NO143936B - Glassplate for anvendelse som side- eller bakvindu for et motorkjoeretoey - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av flate

eller buede glassplater av termisk herdet glass og av den type som f.eks. anvendes som side- eller bakvindu i motor-kjøretøyer.

En sådan glassplate kan herdes ved oppvarming av platen

til en temperatur nær glassets mykningspunkt, hvoretter glassplaten utsettes for rask avkjøling ved å rette kjøle-stråler, vanligvis av luft, samtidig mot begge sideflater av glassplaten. Nedkjøling av glassplatens overflate på

denne måte frembringer temperaturgradienter innenfra og utover gjennom glassplatens tykkelse, og disse gradienter opprettholdes mens glassplaten nedkjøles forbi sitt spenningspunkt, hvilket fører til permanente trykkspenning-

er i glassets overf3atesjikt og tilsvarende strekkspenning-

er i midtområdet av glasstykkelsen. Den oppnådde herdningsgrad varierer med nedkjølingstakten og øker med tiltagende kjøletakt.

Kjølestrålene bringes vanligvis til å sveipe frem og til-

bake i flere retninger over glassets sideflater, for der-

ved å frembringe en jevnt herdet glassplate, hvori strekk-spenningene i midtområdet av platetykkelsen er av samme størrelse i alle retninger i glassplatens plan, idet den lokale kjølevirkning av kjølestrålenes anslag mot glass-

platen jevnes ut.

Sådanne glassplater som er herdet ved bråkjøling i luft,

har vanligvis et forhold mellom trykkspenninger i glassoverflaten og indre strekkspenninger på omkring 2:1, og herdningsgraden kan således ganske enkelt spesifiseres ved angivelse av de indre strekkspenninger som foreligger i glassplaten.

Når sådanne jevnt herdede glassplater brister, brytes da

opp i små glasspartikler og denne prosess kalles "dicing".

Den måte hvorpå glassplatene brister og særlig finheten av

de glasspartikler som dannes, avhenger av glassplatens herdingsgrad. De dannede glasspartiklers finhet øker vanligvis med herdingsgraden.

I de fleste land foreligger det offentlige bestemmelser

som angir de fordringer som stilles i tilfelle knusing av herdede glassplater som skal anvendes som side- eller bakvindu for motorkjøretøyer.

Sådanne bestemmelser spesifiserer vanligvis at den herdede glassplate skal knuses ved lokalt anslag mot et bestemt sted på glassplaten, og to sådanne bestemte steder er henholdsvis i glassplatens geometriske midtpunkt og i et punkt nær kanten av platen. Det kreves så at det av den knuste glassplate skal velges ut områder hvor partikkelantallet er et minimum og hvor partikkelantallet er maksimum, og det er satt grenser for tillatelig minste og største partikkelantall i sådanne områder. Det minste tillatelige partikkelantall bestemmer den maksimale partikkel størrelse som kan oppstå ved knusing av platen,

for derved å begrense faren for skjærsår forårsaket av større glasskår som følge av glassplatens knusing ved en ulykke. Det største tillatelige partikkelantall bestemmer den største finhetsgrad av de glasspartikler som fremkommer ved knusing av glassplaten, for derved å begrense faren for at fine glasspartikler skal trenge inn i orga-nismen .

For nærværende er side- og bakvinduer for kjøretøyer til-virket av glass av omkring 4 til 6 mm tykkelse, og som kan være jevnt herdet på den måte som er beskrevet ovenfor med det formål å tilfredsstille de offisielle knusningsforskrifter.

Glassplater av tykkelse 4 mm og mer tilfredsstiller

f.eks. den E.E.C.-standard som det er henvist til neden-for, hvis platen er jevnt herdet til å ha indre strekkspenninger i området 55 til 59 MN/m 2. For nedsettelse av

vekt foreligger det imidlertid en tendens til anvendelse av tynnere glass i motorkjøretøyer, f.eks. glassplater av tykkelse omkring 3 mm, idet glasstykkelser i området 2,5 til 3,5 mm er av særlig interesse.

I det standardutkast som for nærværende er under behandling i det europeiske fellesmarked (E.E.C.), kreves det at antallet partikler innenfor et hvilket som helst kvadrat på 5x5 cm av det knuste glass, bortsett fra et 3 cm bredt bånd rundt kanten av glassplaten og et sirkelformet område med radius på 7,5 cm rundt det punkt hvorfra knusingen utgikk, må minst være 50 og høyst være 300.

Det er imidlertid funnet vanskelig å herde sådanne tynne glassplater til å tilfredsstille de offisielle knusings-fordringer. Særlig er det funnet at vanskeligheten med å herde glassplater av tykkelse 3,5 mm eller mindre til å tilfredsstille de offisielle knusefordringer, øker med økende platestørrelse. Denne vanskelighet er særlig frem-tredende ved størrelser større enn omkring 1100 x 500 mm. Dette tilsvarer imidlertid bare omtrent det minste bakvindu for kjøretøyer som for nærværende er i produksjon. Mange sidevinduer for kjøretøyer er også omkring denne størrelse eller større. Videre er det ikke funnet mulig ved konvensjonell luftherdingspraksis å fremstille jevnt herdede side- og bakvinduer av tykkelse omkring 3 mm som vil tilfredsstille fordringene i den foreslåtte E.E.C.-standard for minste og største partikkelantall ved knusing fra de spesifiserte anslagspunkter, og særlig da ved knusing ut fra glassplatens geometriske midtpunkt. Hvis en sådan glassplate er utsatt for jevn herding med det formål å tilfredsstille fordringene i ovenfor nevnte foreslåtte standard med hensyn til minste partikkelantall, er det funnet at fordringene til største partikkelantall ikke kan tilfredsstilles, og vice versa.

Den foreslåtte E.E.C.-standard krever også at den knuste glassplate ikke skal inneholde noen langstrakte partikler med skarpe ender og lengde over 6 cm, idet sådanne partikler betegnes som "splinter". Det er heller ikke funnet mulig å fremstille en jevnt herdet glassplate av tykkelse omkring 3 mm og som tilfredsstiller denne sistnevnte fordring, da knuste glassplater av denne art vanligvis omfatter splinter.

