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Verfahren zum Härten von Gegenständen, insbesondere Scheiben aus Glas
| 1)i"# I?rtiiiiluii bezieht sich auf das Härten von |
| Gla,scheiben. durch Erhitzung |
| des zii h;irt.@nrlen ('#e-enstaneles auf eine in der Näh;, |
| der Wedererwicüungstempl>eratur liegende -renn |
| Ixrata: mir1 ;iii:chließ2nde sclir)fte Abkühlung |
| dticcli `tt:ili(eii @o»n Luft orlei- anderen kühlenden |
| Flurleu. @ii: ;mi suinu ( >i,e-rH;iche aufgeschleudert |
| in flüssige Kühl- |
| In der Mehrzahl der Fälle, insbesondere alwerwenn |
| 111a11 Dicke härten will, |
| ist es für die 1?rzielung einer guten lfärtung not- |
| wendig. daß die Abschreckung von dem Augenl>liclt |
| ;:n in welchem der Gegenstand den Erhitzungsraum |
| ecrlAt. in sargfältig geregelter Weise erfolgt. |
| (11 elaß der vorn Gesichtspunkt der Härtung wirk- |
| <atnsten Abschreckung nicht durch eine zufällig |
| Kühlung des Gegenstandes unter der Einwirkung |
| ()1i Faktoren. die von <lern Bedienungsmann nicht |
| WeinHußt \%-erden können, entgegengewirkt wird. |
| In dieser Hinsicht ist häufig beobachtet worden, |
| (i,.13 diiiiiiie Glasscheiben, @#"elche den Erhitzungs- |
raum verlassen und einen gewissen Weg in der freien Luft zurücklegen,
bevor sie der Einwirkung der schroffen Abkühlung unterworfen werden, plötzlich springen.
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Insbesondere müssen sehr dünne Scheiben einer sehr stoßweisen Erhitzung
unterworfen werden, damit die anschließende schroffe Abkühlung in dem Gegenstand
trotz seiner geringen Dicke die Spannungsunterschiede hervorrufen kann, welche die
Härtung charakterisieren. Ferner muß die Scheibe, die den Erhitzungsraum in einem
wegen ihrer erhöhten Temperatur äußerst plastischen Zustand verläßt, sehr vorsichtig,
d. h. hinreichend langsam, zu den Abschreckorganen befördert werden, damit dieser
Transport keinerlei Deformationen der plastischen -lasse hervorruft.
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Während dieses mit geringer Geschwindigkeit vor sich gehenden Transportes
unterliegt jedoch die Scheibe einer verhältnismäßig langdauernden zufälligen und
nicht überwachten Abkühlung.
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Wenn man andererseits die Scheibe, um sie zu .schonen, während der
gesamten Behandlung in der Ruhelage beläßt, so ist man gezwungen, die Erhitzungsorgane
sehr schnell gegen die Abschreckorgane auszutauschen, was wegen der besonderen Wichtigkeit
dieser Vorrichtungen eine Komplizierung der ganzen Apparatur bedeutet.
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Es ist ferner bereits versucht worden, die Glasscheibe dadurch gegen
eine unzeitige Abkühlung zwischen den Stadien der Erhitzung und der schroffen Abkühlung
zu schützen, daß an der Stelle, an der die Scheibe die Heizorgane verläßt, eine
Ummantelung angeordnet wird, die zwischen die Abschreckorgane greift und einen abgeschlossenen
Kanal bildet, durch den hindurch die Scheibe all die Blasstelle gelangen kann, ohne
voll den Luftbewegungen innerhalb des Raumes beeinflußt zu werden. Dieser aus Blech
hergestellte Mantel wird aus seiner anfänglichen Lage zurückgezogen, sobald die
Scheibe die Blasstellung erreicht hat, und gibt in diesem Augenblick die bis dahin
von ihm abgedeckteil Blasorgatie frei, die nunmehr unmittelbar in Wirkung treten
können. In der Praxis hat sich diese bekannte Vorrichtung nicht als geeignet erwiesen,
um die Scheibe während eines ausreichenden Zeitraumes in dein für eine gute Härtung
notwendigen thermischen Zustand zu erhalten; trotz des Vorhandenseins der schützenden
Ummantelung unterliegt die Scheibe einer merklichen Abkühlung.
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Zweck der Erfindung ist es, bei einer Anordnung der letztbeschriebenen
Art, bei welcher die Gegenstände auf ihrem Wege zwischen dem Erhitzungsofen und
der Abschreckvorrichtung gegen Wärmeverlust durch metallische Wandungen geschützt
sind, die Abkühlung der Scheibe während dieser Zeit in erheblichem Maße zu verringern
und gleichzeitig eine Zeitspanne von erwünschter Länge zwischen den beiden Arbeitsvorgängen
der Erhitzung und der Abschreckung verfügbar zu machen.
