DE1910086C3

DE1910086C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Härten einer Scheibe aus Kalk-Soda-Silikat-Glas

Info

Publication number: DE1910086C3
Application number: DE19691910086
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1968-02-27
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DK137747C; GB1253681A; DK137747B; AT316785B; BE729055A; CS166692B2; ZM3469A1; DE1910086A1; SE366286B; NL6903047A; SE348451B; IE33410B1; FR2002674A1; DE1910086B2; IE33410L; CH527776A; BR6906720D0; PL69829B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum eine Kühlflüssigkeit ohne Schäden durchführbar ist. Härten einer Scheibe aus Kalk-Soda-Silikat-Glas Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die heiße

durch Erhitzen der Glasscheibe auf eine Temperatur 45 Glasscheibe kontinuierlich durch gleichmäßig gegen nahe dem Erweichungspunkt des Glases und Ab- die einander gegenüberliegenden Flächen der Glasschrecken der heißen Glasscheibe in einer Kühlflüs- scheibe gerichteten Kühlgasströme hindurch unmittelsigkeit nach einer Vorkühlung durch Kühlgasströme, bar in die Kühlflüssigkeit bewegt wird und die Vor- und ist im besonderen für das Härten von ebenen kühlung so eingestellt wird, daß beim Eintritt der oder gewölbten Windschutzscheiben, Seitenscheiben s» Glasscheibe in die Kühlflüssigkeit ihre Oberflächenoder Rückscheiben von Kraftfahrzeugen oder Schei- temperatur zwischen 560 und 640° C beträgt und ihre ben für Luftfahrzeuge geeignet. Temperatur im Kern nahe der Anfangstemperatur

Es ist bekannt (z. B. US-PS 2 569 951 und US-PS Hegt.

223 507), Glas dadurch zu härten, daß es nach In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

einer Vorkühlung schnell von einer erhöhten Tempe- 55 Verfahrens ist vorgesehen, daß eine Kühlflüssigkeit fatur durch ein gasförmiges Abkühlmittel abgekühlt mit einer Wärmeübergangszahl zu Glas von 0,0035 Wird, wodurch Gegenstände mit endgültig höherer bis 0,06Cm-¹⁰C-¹SeC-¹ verwendet wird.
Zugspannung entstehen, wobei in den Oberflächen- Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung

schichten Druckspannungen und in dem zur Dicken- wird die Glasscheibe in den die gewünschten Eigenabmessung zentralen Teil Zugspannungen auftreten. 60 schäften gewährleistenden und das Abschrecken mit-Schwierigkeiten haben sich bei der Bearbeitung von tels der Kühlflüssigkeit ermöglichenden Zustand kon-Glas ergeben, wenn eine besonders große Härtung ditioniert und in diesem Zustand gehalten in die verlangt wird und insbesondere, wenn dünnere Glä- Kühlflüssigkeit eingebracht. Es werden dadurch die ser von einer Stärke von 3 mm und weniger gehärtet gewünschten Eigenschaften optimal erreicht,
werden sollen, weil die übliche Abkühlung mit Luft 65 Es können auf diese Weise gehärtete Gläser unterunzureichend ist, um eine ausreichende Druckspan- schiedlicher Abmesungen und Eigenschaften erzielt nung in den äußeren Schichten des Glases zu er- werden, beispielsweise Gläser einer Dicke zwischen zielen. 0,75 und 10 mm mit einwandfreien Oberflächen und

einer endgültigen Festigkeit zwischen 1260 und 4350 kg/cm* und einer Zugspannung zwischen 420 uxid 1120 kg/an⁸ im zur Dickenabmessung zentralen feil des Glases; ferner Glas mit 2 mm Dicke und einer endgültigen Festigkeit zwischen 1260 und 2800 kg/cm² mit einer Zugspannung zwischen 420 und 1120 kg/cm³ im zur Dickenabmessung zentralen Teil des Glases.

Die Erfindung ist nicht auf das Härten dünner Scheiben beschränkt; so ist eine Glasscheibe --on 6 mm Dicke erzielt worden, die eine Gesamtfesügkeit von 2450 bL 4350 kg/cm² bei einer Zugspannung zwischen 700 und 1120 kg/cm² im zur Dickenabmessung zentralen Teil des Glases aufwies.

Die Erfindung Iwzieut sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus Einrichtungen zum Halten einer Glasscheibe und zum Fortbewegen der Glasscheibe mit einer geregelten Geschwindigkeit von einer Erwännungsstation, in der die Glasscheibe auf eine Temperatur nahe dem Erweichungspunkt erhitzt wird, zu einem Bad aus einer Kühlflüssigkeit, in die die erhitzte Glasscheibe nach Durchlauf durch eine Vorkühlzone eingeführt wird, und zeichnet sich dadurch aus, daß das Bad aus der Kühlflüssigkeit iinterhalb der Vorkühlstation unmittelbar an diese anschließend angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

F i g. 1 ein schematischer senkrechter Schnitt d^rch eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Härten von Glasscheiben, . .

F i g· 2 ein senkrechter Schnitt ähnlich F ι g. 2 in detaillierter Ausführung,

F i g. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III der

*pi g' 4 ein Ausschnitt aus Fig. 2 in größerem Maßstabe, der die Düsen der Vorkühlstation zeigt,

F i g. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung, mit der zugleich ein Biegen der Glasscheiben durchgeführt werd ι kann. .