Britisk standard nr. PS 5282 med tittelen "Road Vehicle Safety Glass" er mindre streng enn den foreslåtte E.E.C.-standard, idet den fore glassplater av tykkelse mindre enn 4 mm spesifiserer et minste tillatt partikkelantall på 40 innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm og et største tillatt partikkelantall på 400 innenfor et kvadrat av samme størrelse. Den britiske standard forbyr også prinsippielt nærvær av splinter med større lengde enn 6 cm i det knuste prøveglass. Det er funnet mulig ved streng styring av eksisterende herdingsprosesser å fremstille jevnt herdede glassplater med tykkelse omkring 3,0 mm og som er i stand til å tilfredsstille kravene i nevnte britiske standard med hensyn til største og minste partikkelantall. Denne nødvendige strenge styring ér imidlertid vanskelig å oppnå ved rutineartet kommersiell fremstilling.

Den største vanskelighet ved å oppfylle britisk standard ligger imidlertid i å oppfylle kravet til at ingen splinter skal forekomme i den knuste glassplate.

På grunnlag av det som er angitt ovenfor er det derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en glassplate av den art som anvendes i side- og bakvinduer for motorkjøretøyer og som har en tykkelse fra 2,5 til 3,5 mm, særlig ca. 3 mm tykkelse, samt herdes på en måte som gjør at den vil tilfredsstille fastlagte standardfordringer ved knusning, slik som f.eks. den foreslåtte E.E.C.-standard, idet platen på i og for seg kjent måte utsettes for varierende bråkjøling over sin flateutstrekning.

Oppfinnelsen gjelder således en glasspalte for anvendelse som side- eller bakvindu for et motorkjøretøy og av tykkelse 2,5 til 3,5 mm, idet platen for å hindre at det ved knusing fremkommer glassplinter med lengde over 6 cm er herdet i varierende grad for å frembringe en fordeling av områder av sterkere herdet glass og mellomliggende områder av svakere herdet glass, således at det i glassplaten oppstår innbyrdes nærliggende soner, hvori de største hovedspenninger som virker i glassplatens plan er av forskjellig størrelse og retning.

På denne bakgrunn av i og for seg kjent teknikk har glassplaten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at middelverdien av strekkspenningen midt inne i glassplaten, tatt over nevnte områder av henholdsvis sterkere og svakere herdet glass, ligger mellom et maksimum på 62 MN/m 2 som gjelder for alle glasstykkelser fra 2,5 til 3,5 mm, og et minimum som varierer omvendt med glasstykkelsen fra en verdi på 56,5 MN/m 2 for 2,5 mm tykt glass til en verdi på 53 MN/m 2 for 3,5 mm tykt glass, og den nevnte forskjell mellom de største hovedspenninger i det minste for noen av de innbyrdes nærliggende soner ligger i området 8-25 MN/m 2, mens avstanden mellom midtpunktene av sådanne innbyrdes nærliggende soner med største hovedspenning i innbyrdes forskjellige retninger er fra 15 til 30 mm.

Herdede glassplater med de ovenfor angitte egenskaper vil

i det minste tilfredsstille fastlagte knusningskrav til et minste partikkelantall på 40 og et største partikkelantall på 400 innenfor et hvilket som helst kvadrat på 5 x 5 cm av det knuste glass, slik som det f.eks. er angitt i britisk standard nr. B S 5282. Sådanne glassplater vil også tilfredsstille den prinsippielle fordring i britisk standard nr. B S 5282 at den knuste glassplate ikke skal inneholde noen splinter som er større enn 6 cm i lengde.

Fortrinnsvis bør den midlere indre strekkspenning i glassplaten ligge i området fra maksimum på 59,5 MN/m for alle

glasstykkelser fra 2,5 til 3,5 mm, til et minimum på

58 MN/m 2 for 2,5 mm tykt glass samt invert varierende med glasstykkelsen ned til et minimum på 54,5 MN/m 2 for 3,5 mm tykt glass.

Sådanne glassplater vil også tilfredsstille foreslåtte strengere knusningsfordringer med krav om et minste partikkelantall på 50 og et største partikkelantall på

300 innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm av den knuste glassplate, slik det f.eks. er spesifisert i den foreslåtte E.E.C.-standard. Glassplater med sådanne egenskaper vil også tilfredsstille det krav den foreslåtte E.E.C.-standard at den knuste glassplate ikke skal inneholde noen splinter av større lengde enn 6 cm.

Det foretrekkes i henhold til oppfinnelsen at det opprettes en jevn fordeling av nevnte områder av sterkere herdet glass med likeledes jevnt fordelte områder med svakere herdet glass.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av noen utførelseseksempler og under henvisning til de ved-føyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser, sett fra siden, et anlegg for formbøyning og herding av en glassplate i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser mer detaljert og sett forfra kjølerammer for høyt trykk og som utgjør en del av anlegget i fig. 1. Fig. 3 viser sett forfra en del av en kjøleboks for lavt trykk og anvendelse i anlegget i fig. 1.

Fig. 4 viser et snitt langs linjen IV-IV i fig. 3.

Fig. 5 viser en typisk knusing av 3 mm tykt glass som er herdet på konvensjonell måte. Fig. 6 er en grafisk fremstilling som viser knusnings-egenskapene for den herdede glassplate i fig. 5. Fig. 7 er en grafisk fremstilling som viser antallet splinter i den knuste glassplate i fig..5. Fig. 8 viser knusingsmønsteret for en varierende herdet glassplate i henhold til oppfinnelsen og fremstilt ved en prosess som benytter seg av kjølerammer med høyt trykk. Fig. 9 viser knusingsmønsteret for en varierende herdet glassplate i henhold til oppfinnelsen og fremstilt ved anvendelse av kjølebokser med lavt trykk. Fig. 10 viser knusingsmønsteret for en varierende herdet glassplate i henhold til oppfinnelsen og fremstilt ved en ytterligere fremgangsmåte som benytter kjølerammer ved høyt trykk. Fig. 11 er en grafisk fremstilling som angir knusings-egenskapene for en herdet 3 mm tykk glassplate i henhold til oppfinnelsen og med knusingsmønster som antydet i fig. 8, 9 og 10. Fig. 12 er en grafisk fremstilling som angir at ingen splinter foreligger i de knuste glassplater som er vist i fig. 8, 9 og 10. Fig. 13 er en grafisk fremstilling av samme art som fig. 11, men som gjelder for glasstykkelser 2,5 og 3,5 mm, og Fig. 14 er en grafisk fremstilling av samme art som fig. 12 for glassplater hvis knusingsegenskaper er angitt i fig. 13.

