DE2827754A1

DE2827754A1 - Sicherheitsglasscheibe, ihre herstellung und verwendung

Info

Publication number: DE2827754A1
Application number: DE19782827754
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Triplex Safety Glass Co
Current assignee: Pilkington Automotive Ltd
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1979-01-25
Also published as: US4198463A; DK283678A; ATA458278A; LU79857A1; CH634284A5; FR2395163A1; ZA783505B; SE7806962L; IT7868472A0; FI782000A; JPS6129891B2; FI63006B; NO143571B; BE868426A; NL188747C; JPS5433516A; GB2000117A; IT1111625B; DE2827754C2; GB2000117B

Description

TRIPLEX SAFETY GLASS COMPANY LIMITED Birmingham, Großbritannien

Sicherheitsglasscheibe, ihre Herstellung und

Verwendung

Die Erfindung bezieht sich auf das Vorspannen von Glasscheiben, insbesondere auf die Herstellung flacher oder gebogener Scheiben aus thermisch vorgespanntem Glas, die beispielsweise für Windschutzscheiben, Seiten« oder Heckscheiben von Kraftfahrzeugen verwendbar sind.

In den meisten Ländern bestehen behördliche Vorschriften hinsichtlich der Anforderungen an das Bruchverhalten vorgespannter Glasscheiben, die als Seiten- oder Heckscheiben von Kraftfahrzeugen verwendet werden sollen.

Derartige Vorschriften legen typischerweise fest, daß die vorgespannten Glasscheiben durch einen lokalisierten Schlag an einer definierten Stelle der Glasscheibe, zwei besonderen Stellen am geometrischen Zentrum der Glasscheibe und in einer nahe am Rand der Scheibe liegenden

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Stelle gebrochen werden. Dabei wird weiter verlangt, daß die Bereiche der zerbrochenen Glasscheibe, in denen die gezählte Anzahl von Partikeln bzw. Scherben ein Minimum aufweist, sowie diejenigen Bereiche, in denen die Scherbenzahl ein Maximum besitzt, ausgewählt werden sollen, wobei Grenzwerte bezüglich der minimalen und maximalen Scherbenzahl vorgegeben werden, die in derartigen Bereichen zulässig sind. Die minimale zulässige Scherbenzahl legt die maximale Größe der von einem Bruch herrührenden Scherben fest, um die Verletzungsgefahr durch größere Partikel aufgrund von Glasbruch im Gefolge eines Unfalls zu begrenzen. Die maximal zulässige Scherbenzahl legt andererseits die minimale Feinheit der aus einem durch Unfall bedingten Bruch der Glasscheibe resultierenden Scherben fest, um die Gefahr der Aufnahme bzw. des Verschluckens feiner (J Lasteilchen zu begrenzen.

Gegenwärtig werden Seiten- und Heckscheiben von Kraftfahrzeugen aus Glas von 4-,O bis 6,0 mm Dicke hergestellt, die in der oben beschriebenen Weise zur Erfüllung der behördlich vorgeschriebenen Brucherfordernisse gleichmäßig vorgespannt werden können.

So entsprechen beispielsweise die Glasscheiben von 4· mm Dicke und darüber der vorgeschlagenen EG-Norm, auf die im folgenden Bezug genommen wird, wenn sie gleichmäßig vorgespannt sind und eine zentrale Zugfestigkeit im Bereich

von 55 bis 59 MH/m aufweisen. Im Interesse der Gewichtsverringerung besteht allerdings derzeit die Tendenz zur Verwendung dünnerer Glasscheiben mit einer Dicke unter 4 mm in Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Scheiben mit einer Dicke von 2,5 t>is 4,0 mm.

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In der gegenwärtig noch, in der Diskussion stehenden EG-Norm wird gefordert, daß die Anzahl der Scherben in jedem 5x5 cm großen Gebiet außer einem 3 cm breiten Rand längs der Glaskante und einem kreisförmigen Bereich von 7,5 cm Radius um den Punkt herum, von dem aus der Bruch eingeleitet wurde, mindestens 50 und höchstens 300 betragen soll.

