JP2019527188A - ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックスのためのノズルストリップ - Google Patents

Abstract

本発明は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックスのための、ノズルストリップ（１）に関し、このノズルストリップは、ノズル開口部（２）を通過する空気流を、ガラスペイン（Ｉ）の表面に衝突させるためのノズル入口（５）及びノズル開口部（２）をそれぞれ有するノズル（４）の列を有しており、ここで、前記ノズル開口部（２）は、前記ノズルストリップ（１）の側面のマーロン状のせり出し（３）上に配置されている。

Description

本発明は、ノズルストリップ、前記ノズルストリップが備え付けられたブローボックス及び前記ブローボックスを含むガラスペインに熱的プレストレスを与えるための装置、並びにこれを用いて実施されるプレストレスを与える方法に関する。

ガラスペインの熱硬化は長い間知られている。これは、しばしば、熱的プレストレス（予め加えられる（圧縮）応力）又はテンパリング（焼き戻し）とも称される。例示の目的のみから、１９４０年代及び１９５０年代の特許文献である、独国特許出願公開第７１０６９０ Ａ号公報、独国特許第８０８８８０ Ｂ号明細書、独国特許出願公開第１０５６３３３ Ａ号公報が挙げられる。軟化温度の直下まで加熱されたガラスペインは空気流と衝突させられ、ガラスペインの急速な冷却（クエンチ）がもたらされる。その結果として、ガラスペインに特徴的な応力プロファイルが生じ、ここで、圧縮応力は主にガラスの表面で生じ、引張応力は主にガラスのコア（中心部）で生じる。このことは、二つの観点からガラスペインの機械的特性に影響を与える。第一に、ペインの破壊安定性を増加させ、このガラスペインは硬化されていないペインよりも高い負荷に耐えることができる。第二に、（おそらくは先の尖った石による損傷や、鋭い非常用ハンマーによる意図的な破壊による）中央の引張応力帯域への穿通後でも、ガラスの破損は、先の鋭い大きな破片の形態では起きず、むしろ小さな尖っていない破片の形態で生じ、けがをするリスクを著しく減らすことができる。

上述した特性のために、熱的にプレストレスを与えられたガラスペインは、いわゆる、「単層ペイン安全ガラス」として、特に、リアウィンドウ及びサイドウィンドウとして、乗り物の部門で使用されている。特に、乗用車の場合に、典型的にはペインは湾曲している。湾曲とプレストレスとは組み合わせてなされる：すなわち、ペインは加熱によって軟化して、所望の湾曲した形状になり、それから、空気の冷却流と衝突させられて、プレストレスが生じる。ここで、いわゆる「ブローボックス」（クエンチボックス又はクエンチヘッドともいう）が使用され、強力なファンによってブローボックスに空気流が供給される。ブローボックスでは、それぞれの場合に、新規なストリップを備えた様々なチャネルに空気流が分割される。ノズルストリップは、ブロー開口部又はノズル開口部の列を有する側面（側部表面）を有し、ブロー開口部又はノズル開口部はガラスペインに向いていて、ブローボックスによって分配される空気流をガラスペインに衝突させる。湾曲したガラスペインは、典型的には上方及び下方のブローボックスの間を移動する；つまり、ブローボックスを、プレストレスのために、お互いの近くであってペイン表面の近くに持ってくることになる。この二つのブローボックスを有する装置全体は、しばしば、プレストレスステーションと呼ばれる。

一般的に使用されているノズルトリップの前記側面（側部表面）は、全体として、平面であるか又は湾曲した平面であり；すなわち、ノズルストリップは実質的に直方体の形状又は湾曲した直方体の形状を有する。このため、ノズルストリップは、主にノズルストリップの間のみで効果的に空気を流出させることができるように、つまり、ノズルストリップを横切る方向ではなく、ノズルストリップの延在方向に平行な方向に空気を流出させるための、いわばバリアを形成する。特に、三次元的に（球状に）高度に湾曲したペインのプレストレスについて、このことは必然的に大きな不利益を伴いうる。そのように高度に湾曲したペインの凹状表面は、ケトル（釜状陥没地）のようなものを形成し、その結果、加熱された空気の流出は、残された流出方向のみに妨げられる可能性がある。これは、ペインの表面の冷却を妨げる空気の閉塞につながり、したがって、プレストレスの効率を低減させる。

上述した種類のノズルストリップを有するブローボックスは、例えば、独国特許第３６１２７２０ Ｃ２号明細書、独国特許第３９２４４０２ Ｃ１号明細書、及び国際公開第２０１６／０５４４８２ Ａ１号に開示されている。

別の種類のブローボックス又はプレストレス装置も知られており、ここでは空気流はノズルストリップで完結するチャネルには分割されない。ブローボックスは、例えば、開口部を有する二次元のパターンのような方法で与えられるプレートによって完結する空洞を有しており、これによって、空気流は分割され、プレストレスを与えられるガラスペイン上に分配される。

プレストレスの効率を高めるために、加熱された空気のより迅速な流出を可能にすることが望ましい。より高いプレストレス効率によって、より高い応力を生じさせることができ、又はより少ないエネルギーで所与の応力プロファイルを作り出すことができる。

例えば、ボルト止めされた取り外し可能なノズルのような、付属物を有するブローボックスもまた知られている。そのようなノズルは、空洞がノズルプレートで完結するブローボックス及びノズルストリップで完結するチャネルにガス流が分割されるブローボックスの両者について記載されている。例示のために、米国特許第４，５１９，８２９号明細書、米国特許第４，７１１，６５５号明細書、欧州特許出願公開第０ ４６３ ９７１ Ａ２号公報、英国特許出願公開第５０５ １８８ Ａ号公報、米国特許出願公開第２０１３／２５５３１９ Ａ１号公報、米国特許第４，６６２，９２６号明細書、欧州特許第０ ７１９ ２４２ Ｂ１号明細書、及び欧州特許出願公開第０ ００２ ０５５ Ａ１号公報が挙げられる。こうしたノズルストリップは、追加の流出チャネルが、ノズルストリップの延在方向を横切る方向で、ノズル間の中間領域にも開口されているために、基本的により迅速な冷却を可能にする。しかしながら、ノズルトリップや付属物ノズルの複数の部分の設計は、ブローボックス系の製造をより困難にし、かつその機械的安定性を低減させる。