Det anlegg som er vist i fig. 1 dg 2, er av konvensjonell utførelse og omfatter en varmeovn 1 for oppvarming av en glassplate 2 som skal bøyes og herdes. Et par bøyeformer 3 og 4 er anordnet på oversiden av varmeovnen 1, og et par innbyrdes motstående luftkjølingsrammer 5 er anbrakt over bøyeformene 3 og 4. Glassplaten 2 bæres av tenger 6 som er opphengt i en tangstang 7. Tangstangen 7 henger i tråder 8 fra en heiseinnretning av kjent utførelse.

Oppvarming av glassplaten 2 mens den er opphengt i tangstangen 7 i varmeovnen 1, finner sted ved varmestråling fra varmeelementer 1<1>, som er montert på de innbyrdes motstående vegger i varmeovnen 1 som vender mot glass-

platen 2.

Bøyeformene omfatter en matriseform 3 og en patriseform

4. Matriseformen 3 omfatter et rammestykke 9 med konkav krumning og montert ved hjelp av innstillingsskruer 10 på

en bakplate 11. Patriseformen 4 er av lignende konstruk-

sjon som matriseformen 3 og omfatter et rammestykke 9'

med konveks krumning og montert ved hjelp av innstillingsskruer 10' på en bakplate 11'. Bakplaten 11 for matriseformen 3 er montert på et drivstempel 12, og bakplaten 11'

for patriseformen 4 er montert på et lignende drivstempel 12' .

Kjølerammene 5 er av høytrykkstype og omfatter vertikale tilførselsrør 13 med grener 14 forbundet ved hjelp av bøyelige slanger 15 med en trykkluftkilde, som ikke er vist. Tilførselsrørene 13 står i forbindelse med koblingshoder 16 som er tilsluttet en rekke perforerte rør 17, som hver er utstyrt med en rekke innbyrdes adskilte åpninger langs sin lengdeutstrekning. I den konstruktive utførelse som er vist mer detaljert i fig. 2, er kjølerammene 5 sammensatt av innbyrdes svingbare ledd, som hver utgjør en underenhet 19 og omfatter et antall gjennomhullede rør 17, som er tilsluttet felles koblingshoder 16 og hvert sitt tilførselsrør 13 for lufttilførsel til vedkommende underenhet 19. Hver av underenhetene 19 er svingbart opphengt på et hengsel, slik som vist ved 20 i fig. 1. Underenhetene 19 av kjølerammene 5 kan være anordnet enten i parallelle plan eller langs en krum kurve med det formål å bråkjøle en glassplate 2 som er blitt bøyd mellom formene 3 og 4 etter at den har forlatt varmeovnen.

Fig. 3 og 4 viser detaljer ved lavtrykks-bokser 5 som kan brukes for bråkjølingen som et alternativ til høytrykks-rammene i fig. 1 og 2. Hver sådan lavtrykksboks 5 omfatter et forgreningshode 21 med en frontplate 22 som har krum form for tilpasning til en glassplates krumning etter at den har blitt bøyd. En rekke kjølemunnstykker 2 3 er plugget inn i frontplaten 22 og anordnet i et gjentatt fempunktsmønster, som er vist i fig. 3.

Ved anvendelse av anlegget opphenges en glassplate 2 i varmeovnen 1 fra tangstangen 7 som befinner seg i ned-

senket stilling. Når glassplaten 2 har blitt oppvarmet til en passende temperatur for bøyning og påfølgende brå- .... kjøling, heves tangstangen 7 for å løfte glassplaten 2 til en stilling mellom de åpne bøyeformer 3 og 4. Bøyeformene 3 og 4 lukkes så om den varme glassplate 2 og bøyer platen

2 til en ønsket krumning. Etter bøyningen åpnes formene

3 og 4, og tangstangen 7 heves ytterligere for å løfte den bøyde glassplate 2 i stilling mellom kjølerammene 5. Vanligvis er kjølerammene 5 montert på sådan måte at de

kan trekkes fra hverandre for å tillate hensiktsmessig innstilling av den bøyde glassplate mellom rammene 5, som derpå fremføres i stilling for bråkjøling av glassplaten.

Underenhetene 19 av rammene 5 er allerede på forhånd inn-

stilt i forhold til hverandre for tilpasning til den bøyde glassplates krumning.

Glassplaten bråkjøles så ved hjelp av luftstrømmer fra åpningene 18 i rørene 17 på kjølerammene 5, eller gjennom munnstykkene 2 3 i kjølebokser av lavtrykkstype, slik som vist i fig. 3 og 4.

Ved en konvensjonell luftkjølingsprosess sveipes kjøle-rammene, enten de er av høytrykkstype som vist i fig. 1 og 2, eller av lavtrykkstype som vist i fig. 3 og 4, frem og tilbake i flere retninger i forhold til glassplaten, for derved å jevne ut avkjølingen over glassplatens overflater. Jevn avkjøling av glassplatens overflater på denne måte, frembringer temperaturgradienter innenfra og utover gjennom glassplatens tykkelse, og disse gradienter opprettholdes mens glasset avkjøles gjennom sitt spenningspunkt. Dette resulterer i dannelse av jevne strekkspenninger i det indre av glasset, og som er av samme størrelse i alle retninger langs glassplatens plan. Kompenserende trykkspenninger frembringes langs glassplatens sideflater, og forholdet mellom de indre strekkspenninger og de ytre trykkspenninger i glassplaten er omtrent 2:1.

Luftstrømmenes intensitet innstilles ved regulering av lufttrykket på sådan måte at den ønskede herdningsgrad oppnås for glassplaten. Den påkrevede herdningsgrad som ønskes oppnådd, er bestemt av behovet for å oppnå spesielle knusingsegenskaper for den herdede glassplate, således at de forskjellige standardkrav som foreligger i de forskjellige land, kan tilfredsstilles.