Die vorgeschlagene EG-Norm enthält ferner die Forderung, daß die zerbrochene Glasscheibe keinerlei längliche Splitter mit ausgezackten Enden von mehr als 6 cm Länge aufweist (sogenannte "Splines")·

Die britische Norm Nr. BS 5282 "Road Vehicle Safety Glass" ist insofern weniger restriktiv als die vorgeschlagene EG-Norm, als sie für Glas unter 4 mm Dicke eine minimale Scherbenzahl von 40 in einem Bereich von 5x5 cm zuläßt und eine maximale Scherbenzahl im gleichen Bereich von 400 erlaubt. Die britische Norm verbietet ebenfalls grundsätzlich die Anwesenheit langer Scherben von mehr als 6 cm Länge im bruchgetesteten Glas.

Es erwies sich jedoch als sehr schwierig, derartige dünnere Glasscheiben so vorzuspannen, daß sie den behördlichen Bruchbestimmungen genügen, wobei besondere Schwierigkeiten bei Formaten über etwa 1100 χ 500 mm auftreten, was etwa der Größe der kleinsten Fahrzeugheckscheibe gegenwärtiger Produktion entspricht. Die Seitenscheiben zahlreicher Kraftfahrzeuge sind ferner etwa gleich groß oder größer.

In der GB-Patentanmeldung 8 995/76 bzw. der DE-OS

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2 709 105·0 ist eine Lösung dieses Problems angegeben, die auf der Feststellung beruht, daß Glasplatten von der bei Kraftfahrzeugen für Seitenscheiben oder Heckscheiben verwendeten Art und einer Dicke von 2,5 bis 3,5 mm, insbesondere 3 mm, so vorgespannt werden können, daß sie den behördlichen Brucherfordernissen der vorgeschlagenen IG-Norm entsprechen; danach werden verteilte Bereiche der Glasscheibe mit maximaler Geschwindigkeit in der Weise abgeschreckt, daß dazwischenliegende Bereiche gleichzeitig mit minimaler Geschwindigkeit abgeschreckt werden, wobei die maximale Geschwindigkeit und Größe und Abstand der Bereiche der Glasscheibe, die mit maximaler Geschwindigkeit abgeschreckt werden, so eingestellt werden, daß in der Glasscheibe eine mittlere zentrale Zugspannung

erzeugt wird, die zwischen einem Maximalwert von 62 MN/m für alle Glasdicken von 2,5 bis 3»5 mm und einem Hinimal-

wert von 56,5 MN/m für 2,5 mm dickes Glas, der in umgekehrter Abhängigkeit von der Dicke für 3,5 ram dickes Glas auf 53 MN/m absinkt, liegt und in der Glasscheibe verteilte Bereiche erzeugt werden, in denen die in der Scheibenebene wirkenden Hauptspannungen ungleich sind, wobei die Hauptspannungsdifferenz in zumindest einigen

der Bereiche einen Maximalwert von 8 bis 25 MN/m aufweist, die größeren Hauptspannungen in benachbarten Bereichen, in denen die Hauptspannungsdifferenz maximal ist, in unterschiedlichen Richtungen vorliegen und der Abstand zwischen den Mitten solcher benachbarter Bereiche 15 his 30 mm beträgt.

Gemäß den obengenannten Patentanmeldungen wird das Abschrecken so vorgenommen, daß Abschreckstrahlen auf die Glasscheibe gerichtet werden, die zur Erzeugung der

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gewünschten Verteilung der mit maximaler Geschwindigkeit abgeschreckten Bereiche der Glasscheibe vertikal oder kreisförmig hin- und herbewegt werden. Das Abschrecken kann ferner auch dadurch vorgenommen werden, daß stationäre Abschreckstrahlen zur Erzeugung der mit maximaler Geschwindigkeit abgeschreckten Bereiche der Glasscheibe auf diese gerichtet werden.

Glasscheiben für Kraftfahrzeuge,insbesondere für Kraftfahrzeug-Seitenfenster, weisen oft unregelmäßige, nicht rechtwinklige Form auf. Zahlreiche Seitenscheiben sind ferner trapezförmig. Das Vorspannen derartiger Scheiben nach herkömmlichen Verfahren liefert insbesondere bei Scheiben im Dickenbereich von 2,5 bis 4· mm Produkte, die aufgrund der Splitterbildung beim Bruch an örtlich definierten Bereichen der Scheibe nicht immer den behördlichen Anforderungen entsprechen. Dieselbe Schwierigkeit kenn auch in Fällen kleiner Kraftfahrzeug-Seitenfenster aufgrund ihrer Form auftreten.

