NO127915B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for herding av en glassplate.

Foreliggende oppfinnelse angår herding av en glassplate, og nærmere bestemt fremstilling av.tynt herdet glass.

Den moderne konstruksjon av biler har vist en tendens til bruk av mer og mer glass i karosseriet og det forsokes å redusere kjoretoyets vekt ved å anvende tynnere glass. Når tykkelsen av det glass som b.ruke-s, f.eks. i frontruten, bakruten og side-, rutene i et motorkjoretoy, reduseres bor likevel glassets styrke bibeholdes, og.glassets herdingsgrad må gi en farefri knusing når glasset går istykker.

Særlig må frontruten, enten den omfatter en enkelt glass/plate eller utgjor es av laminerte plater av tynnere glass, f .eks:.

2 mm glass, tilfredsstille' de normale, sikkerhetskrav. Disse

omfatter at sikten gjennom ruten beholdes i storst mulig grad når frontruten knuses av en skarp flyvende gjenstand, f,eks. en flyvende sten som treffer frontrutens ytterside ,: otg -åt • glasset knuses til'små. fragmenter, som; ikke er farlige, når det treffes

av en tung gjenstand'., som f. eks. kroppen til en som sitter i kjoretbyet.

Det. er således viktig å komme, .frem til én forbedret fremgangsmåte for herding av tynt glass, og som resulterer i et sterkt tynt glass som ikke vil frembringe en selv-.spr^edning av. bristepunktet når det treffes av en liten flyvende gjenstand, f.eks. en sten,

og at- det samtidig vil. knuses til små fragmenter når.-det utsettes for en bb^espenning; som'tilfores glasset når det treffes av en meget storre og tyngre .gjenstand j .f.-, eks,. ■ et menneskehode.

Det er funnet at utvalgte oljer kan anvendes som et bråkjolings-medium for en varm tynn glassplate, for å frembringe en sentral strekkspenning i glasset og et forhold mellom overflate-trykkspenning og sentral strekkspenning som sikrer en slik generell styrke av glasset at dette kan anvendes som frontrute i et motorkjoretoy.

Den foreliggende oppfinnelse angår folgelig en fremgangsmåte for herding av en glassplate av soda-kalk-kvarts-glass med tykkelse i området 0,5 mm til 2,5 mm, hvori glassplaten oppvarmes tir en temperatur nær sitt mykningspunkt og deretter bråkjoles ved å • senke det varme glasset ned i et oppvarmet oljebad, slik at det i glasset frembringes en sentral strekkspenning i området 285 kg/cm til k- 60 kg/cm , et forhold mellom overflate-trykkspenning' og sentral strekkspenning i området 1,5:1 til'3,5:1 og en dobbelt-brudd-karakteristikk som hindrer at glasset vil . danne et selv-spredende brudd når det'treffes av en liten gjenstand, f.ekjs. en sten, og at glasset oppdeles til små fragmenter når det treffes av en storre gjenstand, f. eks.'■' et '"menneskehode, og det særegne ved fremgangsmåten er at det anvendes en olje med viskositet i området 300 til 1000 centistokes ved 38°C, med flammepunkt i området - 220°C til 310°C, idet oljebadet holdes ved en temperatur i området 150°C til 2^0°C og at glasset oppvarmes til -en for-bråkjolings-temperatur i området 600°C til 7i+0°C.

De vanlig benyttede glass-sammensetninger kan herdes ved den nevnte fremgangsmåte og denne er blitt funnet særlig anvendbar for herding av tynne plater av soda-kalk-kvarts-glass. Det vil si at herdet tynt glass kan- fremstilles uten at det anvendes noen spesiell glass-sammensetning.'

Fremstilling av moderat herdet glass av. en tykkelse på 2 mm er særlig viktig i forbindelse med laminering méd.en annen glassplate, f.eks. en annen plate av lignende herdet 2 mm glass,

for fremstilling av en frontrute for et kjoretoy.

Ved herding av 2 mm glass oppvarmes glasset til 700°C, bråkjoles deretter i en olje hvis viskositet er 6^0 centistoke ved 38°C og hvis flammepunkt er 275°C, idet oljens temperatur holdes på 200°C.

I det herdede glass méd tykkelse på 2 mm oppnås en sentral strekkspenning på ^-20 kg/cm og et forhold mellom overflate-trykkspenning og sentral strekkspenning på 3:1.

Det herdede 2 mm glass danner et stjerneformet brudd når det treffes av en flyvende gjenstand, f.eks. en sten, og det knuses til små fragmenter når det treffes av en stor gjenstand, som f.eks. et menneskehode, slik at alvorlige hodeskader i det vesentlige kan unngås.