.Vie Fig. 1 zeigt, ist ein in horizontal· - Ebene angeordneter Förderer 1 für den Transport von ebenen Glasscheiben 2 vorgesehen, der durch seitliche öffnungen eines senkrechten Ofens 3 das Einbringen der Glasscheiben 2 in den Ofen ermöglicht. In den senkrechten Wänden des Ofens 3 sind elektrische Heizelemente 4 angeordnet, die die nahe ihrer oberen Kante mit Zangen 6 in bekannter Weise εjfgehängte Glasscheibe! erhitzen. Die Zangen6 sind über Seile S mit dem Förderer 1 verbunden, die mit einer in den Fig. 2 und 3 näher dargestellten Winde die senkrechte Bewegung der Zangen 6 und damit der Glasscheiben 2 ermöglichen. Die Winde wird so gesteuert daß die Glasscheibe mit einer gesteuerten konstanten Geschwindigkeit schnell nach unten bewegt werden kann. .

In dem vertikalen Ofen 3 bewirken die elektrischen Heizelemente 4 eine Erhitzung der aus Kalk-Soda-Silikat-Glas bestehenden Scheibe 2 auf eine erhöhte Temperatur nahe dem Erweichungspunkt des Glases. Es erfolgt eine Erhitzung auf etwa 69O⁰C. Es können auch höhere Temperaturen verwendet werden, beispielsweise bis zu 760⁰C. In Fällen, in denen eine geringere Härtung verlangt wird, kann die Anfangstemperatur des Glases niedriger, beispielsweise auf 620° C eingestellt werden.

Der Boden des Ofens 3 ist offen, so daß die erhitzte Glasscheibe 2 schnell aus dem Ofen nach unten S bewegt werden kann, wobei in bekannter Weise der Ofen mit einer Tür am Boden verschlossen sein kann, bis die Bewegung der Glasscheibe erfolgt. In der Nähe des Bodens sind die elektrischen Heizelemente 4 dichter beieinander angeordnet, so daß die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Erwärmung der Glas scheibe über ihre gesamte Höhe gewährleistet ist und eine Dichtung aus heißem Gas am unteren offenen Ende des Ofens erzielt wird, da sich dort eine höhere Temperatur des Gases einstellt als im übrigen Teil des »5 Ofens. Die Temperatur am unteren offenen Endes des Ofens 3 bewegt sich in der Größenordnung von 79G°C. Ist die aus dem heißen Gas gebildete Dichtung sehr wirksam, so kann auf den Verschluß der unteren öffnung durch Türen verzichtet werden. » Unmittelbar unter dem offenen Boden des Ofens 3 sind zwei senkrechte Rahmen 7 einer Vorkühlstation angeordnet. Diese Rahmen haben gleiche Form und sind im gleichen Abstand beiderseits der vertikalen Bewegungsbahn der Glasscheibe 2 bei ihrer Absen- »5 kung aus dem Ofen 3 angeordnet. Jeder Rahmen hat eine gestaffelte Reihe von Düsen 8, wobei die Düsen der Rahmen gegenseitig ebenfalls gestaffelt zueinander liegen. Beide Reihen von Düsen sind mit einer Quelle für Kühlgas verbunden, wozu üblicherweise Druckluft mit Außentemperatur verwendet wird.

Die Höhe der Rahmen 7 ist etwas größer als die senkrechte Höhe der Glasscheibe 2 und ist so auf die Absenkgeschwindigkeit der Glasscheibe abgestellt, daß die heiße Glasscheibe einer genau gesteuerten Vorkühlung unterliegt, die später noch im einzelnen beschrieben wird.

Während des Durchlaufes der Glasscheibe durch die Rahmen 7 wird die Temperatur der Glasober-4» fläche auf eine Temperatur abgesenkt, bei der Verformungen der Glasoberfläche und Brüche im Glas bei einer folgenden kräftigen Abkühlung mittels einer Kühlflüssigkeit unterbunden sind. Zum Härten des Kalk-Soda-Silikat-Glases wird die Oberflächentemperatur auf 560 bis 640° C abgesenkt. Der schnelle Durchlauf zwischen dem Rahmen 7, bei dem diese Abkühlung der Glasoberflächen eintritt, läßt die Temperatur im zentralen Teil der Glassche'be nahezu unverändert, so daß in dieser die in dem Ofen so angenommene Temperatur erhalten bleibt. Beim Austritt aus dem Bereich der Vorkühlstation ergibt sich eine Temperaturdifferenz beispielsweise zwischen und 120° C zwischen der Außenfläche und dem zur Dickenabmessung zentralen Teil der Glasscheibe, so 55 daß ein ziemlich großes Temperaturgefälle quer zur Glasscheibe vorliegt.

Unmittelbar unter dem Rahmen 7 ist ein Abkühlbehälter 10 mit einem Bad 11 einer Kühlflüssigkeit angeordnet. Die Anordnung ist so getroffen, daß die 6o unteren Düsen 8 in den Rahmen 7 möglichst wenig Abstand von der Oberfläche 12 des Bades der Kühlflüssigkeit haben, so daß das Glas unmittelbar, nachdem es aus dem Bereich der Kühlrahmen 7 austritt, in die Kühlflüssigkeit 11 eingetaucht wird. Die Tiefe 65 des Bades 11 ist größer als die senkrechte- Höhe der Glasscheibe 2.