Bei trapezförmigen Scheiben neigt beispielsweise der sich zum sich verengenden, spitzen Ende der Scheibe erstrekkende Bereich besonders zur Splitterbildung, wenn die Scheibe von einer etwa dem geometrischen Mittelpunkt entsprechenden Stelle aus zerbrochen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterten Schwierigkeiten durch Modifizierung der in der Glasscheibe beim Vorspannen erzeugten Spannungen derart zu vermeiden, daß ein Bereich höherer Spannung als in der übrigen Scheibe erzeugt und so die Splitterbildung bei Bruch vermieden wird, wobei zugleich ein Verfahren zur

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Herstellung einer Vielzenl sich parallel zueinander erstreckender Bereiche höherer Spannung in der Glasscheibe, beispielsweise einer Heckscheibe, in Bereichen, wo die Glasscheibe sonst bei Bruch zur Splitterbildung neigt, angegeben werden soll.

Die Erfindung gibt eine für Kraftfahrzeug-Seiten- oder -Heckscheiben verwendbare Sicherheitsglasscheibe von 2,5 bis 4,0 mm Dicke an, die zur Erzeugung einer mittleren zentralen Zugspannung in der Glasscheibe zwischen einem Maximalwert von 62 MN/m für alle Glasdicken im obigen Dickenbereich und einem Minimalwert, der in umgekehrter Abhängigkeit von der Dicke für 2,5 mm dickes Glas 56,5 MN/m² und für 4,0 mm dickes Glas 44,0 MN/m beträgt, abgeschreckt ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Glasscheibe mindestens einen streifenförmigen Bereich aufweist, in dem die zentrale Zugspannung 2 bis 5 MN/m größer ist als ihre mittlere zentrale Zugspannung, und daß die in der Ebene der Glasscheibe wirkenden Hauptspannungen ungleich sind, wobei die Hauptspannungsdifferenz 5 bis 25 MN/m² beträgt.

Die Erfindung erwies sich besonders vorteilhaft für das Vorspannen trapezförmiger Scheiben, wie sie für Kraftfahrzeug-Seitenfenster herangezogen werden. Hierfür gibt die Erfindung eine trapezförmige Sicherheitsglasscheibe an, die einen derartigen streifenförmigen Bereich angrenzend an die längere der beiden parallelen Seiten der Scheibe aufweist, wobei der Bereich das Fortschreiten eines Bruchs so im konvergierenden Bereich der Scheibe lenkt, daß beim Bruch keine Splitter entstehen.

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Erfindungsgemäß kann ferner ein einziger streifenförmiger Bereich vorgesehen werden, wenn der zur Splitterbildung neigende Bereich relativ schmal ist. Die Breite der streifenformigen Bereiche muß allerdings so sein, daß das Glas innerhalb des streifenformigen Bereichs noch den Bruchanforderungen der oben erwähnten Normen hinsichtlich der minimalen und maximalen Scherbenzahl sowie des Fehlens von Splittern genügt.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß der streifenförmige Bereich bei trapezförmigen Scheiben von 3 rom Dicke, wie sie für Kraftfahrzeug-Seitenfenster verwendet werden, vorzugsweise unter 50 mm breit sein sollte.

Zur Erzeugung des geforderten modifizierten Spannungsmusters in Bereichen, die eine größere Breite besitzen als ein einzelner streifenförmiger Bereich maximaler praktischer Breite, wird eine Vielzahl paralleler streifenförmiger Bereiche höherer Spannung im Glas erzeugt. Hierzu gibt die Erfindung eine Sicherheitsglasscheibe mit einer Vielzahl derartiger streifenförmiger Bereiche an, bei der der Abstand zwischen der Mitte jedes streifenformigen Bereichs und der Mitte des angrenzenden Bereichs mit weniger vorgespanntem Glas im Bereich von 15 bis 50 mm liegt und der Abstand zwischen den Mitten benachbarter streifenförmiger Bereiche mit höher gespanntem Glas 30 bis 100 mm beträgt.