Nedenfor folger en del produksjonseksempler som vil beskrive den foreliggende fremgangsmåte nærmere.

I hver av de nedenfor angitte eksempler ble en tynn glassplate-, f.eks. 30 cm x 30 cm, av vanlig soda-kalk-kvarts-glass herd-et ved bråkjoling i en utvalgt olje.

Et foretrukket område for glassets for-bråkjblings-temperatur

er 600°C til 7kO°C og det ble funnet at glassets-oppforsel ved knusing var avhengig av denne temperatur. Det er også fordelaktig, for opprettholdelse av glassets overflatekvalitet, å arbeide nær den ovre grense av dette temperaturområde. En midlere temperatur i foreliggende område er.imidlertid mest hensiktsmessig og i.

flere av eksemplene ble glasset oppvarmet til omkring 700°C og derpå, med så liten forsinkelse som mulig, nedsenket i et bad av kjoleolje. I hvert eksempel er oljen en frisk ren olje som er oppvarmet og kontinuerlig sirkulerer gjennom tanken slik at oljetempe.raturen holdes i området 150°C til 2hO°C og fortrinnsvis på 200°C.'

Oljens viskositet.og sammensetning er funnet å ha-.betydning for

de spenninger som dannes i glasset. Jo hoyere viskositet oljen

har dess hoyere spenninger vil det oppstå i glasset. I.alminnelighet har oljer med hoyere viskositet også hoyere flammepunkt, og for

de foreliggende formål.angis den utvalgte olje ved hje^p av sin viskositet og sitt flammepunkt. Begge disse faktorer influerer

på det opprinnelige kokepunkt for det forste destillat fra oljen og de er således en indikasjon på sammensetningen av .den utvalgte

-olje.

Det er funnet at den bnskede bruddmodul og den onskede sentrale strekkspenning, så vel som det nbdvendige forhold mellom overflate-trykkspenning og sentral strekkspenning kan frembringes - ved valg av oljer hvis, viskositet, ligger i området 300 til 1000 centistoke ved 38°c °g hvis flammepunkt ligger i området 220°C til 310°C. '

For oppvarmingen av glasset, er,det funnet fordelaktig med en forutgående kantbearbeidelse av glasset hvor kanten av glasset

gis en glansende behandling ved at kanten forst bearbeides med et karborundumbelte og derpå sluttbehandles med ej: ■ korkbelte impregnert med fint j.ernoksydpulver..

De tynne glassplater som skål herdes henges opp ved hjelp av

tenger i en vertikal varmeovn med en utlopsåpning i sin nedre

ende. Når glasset er blitt varmet-til en for-bråkjblings-temperatur i områd-et 600°C til 74-0°€ heves tanken med kjoleolje, som holdes på en temperatur i-området 150°C til 2^0°C, slik at den kommer så nær den nedre utlopsåpning som mulig. Deretter senkes det opphengte varme glass med jevn hastighet på 30 cm/s ned i oljen. Det oppstår en innledende rask avkjbling av glasset og noe avdampning fra oljen og deretter kjoles glasset gradvis til oljens temperatur, hvorved de onskede spenninger frembringes i glasset når -denne temperatur er nå del, og glasset kan fjernes og vaskes. Tabellen nedenfor angir flere eksempler, på oppnådde spenninger ved bråkjoling av en. glassplate i en utvalgt olje. Ved hvert utforelseseksempel var platen. 30 cm x 30 cm. Når den var oppvarmet til den for-bråkjolings-témperatur som er angitt i tabellen ble den senket ned, med jevn hastighet på 30 cm/s, i tanken med frisk olje, som ble holdt på den temperatur som er angitt i tabellen.

Glassets tykkelse, dets fbr-bråkjblings-temperåtur og olje-. temperaturen ble variert til begge yttergrenser av de ovenfor angitte områder. De utvalgte oljer omfattet også tre forskjellige olj.er og den spesielle olje som ble anvendt i hvert eksempel er angitt i tabellen. Den fbrste olje var "Cylrex 200 M"

(Mobil Oil Company), en tung naftenisk olje hvis flammepunkt er 305°C og hvis viskositet er 97<*>+ centistoke ved 38°C. Den neste olje var "Cylrex FM" (Mobil Oil Company.) som er en lettere olje med et flammepunkt på 275°C og en viskositet på 6^0 centistoke ved 38°C. Den tredje olje "Vacuoline AA" (Mobil Oil Company) er en ennå lettere olje hvis flammepunkt er 225°C og viskositeten ligger i området 310 til 3^-2 centistoke ved 38°C.

De fremgangsmåter som anvendes for bestemmelse av verdiene for bruddmodul, den sentrale strekkspenning og forholdet mellom overflate-trykkspenningen og den sentrale strekkspenning vil nå bli beskrevet.