本発明の目的は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックスのための、改良されたノズルストリップを提供することである。ノズルストリップは、特に、三次元に高度に湾曲したペインのプレストレスの場合に、改良されたプレストレス効率を可能にするものであり、高い機械的安定性を有し、かつ簡易に製造できるものであるべきである。

上記目的は、本発明に従って、独立請求項１に記載のノズルストリップによって達成される。好ましい実施態様はその従属請求項から明らかである。

ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックスのための、本発明によるノズルストリップは、ノズル開口部を通じた空気流をガラスペインの表面に衝突させるために設けられた、このノズル開口部の列が備えられた側面（側部表面）を有している。ノズル開口部は、ブロワー開口部又はノズル出口とも称することができる。ノズル開口部は、それぞれの場合に、ノズルとも呼ばれるノズルストリップ全体を通じて延びる通路又は穴の端であり、ノズル開口部を通じてブローボックスのガスチャネル（空気チャネル）からペイン表面へとガスが送られる。ノズル開口部は、通路（ノズル）の排出開口部であり、その一方で、通常、投入開口部（ノズル入口）は、反対側の側面（側部表面）に形成される。典型的には、そのようなノズルは、効率的かつ空気力学的に好ましい方法で空気チャネルからそれぞれのノズルへ空気を送るために、投入開口部に続いて排出開口部の方に向かって次第に細くなる、先細りになる断面を有している。

平滑な側面を有する従来のノズルストリップに比べて、本発明によるノズルストリップは、ノズル開口部が側面にあるマーロン状のせり出しに配置されている点において、有利に改良されている。

あるいは、本発明によるノズルストリップは、側面の領域が、各々の隣接するノズル開口部の間で後退している点で、従来のノズルストリップに対して有利に改良されるように構成することができる。

したがって、このノズルストリップには、マーロン（城壁の上部の銃眼付き胸壁の銃眼と銃眼の間の上に高くせり出した部分）とその間の銃眼（城壁の上部の胸壁に長方形に開けられた狭間）とが組み込まれている。ノズル開口部は、マーロンの最上部に配置される。銃眼（狭間）は、ペインの表面への吹き付けの後で、加熱された空気がノズルストリップの延在方向を横切って流出することもできるように、追加の流出チャネルを提供する。このことは、本発明の主要な利点である。

本発明による別の利点は、例えば、プレストレス効率を増加させるために、ノズルストリップとペインとが近距離にあることが望ましいときに明らかになる。ノズルストリップと、ペイン又はペインがその上に配置されているプレストレスされる構造体（型枠）との衝突のリスクがある。本発明によるノズルストリップによって、衝突点は、突出するマーロン状のせり出しとなり、このせり出しは衝突を回避するために材料を除去することによって容易に短くすることができる。

本発明によるノズルストリップは、側面にせり出した又は突出した取り外し可能なノズルを有するノズルストリップとして構成することもでき、これは、ノズルがノズルストリップと一体として形成されている点で、先行技術に対して改良されている。このことは、ノズルストリップの大きな機械的安定性を確保し、別個のボルト止めされたノズルの場合よりもノズルストリップを簡単に製造することができる。

図１は、本発明によるノズルストリップの透視図である。 図２は、図１のノズルストリップの断面図である。 図３は、熱的プレストレスのための装置の一部としての、本発明による二つのブローボックスの断面図である。 図４は、図３の装置を９０°回転した、別の断面図である。 図５は、本発明によるブローボックスのノズルストリップの平面図である。 図６は、本発明による方法の実施態様のフローチャートである。 図７は、本発明によるノズルストリップの別の実施態様の側面図である。 図８は、曲げ勾配ＢＧの説明図である。

ノズルストリップは、好ましくは、実質的に一直線に沿って配置されたノズル開口部の単一の列を有する。マーロン状のせり出しは、同一直線に沿って配置される。好ましくは、正確に一つのノズル開口部が、ノズルストリップの側面のマーロン状のせり出しのそれぞれに、典型的には実質的にその中央に、配置されている。ノズル開口部の列は、好ましくはノズルストリップの長さの少なくとも８０％にわたって延在する。

ノズル開口部は、好ましくは、４ｍｍ〜１５ｍｍの直径を有しており、特に好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍの直径、最も好ましくは、６ｍｍ〜８ｍｍの直径、例えば、６ｍｍ又は８ｍｍの直径を有する。隣接するノズル開口部間の距離は、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍ、特に好ましくは、２０ｍｍ〜４０ｍｍ、例えば、３０ｍｍである。このようにして良好なプレストレスの結果が達成される。ここで、「距離」とはノズル開口部のそれぞれの中心間の距離を指す。

マーロン状のせり出しの高さは、好ましくは少なくとも１０ｍｍであり、特に好ましくは少なくとも３０ｍｍである。この高さは、好ましくは１０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、特に好ましくは３０ｍｍ〜１００ｍｍ、例えば、４０ｍｍ又は６０ｍｍである。これは、マーロン間における、加熱された空気の効率的な流出を確実にすると同時に、ノズルの十分な安定性をも確保する。本発明との関係で、マーロン状のせり出しの「高さ」とは、ノズルの延在方向に沿った寸法を指す。