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Zu diesem Zweck bestehen gemäß der Erfindung die metallischen Schutzwandungen
wenigstens an ihrer dem Glas zugekehrten Seite aus einem Stoff mit erhöhter Reflexionsfähigkeit,
insbesondere 'für die durch den zu härtenden Gegenstand bei einer Temperatur, welche
er beim Verlassen des Ofens aufweist, ausgehenden Strahlungen, so daß die von der
Glasplatte ausgehenden Wärmestrahlen durch die in dieser Weise ausgebildeten -'Wandungen
auf die Glasplatte zurückgestrahlt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß eine Glasscheibe bei einer in der Nähe des
Wiedererweichungspunktes liegenden Temperatur sehr dazu neigt, sich durch Ausstrahlung
abzukühlen und daß diese Ursache für die Abkühlung gegenüber allen anderen Gründen
für Wärmeverluste, beispielsweise durch das Inberührungkommen der Scheibe mit der
umgebenden Luft, überwiegt.
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Diese Betrachtung erklärt die `Wirkungslosigkeit der bekannten oben
erläuterten Anordnungen, die aus einem Mantel aus gewöhnlichem Schwarzblech bestehen,
denn dieses -Material ist nicht geeignet, den Wärmeverlusten durch die Ausstrahlung
der auf eine nahe der Wiedererweichungstemperatur liegende Temperatur erhitzten
Scheibe entgegenzuwirken.
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Von den Oberflächen, die infolge ihrer Eigenschaften geeignet sind,
die von dem Gegenstand ausgestrahlte Wärme zu reflektieren, besitzen die einen,
wie z. B. Eisen- oder Stahlblech, die Eigenschaft nur, falls sie in hohem Grade
glänzend sind. Sie müssen daher notwendigerweise in poliertem Zustand erhalten werden.
Andere Oberflächen, wie beispielsweise Kupfer, wirken in dieser Hinsicht vernlöge
ihrer physikalischen Eigenschaften selbst, müssen aber sorgfältig gepflegt werden,
um unverändert zu bleiben. Andere Metalle sind im Gegensatz hierzu ohne besondere
-Vorkehrungen wirksam, wie das Aluminium, welches praktisch in unpoliertem Zustande,
beispielsweise in Form eines auf einen Grundkörper aus gewöhnlichem Blech aufgespritzten
Überzuges. verwendet werden kann. -fall kann ferner auch Flächen mit versilbertem
Überzug verwenden, wenn inan gewisse Vorkehrungen trifft, um deren hohe reflektierende
Wirkung zu erhalten. Allgemein gesagt, ist die reflektierende Wirkung, auf die es
im vorliegenden Falle ankommt, die Fähigkeit, grundsätzlich die Strahlen zu reflektieren,
die von einem Gegenstand ausgesandt werden, der bis in die Nähe des Wiederci-weichungspunktes
erhitzt wordeil ist, und voll denen die Wärmestrahlen die wichtigsten sind.
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Andererseits können die schützenden Eigenschaften der gemäß der Erfindung
verwendbaren Flächen dadurch begründet werden, daß diese auf eine nahe der Wiedererweichungstemperatur
des Glases liegende Temperatur erwärmt sind; diese Temperatur der schützenden Flächen
kann etwas höher sein als die Temperatur der Scheibe, wobei die wichtige Voraussetzung
lediglich die ist, daß die Temperatur der Flächen während des Zeitintervalls, über
welches man zwischen dein letzten Augenblick der Erhitzung und dein ersten Augenblick
des Blasvorganges verfügen will, hinreichend konstant bleibt.
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Man kann ferner Flächen verwenden, welche gleichzeitig die beiden
vorstehend erläuterten
charakteristischen Eigenschaften, nämlich
hohe Reflexionsfähigkeit und geeignete Temperatur, aufweisen.
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Hinsichtlich der Bauart, insbesondere der örtlichen Anordnung dieser
Flächen relativ zu den Blas- und Erhitzungsorganen, ist zu bemerken, daß die Flächen
je nach den Umständen in bezug auf diese Organe fest Oder beweglich sein können.
In allen Fallen ist es voi-teilliaft, daß die schützenden Flächen ununterbrochen,
parallel zti dem Gegenstand und in geringem Abstand von ihm angeordnet sind.
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Andererseits k<niiieii nach einem wichtigen Merkmal der Ertincl@rng
gewisse Elemente dieser Flächen finit der Oberfläche der Abschreckungsorgane selbst
zusammenfallen. beispielsweise wenn die Abschreckung durch Aufblasen eines Fluidums
erfolgt, und scliiitzen infolgedessen den Gegenstand gegen die Abkühlung, während
er sich vor dem Beginn des Blasvorgarines in IZulie zwischen diesen Organen befindet.