Den herdete.glassplate som skulle proves ble plassert tvers over et par' knivegger; og en stadig ok ende belastning ble. anvendt ved hjelp av et lignende par knivegger som var plassert nær glassplatens midtpunkt. Bruddmodulen, som tilsvarqr brudd-spenningen i den konvekse overflate av glassplaten når den.er under påkjenning, ble så beregnet ut fra den påforte belastning i bruddoyeblikket og tverrsnittet av glassplaten som,utsettes for skjær-kraft.

Den sentrale strekkspenning i den herdete glassplate ble målt ved hjelp.av et instrument utviklet avTriplex Safety Glass Company Limited. Det benyttes en polarisert lysstråle som. faller inn under,liten vinkel langs en av. hovedflåtene til glassplaten, slik at, strålen kommer ut gjennom midtpunktet av endekant-overflaten av platen. Strålen som, forlater endekant-overflaten analyseres av en Babinet-kompensator og den sentrale strekkspenning i glassplaten finnes ved å bestemme helningen av. kantene som dannes i strålen og sammenligning av denne helning med en tidligere kalibrering.

Overflate-trykkspenningen i glassplaten, for beregning av. forholdet mellom overftte-trykkspenning og den sentrale strekkspenning, oppnås ved å bruke et differensialt ov-erflate-refraktormeter konstruert av Pittsburgh .Plate Glass Company.-Med dette instrument avboyes en polarisert lysstråle inn i en. hovedflate av..glassplaten under en. kritisk vinkel som er forut-bestemt av de relative brytningsindekser for vedkommende instrumentkomponenter og.glassplaten, idet. strålen fremfores nær og parallelt med.platens overflate. Trykkspenningen i platens overflate kan bestemmes ut fra forskjellen mellom- brytnings-indeksene for lys som er polarisert henholdsvis perpendikulært på og parallelt med innfallsplanet, og det lys som kommer ut fra-overflaten analyseres for således å .gi., et mål for.overflate-trykkspenningen i glassplaten.

Disse eksempler viser at herding av glass med tykkelse i den nedre

del av tykkelsesområde lettere kan,utfores med en tyngre eller mer viskos olje. På samme måte har man at jo tykkere glasset er eller jo hoyere for-bråkjolings-temperaturen er, dess storre er.

også bruddmodulen for det herdete glass som fremstilles.

Utvelgelse av spesielle oljer for bråkjoling. av det varme glass,

idet oljene anvendes i frisk tilstand og kontinuerlig sirkuleres gjennom avkjolingstanken, har vist seg meget effektivt for fremstilling av regulert herding av tynt glass, slik at det i glasset med tilfredsstillende noyaktighet oppnås den foretrukne sentrale strekkspenning i området 285 kg/cm til ^60 kg/cm og et forhold mellom overflate-trykkspenning og sentral strekk-

spenning i området 1,5:1 til 3,5:1. Dette sikrer den nodvendige styrke av glasset for at det skal kunne anvendes for mototkjore-

tbyer eller også anvendes på spesielle steder, f.eks. i bygninger,

der en lignende styrke er påkrevet.

Det tynne herdete glass som produseres ved den foreliggende

fremgangsmåte, er særlig fordelaktig for bruk i en laminert front-

rute. Det ytre lag av dette herdete glass knuses uten.tap av synsfelt hvis det treffes av en skarp sten. Når det indre lag f.eks. treffes av et hodle knuses glasset til små fragmenter som hverken forer til oppskjæring av de som befinner seg i kjoretoyet eller det mellomliggende lag av plastmaterial i laminatet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for herding av en glassplate av soda-kalk-kvarts-

   glass med tykkelse i området 0,5 mm til 2,5 mm, hvori glass- platen oppvarmes til en temperatur nær sitt mykningspunkt og deretter bråkjoles ved å senke det varme glasset ned i et oppvarmet oljebad, slik at det i glasset frembringes en sentral strekkspenning i området 285 kg/cm p til hbO kg/cm p, et forhold mellom overflate-trykkspenning og sentral strekkspenning i området 1,5:1 til 3?5:1 og en dobbelt-brudd-karakteristikk som hindrer åt glasset vil danne et selv-spredende brudd når det treffes av en liten gjenstand, f.eks. en sten, at glasset oppdeles. I IO til små fragmenter når det treffes av en storre gjenstand, f.eks. et menneskehode, karakterisert ved at det anvendes en olje med viskositet i området 300 til 1000 centistokes ved 38°C, med flammepunkt i området 220°C til 310°C, idet oljebadet holdes ved en temperatur i området 150°C til 2^0°C og at glasset oppvarmes til en for-bråkjolings-temperatur i området 600°C til 7^0°C.