ノズル開口部の直径は、ノズルの十分な壁の厚さを保証するようなせり出し部分の幅の選択において考慮されるべきである。せり出し部分の十分な安定性を達成するために、壁の厚さは少なくとも１．５ｍｍであるべきである。このため、マーロン状のせり出しの幅は、好ましくは、ノズル開口部の直径に３ｍｍを加えたものに相当する値である。マーロン状のせり出しの幅は、例えば、１０ｍｍ〜３０ｍｍ又は１２ｍｍ〜２２ｍｍである。本発明との関係で、マーロン状のせり出しの「幅」とは、ノズルの列（連続したノズル開口部）の延在方向に沿った寸法を指す。

隣接するマーロン状のせり出し間の距離は、好ましくは少なくとも５ｍｍ、特に好ましくは少なくとも１０ｍｍである。この距離は、好ましくは５ｍｍ〜３０ｍｍ、特に好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍである。これは、加熱された空気の効率的な流出を確実にする。ここで、この距離とは、互いに面するマーロンの側端部間の距離を意味し、すなわち、この距離は、いわば、銃眼（狭間）の幅に相当する。

マーロン状のせり出しの奥行きは、好ましくは、ノズルストリップの幅又は奥行きに相当するが、基本的に、これより大きいか又は小さいものから選択することもできる。幅と同様に、せり出し部分の奥行きは、最小限の壁の厚さが考慮されなければならない。マーロン状のせり出しの奥行きは、好ましくはノズル開口部の直径に３ｍｍを加えたものに相当する値を有する。この奥行きは、本発明により定義されるマーロンの高さと幅に垂直な寸法である。

ノズルストリップの長さと幅は、ノズルストリップが提供されるブローボックス又はそのガスチャネルの設計に支配される。ノズルストリップの長さの典型的な値は、（ノズルの列の延在方向に沿って測定して）７０ｃｍ〜１５０ｃｍであり、幅／奥行きの典型的な値は、（ノズル開口部の平面の長さに対して垂直に測定して）８ｃｍ〜１５ｃｍ、好ましくは、１０ｃｍ〜１２ｃｍである。ノズル開口部の数は、ノズルストリップの長さと、ノズルの相互の間隔によって定められる。

好ましい実施形態では、個々のマーロン状のせり出しは、実質的に直方体の形状を有しており、ここでは、角及び縁は、生産技術の理由のために又は意図的な設計によって丸みを帯びたものとすることができる。こうした形状は単純でありかつ安定である。しかしながら、基本的に、異なる形状とすることもでき、例えば、円柱又は円錐若しくは角錐の形状とすることもできる。

別の好ましい実施形態では、マーロン状のせり出しは、少なくとも湾曲しており、直線部分がなく、側面から見たときに波状の輪郭を生じるものである。ノズル開口部は、波の頂点に配置されており、より正確には、波高点に配置されており、その一方で銃眼は実質的に波の谷によって定義される。言い換えれば、ノズルストリップの表面はノズル開口部とともに湾曲しており、平面の部分又は平面の表面下の部分がない。このマーロン状のせり出しの形状は製造し易く、銃眼の縁で、損傷によるガラスの破片や破損したガラスペインが詰まったり引っ掛かったりすることが発生するのを防ぐ。このため、ガラス破損後のノズルストリップの清掃を極めて容易にする。この場合、波長（波の頂点）の接線と波の谷の最も深い点の接線との間の距離がマーロン状のせり出しの高さを示すことになる。マーロンの幅とマーロン間の距離は、マーロンの高さのおおよそ半分のものとして測定される。記載したノズルストリップの形状は、少なくとも部分／領域において現れるべきであり、この部分／領域とは、ノズルストリップの少なくとも８０％に好ましくは相当する。理想的には、ノズルストリップ全体は、例外を構成することができる二つの末端のマーロンとともに、湾曲した形状に設計され、例えば、他のマーロンからみて外を向いた末端のマーロンの側面は、生産技術の理由のために平面的なものになる。

ノズルストリップは、好ましくはアルミニウム又はスチールを含み、好ましくは前記材料でできている。これらの材料は、ノズルストリップが有利に製造され、その結果、長期使用においてノズルストリップの有利な安定性をもたらす。

ノズルストリップの製造は、直方体のワークピース又は湾曲した直方体の形状のワークピースから開始することができる。マーロン状の構造は側端部の一方の材料を除去することによって形成される。好ましくは皿穴によって、特に円錐状の皿穴によって、材料の除去により向かい合う側端部にくぼみが生じ、ノズルの先細りの部分を生じる。記載した作業工程の、前、後又は間に、ドリルでの穴開けによってノズルが形成される。先細りのくぼみとドリルの穴の間の境目のノズルの入口、又はノズル開口部は、改良された流動プロファイルを可能にするためにデバリングすることができる。材料の除去は、好ましくはレーザー切断又はウォータージェット切断により行う。

本発明はまた、本発明による少なくとも一つのノズルストリップを備えたブローボックスを含む。ブローボックスは、熱的プレストレスを与えるために、ガラスペインの表面に作用する（衝突を与える）ために使用される。ブローボックスは内部の空洞を有する装置であり、ブローボックスの内部にガス流を送り込むガス供給ラインを有する。ガス流は典型的には、ファン又は連続して接続された複数のファンによって発生させられる。好ましくは、ガス供給ラインは閉じることができ、例えば、ファンそれ自体を止めることなく、内部の空洞へのガス流を遮断することができるようなスライダー（滑動部）又はフラップによって、閉じることができる。

ガス供給ラインに向かい合った複数のチャネルは、内部の空洞に接続されており、この複数のチャネルを通って操作中にガス流が分割される。チャネルは、ノズルウェブ、ノズルフィン又はノズルリブとも称することができる。典型的には、チャネルは細長く、実質的に矩形の断面を有し、より長い方の寸法は実質的に空洞の幅に相当し、より短い方の寸法は８ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内である。典型的には、チャネルは、空洞の境界の側面全体に均一に分布するように、互いに平行に配置される。チャネルの数は、通常は１０〜５０である。