Die Kühlflüssigkeit in dem Bad 11 hat eine Wärmeübergangszahl zum Glas zwischen 0,0035 und

0,06 Kalorien cm"⁸ · ⁰C^-1 · sec-¹. Wie bekannt, setzt werden, um den Weg für eine nachfolgende stellt die Wärmeübergangszahl die Stärke des Wärme- Glasscheibe freizugeben, während sie selbst aus dem Überganges zwischen dem Glas und dem Kühlmittel Bad entfernt wird, um zur Waschstation weitergeleitet je Einheit der Temperaturdifferenz je Flächeneinheit zu werden, dar. 5 In den F i g. 2 bis 4 sind nähere Einzelheiten der

Geeignete Kühlmittel sind beispielsweise öle und Vorrichtung dargestellt.

einige Metalle oder Legierungen niedrigen Schmelz- Auf dem Boden 14 der Werkstatt sind Eckpfeiler

punktes. Vegetabile öle, Rizinusöl, Heizöle, Trans- 13 errichtet, die oben durch einen rechteckigen Rahformatorenöle und leichte Wärmeübergangsöle kön- men IS miteinander verbunden sind, nen benutzt werden. ¹⁰ Etwa in halber Höhe der Eckpfeiler ist eine mit

Ferner kann geschmolzenes Zinn oder Zinnlegie- einem Durchbruch versehene Platte 16 vorgesehen, rung, beispielsweise Zinn-Blei- und Zinn-Wismut-Le- die auf Querträgern 17 zwischen den Eckpfeilern 13 gierungen, bei Temperaturen bis zu etwa 400° C ver- aufruht. Die Platte bildet den Boden eines senkrechwendet werden. Werden geschmolzene Metalle ten Härteofens, der Seitenwände 18, Wände 19 und verwendet und hohe Drücke in den Rahmen der 15 ein Dach 20 aufweist. Die Wände 18 und 19 und das Vorkühlstation gefahren, so ist es zweckmäßig, eine Dach 20 sind aus üblichem feuerfestem Werkstoff inerte oder schwach reduzierende Atmosphäre aus gebildet, während der Boden des Ofens offen ist und Stickstoff oder Stickstoff mit 5 °/o Wasserstoffgehalt einem länglichen Durchlaß 21 in der Platte 16 gegenim Bereich des Abkühlbades aufrecht zu erhalten. übcrliegt. Dieser Auslaß 21 kann durch eine Klapptür Diese Atmosphäre kann als Kühlgas in der Vorkühl- »o bekannter Art, die nicht dargestellt ist, verschlossen Station verwendet werden. werden. Im Ausführungsbeispiel ist der senkrechte

Die Temperatur des Bades beeinflußt die in dem Ofen von länglicher Gestalt, da er für das gleichmägehärteten Glas erzeugte Festigkeit und wird auf ßige Erhitzen einer Glasscheibe 2 bestimmt ist. einen gewünschten Wert durch Temperaturregler ge- Die zu härtende Glasscheibe 2 ist über Zangen 22

halten. ^a5 am oberen Rand gehalten. Die Zangen 22 sitzen an

Es wurde festgestellt, daß die Temperatur des Haltestangen 23, die zwischen halbzylindrischen Läu-Bades bei Verwendung von öl zwischen Außentem- fern 24 liegen, welche auf einer Führungsschiene 25 peratur und 60° C liegen sollte. laufen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- Die Läufer 24 sind mit den Enden der Haltestange

fahrens wird die zu härtende Glasscheibe 2 in dem 30 23 verbunden. Die Haltestange 23 hat an ihren Enden Ofen 3 auf eine Temperatur nahe ihrem Erweichungs- Augen 27, an die Seile 28 angeschlossen sind. Die punkt, beispielsweise 720° C, erwärmt, worauf dann Seile 28 werden auf zugeordnete Winden 29 aufgedie Glasscheibe schnell mit einer konstanten Ge- wickelt, die auf einer gemeinsamen Achse 30 sitzen, schwindigkeit von 10 bis 20cm/sec abgesenkt wird, die über Lager 31 an einer Fundamentplatte 32 ober- und zwischen dem Rahmen 7 der Vorkühlstation be- 35 halb des oberen Rahmens 15 befestigt sind. Die Winwegt wird, in der Kühlgas auf beide Seiten der Glas- den 29 werden durch einen elektrischen Motor 33 scheibe gerichtet eine Vorkühlung der Oberflächen angetrieben, der drehzahlgeregelt ist, um das Aufauf eine Temperatur zwischen 560 und 640° C be- und Abhaspeln der Seile 28 an den Winden zu bewirwirkt. Das Ausmaß dieser Vorkühlung des Glases ken. Die Seile 28 treten durch Löcher 34 im Dach 20 kann durch Einstellung des Volumens des Kühlgases 40 des Ofens, die nur so groß sind, daß die Seile gerade und durch Änderung der Absenkgeschwindigkeit der hindurchtreten können, um übermäßige Wärmever-Glasscheibe 2 zwischen den Rahmen 7 gesteuert luste aus dem Ofen zu vermeiden, werden. Die in den F i g. 2 und 3 nicht dargestellten elektri-

