung
der Hauptteile zurückzuhalten und ohne eine unerwünschte Struktur des Bruchbildes
beim Zerfall in Krümel zu verursachen. Besonders wirksam ist die Maßnahme für die
Kanten, da diese ohnehin schneller erweichen, weil ja die Wärme zu ihnen auch von
einer dritten Seite dringen kann. Wichtig ist ein solcher Schutz besonders für die
Kanten der Platte, die eine gewisse statische Funktion auszuüben haben, sei es beim
Aufstellen, sei es beim Aufhängen der Platte.Since according to the invention the whole warm-up process takes about a third
until a quarter of the usual time passes. namely about .Io to ioo
Seconds, so it goes without saying that the heat input. which are mostly synonymous
with the warm-up time is. since these usually supply heat almost exclusively
regulates, must be measured very precisely. It may be pleasant to some
To apply remedial measures in connection with the described procedure to the
to allow the most favorable initial state for hardening and yet to increase
manufacturing security
still some leeway for that
Give warm-up time. So you can by a method known per se parts of
Plate that should keep lower temperatures during heat treatment with
the coating of an indifferent body. By using such heat protectants
or through equivalent measures, such as providing shade, neighboring heat capacities
Od. The like., You can parts of the plate, preferably linear or net-shaped
Shape, let it lag a little when heated, creating a skeleton,
that further delays the occurrence of a deformation without the necessary softening
of the main parts and without an undesirable structure of the fracture pattern
to cause when it disintegrates into crumbs. The measure is particularly effective for
Edges, since these soften faster anyway, because yes the heat to them also from
a third page can penetrate. Such protection is especially important for them
Edges of the plate that have a certain static function, be it at the
Set up, be it when hanging the plate.
Ein genügend wirksames Mittel für einen solchen Kantenschutz ist eine
dünne Aufstrichmasse aus Kaolinbrei, welche die Oberfläche der Platte bei den in
Frage kommenden Wärmegraden noch vollkommen unverändert läßt, oder schattenspendende
Metall- oder Asbeststreifen u. dgl., die in mäßiger Entfernung von der Platte angebracht
werden. Diese Schattenspender wirken nicht nur als solche, sondern auch durch ihre
Wärmeaufnahme, indem sie die Temperatur ihrer Umgebung erniedrigen und somit ebenfalls
zu einer erwünschten Verzögerung in der Erhitzung für bestimmteTeile der Platte
benutzt werden. Die Dicke der Schutzmittel richtet sich nach den vorliegenden Verhältnissen
bezüglich der Erwärmung und Beanspruchung.A sufficiently effective means for such edge protection is one
thin spread of kaolin paste, which covers the surface of the plate with the in
The question of coming degrees of warmth still leaves completely unchanged, or shade-giving
Metal or asbestos strips and the like attached at a moderate distance from the plate
will. These shade donors not only work as such, but also through theirs
Heat absorption by lowering the temperature of their surroundings and thus also
to a desired delay in heating for certain parts of the plate
to be used. The thickness of the protective means depends on the prevailing conditions
regarding heating and stress.
Während man bisher mit höchstens 2o bis 5o° Übertemperatur über Erweichungstemperatur
im Ofen arbeitet, wird beim Verfahren nach der Erfindung mit so erheblicher Übertemperatur
und so viel verfügbarem Vorrat an Wärme (die Ofentemperatur sollte mindestens 15o°
überErweichungstemperatur liegen) gearbeitet, daß die Wiederaufheizzeit des Ofens
sich auf einen Bruchteil der üblichen abkürzt, weil die Nachwirkung des Erhitzungsvorganges
auf die Heizwände des Ofens geringer ist. Das beschriebene Verfahren hat also auch
den Vorteil gesteigerter Ofenausbringung und höheren Wirkungsgrades des Wärmeüberganges.While up to now one has been with a maximum of 2o to 5o ° overtemperature above the softening temperature
works in the oven, is in the method according to the invention with such a significant excess temperature
and so much available heat supply (the oven temperature should be at least 15o °
above softening temperature) worked that the reheating time of the oven
is shortened to a fraction of the usual, because the after-effects of the heating process
on the heating walls of the furnace is lower. So the method described also has
the advantage of increased furnace output and higher heat transfer efficiency.