Et sett sådanne standardfordringer er foreslått for det europeiske fellesmarked (E.E.C.), slik som angitt ovenfor. Denne standard spesifiserer at herdede glassplater som er beregnet på å anvendes som side- og bakvinduer i motor-kjøretøyer, når de knuses ved lokalt anslag mot forut bestemte punkter av glassoverflaten, nemlig to spesielle punkter henholdsvis i glassplatens geometriske midtpunkt og et sted nær glassplatens kant, skal knuses i samsvar med spesielle kriterier. Partikkelantallet innenfor et vilkårlig kvadrat på 5 x 5 cm på overflaten av den knuste glassplate, bortsett fra et 3 cm bredt bånd rundt glassplatens kant og et sirkelformet område med radius på

7,5 cm rundt det punkt som knusningen utgår fra, må være minst 50 partikler og høyst 300 partikler. Disse standardforskrifter krever også at den knuste glassplate ikke skal inneholde noen splinter av langstrakt form og med spisse ender samt en lengdeutstrekning på mer enn 6 cm.

Det er funnet at ved forsøk på å herde glass av 3 mm tykkelse ved konvensjonell luftherding, har det ikke vært mulig, uansett i hvilken grad glasset herdes, å tilfredsstille den foreslåtte E.E.C.-standard for side- og bakvinduer, særlig når ruten knuses ut fra et anslagspunkt i glassplatens geometriske midtpunkt. Fig. 5 viser en avbildning av en sådan 3 mm knust glassplate, som har vært gjenstand for jevn herding ved konvensjonell luftkjøling, idet kjølerammene ble brakt til å svinge frem og tilbake i flere retninger langs glassplatens sideflater. Glassplaten ble så utsatt for knusning ved lokalt anslag mot platens geometriske midtpunkt, og knus-ningens forplantningsretning er angitt ved piler 24 i fig. 5. Det fremkom da splinter 25 av en lengde større enn 6 cm i den knuste glassplate, således at denne plate ikke vil kunne tilfredsstille fordringene i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard, som ikke tillater sådanne splinter. Partikkelantallet i den knuste glassplate ble også funnet å være mindre enn det minste tillatelige antall på 50 partikler innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm i henhold til den ovenfor nevnte, foreslåtte standard. Fig. 6 og 7 viser de oppnådde resultater ved knusningen av et antall glassplater av 3 mm tykkelse og jevnt herdet på samme måte som platen i fig. 5, til forskjellige herdningsgrader ved hjelp av konvensjonell luftkjøling.

I fig. 6 er antallet partikler innenfor et kvadrat på

5 x 5 cm av glassplaten undertegnet som funksjon av glassets midlere indre strekkspenning angitt i MN/m 2 og målt ved hjelp av en laser-kilde, slik som beskrevet i en artikkel med tittelen "Stress Measurements in Tempered Glass Plates by Scattered Light Method with a Laser Source" av S. Bateson, J.W. Hunt, D.A. Dalby og N.K. Sinha i Bulletin of the American Ceramic Society, Vol 45, nr. 2

(1966), sidene 193 til 198.

Øvre (50) og nedre (300) grense for antall partikler spesifisert i den foreslåtte E.E.C.-standard er angitt ved de stiplede horisontale linjer i fig. 6. Den hel-trukkede linje A representerer det største oppnådde antall partikler, mens linjen B representerer det minste oppnådde partikkeltall. For alle verdier av midlere indre strekkspenning som gir et største antall partikler under 300, vil det tilsvarende minste antall partikler som ble funnet, være mindre enn 50. Når videre det minste antall partikler er større enn 50, vil det tilsvarende største antall partikler være større enn 300. Det foreligger således ingen verdi for midlere indre strekkspenning hvor den foreslåtte E.E.C.-standard kan tilfredsstilles.

I fig. 7 er antallet splinter av lengde større enn 6 cm

i de foreliggende knuste glassplater opptegnet som funksjon av midlere indre strekkspenning angitt i MN/m 2, og den resulterende kurve viser at den midlere indre strekkspenning må være større enn omkring 58 MN/m for å sikre at det ikke foreligger noen sådanne splinter i den knuste glassplate. Det største partikkelantall innenfor det angitte kvadrat ved en spenning på 58 MN/m 2 er imidlertid meget høyere enn 300.

Kurvene i fig. 6 og 7 viser at det ikke er funnet mulig å herde en glassplate av tykkelse 3 mm ved hjelp av konvensjonelle luftkjølingsmetoder på en måte som tilfredsstiller den foreslåtte E.E.C.-standard.

Den nedre (40) og øvre (400) grense for partikkelantallet som kan tillates innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm i henhold til britisk standard nr. B S 5282, er angitt i fig. 6 ved horisontale strek/prikk-linjer. Glassplater med indre strekkspenning innenfor et område fra omkring 56 til 59,5 MN/m viser seg å tilfredsstille britisk standard med hensyn til største og minste tillatelige partikkelantall. Fig. 7 viser imidlertid at nærvær av splinter av lengde større enn 6 mm i sådanne glassplater, vil kunne gjøre det vanskelig å tilfredsstille fordringene i henhold til britisk standard. Bare glassplater med indre strekkspenning i området fra 58 til 59,5 MN/m 2 vil nemlig kunne oppfylle fordringene i henhold til britisk standard med hensyn til største og minste tillatelige partikkelantall, samtidig som splinter lengre enn 6 cm helt unngås i de knuste glassplater.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det imidlertid funnet at glassplater av den art som anvendes som side-eller bakvinduer i motorkjøretøyer og har en tykkelse fra 2,5 til 3,5 mm, og særlig plater av 3 mm tykkelse faktisk kan herdes på en måte som vil sette platene i stand til å oppfylle fastlagte knusningsforskrifter, slik som f.eks. den foreslåtte E.E.C.-standard.