Bei einer üblichen Verfahrensführung benötigt je- sehen Heizelemente 4 sind, wie in F i g. 1 dargestellt, der Punkt der Glasscheibe 2 etwa 1 Sekunde zum 45 an den Seitenwänden des Ofens vorgesehen. Durchlauf zwischen den Rahmen 7, und es ist zweck- Die Führungsschienen 25 sind kreisförmige Stahlmäßig, wenn die Glasscheibe mit der gleichen Ge- Stangen, die mit ihren oberen Enden an Querträgern schwindigkeit in das Kühlbad 11 bewegt wird. Es ist 35 des Rahmens 15 befestigt sind, in Löchern 36 in indessen auch möglich, die Absenkgeschwindigkeit der Ofendecke 20 sitzen und sich durch den Ofen der Glasscheibe stark zu ändern, wenn die obere 5" nach unten erstrecken. An ihren unteren Enden sind Kante der Glasscheibe aus den Rahmen 7 austritt, die Führungsstangen 25 mit Winkeln 37 verbunden, bevor die untere Kante der Glasscheibe in das Kühl- die ihrerseits an den Seitenflächen des Behälters 10 bad 11 taucht, so daß die Vorkühlung des Glases bei für das Kühlmittel befestigt sind, einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit erfolgt Der untere Teil der Einrichtung ist durch Seiten-

und das Eintauchen in das Abkühlbad 11 mit einer 55 platten 38 verkleidet.

anderen konstanten Geschwindigkeit vorgenommen Dicht unterhalb der Platte 16 an der Unterseite

wird. des Ofens sind zwei Rahmen 7 der Vorkühlstation

Der gewährleistete gute Wärmeübergang zwischen angeordnet, auf deren Rückseite je eine Überdruckder Glasscheibe und der Kuhlflüssigkeit beim Eintau- kammer 39 angeordnet ist, die Ober leitungen 40 chen in das Bad 11 sichert eine sofortige Abkühlung 60 versorgt wird. Jeder der Rahmen 7 mit der zugeorddes vorgekühlten Glases, wenn die Glasscheibe mit neten Überdruckkammer 39 wird zwischen seitlicher! der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt. Stützen 40' getragen, die über unten befestigte Rädei

Nach dem Abkühlen der Glasscheibe wird diese 41 längs Schienen 42 verfahrbar sind, die sich zwiaus dem Bad 11 entfernt und einer Waschstation zu- sehen den Eckpfeilern erstrecken. Ein Abstandblock geleitet und anschließend zu einer Ablage befördert. 65 40 a ist in der Mitte der Schienen 42 vorgesehen, um

Um einen schnelleren Ablauf des Verfahrens zu die Einwärtsbewegung der Rahmen 7 zu begrenzen, erzielen, kann jede abgekühlte Glasscheibe aus ihrer wodurch ein genau gleicher Abstand von beiden Seisenkrechten Ebene seitlich innerhalb des Bades ver- ten der Bewegungsbahn der hindurchgeführten Glas-

Ordnung können die Rahmen 7 werden, so daß sie genau und

daß beide Oberflächen des heißen Glases eme gleich mäßige Vorkühlung bei dem Durch auf der Gte-

scheibe mit ^^^^^^^S^ Rahmen 7 erhalten. Die der Glassc^heiberagewanaie

Fläche jedes Rahmens enthalt gestaffelt zueinander liegende Reihen von Düsen 8, wie dies die F, g. 2 und 3 zeigen und in größerem Maßstabe Fi gjk Jede Düse hat einen Innendurchmesser von «d einen Außendurchmesser von 6 mm. Diese Abmes-

Vorklihlstation ausgerichtet werde»,

25 sichern, daß das Kuhlbad

g 25 erstrecken sich dicht

Ό _fa J ^ ^tai _η ^ _{des Beh}äi_{ters 10>} ^d

bei der Abwärtsbewegung der Glasscheibe werden die _{das Kühlba(J} eingetaucht bevor die

^* _{M sich an dem} oberen Rand des Behallrag» ^ ^ ^ _{durch die Heizeinnch}tung

«-- Kühleranordnung bewirkte genaue Tem-

™"_t™ _el_ung wird so eingestellt, daß die Tempe-P| _d ^B _Kühl^_{ittels zwischen} der Außentemperatur

^ wird »n_ttIh_f d,r

stand von etwa 20 mm ^anJ^eo^^eV_p?_n ^eL^S _dif der Einrichtung für den Betneb befinden sich *e Mündungen der Düsen etwa 3,8 mmvon,der.an ihr bewegten Glasscheibenoberflache entfernt. Die Rah men sind im übrigen so ausgebildet, daß sich keine Düsen einander gegenüberliegen. . _T .

Kühlgas, üblicherweise Luft, wird durch J^ tungen 40 mit einem Druck zwischen 3001 bis WS zugeleitet, ^^^SSS Sen,tÄK=,,S.Ä „ den Rahmen 7 zugeleitete Gas, das zugleich die Vorden ^^^ _diese Kammer aus und kann κ S^ Absaugleitung 49' aus dieser abströmen. ° * dargestellter Lüfter vorgesehen

Mienw^ ^^ _Ausbif_dung kann eine inerte oder , . _ht reduzierende Atmosphäre, z. B. Stickstoff oder «5 ^f^Sff-WasserstoffWhung, in dem Raum eme Kühlbehälter 10 aufrechterhalten wer-

Ϊ? obwohl üblicherweise für die Vorkühlung Luft

_je

gesenkt wird, während abmessung zentralen Teil ^S^^ Anfangstemperatur entspricht Auf diese J« den Verformungen der Glasoberflachen oder

asKÄaÄS3S toSues bei der Vorkühlung, der Geg des Absenkens der Glasscheibe während ihrer ;»k_{rechten Bewegung}, der Temperatur der Kuhlflussigden Eigenschaften der Kühlflüssigkeit ab.

halb des Rahmens entweicht. also ohne jede Verzögerung.