Wenn schließlich eine Kontrolle der minimalen und maximalen Scherbenzahl sowie der Splitterbildung über die gesamte Scheibenfläche verlangt ist, erstreckt sich die Vielzahl der streifenformigen Bereiche über die gesamte

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Scheibenfläche.

Die Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäß vorgespannten Glases an, bei dem die Glasscheibe zwischen Strömen von Abschreckgas zur Erzeugung der Gesamt-Vorspannung des Glases vorbewegt wird, wobei mindestens ein Gasstrahl zur Erhöhung der in mindestens einem streifenförmigen Bereich des Glases hervorgerufenen Zugspannungen auf das vorrückende Glas gerichtet wird.

Die Erfindung ist auf Glasscheiben anwendbar, die entweder auf einem Rollenförderer oder auf einem gasförmigen Träger horizontal bewegt werden. Hierzu gibt die Erfindung ein Verfahren an, bei dem eine trapezförmige Glasscheibe waagrecht zwischen Abschreckgasströmen so vorbewegt wird, daß die parallelen Seiten der Scheibe in Vorschubrichtung liegen, wobei zur Erhöhung der in einem entsprechenden streifenförmigen Bereich der Scheibe in der Nachbarschaft der längeren Kante induzierten Spannungen ein Gasstrahl in der Nachbarschaft zur längeren Kante gegen mindestens eine Oberfläche der vorrückenden Glasscheibe gerichtet wird.

Zur Herstellung einer Vielzahl streifenförmiger Bereiche mit höherer Spannung gibt die Erfindung ferner ein Verfahren an, bei dem die Glasscheibe horizontal durch eine Abschreckvorrichtung vorgeschoben wird, in der die Scheibe durch Abschreckgasströme beiderseitig abgeschreckt wird; hierbei werden erfindungsgemäß Gasströme, die voneinander in mindestens einer quer zur Vorschubrichtung der Glasscheibe liegenden Reihe beabstandet sind, gegen

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mindestens eine Oberfläche der Glasscheibe gerichtet und die Vorschubgesehwindigkeit der Scheibe so eingestellt, daß die eine Seite der Scheibe zur Erzeugung einer Vielzahl in der Scheibe verteilter, paralleler Bereiche mit hoch vorgespanntem Glas, die durch Bereiche mit weniger vorgespanntem Glas voneinander getrennt sind, örtlich festgelegten Gasströmen ausgesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere auf die Behandlung von Glasscheiben anwenden, die horizontal auf einem gasförmigen Träger vorbewegt werden, wobei der Gasstrahl in der Abschreckvorrichtung gegen die Oberseite der Glasscheibe gerichtet wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Ausführungsweisen unter Bezug auf die Zeichnung beispielhaft erläutert; es zeigen:

Fig. 1: eine trapezförmige Glasscheibe, wie sie für Kraftfahrzeug-Seitenfenster verwendet werden, mit einem eingezeichneten streifenförmigen Bereich höherer Spannung;

Fig. 2: eine rechteckige Glasscheibe, die mit einer Vielzahl streifenförmiger Bereiche höherer Spannung erfindungsgemäß vorgespannt ist;

Fig. 3: eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Scheibe von Fig. 2;

Fig. 4: eine Querschnittsdarstellung einer Abschreckvorrichtung zur Herstellung der vorgespannten

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Sicherheitsglasscheibe der Fig. 2 und 3;

Fig. 5'· eine Unter ansicht des Oberteils der Abschreckvorrichtung längs der Linie Y-V von Fig. 4;

Fig. 6: eine Detailansicht eines Teils der Abschreckvorrichtung der Fig. 4 und 5 und

Fig. 7: das erfindungsgemäße Vorspannen einer Glasscheibe, die auf einem Rollenförderer läuft.

In Fig. 1 ist eine Glasscheibe von 3 mm Dicke dargestellt, wie sie beispielsweise für die Seitenfenster von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Die Scheibe weist Trapezform auf und besitzt entsprechend zwei parallele Seiten 1 und 2. Die Trapezform der Scheibe ist ferner durch die rechtwinklig zu den parallelen Seiten 1 und liegende Seite 3 sowie eine abfallende Seite 4 bestimmt, die von der kürzeren parallelen Seite 1 zur längeren parallelen Seite 2 führt.