Ved anvendelse av det viste apparat i fig. 1 og 2 og ved

å gi kjølerammen 5 for høyt trykk en liten vertikal svingebevegelse, kan det oppnås en glassplate med varierende herdingsgrad i henhold til oppfinnelsen, og en sådan glassplate har vist seg å ha et knusemønster som angitt i fig. 8. Åpningene 18 i de perforerte rør 17 i kjøle-rammene 5 er anordnet på sådan måte at motstående åpninger 18 i de to kjølerammer 5 ligger rett overfor hverandre. Kjølerammene 5 settes i svingning i vertikal retning med et utslag som er lik avstanden mellom naboåpninger 18, og åpningene 18 er i fig. 8 vist i den stilling som de opptar ved yttergrensene av svingebevegelsen for kjølerammene 5.

Dette fører til en fordeling av lokale områder 26 av sterkere herdet glass med mellomliggende områder 27 av svakere herdet glass.

Områder 28 av glassplaten som befinner seg horisontalt mellom områder 26 av sterkere herdet glass, samt områder 29 av platen som befinner seg vertikalt mellom områder 26 av sterkere herdet glass, er gjenstand for en mellomliggende herdningsgrad og har midlere herdespenninger.

Normale herdespenninger frembringes i hvert av områdene

26, 27, 28 og 29 av glassplaten i en grad som er avhengig av kjølingstakten for disse områder. Høye indre strekkspenninger som er av samme størrelse i alle retninger langs glassplatens plan, frembringes i de sterkere herdede områder 26, mens lave indre strekkspenninger frembringes i de svakere herdede områder 27, og kompenserende trykkspenninger oppnås ved begge sideflater av glassplaten.

De midlere herdespenninger som frembringes i områdene 28

og 29 av glassplaten, er en kombinasjon av de normale herdespenninger av samme størrelse i alle retninger av glassplatens plan, og ytterligere områdespenninger som frembringes i områdene 28 og 29 på grunn av forskjellig nedkjølingstakt og sammentrekningsgrad for de inntilliggende områder 27 og 26. Disse områdespenninger er ikke av samme størrelse i alle retninger langs glassplatens plan. De indre strekkspenninger som er frembrakt i områdene 28 og 29 av glassplaten på grunn av den kombinerte virkning av de normale herdespenninger og de nevnte områdespenninger, kan oppspaltes i ulike hovedspenninger i glassplatens plan,, nemlig en større hovedstrekkspenning og en mindre hovedstrekkspenning i retning vinkelrett på nevnte største hovedstrekkspenning. Som vist ved pilene 30 i fig. 8, virker den største hovedstrekkspenning i områdene 28 i en retning parallelt med svingeretningen for kjølerammene 5, mellom områder 26 av sterkere herdet glass. Pilene 31 i områdene 29 viser at den største hovedstrekkspenning i disse områder virker i en retning vinkelrett på retningen for største hovedstrekkspenning i områdene 28, hvilket vil si vinkelrett på svingeretningen for kjølerammene 5.

Størrelsen av de partikler som frembringes i en knust glassplate avhenger av platens herdningsgrad og partiklenes finhet øker stort sett med herdningsgraden. Partikler av forholdsvis liten størrelse frembringes således i de sterkere herdede områder 26, mens det i de svakere herdede områder 27 oppstår større partikler og områdene 28 og 29, som har middels herdespenninger, frembringer partikler av middels størrelse. Denne fordeling av små, større og middels store partikler gjelder for hele overflaten av den knuste glassplate, og de gjeldende standardforskrifter med hensyn til største og minste antall partikler kan oppfylles på denne måte.

Når en herdet glassplate knuses vil sprekkene ha en tendens til å løpe hovedsakelig vinkelrett på retningen av de største hovedspenninger i glasset. Dette er vist i fig. 8, hvor sprekkene er angitt å forløpe hovedsakelig perpendikulært på retningen av de største hovedspenninger 30 og 31 innenfor områdene 28 og 29, samt er rettet mot de sterkere herdede områder 26, hvor de minste partikler frembringes.

Da de største hovedspenninger i tilstøtende områder 28 og 29 står vinkelrett på hverandre, vil dette medføre et bølgeformet knusningsmønster, hvor størrelsen av områdene 28 og 29 begrenser den maksimale partikkellengde som kan frembringes. Knusningsmønsteret i fig. 8 omfatter således ingen langstrakte partikler eller splinter av den art som forekommer i de vanlige radiale knusningsmønstre, som oppstår ved knusning av en jevnt herdet glassplate, slik som vist i fig. 5.

Fig. 9 viser knusningsmønsteret for en herdet glassplate i henhold til oppfinnelsen, og som har blitt bråkjølt ved anvendelse av lavtrykksbokser 5 av den art som er vist i fig. 3 og 4. Ved anvendelse av sådanne lavtrykksbokser 5 under en bråkjølingsprosess, holdes disse bokser stillestående og kjølemunnstykkene 23 er innstilt som vist i fig. 9. Innbyrdes motstående munnstykker 23 på de to brå-kjølingsbokser 5 er anordnet nøyaktig rett overfor hverandre .

Denne kjøleprosess fører til frembringelse av en fordeling av lokale områder 26 av sterkere herdet glass rett ut for blåsmunnstykkene 23. Områder 27 av svakere herdet glass frembringes i glassplaten på steder som ligger vertikalt eller horisontalt mellom munnstykkene 23.

Områder 28 av glass med middels herdningsgrad og ulike hovedspenninger frembringes på steder som befinner seg diagonalt mellom munnstykkene 23 i den ene skråretning.

I hver av områdene 28 er største hovedspenning rettet som angitt ved pilene 30.

Områder 2 9 av glassplaten som befinner seg diagonalt mellom munnstykkene 23 i den annen skråretning, vil også ha middels herdningsgrad og ulike hovedspenninger, med den største hovedspenning representert ved piler 31. Den største hovedspenning 31 i hvert område 29 virker i en retning hovedsakelig vinkelrett på retningen av største hovedspenning i områdene 28.

Fig. 10 viser knusningen av en herdet glassplate i henhold til oppfinnelsen, i det tilfelle platen er bråkjølt ved anvendelse av høytrykksrammene 5 i fig. 1 og 2, idet rammene utfører sirkulære svingebevegelser. Blåseåpning-ene 18 i kjølerammene er anordnet i et kvadratisk rekke-mønster og beveges langs glassplatens sideflater i sirkulære baner 32, som fortrinnsvis har større diameter enn avstanden mellom åpningene 18.