, Hs ,X is, „

_{dener Dicke auf versch}iedene Temperaturen erwerden und alle in dem gleichen Kuhlmittel in

reits erwähnt - ein öl ist, füllt den Bu' daß der Spiegel 12 der ™«£*j»*[ £3w£ oberen Randes des Behälters sich bf «** ^und gg_ lieh die Spiegelerhöhimg beim Eintauchen der Glas

scheibe ermöglicht. ·, ·« a», n.iiiii

Die Temperatur der Kühlflüssigkeit m dem Beh£ ter wird durch einen eingetauchten Herzer 44 am Boden des Behälters 10 und durch Umwälzen der Flus

sigkeit durch einen «f^iSK nSt näSr kannter Bauart bewirkt. Der KOtaler M nicni nane dargestellt. An der einen Seitenwand des ^¹^· ist en Rührwerk 45 in Form emerJdheib«> mMjJ^ len Schaufeln 47 angeordnet undÄd« Kunlflus sigkeit vor dem Eintauchen der G'»™«mn Der Behälter 10 ruht auf e.nerJf^gJJJJj

u ^₁₁. _der ofenwände, um diese Tempera

5?a erzielen, beträgt hierbei etwa 750°C. .

™ Rührwerk 45 und die Temperaturregelung in ^^ ^ ^^^ _{daß das KüMbad}

Temperatur von etwa 45° C annahm

^ GlLcheibe die gewünschte Temperat« J^m ^ _R„_{hrwerk 4g abgest Ut} _a<

«re.cm , ^^ _η ^ _{femef d Mo}

S» eingeschaltet, um die CMUbe 2 nut eme _konstanten gesteuerten Geschwmdigkeit von 15 cm ^«„JUn. Diese konstante Geschwmdigke. ^J _{wghrend des} _gesamtea Absenkens der Glas wu _{aufrechterhalten)} W_{8 die}se vöflig m das KuM

eingetaucht war. Die Kühlrahmen 7 hatten eine Höhe von etw

MUndung. de. Düsen wurde, in

von den Glasoberflächen gehalten, während die Glasscheibe an ihnen vorbeigeführt wurde. Hierbei ergab sich eine Temperaturdifferenz von etwa 60⁰C zwischen dem zur Dickenabmessung zentralen Teil und den Oberflächen der Glasscheibe. Die Oberflächentemperatur der Glasscheibe ergab sich zu 620° C.

Nach Eintauchen der Glasscheibe mit der konstanten Geschwindigkeit von IS cm/sec in das KUhlöl verblieb die Glasscheibe in dem Bad für etwa 30 Sekunden, worauf sie aus dem Bad entfernt und gewaschen wurde.

Es wurde festgestellt, daß die Glasscheibe eine endgültige Festigkeit von 1900 bis 1950 kg/cm² hatte und eine Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von 630 kg/cm*. Die Oberflächen der Glasscheibe waren frei von Zerstörungen, da diese an dem heißen Glas in der Hauptkühlstation durch die zuvor vorgenommene gesteuerte Vorkühlung vermieden sind.

Beispiel II

Eine Scheibe von 2 mm Dicke wurde in dem Ofen auf 660° C erwärmt und mit 15 cm/sec durch die Vorkühlst ation hindurch in das Kühlbad bewegt. Bei der Vorkühlung wurde die Oberflächentemperatur der Glasscheibe auf 600⁰C gesenkt und eine endgültige Festigkeit des Glases von etwa 1900 kg/cm² mit einer Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von etwa 420 kg/cm² erreicht.

Beispiel HI

Eine Scheibe von 2 mm Dicke wurde auf 690° C im Ofen erhitzt und in geringerem Ausmaße gekühlt, indem die Kühlluft mit 300 mm WS zugeleitet wurde. Die Absenkung der Glasscheibe erfolgte mit 25 cm see durch die Vorkühlstation und in das Kühlbad. Das gehärtete Glas hatte eine endgültige Festigkeit von 2100 kg/cm² bei einer Zugspannung im zur Dicken abmessung zentralen Teil von 700 kg/cm².

Beispiel IV

Eine Scheibe von .2 mm Dicke wurde in dem Ofen auf 660⁰C erhitzt und mit 15 cm/sec durch die Vorkühlstation bewegt, in der Kühlluft mit 300 mm WS auf die Glasscheibe geleitet wurde. Nach dem Abkühlen in dem Kühlbad wurde eine endgültige Festigkeit des Glases von '820 kg/cm² und eine Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil des Glases von 560 kg/cm* festgestellt.

Beispiel V

Eine Glasscheibe von 2 mm Dicke wurde auf 640° C erhitzt und darm mit 25 cm/sec durch die Vorkühlstation bewegt, in der Kühlluft mit einem Druck von 230 mm WS gegen die Glasscheibe geleitet wurde. In der Vorkühlung wurde die Oberflächentemperatur des Glases auf 580⁰C gesenkt und die Glasscheibe unmittelbar in das Kühlbad getaucht, das eine Temperatur von 45° C aufwies. Die endgültige Festigkeit des Glases betrug 1820 kg/cm* bei einer Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von 560 kg/cm².