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Diese charakteristi#chen \terkniale ebenso wie verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
der Erfindung werden nachstehend im einzelnen bei der folgenden Beschreibung dreier
verschiedener Härtungsanlagen nach der Hrtindung erläutert.
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13 ei (lern _\ttsfiilirtttig-heia)iel nach .-\l)1). i steht der Erhitzungsrauin
t niit (leg Abschreckorganen 2. welche aus zwei parallelen. finit Öffnungen (Düsen)
zum Aufblasen der l.tift versehenen Kästen bestehen, durch einen \tetallitiantel3
in Verbindung, dessen Innenfl;ichen finit einer Schicht aus reflektierendem Metall,
wie einem :\ltiininiuiniil)erzug d, bedeckt sind.
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Die Inticnfl'iche jedes der Kästen 2 selbst ist, selbstverstiiiidlich
unter \tissparung der Blasüftnunneu @, finit einem :ihnlichen ("1)erzug .I° bedeckt.
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Eiii \-cn-tc#il dieser Ausführungform der Erhnd111tn 1),#stcl)t darin,
claß (las Vorhandensein der schützenden Flachen leine Vergrößerung des :\1)-standes
zwischen (leg _\usgangspunkten der abschreckenden Strahlen und der Scheibe bedingt.
Irifolge:lesseii ist (#s hierbei ini@glich, diesen .\bstand ständig auf dein @@erinl;sten
mit der Dicke der Scheibe h und der()r@@anr. welche sie halten. vereiitbartei) Wert
zti halten. was für eine gute Härtung von Vorteil ist.
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Die :1b1). 2 und ; veranschaulichen eine andere :\usfül)rungsf@)rm.
1)(-i welcher die reflektierenden hlächen durch zwei einander entsprechende bewegliche
1)latten ()-6 gebildet werden, deren Innenflüchen eine 1u)1u# Reflexionsfähigkeit
besitzen.
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Iru ersteh Augenblick der ('ll)erführungsperiode nehmen diese flattert
die in _\1)1).2 dargestellte Lage ein, in welcher ihre unteren Kanten sich in unmittelbarer
Nachbarschaft der Austragsöffnung des Reizofens befinden. Von (lern Augenblick an,
in welchem die untere Kante der Glasscheibe diese Öffnung passiert hat und während
der ganzen Überführung der Scheibe bis zu den B1askästeti 2 verschieben sich diese
Platten, von :\ufhängekabeln 13 initgenonwien, zusaninien und synchron mit der Scheibe,
und sobald diese die Blasstellung erreicht hat und hier stehenbleibt (Fig. 3), setzen
die Platten ihre Bewegung in gleichem Sinne, jedoch sehr viel schneller, fort, um
so die Scheibe und damit den freien Zutritt der Blasluftstrahlen zu dieser völlig
freizugeben.
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Die Höhe der Platten kann auch so groß be-»>essen werden, daß sie
sich über die Gesamtlänge des Weges der Scheibe erstrecken. In diesem Fall wird
es unnötig, sie während der Überführung selbst zu verschieben, und ihr Zurückziehen
erfolgt lediglich in dem Augenblick, in welchem die Scheibe in der Blasstellung
stehengeblieben ist.
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Infolge der beweglichen Anordnung der reflektierenden Platten 6-6
ist es möglich, sie leicht in Ordnung zu halten, indem man sie laufend auswechselt
und so ständig einen hohen Grad von Glas bzw. Politur der verwendeten Platten aufrechterhält.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. ,4 werden schlitzende Platten verwendet,
die nach einem der Merkmale der Erfindung der Ausstrahlung der Glasscheibe dadurch
entgegenwirken, daß sie selbst auf eine Temperatur gehalten werden, die nahe der
Temperatur der Scheibe, wenn sie den Erhitzungsraum i verläßt, liegt.
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Zu diesem Zweck werden einander zugeordnete Platten 7-7, deren Anordnung
und deren relative Bewegung gegenüber der Scheibe und gegenüber den heiz- und Abschreckungsorganen
ähnlich den im Zusammenhang mit den Fig.2 und 3 beschriebenen sind, während der
Zeitabschnitte, in welchen sie außer Wirkung sind, ins Innere eines Heizraumes 8
eingeführt, uni hier auf die erwünschte Temperatur gebracht zu werden.