Dette fører til fremstilling av glassplater med lokale områder 26 med høyere herdningsgrad på steder hvor det foreligger maksimal innbyrdes skjæring av sådanne bevegelsesbaner for bråkjølingsåpningene 18. Områder 27 av svakere herdet glass oppstår derimot i glassplaten på steder mellom områdene 26, og hvor det foreligger et mini-malt antall skjæringer mellom bevegelsesbaner for kjøle-åpningene 18.

Områder 28 av glasset har ulike hovedspenninger og oppstår

i områder horisontalt mellom områdene 26 av sterkere herdet glass. I hvert område 28 er største hovedspenning rettet vertikalt, slik som vist ved pilene 30 i fig. 10.

Områder 29 av glass som også har ulike hovedspenninger oppstår på steder som ligger vertikalt mellom områdene 26 av sterkere herdet glass. I hvert område 29 er største hovedspenning rettet horisontalt,, slik som vist ved pilene 31 i fig. 1, hvilket vil si i en retning perpendikulært på retningen av største hovedspenning i hver av områdene 28.

Knusemønsteret for de glassplater som er vist i fig. 9 og 10, er av samme art som det mønster som er vist for glassplaten i fig. 8. Partikler av relativt liten størrel-se frembringes i de sterkere herdede områder 26, mens partikler av større omfang frembringes i de svakere herdede områder 27 av glassplaten.. Sprekkene i platen vil ha en tendens til å forløpe perpendikulært på retningen av største hovedstrekkspenninger i områdene 28 og 29 av glassplaten. Knusemønsteret for en glassplate i 'henhold til foreliggende oppfinnelse vil hovedsakelig være avhengig av midlere indre strekkspenninger, i glassplaten, samt videre av de maksimale hovedspenningsforskjeller i områdene 28 og 29 av glassplaten og avstanden mellom midtpunktene i innbyrdes nærmest liggende områder 28 og 29. Denne avstand x er angitt i fig. 8, 9 og 10. De nettopp nevnte faktorer, som faktisk bestemmer om glassplaten vil eller ikke vil tilfredsstille fastlagte standardforskrifter ved knusning, bestemmes hovedsakelig av behandlingsbetingelsene, nemlig først og fremst av størrelse og innbyrdes mellomrom for blåsåpningene 18 i høytrykksrammene i fig. 1 og 2, eller for blåsemunnstykkene 23 på lavtrykksboksene i fig. 2 og 3, samt videre av innbyrdes avstand mellom vedkommende kjølerammer eller -bokser, og det lufttrykk som påtrykkes de rammer eller bokser, samt endelig, når det gjelder høy-trykksrammene, av den måte hvorpå rammene svinges.

De indre strekkspenninger som foreligger i hver glassplate, ble målt ved den tidligere nevnte fremgangsmåte som er beskrevet i den angitte tidsskriftartikkel "Stress Measurements in Tempered Glass Plates by Scattered Light Method with a Laser Source". Dette gir et mål på middelverdien av de indre strekkspenninger i henholdsvis områdene 26 av sterkere herdet glass, områdene 27 av svakere herdet glass og områdene 28 og 29 av middels herdet glass.

Den største hovedspenningsforskjell i områdene 28 og 29

av glassplaten ble målt ved hjelp av den såkalte Senarmont-Method som er beskrevet i en tidsskriftartikkel med tittel "A Note on the use of the Senarmont Method for Measuring Stress in Glass" av H. Rawson i Journal of the Society of Glass Technology, vol XLII, sidene 119T til 124T.

De etterfølgende tabeller angir utførelseseksempler for herdede glassplater i henhold til oppfinnelsen og fremstilt ved hjelp av tre fremgangsmåter, som henholdsvis betegnes som fremgangsmåte 1, 2 og 3.

FREMGANGSMÅTE 1

Vertikalt svingende høytrykksrammer ble anvendt på den måte som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1 og 2, med det formål å frembringe sådanne spenningsforhold i glasset som er beskrevet med henvisning til fig. 8. Disse høytrykksrammer har kjøleåpninger 18 i rektangulære rekke-mønster.

FREMGANGSMÅTE 2

Stillestående lavtrykksbokser ble anvendt på den måte som er beskrevet under henvisning til fig. 3 og 4, med det formål å frembringe et sådant spenningsmønster i glasset som er beskrevet under henvisning til fig. 9. Disse lavtrykksbokser har kjølemunnstykker 23 anordnet i et fort-løpende fempunktsmønster av samme art som på domino-brikker med 5 øyne.

FREMGANGSMÅTE 3

Høytrykksrammer som vist i fig. 1 og 2, ble anvendt, idet rammene var utstyrt med kvadratiske rekker av kjøleåpninger 18 'for å frembringe sådanne spenninger i glasset som er beskrevet under henvisning til fig. 10.

Hver av de følgende tabeller I, II og III gir en sammen-ligning mellom egenskapene for glassplater som henholdsvis er fremstilt ved fremgangsmåtene 1, 2 og 3. I disse tabeller angir spalten med overskrift "Hovedspenningsforskjell" forskjellen mellom de foreliggende hovedspenninger i områder hvor denne forskjell har en maksimal verdi, slik som områdene 28 og 29 for de glassplater som er vist i fig. 8, 9 og 10.

Spalten med overskrift "Avstand x mellom områder med hovedspenningsforskjell" angir avstanden x mellom midtpunktene for innbyrdes nærmest liggende områder 28 og 29 hvor hovedspenningsforskjellen har en maksimal verdi, idet retningene av største hovedspenning i disse områder 28 og 29 står hovedsakelig vinkelrett på hverandre, slik som vist i fig. 8, 9 og 10.