Beispiel VI

Eine Scheibe von 4 mm Dicke wurde auf 700° C erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 15 cm see durch die Vorkühlstation bewegt, in der Kühlluft mit einem Druck von 500 mm WS gegen die Glasscheibe gerichtet wurde. Die Oberflächentemperatur fiel auf 62O⁰C, während im zentralen Teil des Glases eine Temperatur dicht unter 700⁰C aufrechterhalten blieb. Nach der Vorkühlung wurde die Glasscheibe sofort in das Kühlbad getaucht, das eine Temperatur von 45⁰C aufwies. Das gehärtete Glas hatte eine endgültige Festigkeit von 2250 kg/cm² bei einer Zugspannung im zentralen Teil von 700 kg/cm².

Beispiel VII

Eine Glasscheibe von 6 mm Dicke wurde auf 700⁰C in dem Ofen erhitzt und die Temperatur des Kühlbades auf 40⁰C eingestellt. Die Glasscheibe wurde mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von 10 cm/sec abgesenkt und in der Vorkühlstation Stickstoff mit einem Druck von 1000 mm WS gegen die •o Glasscheibe geleitet. Nach dem Abkühlen im Kühlbad wurde eine endgültige Festigkeit des Glases von 2450 kg/cm² und eine Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von 840 kg/cm² festgestellt.

■* Beispiel VIII

Eine Glasscheibe aus Kalk-Soda-Silikat-Glas von 6 mm Dicke wurde auf eine Temperatur von 700° C im Ofen erhitzt und mit einer gleichmäßigen Ge-

schwindigkeit von 20 cm/sec durch die Vorkühlstation bewegt. Kühlluft wurde in der Kühlstation mit 700 mm WS auf die Glasscheibe geleitet. Nach dem Abkühlen im Kühlbad, das auf 30° C eingestellt war, hatte das Glas eine endgültige Festigkeit von

3350 kg/cm² bei einer Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von 840 kg/cm².

Beispiel IX

Eine Glasscheibe aus Kalk-Soda-Silikat-Glas vor 6 mm Dicke wurde in dem Ofen auf 700° C erwärmi und die Temperatur des Kühlbades auf 30° C eingestellt.

Die Glasscheibe wurde mit einer Geschwindigkeit

von 15 cm/sec durch die Vorkühlstation bewegt, ir

der Luft mit einem Druck von 70 mm WS gegen die

Glasscheibe geleitet wurde. Die endgültige Festigkeil

des gehärteten Glases ergab sich zu 2800\g/cm², unc

die Zugspannung im zur Dickenabmessung zentraler

Teil wurde mit 770 kg/cm* festgestellt.

Beispiel X

Fine Glasscheibe von 6 mm Dicke wurde auf ein«

Temperatur von 740° C erhitzt und mit 25 cm se« durch die Vorkühlstation bewegt, in der Stickstof

mit einem Druck von 150) mm WS auf die Glas scheibe geleitet wurde. Hierdurch wurde die Ober

flächentemperatur des Glases auf 640⁰C gesenkt

worauf das Glas unmittelbar in dem Kühlbad abge

kühlt wurde. Die endgültige Festigkeit des Glase

ergab sich zu 4350 kg/cm² bei einer Zugspannung in

zur Dickenabmessung zentralen Teil von 1120 kg/cm*

Auch dickere Gläser, beispielsweise mit einer Dieki

es von 8 mm oder 10 mm, können in der gleichen Wei»

wie im Beispiel 10 behandelt werden, um einen «eh

hohen Grad der Druckspannung in den Oberflächen

schichten zu erhalten.

Beispiel XI

Eine sehr dünne Glasscheibe von 0,8 mm Dicke wurde auf 700⁰C erhitzt und mit etwa 40cm/sec durch die Vorkühlstation bewegt, in der Kühlluft mit einem Druck von 140 mm WS gegen die Glasscheibe bewegt wurde. Die Oberflächentemperatur des Glases fiel auf 620° C, während der zu der Dickenabmessung zentrale Teil der Glasscheibe nahe der Anfangstemperatur von 700⁰C blieb. Nach dem Abkühlen im Kühlbad, das auf 45° C eingestellt war, hatte das Glas eine endgültige Festigkeit von 1700 kg/cm² bei einer Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil von 560 kg/cm².

Es ist auch möglich, für die Hauptkühlstation geschmolzenes Zinn als Kühlmittel zu verwenden und dies ist besonders vorteilhaft, wenn sehr dünne Glasscheiben zu härten sind, wie das nachstehende Beispiel zeigt.

Beispiel XII

Eine Glasscheibe von 0,8 mm Dicke wurde auf eine Temperatur von 700⁰C erhitzt und dann mit einer Geschwindigkeit von 40 cm see durch die Vorkühlstation bewegt, in der eine Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff mit einem Gehalt von 5 ⁰Zo Wasserstoff gegen die Glasscheibe gerichtet wurde. Der Druck dieser schwach reduzierenden Atmosphäre betrug 130 mm WS. Die Oberflächentemperatur der Glasscheibe sank auf etwa 63O⁰C, während die ursprüngliche Temperatur im zur Dickenabmessung zentralen Teil dieser dünnen Glasscheibe nahe 700⁰C aufrechterhalten blieb. Die Glasscheibe wurde sodann unmittelbar in ein Kühlbad aus. geschmolzenem Zinn einer Temperatur von 300⁰C eingetaucht. Durch die Zufuhr der leicht reduzierenden Atmosphäre in der Vorkühlstation wurde zugleich eine Schulatmosphäre für das Bad aus geschmolzenem Zinn geschaffen.