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In Fig. .I ist die entsprechende Gesamtanordnung in der Stellung dargestellt,
welche die verschiedenen Organe in dem Augenblick einnehmen, in dem die Scheibe
ini Begriff ist, den Erhitzungsraum zu verlassen. W'ihrend der Erhitzung und bis
zu diesem Zeitpunkt ist die obere Öffnung des Erhitzungsrauines i durch zwei Klappen
g geschlossen, deren eine der Kante benachbarte enge Ausschnitte aufweist, welche
den Durchtritt der die Glasscheibe F tragenden Kabel to ermöglichen.
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Vor (lern Ausheben der Scheibe aus dem Erhitzungsrauin werden diese
beiden Klappen angehoben, urn nun die punktiert bei g° im Innern der Schatzplatten
7-7 angedeuteten Stellungen einzunehinen. Infolge der Erhitzung. welcher die Klappen
ausgesetzt \vorden sind, während sie den Frhitzungsrauni i abschließen, bilden sie
selbst w;ilirend des Aushebens der Scheibe und in der gleichen Weise wie die Platten
7 Elemente, welche die Scheibe gegen Abkühlung durch Ausstrahlung schützen.
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Statt die Erhitzung der Schätzplatten mittels des 1 f ilfsofens 8
vorzunehmen, kann man zum gleichen Zweck in gewissen Fällen den Heizraum für die
Scheibe I selbst benutzen. In diesem Fall befinden sich die Schutzplatten zu der
gleichen Zeit im Heizraum i wie der Glasgegenstand selbst.
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Wie im Fall der Fig. 2 und 3 sind Vorkehrungen getroffen. ttrn in
dem Augenblick, in welchem das
Blasen beginnen soll, das Zurückziehen
der Schutzplatten aus dem Wirkungsbereich der Blasorgane 2 sehr schnell zu bewirken.
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In der Mehrzahl der Fälle wird die Erfindung so ausgeführt, daß die
Schutzwirkung der Platten sich Tiber die Gesamtheit der Oberfläche der Scheibe erstreckt.
Zu diesem Zweck gibt man den Platten eine etwas größere Fläche als die der Scheibe
selbst. Man kann aber außerdem, insbesondere um die Nachbarschaft der Kanten wie
die Ränder der Scheibe selbst zu schützen, senkrecht zur Ebene der Scheibe und gegenüber
ihren Kanten Hilfsschutzplatten anordnen. Die Gesamtheit der Platten erhält dann
die Form eines mehr oder weniger geschlossenen Raumes, der die ganze Scheibe umschließt.
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Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fig.4 dargestellt, gemäß
welcher die Hauptschutzflächen 7 durch einen Boden i i und seitliche Wandungen 12
miteinander verbunden sind, so daß die Gesamtheit der Schutzflächen eine Art Kasten
bildet, der lediglich unten, um den Eintritt der Scheibe zu ermöglichen, offen bleibt.
Auch diese letztere Öffnung selbst kann jedoch mit einer Art Tür, die beispielsweise
um ein Scharnier beweglich ist, sich im Augenblick des Durchtrittes öffnet und dann
schließt, ausgerüstet sein. Wenn so die Schutzwandungen in Art eines Kastens ausgeführt
werden, der an der Mehrzahl seiner Flächen geschlossen ist, werden die Bewegungen
der Luft um die Scheibe und insbesondere zufällige Strömungen von warmer Luft verhindert.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung auch auf solche Fälle
anwendbar ist, in denen es ei-wünscht ist, nur gewisse Teile des Gegenstandes gegen
die Abkühlung durch Ausstrahlung zti schützen. In diesem Fall erhalten die Schutzflächen
eine Form und solche Konturen, daß sie nur auf die zu schützenden Teile des Gegenstandes
einwirken.
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Alle beschriebenen Anordnungen, die außerdem miteinander kombiniert
werden können, ermöglichen es, die Scheibe mehr oder weniger in allen ihren Teilen,
für die dies erwünscht ist, in dem thermischen Zustand zu erhalten, den sie am Ende
der Erhitzung aufweist, und dies während einer Zeitspanne. die ausreicht, um es
nicht mehr erforderlich zu machen, daß, sei es die Überführung der Scheibe zu den
Blasorganen, sei es die Auswechslung der Heizorgane gegen die Blasorgane sehr schnell
erfolgt. Es wird so sowohl vermieden, die Scheibe mehr oder weniger schroffen Einflüssen
zu unterwerfen, welche Verformungen zur Folge haben könnten, wie verhältnismäßig
sehr schwere Organe schnell bewegen zu müssen.
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Aus diesem Grunde wird durch die Erfindung die Herstellung von gehärteten
Glasscheiben erleichtert, und es wird ferner möglich, unter praktischen Verhältnissen
sehr dünne Scheiben, beispielsweise in der Größenordnung von 3 mm Dicke und darunter,
zu härten.