Fig. 11 og 12 anskueliggjør nærmere de resultater som er angitt i tabell II for 3 mm tykke glassplater. I fig. 11

er partikkelantallet innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm i hver glassplate opptegnet som funksjon av midlere indre strekkspenning i det ubrudte glass. Den nedre (50) og øvre (300) grense for tillatelig partikkelantall i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard er angitt ved horisontale stiplede linjer. Kurven A representerer største partikkelantall og kurven B angir minste partikkelantall, og disse kurver viser at fordringene i henhold til de ovenfor angitte foreslåtte standardforskrifter er tilfredsstilt med hensyn til største og minste partikkelantall for alle verdier av indre strekkspenning mellom 55,5 og 59,5 MN/m 2.

I fig. 12 er antallet foreliggende splinter i hver av de knuste glassplater i henhold til tabell II opptegnet i av-hengighet av midlere indre strekkspenning i det ubrudte glass. Det vil bemerkes at det bare fremkommer splinter i knuste glassplater med verdier av midlere indre strekkspenning mindre enn 55 MN/m 2. Ingen splinter foreligger således i knuste glassplater med midlere indre strekkspenning i det ovenfor angitte område fra 55,5 til 59,5 MN/m 2for de plater, som i henhold til fig. 11, tilfredsstiller den foreslåtte E.E.C.-standard med hensyn til største og minste tillatelige antall partikler.

Den nedre (40) og øvre (400) grense for tillatelige partikkelantall innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm i henhold til britisk standard nr. B S 5282 er angitt i fig. 11 ved horisontale strek/prikk-linjer. Glassplater med midlere indre strekkspenninger i områder fra 54 til 62 MN/m 2 tilfredsstiller disse fordringer i henhold til britisk standard. Fig. 12 viser at splinter av lengdeutstrekning større enn 6 cm ikke foreligger i knusningsmønsteret for glassplater med indre strekkspenninger større enn 55 MN/m 2. Glassplater med indre strekkspenninger i området 55 - 62 MN/m<2 >tilfredsstiller således alle fordringer i henhold til britisk standard.

Dette område er også bredere og langt lettere å arbeide innenfor ved kommersiell fremstilling enn området 58 - 59,5 MN/m 2, som det vil være nødvendig å holde seg for å tilfredsstille fordringene i henhold til britisk standard ved jevn luftkjøling av 3 mm tykke glassplater i henhold til konvensjonelle herdningsmetoder, slik som beskrevet under henvisning til fig. 6 og 7.

Fig. 13 og 14 anskueliggjør de resultater som er angitt i tabellene I og II i forbindelse med 2,5 og 3,5 mm tykke glassplater som er herdet i henhold til oppfinnelsen. I fig. 13 er partikkelantallet innenfor et kvadrat på 5 x 5 cm av for hver plate tykkelse opptegnet som funksjon av midlere indre strekkspenning i det ubrudte glass.

Linjen A^ representerer største partikkelantall for begge glasstykkelser 2,3 og 3,5 mm, mens linjen B angir minste partikkelantall for glassplater av tykkelse 2,5 mm, og linjen B 2angir minste partikkelantall for glassplater med tykkelse 3,5 mm. Grenseverdiene for minste og største partikkelantall i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard og den gjeldende britiske standard er vist.

Fordringene til partikkelantallet i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard er tilfredsstilt av 2,5 mm tykke glassplater som har midlere indre strekkspenninger i området fra 58 til 59,5 MN/m<2>.

I fig. 14 er antallet splinter i knuste glassplater av tykkelse henholdsvis 2,5 og 3,5 mm og i henhold til

tabellene I og II, opptegnet som funksjon av midlere indre strekkspenninger i det ubrudte glass. Splinter er bare nærværende i det knuste glass av 2,5 mm tykkelse ved verdier av indre strekkspenning mindre enn 57 MN/m 2, hvilket ligger under det nevnte område fra 58 til 59,5 MN/m 2 for indre strekkspenninger, hvor fordringene i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard kan tilfredsstilles med hensyn til tillatelig partikkelantall.

Det tillatelige partikkelantall i henhold til britisk standard kan tilfredsstilles for 2,5 mm tykke glassplater som har indre strekkspenninger i området fra 56,5 til 62 MN/m , og fig. 14 viser at ingen splinter vil være nærværende i de fleste sådanne glassplater når de knuses, da den minste indre strekkspenningsverdi hvor sådanne splinter vil dannes, atter er 57 MN/m 2.

Når det gjelder 3,5 mm tykke glassplater, viser fig. 13

at fordringene til partikkelantallet i henhold til den foreslåtte E.E.C.-standard er tilfredsstillet for alle verdier av indre strekkspenning i området 54,5 - 59,5 MN/m . Fig. 14 viser at ingen splinter vil forekomme i sådanne glassplater når de knuses, idet den grenseverdi hvor splinter frembringes tilsvarer en indre strekkspenning på 53 MN/m .

Fig. 13 viser også at fordringene til partikkelantall i henhold til britisk standard også oppfylles for plater med tykkelse 3,5 mm innenfor området 53 - 62 MN/m 2 for indre strekkspenninger. Fig. 14 viser videre at grense-verdien for frembringelse av splinter i sådanne glassplater er 53 MN/m 2, og disse glassplater vil således være fri for splinter når de knuses.

Ut fra de angitte resultater i tabellene vil det være åpenbart at når det gjelder glassplater av tykkelse i området 2,5 til 3,5 mm, vil fordringene i det foreslåtte utkast til E.E.C.-standard med hensyn til høyeste og laveste antall partikler være tilfredsstillet av glassplater som er herdet i henhold til foreliggende oppfinnelse på sådan måte at de oppnår en midlere indre strekkspenning i området fra en maksimalverdi på 5 9,5 MN/m" hvor alle tykkelser fra 2,5 til 3,5 mm til en minimalverdi på 58 MN/m 2for glassplater av 2,5 mm tykkelse og invert varierende med g]asstykkelse ned til en minimal verdi på

53 MN/m 2 for 3,5 mm tykt al ass.

Det vil også vanligvis være tilfelle at ingen splinter

vil forekomme i sådanne glassplater når de knuses.