Das gehärtete Glas hat eine endgültige Festigkeit von 1600 kg/cm² bei einer Zugspannung im zur Dikkenabmessung zentralen Teil von 500 kg cm².

Diese Ergebnisse zeigen, daß die Anfangstemperatur des Glases ein wesentlicher Faktor für die Steuerung der Härtung ist, und es kannte festgestellt werden, daß die Zugspannung im zur Dickenabmessung zentralen Teil des Glases sich bei jeden 10⁰C Differenz in der Anfangstemperatur des Glases um etwa 84 kg/cm² ändert. Eine weitere zusätzliche Steaerung der Härte des Glases wird durch Änderungen der Abfcenkgeschwindigkeit der Glasscheibe und Änderung des Druckes des Kühlmitteis in der Vorkühlstation erzielt. Änderungen dieser Größen haben einen gewissen Einfluß auf die Härte und können als Feineinstellung des Verfahrens gewertet werden

Durch das erfindungsgemäße Verfahrer können gewölbte Glasscheiben ebenfalls gehärtet werden, wobei die Rahmen der Vorkühlstation eine entsprechende Krümmung wie die Glasscheiben aufweisen. Bei der dargestellten Bauweise können die Rahmen leicht aus ihren Arbeitsstellungen fortbewegt werden, um die Rahmen auszuwechseln, wenn auf eine andere Cilasscheibcnart umgestellt werden muß. Der Behälter für das Bad hat solche Abmessungen, daß er die üblichen gewölbten Glasscheiben, beispielsweise gewölbte Windschutzscheiben, aufzunehmen imstande ist.

Erfindung kann auch im Zusammenhang mit der Herstellung von gewölbten gehärteten Glasscheiben verwendet werden, die von ebenen Glasscheiben ausgehen. Eine Vorrichtung für diesen Zweck ist in F i g. 5 schematisch dargestellt. Zwischen dem Boden des Ofens und dem oberen Ende der Rahmen 7 der Vorkühlstation sind zwei Biegewerkzeuge auf beiden Seiten der Bewegungsbahn der nach unten bewegten heißen Glasscheibe 2 vorgesehen. Die Biegewerkzeuge bestehen aus einem Druckblock 55, der an einem Stempel 56 sitzt und eine konvexe Oberfläche entsprechend der gewünschten Wölbung der Glasscheibe aufweist. Auf der anderen Seite der Bewegungsbahn der Glasscheibe ist eine Gegenplatte 58 vorgesehen, die über Streben 59 mit einem einen Kolben 61 tragenden Gegenrahmen 60 verbunden ist. Die Wölbung der Gegenplatte 58 ist konvex und entspricht der Krümmung der Druckplatte 57.

Diese Biegewerkzeuge werden dicht gegen die

ao heiße Glasscheibe 2 bewegt, die zu dieser Zeit zwischen den Biegewerkzeugen angehalten wird und dann unmittelbar danach zu den Rahmen 7 der Vorkühlstation weitergeleitet wird.

In üblicher Weise sind die mit der Glasscheibe in

»5 Berührung kommenden Flächen der Biegewerkzeuge aus Kohlenstoff oder Asbest gebildet, so daß die eine hohe Temperatur von beispielsweise 760° C aufweisenden Glasscheiben nicht beschädigt werden.

Die Rahmen 7 haben gewölbte Flächen auf der der Glasscheibe zugewandten Seite, wobei die Wölbung der Wölbung der Biegewerkzeuge entspricht. Im übrigen ist die Ausbildung die gleiche wie bei der Bauart nach den Fi g. 2 und 3, um die gewölbte Glasscheibe gleichmäßig vorzukühlen, bevor sie in das Kühlbad eingetaucht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in horizontaler Lage der Glasscheiben durchgeführt werden In diesem Falle werden die Glasscheiben auf einem Gaspolster während der Erhitzung und der

+0 Vorkühlung getragen. Jede Glasscheibe, gleichgültig, ob sie eben oder gewölbt ist, wird anfänglich von einem Gaspolster getragen, das durch ein unterhalb der Glasscheibe vorgesehenes Bett ausströmt und aus dem Gas kontinuierlich abgeleitet wird. In der Heiz-

♦S station dient der Bildung des Gaspolsters heißes Gas, wobei die Heizung auf der oberen Fläche durch dort vorgesehene Heizelemente ergänzt wird, bis die gleichmäßige gewünschte Anfangstemperatur erreicht ist.

Die Glasscheiben werden Kante an Kante fortbeweet und gelangen längs des Gaspolsters in den Bereich der Vorkühlstation, in der an Stelle des bishei verwendeten heißen Gases Kühlgas zur Bildung de! Gaspolster dient, während auf der oberen Fläch« gleichzeitig entsprechende Kühlung vorgesehen wird Danach gelangt die Glasscheibe sofort in du

Hauptkühlstation, wobei sie gegen ein Kühlmittel ir unm ttelb.ire Flächenberühning gelangt. Das Kühl mittel kann eine Kühlflüssigkeit sein, die in einen dauernden intensiven Wärmeaustausch mit dem hei ßen Glas gehalten wird, um das kräftige Abkühlen zi bewirken Danach gelangt die Glasscheibe aus den Bereich der Kühlstation in eine Waschstation um wird dann ?ur Stapelung weitergeleitet.