好ましい実施形態では、内部の空洞はくさび形である。チャネルと隣接する空洞の境界は、鋭角に合流する二つの側面として説明することができる。チャネルは、通常、前記側面の接続線と垂直にはしっている。このため、チャネルの長さは一定ではないが、その代わりに、空洞に接続しているチャネルの入口開口部がくさび形であり、平滑な、典型的には湾曲した表面で、出口開口部に通じるように、チャネルの長さはその中心から側面にかけて増加する。すべてのチャネルの出口開口部は、通常は、共通の平滑な湾曲した表面を形成する。記載した空洞のくさび形の設計によって、ガス流は特に効果的にチャネルに分割され、その結果、活動領域全体にわたって極めて均質なカス流をもたらす。

それぞれのチャネルは、空洞の反対側において、ノズルストリップを有する末端で完結する。ノズルストリップは、ノズルと呼ばれる複数の通路を有し、これによってそれぞれのチャネルのガス流は再び分割される。チャネルの少なくとも一つ、好ましくはすべてのチャネルは、マーロン状のせり出しを有する本発明によるノズルストリップを備えている。

チャネルは通常、金属シートから形成され、ノズルストリップまでで完結する。側面の金属シートは、好ましくは、チャネル出口に直線状の側端部を有する。チャネルは、マーロン状のせり出し上のノズル出口を有する側面の反対側において、ノズルストリップの下部までで完結する。金属シートはマーロン状のせり出しにまでずっともたらされるわけではない。このような金属シートは製造がより簡単で少ない量の金属を使用する。また、金属シートが、隣接するノズルストリップのマーロン状のせり出し間の中間領域に配置されていないという事実により、ガスを流出させるための自由空間が増大する。

ノズルストリップは、好ましくは、隣接するノズルストリップのマーロン状のせり出しが相殺して配置されるように設計され、取り付けられる。したがって、それぞれのせり出しは、二つの隣り合うノズルストリップの「銃眼」が隣接するように配置される。

このように、ブローボックスは、大きな活動領域を覆うチャネル及びノズルの比較的小さい断面によって、ガス供給ラインからのガス流を分割する。ノズル開口部は、分離したガス出口点を構成し、このガス出口点は多数であるものの均一に分布して存在し、ペインに均質なプレストレスが与えられるように、その表面のすべての領域を実質的に同時にかつ均一に冷却する。

本発明によるブローボックスの少なくとも一つのノズルストリップは、マーロン状のせり出しを有する本発明によるノズルストリップである。好ましくは、ノズルストリップの大多数が本発明によるものであり、特に好ましくは、ノズルストリップのすべてが本発明によるものである。その結果、その利点が特に明確になる。

隣接するノズルストリップの間隔は、（それぞれの中心から測定して）好ましくは１５ｍｍ〜５０ｍｍである。

本発明は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための装置をも含む。この装置は第一のブローボックスと第二のブローボックスとを含み、そのノズルが互いの方を指すように、互いに向き合うようにして配置される。これらのブローボックスは、ガラスペインがそれらの間に配置されるように離れて置かれる。通常、第一のブローボックス（上部ブローボックス）のノズルは下方を指し、特に垂直に下向きであり、第二のブローボックス（下部ブローボックス）のノズルは上方を指し、特に垂直に上向きである。このため、ガラスペインは、これらブローボックスの間の水平な位置を有利に移動することができる。

好ましくは、この装置は、第一と第二のブローボックスの間の距離を変化させるための手段も含む。このため、ブローボックスは、相対的に互いに近付く方に又は遠ざかる方に移動させることができる。好ましくは、両方のブローボックスを、互いに近付く方に又は遠ざかる方に同時に移動させる。移動可能なブローボックスを用いて、プレストレスの効率を増加させることができる。これらのブローボックスがより離れた位置にあるときに、ガラスペインをブローボックスの間に移動させた後で、互いに対するブローボックス間の距離、すなわち、ガラスペインに対する距離を縮めることによって、ガラス表面上へのより強力なガス流を作り出すことができる。

この装置は、二つのブローボックス間の中間領域へとガラスペインを移動させ、かつ中間領域から再びガラスペインを出すのに適した、ガラスペインを移動させる手段をも含む。この目的のために、例えば、レール、ローラー又はコンベアベルトのシステムを使用することができる。ガラスペインは、任意に、フレーム構造体（型枠）の上に取り付けることができる。

ブローボックスとそのガスチャネル及びノズルストリップの設計は、好ましくは、プレストレスが与えられるペインの形状に適合させられる。一つのブローボックスのノズル開口部が凸状に湾曲した領域に広がっており、向かい合うブローボックスのノズル開口部が凹状に湾曲した領域に広がっている。湾曲の度合いはまた、ペインの形状によって調節される。プレストレスの間、凸状のブローボックスはペインの凹状の表面に向いており、凹状のブローボックスはペインの凸状の表面に向いている。したがって、ノズル開口部は、プレストレスの効率を高めながら、ガラス表面により近いところに位置することができる。通例として、ペインは凹状の表面を上向きにしてプレストレスステーションに運搬されるため、好ましくは、上部ブローボックスは凸状であり、下部ブローボックスは凹状である。

本発明は、本発明による装置及び二つのブローボックスの間に配置されたガラスペインを含む、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための設備をも含む。

本発明はまた、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための方法を含み、ここで、
（ａ）二つの主面と周囲側端部とを有する、プレストレスを与えられる加熱されたガラスペインを、前記二つの主面にガス流が衝突するようにして、第一のブローボックスと第二のブローボックスの間の区域に配置し、ここで、前記第一のブローボックス及び／又は前記第二のブローボックスには、本発明による少なくとも一つのノズルストリップが備え付けられている；
（ｂ）前記二つのブローボックスによって、ガラスペインの前記二つの主面にガス流を衝突させて、ガラスペインを冷却する。