De angitte data viser også at fordringene i henhold til britisk standard nr. B S 5282 med hensyn til høyeste og laveste partikkelantall kan tilfredsstilles ved herdning av glassplater i tykkelsesområdet 2,5 til 3,5 mm i henhold til oppfinnelsen og i sådan grad at platene oppnår en midlere indre strekkspenning i området fra en maksimalverdi på 62 MN/m 2 for alle tykkelser fra 2,5 til 3,5 mm til en minimalverdi på 56,5 MN/m 2 for 2,5 mm tykt glass og invert varierende med glasstykkelsen ned til et minimum på 53 MN/m 2 for 3,5 mm tykt glass.

Også i dette tilfelle vil det vanligvis være så at ingen splinter vil forekomme i glassplater av denne art når de knuses.

De angitte eksempler i tabellene I, II og III viser at i de områder av glassplatene hvor hovedspenningene er ulike, vil de største hovedspenningsforskjeller i middeltall ligge i området 8 til 22 MN/m 2. I praksis er det funnet at denne midlere verdi for de største hovedspenningsforskjeller kan gå opp til 25 rø/m2.

De anførte eksempler i tabellene I, II og III viser også at avstanden mellom nærmest liggende områder av glassplatene hvor hovedspenningene er ulike og forskjellen mellom dem har en maksimalverdi, kan ligge i området fra 17 til 28 mm målt mellom midtpunktene for sådanne områder.

Det er funnet i praksis at avstanden mellom sådanne områder faktisk kan ligge i området 15-30 mm.

Når glasset bråkjøles med hjelp av sirkulære svingebevegelser av høytrykksrammer i henhold til fig. 1, og ut-ført i samsvar med den angitte fremgangsmåte 3, kan kjøle-rammene, og således også de kjølestråler som avgis fra disse rammer, holdes stillestående i et forut bestemt tidsavsnitt av kjøleperioden. Den sirkulære svingebevegelse kan forsinkes med 1 eller 2 sek. etter begynnelsen av kjøleperioden. Dette er funnet å øke den midlere indre strekkspenning og hovedspenningsforskjellen, og i noen utførte forsøk ble det funnet en økning i det minste partikkelantall uten noen vesentlig forandring i det største partikkelantall.

Under disse forsøk ble glassplater av tykkelse 3 mm og størrelse 800 x 800 mm herdet ved anvendelse av de viste kjølerammer i fig. 1 og 2.

De anvendte kjølerammer hadde følgende mål:

To glassplater ble bråkjølt, hvorav den første, plate A ble utsatt for sirkulær svingebevegelse av rammene over en 12 sek. kjøleperiode, mens for den annen plate, plate B, den sirkulære svingebevegelse ble forsinket med 1 sek. ved begynnelsen av perioden på 12 sek.

De oppnådde egenskaper for disse plater var som angitt i følgende tabell:

Disse resultater antyder at hensiktsmessig regulering av varigheten av kjølestrålenes svingebevegelse innenfor den totale kjøleperiode, kan medfører regulering av spennings-fordelingen i glasset og dets egenskaper ved knusning innenfor de forut bestemte spesifiserte grenser.

Som en variant av denne utførelse av bråkjølingen kan kjølestrålene settes i svingebevegelse under de første 0,5 sek. for å oppnå "setning" av glassoverflåtene, hvoretter strålene holdes stillestående i 1 eller 2 sek., eventuelt mer, og endelig, hvis så ønskes, holdes i svingebevegelse under resten av kjøleperioden.

Glassplater fremstilt som angitt ovenfor og vist i fig. 8, 9 og 10 har en jevn fordeling av områder 26 av sterkere herdet glass med jevnt fordelte mellomliggende områder 27 av svakere herdet glass. Disse områder kan variere i omfang på forut fastlagt måte innenfor forskjellige deler av glassplaten, og fordelingen vil da ikke være jevn. Dette betyr at hovedspenningsforskjellen vil være forskjellig i forskjellige mellomliggende områder 28 og 29 av platen. Disse variasjoner vil ha lokal virkning på platens knusningsegenskaper og kan anvendes som et middel til å oppnå forskjellige knusningsmønstre i forskjellige deler av platen.

Den angitte regulering av varigheten av kjølestrålenes svingebevegelse innenfor den totale kjøleperiode, kan også anvendes når glasset bråkjøles ved vertikal svingebevegelse av høytrykksrammene i samsvar med den ovenfor angitte fremgangsmåte 1 .

Claims (3)

1. Glassplate for anvendelse som side- eller bakvindu for et motorkjøretøy og av tykkelse 2,5 - 3,5 mm, idet platen for å hindre at det ved knusing fremkommer glass-splinter med lengde over 6 cm er herdet i varierende grad for å frembringe en fordeling av områder av sterkere herdet glass og mellomliggende områder av svakere herdet glass, således at det i <g>lassplaten oppstår innbyrdes nærliggende soner, hvori de største hovedspenninger som virker i glassplatens plan er av forskjellig størrelse og retning, karakterisert ved at middelverdien av strekkspenningen midt inne i glassplaten, tatt over nevnte områder av henholdsvis sterkere og svakere herdet glass, ligger mellom et maksimum på 62 MN/m 2 som gjelder for alle glasstykkelser fra 2,5 - 3,5 mm, og et minimum som varierer omvendt med glasstykkelsen fra en verdi på 56,5 MN/m 2 for 2,5 mm tykt glass til en verdi på 53 MN/m 2 for 3,5 mm tykt glass, og den nevnte forskjell mellom de største hovedspenninger i det minste for noen av. de innbyrdes nærliggende soner ligger i området 8-25 MN/m<2>", mens avstanden (X) mellom midtpunktene av sådanne innbyrdes nærliggende soner (28, 29) med største hovedspenning (30, 31) i innbyrdes forskjellige retninger er fra 15 til 30 mm.

2. Glassplate som angitt i krav 1, karakterisert ved at middelverdien av strekkspenningen midt inne i platen ligger mellom et maksimum på 59,5 MN/m 2 som gjelder for alle glasstykkelser fra 2,5 - 3,5 mm, og et minimum som varierer omvendt med glasstykkelsen fra en verdi på 58 MN/m 2 for 2,5 mm tykt glass til en verdi på 54,5 MN/m 2for 3,5 mm tykt glass.

3. Glassplate som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det foreligger en regelmessig fordeling av nevnte områder av sterkere herdet glass med jevnt fordelte mellomliggende områder av svakere herdet glass.