Die I-rfindung ist auch zum Härten von andere! Gla^cegcnständen als flachen oder gewölbten Glas sehe ι Ken geeignet, beispielsweise für Glasbehälter Preflelasteile, wie Glasisolatoren oder hohle Glas

■f

öcke oder Glasbausteine, wie sie in der Bauindurie verwendet werden.

Durch die Erfindung ist es möglich, stärker gehärtes Glas auf der Basis νοε Kalk-Soda-Silikat-Zummensetzungeü ζα schien, als es bisher möglich

war. Im einzelnen ist ein Härten von dünnem zu etwa 0,75 mm Dicke mit einer derartige erst durch das erfnufcingsgemäße Verfahren so daß dieses in dieser Beziehung einen üben technischen Fortschritt darstellt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Ein Abschrecken mit Kühlflüssigkeit ist durch die

Patentansnrüche- DT-PS 850785 bekannt Hier besteht jedoch der

Patentansprüche: fachten, daß sieb im Glas durch ein zu starkes Tem-

J. Verfahren zum Härten einer Scheibe aus peraturgefäUe zwischen einzetoen Teüen zu Rissen Kalk^oda-Silikat-Glas durch Erhitzen der Glas- 5 führende Spannungen[bilden,
■cheibe auf eine Temperatur nahe dem Erwd- Zum Härten von Glasgegenstanden Kt auch eme

hüngspunkt des GlasS und Abschrecken der zweistufige Kühhu« durch Kuhlfluss^keit bekamt fr Glasscheibe in einer Kühlflüssigkeit nach Nach der GB-PS 521 854 werden die zu .härtenden «n^TvorkühluBg durch Kühlgasströme, da- Teüe durch eine mechanische Transportemrichtung «urch gekrnnz^chnTtfSß dt heiße xo aus dem Vorkühlbad ausgehoben und m den Bereich Glasscheibe kontinuierlich durch die gleichmäßig des Abschreckbades bewegt, um nn freien Fall in die-■ egen die einander gegenüberliegenden Flächen ses zu fallen.

fei Glasscheibe gerichteten Kühlgasströme hin- Zum Härten von z. B. Glasern aus Bor-Süikat-Glas

durch unmittelbar in die Kühhiüssigkeit bewegt zur Erhöhung ihrer Bruchfestigkeit ist bekannt, das wird und die Vorkühlung so eingesteUt wird, daß »5 Glas zunächst durch Aufsprühen von geschmolzenem beim Eintritt der Glasscheibe in die Kühlflüssig- Salz kräftig abzukühlen, um hohe Oberflachenspankeit ihre Oberfiachentemperatur zwischen 560 nungen zu erhalten. Danach erfolgt ui einer zweiten und 640° C beträgt und ihre Temperatur im Kern Stufe eine Wiedererwärmung des Glases bis in me nahe der Anfangstemperatur liegt. Nähe des Erweichungspunktes, um die zentralen Zug-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- *o spannungen abzubauen.

kennzeichnet, daß eine Kühlflüssigkeit mit einer Schließlich ist durch die FR-PS 1 202 734 em Ver-

Wärmeübergangszahl zu Glas von 0,0035 bis fahren bekannt, bei dem das Abschrecken in einer 0,06 cm-* ⁰C"¹ see-' verwendet wird. Kühlflüssigkeit nach einer Vorkühlung der Glasober-
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- nache durch ein Kühlgas erfolgt. Da ts sich hier um rens nach Anspruch 1 oder 2 mit Einrichtungen »5 das Härten von Isolatoren aus Bor-Siiikat-Glas hanzum Halten einer Glasscheibe und zum Fortbewe- delt, dient die Vorkühlung allein der Verfestigung der gen der Glasscheibe mit einer geregelten Ge- OberSäciienschicht, um bei dem Transport zur Abschwindigkeit von einer Erwärmungsstation, in schreckstation die Formhaltigkeitzu gewährleisten. der die Glasscheibe auf eine Temperatur nahe Nach dem Vorkühlen wird das oias nochmals erdem Erweichungspunkt erhitzt wird, zu einem 30 wärmt, bevor es in die das Abschrecken bewirkende Bad aus einer Kühlflüssigkeit, in die die erhitzte Kühlflüssigkeit fällt.

Glasscheibe nach Durchlauf durch eine Vorkühl- Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis

zone eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, aus, daß ein Glas mit endgültig großer Festigkeit daß das Bad aus der Kühlflüssigkeit unterhalb der durch Abkühlen des Glases mit einer Kühlflüssigkeit, Vorkühlstation unmittelbar an diese anschließend 35 die Wärme kräftig aus der Glasoberfläche abzuführen angeordnet ist. imstande ist, erreicht werden kann, sofern das Glas

durch eine vorherige Abkühlung in einen Zustand gebracht worden ist, in dem dieses kräftige Abkühlen ohne Schaden durchgeführt werden kann.
40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß ein kräftiges Abkühlen des Glases durch