好ましくは、少なくとも一つのブローボックス又は両方のブローボックスは、本発明によるノズルストリップが大部分又はもっぱら備えられている。

ガラスペインは、好ましくは、ブローボックス間を、ローラー、レール又はコンベアベルト上を運搬される。このため、有利な実施形態では、ガラスペインはフレーム状の支持体表面を有する構造体（フレーム構造体）上に配置される。

好ましくは、ガラスペインがブローボックスの間に置かれた後に、ブローボックスは互いにより近い位置に移動させられる。したがって、ノズル開口部からペイン表面までの距離は短くなり、プレストレスの効率は増加する。

ペイン表面のガス流との衝突は、ガス流がそれぞれのブローボックスの内部の空洞へ導入され、そこで分割され、ペインの表面の方向を向いた均一に分布するノズル開口部を介して送られることでなされる。

ガラスペインを冷却するために用いられるガスは、好ましくは空気である。プレストレスの効率を高めるために、空気はプレストレス装置内を積極的に冷却することができる。しかしながら、通常は、積極的な方法によって特に温度制御されていない空気が使用される。

ペインの表面は、好ましくは、１秒〜１０秒の期間にわたって、ガス流と衝突させられる。

好ましい実施形態では、プレストレスを与えられるガラスペインは、慣習的にウィンドウペインに使用される、ソーダ石灰ガラスでできている。しかしながら、ガラスペインは、ホウケイ酸ガラス又は石英ガラスのような他の種類のガラスを含むこともでき、又はこうした他のガラスからできていてもよい。ガラスペインの厚さは、通常、０．２ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜５ｍｍである。

有利な実施形態では、本発明による方法は、初期状態では平らであるガラスペインを曲げる曲げ工程のすぐ後に本発明による方法が続く。曲げ工程の間にガラスペインは軟化温度にまで加熱される。ガラスペインが大幅に冷却される前に曲げ工程に続いてプレストレス工程が行われる。したがって、ガラスペインは、特にプレストレスのために再び加熱される必要がない。

曲げられ、プレストレスが与えられたペインは、特に乗り物の部門では一般的なものである。このため、本発明によるプレストレスが与えられるガラスペインは、乗り物の、特に好ましくは動力乗物の、特には乗用車の、ウィンドウペインとして好ましくは意図されるものである。

本発明によるノズルストリップには、マーロン状のせり出しの間の領域によってペインの表面上へ流れる空気のための追加の流出チャネルが開口されていることになる。この利点は、ノズルストリップが、流出する空気のための潜在的なバリアを形成し得るような、ノズルストリップの延在方向と垂直な方向に高度に湾曲したガラスペインのプレストレスの間において、特に有用である。これは特に、二つの空間方向で高度に湾曲し（いわゆる「三次元屈曲」又は「球状屈曲」）、高い曲げ深さを有するペインの場合に生じる。そのような高度に屈曲したペインは一種のケトル（釜状陥没地）を形成し、特に従来から使用されている直方体状のノズルストリップを使用した場合には、ガスがあまり十分には流れず、流出ガスの追加的なバリアが構成される。このため、特に有利な実施形態では、本発明による方法は、そのように高度に湾曲したガラスペインに適用され、少なくとも凹状のペインに向けられたブローボックスには、本発明によるノズルストリップが備え付けられる。このガラスペインは、好ましくは、ノズルストリップの延在方向に垂直な湾曲方向に、少なくとも５の、好ましくは少なくとも８の、特に好ましくは少なくとも１０の曲げ勾配ＢＧ（ｂｅｎｄｉｎｇ ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有する。ここで、曲げ勾配は、ＢＧ＝（１００×ＫＴ）／（０．５×ＳＬ）として定義され、式中、ＳＬは、いわゆるコード長、すなわち、考慮されている方向における側端部の中心間の経路の長さであり、ＫＴは、湾曲深さ、すなわち、前記コード長からの、ペインの幾何学的中心までの垂直距離である。「コード長」及び「湾曲深さ」という表現は、当業者にはよく知られている。言及した曲げ勾配から端を発して、著しいケトル効果が生じ、本発明に基づく利点を特別な方法により本発明が実証するということが示されている。通常、ノズルストリップは、ペインのより長く広がった寸法である、ガラスペインの上部と下部との縁に平行な方向に配置されるため、上述した最小限の湾曲は、好ましくは、湾曲の垂直方向に、言い換えれば、上部の縁と下部の縁の間の湾曲方向に適用される。「上部の縁」とは、乗り物のルーフの方の上方を指すことが意図されているペインの側端部であり、「下部の縁」とは下方を指すことが意図されている側端部である。代替的な曲げ勾配は、ＢＧ’＝（１００×ＫＴ）／ＳＬとしても定義することができる。

ガラスペインの表面とコアとの間の冷却速度の違いは、圧縮応力及び引張応力の特徴的なプロファイルの形成に決定的に重要な意味を持つため、ガラスペインは熱的プレストレスを与えられるために最小限の厚さを有するものでなければならない。一般的なブローボックスでは、おおよそ３ｍｍの最小限の厚さから始まるペインを熱的にプレストレスすることができる。本発明に基づくノズルストリップによる改良されたプレストレス効率は、より薄いペインを熱的にプレストレスするための取り組みを後押しすることができる。したがって、本発明よる方法を用いて、３ｍｍ未満の厚さを有するガラスペインでさえもプレストレスすることができる。

ノズルストリップは、特に小さな距離で、障害となるノズルを短くすることによって、ペインの幾何学的形状に適合させることができる。したがって、例えば試験台において、ノズルストリップをガラスペインからの望ましい距離に動かすことができ、ガラスペイン又はそれを支える支持体構造と衝突するマーロン状のせり出しは、衝突を回避するために材料を除去することによって短くすることができる。

また、本発明は、陸上の、空中の又は水上の移動ための輸送手段における、好ましくは、鉄道乗物又は動力乗物におけるウィンドウペインとしての、特に、乗用車のリアウィンドウ、サイドウィンドウ又はルーフパネルとしての手段における、本発明の方法によってプレストレスされたガラスペインの使用も含む。

以下に図面及び例示となる実施形態を参照しながら本発明を詳細に説明する。図面は概略的に描写されたものであり、縮尺通りではない。図面は本発明を何ら制限するものではない。

図１及び図２は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるブローボックスのための、本発明によるノズルストリップ１の実施形態の詳細をそれぞれ示したものである。ノズルストリップ１はアルミニウムでできており、容易に加工することができ、有利に低い重量を有する。ノズルストリップは、例えば１１ｍｍの幅を有し、結合するブローボックスのガスチャネルを申し分ないものとするために調整された寸法を有する。一般的なノズルストリップで通例であるように、本発明によるノズルストリップ１には、ノズル４の列が組み込まれている。ノズル４はそれぞれ、ノズルストリップ１の向かい合った二つの側面間の通路（穴）である。結合するブローボックスから出るガス流を送るために、ノズル入口５を介してノズル４に入り、ノズル４からノズル開口部２を介して出ていくガス流が、ノズル４に供給される。このため、ノズル入口５を有するノズルストリップ１の側面（側部表面）は、設置位置でブローボックスの方を向いていなければならず、一方、ノズル開口部２を有する側面（側部表面）は、ブローボックスからは離れた方を向いている。

本発明によれば、ノズル開口部２が配置されているノズルストリップ１の側端部は、マーロン状のせり出し３に組み込まれ、それぞれの場合において、かかるせり出し部分３上には、ノズル開口部２がそれぞれ配置されている。この配置の利点は、流出チャネルが、隣り合うマーロン間の領域（すなわち「銃眼」）によって形成されることにある。熱的プレストレスのためにガラスペインの表面に送られるガスは、これらの流出チャネルを通じてより良くかつより素早く流出し、したがって、熱輸送を促進する。ガラス表面の冷却は、プレストレス効率が増加するようにより速く行われる。一方で、この増加したプレストレス効率は、以下の二つの異なる観点で利用される：
− 所定の応力値は、プレストレスの工程がより低いエネルギー消費で実施されるように、ガスのより低い流量で達成することができる。
− 所与のガス流で、ガラスペインにより高い応力値を実現することができ、特に、より薄いガラスペインにも熱的プレストレスを与えることができる。
これらの利点は、特に、二つの異なる空間方向に高度に湾曲しており（三次元的湾曲、球状湾曲）、そのケトル（釜状陥没地）形状のためにガスの流出が妨げられるようなペインにおいて明らかである。

ノズルストリップ１のその他の側面は、平滑な平面である。

例示となる実施形態の幾何学的寸法を以下に要約する。しかしながら、これらは例示としてのみ解釈されるべきものであり、本発明を何ら限定するものではない。

マーロン状のせり出し３は、１５ｍｍの幅ｂ、４０ｍｍの高さｈ、及び１１ｃｍの奥行きｔを有し、ここで、奥行きｔは実質的にはノズルストリップ１の幅に対応する。隣り合うせり出し３の間の距離ａは、１５ｍｍである。隣り合うノズル開口部２の中心間の距離は、３０ｍｍである。

個々のノズルは、大きく広がったノズル入口５の後に先細りの部分が続く。先細りの部分の後は、ノズル開口部２までずっと、ノズルの直径は６ｍｍで一定である。

図３及び図４は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための、本発明による装置の実施形態を示したものである。この装置は、第一の上部ブローボックス１０．１と、第二の下部ブローボックス１０．２を含み、これらのブローボックスは、ノズル開口部２が互いに対面するように、互いに向き合うようにして配置される。装置は、運搬システム１５を含み、これを用いて、プレストレスを与えられるガラスペインＩを、ブローボックス１０．１と１０．２の間に運搬することができる。ガラスペインＩは、フレーム状の支持体表面を有するフレーム構造体１６上に水平に取り付けられ、ガラスペインＩの周縁端部領域がフレーム構造体上に置かれる。実際の運搬装置１５は、例えば、レールやローラーシステムで構成され、その上をフレーム構造体１６が移動できるように取り付けられている。例えば、ガラスペインＩは、乗用車のリアウィンドウとして提供されるソーダ石灰ガラスでできている。ガラスペインＩは曲げ工程を経ており、この曲げ工程において、おおよそ６５０℃の温度で、例えば、重力による屈曲やプレスによる屈曲を利用して、ガラスペインは意図した湾曲形状にされている。運搬システム１５は、いまだ加熱状態にあるガラスペインＩを、曲げ装置からプレストレス装置へと運搬する。そこで、ガラスペインの二つの主面は、ブローボックス１０．１及び１０．２によって空気流と衝突させられ、この二つの主面は大いに冷却され、機械的引張応力及び機械的圧縮応力の特徴的なプロファイルが作り出される。その結果、熱的プレストレスを与えられたガラスペインＩは、自動車のリアウィンドウとしての使用のための、いわゆる「単層ペイン安全ガラス」として適したものとなる。プレストレスの後で、運搬システム１５によって、ペインは再びブローボックス１０．１と１０．２の間の中間領域から運搬され、このため、プレストレス装置は次のガラスペインにプレストレスを与えるために利用可能となる。この装置は、ブローボックス１０．１と１０．２を、互いに近付く方に及び互いに遠ざかる方に移動させるための手段をも有する。ガラスペインＩが、ブローボックス１０．１と１０．２の間のあらかじめ定められた位置に到達するとすぐに、空気流を利用したより大きな冷却効果を得るために、ブローボックス１０．１と１０．２の互いからの距離及びガラスペインからの距離は縮められる。プレストレスの後で、ペインそれ自体の損傷又はノズルストリップ１の損傷なしでガラスペインＩを運び去るために、この距離は再び広げられる。ガラスペインＩの運搬方向は、灰色の矢印で図３中に示してある。

ブローボックス１０．１及び１０．２は、例えば、独国特許第３９２４４０２ Ｃ１号明細書、又は国際公開第２０１６／０５４４８２ Ａ１号に述べられた種類のブローボックスである。これらのブローボックスは、内部空洞１１を有し、この空洞に空気流がガス供給ライン１２を介して送り込まれ、この空気流は図３及び図４に灰色の矢印で示されている。例えば、空気流は、ガス供給ライン１２を介してブローボックス１０．１又は１０．２に連結されている連続して接続された二つのファン（図示していない）によって作り出される。空気流は、ファンを止めることなく、閉鎖フラップ１３によって、遮断することができる。

ガス供給ライン１２の反対側で、チャネル１４が空洞１１に接続しており、このチャネル１４によって、空気流は、一連のサブストリームに分割される。チャネル１４は、一つの寸法が空洞１１と実質的に同じ長さであり、それに垂直な寸法が非常に小さい幅、例えば、おおよそ１１ｍｍである、中空のリブのようなものを形成する。その細長い断面を有するチャネル１４は、すべてのチャネルの終点がこの細長いチャネルの延在方向に対して垂直にはしる実質的に一つの直線内にあるように、互いに平行に配置されている。ここに示されているチャネル１４の数は代表的なものというわけではなく、単に動作原理を説明することにのみ役立つものである。

空洞１１はくさび形であり、すなわち、第一の次元に沿って、空洞１１の深さはブローボックスの中心で最大であり、外へ向かう両方の方向で減少する。第一の次元に垂直な第二の次元では、その奥行きは、第一の次元の所与の位置で、それぞれの場合に一定である。チャネル１４は、前記第一の次元に沿って、くさび形の空洞１１に接続されている。このため、チャネル１４は、空洞１１のくさび形を補完する深さの輪郭（外形）を有し、その深さはチャネル１４の中心で最小であって外側に向かって増加し、円滑であるがしかし、典型的には湾曲した領域で、それぞれのチャネル１４からの空気の流出を形成する。すべてのチャネル１４の空気の出口は、共通の平滑な表面を形成する。

図３及び図４は、互いに９０°の角度をなす二つの断面図を示したものである。図３は、個々のチャネル１４の断面が認識できるように、チャネル１４の配向方向を横切った、ブローボックス１０．１と１０．２の前記第二の次元に沿った断面を示している。空洞１１の深さは切断面において一定である。図４は、チャネル１４の配向方向に沿って、ブローボックス１０．１と１０．２の前記第一の次元に沿った断面を示している。図４では、空洞１１のくさび形の深さの輪郭を認識できる一方で、その深さの輪郭がまた認識できる、ただ一つのチャネル１４がこの切断面で認識できる。

それぞれのチャネル１４は、空洞の反対側の末端で、本発明に基づくノズルストリップ１で完結する。ノズルストリップ１によって、それぞれのチャネル１４の空気流は、さらなるサブストリームに再び分割され、分割されたさらなるサブストリームは、それぞれの場合にノズル４を通じて送られる。それぞれのサブストリームは、チャネル１４から出てノズル入口５を通過してノズル４に入り、ノズル４のノズル開口部２から出て、そして、ガラスペインＩの表面に衝突する。

図５は、ブローボックス１０．１と１０．２のノズル開口部２の平面図を示す。ここにおいても、ノズルストリップ１の数は代表的なものというわけではなく、単に説明のためにのみ役立つものである。一のノズルストリップ１のマーロン状のせり出し３が、それぞれの場合に、二つの隣接するノズルストリップ１の「銃眼」と隣り合うように、隣接するノズルストリップ１は互いに対して相殺されていることが認識できる。この配置の結果、ノズル開口部２の最も均一な分布を得ることが可能となる。

図６は、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための本発明による方法の例示的な実施形態を、フローチャートを使って示したものである。

図７は、本発明によるノズルストリップ１の別の実施形態を示す。マーロン状のせり出し３は、ここでは直方体状ではない。代わりに、ノズル開口部２を有するノズルストリップ１の表面は湾曲している。示されているノズルストリップの側面図（すなわち、ノズル開口部２を有する表面と反対側の表面とがつながっていて、ノズルストリップ１の長い寸法に沿って配置される表面の平面図）では、凸状の波の山と凹状の波の谷を有する波の輪郭（外形）になっている。ノズル開口部２は、波の山頂に配置されている。ノズル開口部２を有する表面には平らな部分がなく、ガラスの破片が引っ掛り得るマーロン状のせり出し３の間には縁（端部）が形成されない。このため、ガラスの破損後に、このノズルストリップ１は、容易に清掃することができる。

図８は、ガラスペインＩの概略的な断面図を使って曲げ勾配ＢＧを説明するものである。曲げ勾配ＢＧは、ガラスペインの曲げの程度を表現するものである。曲げ勾配は、ＢＧ＝（１００×ＫＴ）／（０．５×ＳＬ）として定義される。コード長ＳＬは、考慮されている方向における側端部の中心間の経路の長さである。湾曲深さＫＴは、前記経路からのペインの幾何学的中心までの垂直距離である。曲げ勾配ＢＧは、最終的にはペインの幾何学的中心と側端部の中心とを通じた直線の傾きを指し、これは図８中に破線で示してある。曲げ勾配ＢＧが大きくなればなるほど、ガラスペインＩはますますケトル状となって本発明による効果がいっそう有利なものとなる。すなわち、追加の空気流出チャネルの提供による、改良された効率が明らかとなる。

８を超える垂直曲げ勾配と４を超える水平曲げ勾配とを有するリアウィンドウに、本発明によるブローボックスと、直方体状のノズルストリップを有する先行技術のブローボックスとを用いて、プレストレスを与えた。ブローボックスからガラスペインまでの距離を同じにして、ファンの速度、したがって、空気流の流速を制御し、本発明によるノズルストリップと先行技術によるノズルストリップとで、同じ破壊様式が生じるようにした。破壊様式はガラスペインの破損時の破片の数及び大きさによって特徴付けられ、実施されたプレストレスの度合いの尺度となるものである。本発明によるノズルストリップによって、５％を超えるエネルギーの節約ができたことがわかった。この結果は、当業者にとっては予想外のものであり、驚くべきものであった。

１ ノズルストリップ
２ ノズル開口部／ノズル４の出口開口部
３ ノズルストリップ１のマーロン状のせり出し
４ ノズル
５ ノズル入口／ノズル４の入口開口部
１０．１ 第一のブローボックス／上部ブローボックス
１０．２ 第二のブローボックス／下部ブローボックス
１１ ブローボックス１０の空洞
１２ ブローボックス１０のガス供給ライン
１３ ガス供給ライン１２の閉鎖フラップ
１４ チャネル／ブローボックス１０のノズルウェブ
１５ ガラスペインの運搬システム
１６ ガラスペインのためのフレーム構造体
ｂ マーロン状のせり出し３の幅
ｈ マーロン状のせり出し３の高さ
ｔ マーロン状のせり出し３の奥行き
ａ 隣り合うせり出し３の間の距離
Ｉ ガラスペイン
ＳＬ コード長
ＫＴ 湾曲深さ

Claims (14)

1. ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックスのための、ノズルストリップ（１）であって、このノズルストリップは、ノズル開口部（２）を通過する空気流を、ガラスペイン（Ｉ）の表面に衝突させるためのノズル入口（５）及びノズル開口部（２）をそれぞれ有するノズル（４）の列を有しており、
   ここで、前記ノズルストリップ（１）と一体になって組み込まれている前記ノズル開口部（２）は、前記ノズルストリップ（１）の側面のマーロン状のせり出し（３）上に配置されている、前記ノズルストリップ（１）。
2. 前記ノズル開口部（２）が、１０ｍｍ〜５０ｍｍの互いに離れた距離に配置されている、請求項１に記載のノズルストリップ。
3. 前記ノズル開口部（２）が、４ｍｍ〜１５ｍｍの直径、好ましくは、５ｍｍ〜１０ｍｍの直径を有する、請求項１又は２に記載のノズルストリップ。
4. 前記せり出し（３）の高さ（ｈ）が、１０ｍｍ〜１５０ｍｍ、好ましくは、３０ｍｍ〜１００ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
5. 前記せり出し（３）の幅（ｂ）が、少なくとも、前記ノズル開口部（２）の直径に３ｍｍを加えた幅に相当する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
6. 隣接する前記せり出し（３）の間の距離（ａ）が少なくとも５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
7. 前記ノズル（４）が、前記ノズル入口（５）から前記ノズル開口部（２）の方向に先細りになる断面を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
8. 前記ノズルストリップ（１）が、アルミニウム又はスチールを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
9. 前記マーロン状のせり出し（３）を有する前記ノズルストリップ（１）が、少なくとも一部の領域において湾曲しており、それによって、前記マーロン状のせり出し（３）を有する前記ノズルストリップ（１）の側面が平らな部分を有さない、請求項１〜８のいずれか一項に記載のノズルストリップ。
10. 空洞（１１）、前記空洞（１１）に接続しているガス供給ライン（１２）、及び前記空洞（１１）に接続しているチャネル（１４）の列を含む、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるためのブローボックス（１０．１、１０．２）であって、少なくとも一つのチャネル（１４）には、前記空洞（１１）の反対側において、請求項１〜９のいずれか一項に記載のノズルストリップ（１）が備え付けられている、前記ブローボックス。
11. 以下を含む、ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための装置：
    − 第一のブローボックス（１０．１）のノズル開口部と第二のブローボックス（１０．２）のノズル開口部とが互いに向き合うようにして、互いに向かい合って配置された第一のブローボックス（１０．１）及び第二のブローボックス（１０．２）、ここで、前記第一のブローボックス（１０．１）及び／又は前記第二のブローボックス（１０．２）には、請求項１〜９のいずれか一項に記載の少なくとも一つのノズルストリップ（１）が備え付けられている；及び
    − ガラスペイン（Ｉ）を前記第一のブローボックス（１０．１）と前記第二のブローボックス（１０．２）の間の中間領域に移動させるための手段。
12. ガラスペインに熱的プレストレスを与えるための方法であって、
    （ａ）二つの主面と周囲側端部とを有する加熱されたガラスペイン（Ｉ）を、前記二つの主面にガス流が衝突するようにして、第一のブローボックス（１０．１）と第二のブローボックス（１０．２）の間の区域に配置し、ここで、前記第一のブローボックス（１０．１）及び／又は前記第二のブローボックス（１０．２）には、請求項１〜８のいずれか一項に記載の少なくとも一つのノズルストリップ（１）が備え付けられており；
    （ｂ）前記二つのブローボックス（１０．１、１０．２）によって、前記ガラスペイン（Ｉ）の前記二つの主面にガス流を衝突させて、前記ガラスペイン（Ｉ）を冷却する、
    前記方法。
13. 前記ノズルストリップ（１）の延在方向と垂直な湾曲方向について、前記ガラスペイン（Ｉ）が、少なくとも５である曲げ勾配ＢＧを有し、
    ここで、ＢＧ＝（１００×ＫＴ）／（０．５×ＳＬ）であり、式中、ＳＬは考慮されている方向におけるコード長であり、ＫＴは湾曲深さである、請求項１２に記載の方法。
14. 陸上の、空中の又は水上の移動ための輸送手段における、好ましくは、鉄道乗物又は動力乗物におけるウィンドウペインとしての、特に、乗用車のリアウィンドウ、サイドウィンドウ又はルーフパネルとしての、請求項１２又は１３に記載の方法によってプレストレスを与えられたガラスペイン（Ｉ）の使用。