Bei einem bestimmten Beispiel einer derartigen erfindungsgemäßen Scheibe ist die kürzere parallele Seite beispielsweise 480 mm, die längere parallele Seite 2 und die Seite 3 380 mm lang.

Die Scheibe wird in der unten beschriebenen Weise so vorgespannt, daß sie einen streifenförmigen Bereich 5 aufweist, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist und der eine höhere zentrale Zugspannung als die übrige Glasscheibe besitzt. Die Breite des parallel zur Seite 3

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verlaufenden Bereichs 5 kann 38 his 50 mm betragen. Der Bereich 5 grenzt an die längere Seite 2 der parallelen Seiten der Glasscheibe an und weist einen Abstand von der Seite 2 von 50 bis 75 mm auf.

Die Glasscheibe wird unter Verwendung von Abschreckgasströmen in der unter Bezug auf die Fig. 4- bis 6 erläuterten Weise vorgespannt, um eine zentrale Zugspannung im

2 Hauptkörper des Glases von 57 MN/m und eine zentrale Zugspannung im streifenförmigen Bereich 5 von 59 bis 62 MN/m zu erzeugen, wobei also die zentrale Zugspannung im Bereich 5 2 bis 5 MN/m größer ist als die zentrale Zugspannung im Hauptteil der Scheibe.

Innerhalb des streifenförmigen Bereichs 5 sind die in der Ebene der Glasscheibe wirkenden Hauptspannungen ungleich, wobei die durch den Pfeil A angedeutete größere Hauptspannung quer durch den Streifen 5 hindurch wirkt und die Hauptspannungsdifferenz, also die Differenz zwischen der größeren und der kleineren Haupt spannung, im Bereich von 12 bis 16 MN/m² liegt.

Der Bereich 5 erstreckt sich über zwei mit X und Y bezeichnete Flächenbereiche der Glasscheibe; bei der Herstellung des Bereichs 5 wurde jedoch an derartigen Glasscheiben festgestellt, daß sie bei Bruch zur Splitterbildung neigen.

Durch Vorsehen eines streifenförmigen Bereichs von höher vorgespanntem Glas mit einer zentralen Zugspannung, die 2 bis 5 MN/m größer ist als die zentrale Zugspannung im Hauptkörper der Glasscheibe und durch eine Haupt-

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spannungsdifferenz von 12 bis 16 MN/m wird sichergestellt, daß sich bei dieser Glasscheibe bei Bruch keine Splitter bilden, insbesondere im Bereich X, in dem die Scheibe an ihrer längeren parallelen Seite spitz wird.

Die mittlere zentrale Zugspannung in der Glasscheibe sollte erfindungsgemäß allgemein zwischen einem Maxiaalwert von 62 M/m für alle Glasdicken im Bereich, von 2,5 bis 4,0 mm und einem Minimalwert liegen, der in umgekehrter Abhängigkeit von der Dicke für 2,5 nua dickes Glas 56,5 MN/m² und für 4,0 mm dickes Glas 44,0 MN/m² beträgt.

Die zentrale Zugspannung im streifenförmigen Bereich sollte ferner erfindungsgemäß 2 bis 5 MN/m größer sein als die mittlere zentrale Zugspannung in der Scheibe, wobei zugleich die Hauptspannungsdifferenz in diesem Bereich 5 bis 25 MN/m² betragen soll.

Für manche Verwendungszwecke ist es wünschenswert, daß sich die erfindungsgemäß modifizierten Zugspannungen über Bereiche größerer Breite erstrecken, als durch einen einzigen streifenförmigen Bereich maximaler praktisch zugänglicher Breite abgedeckt werden kann; hierfür wird erfindungsgemäß eine Vielzahl streifenförmiger Bereiche höherer Vorspannung in der Glasscheibe erzeugt.

Wenn ferner die Splitterbildung sowie die minimale und maximale Scherbenzahl bei Bruch an irgendeiner Stelle der gesamten Glasscheibe kontrolliert werden sollen, können sich parallele streifenförmige Bereiche über die gesamte Glasfläche erstrecken, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

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In Pig. 2 ist die Herstellung derartiger paralleler, mit 7 bezeichneter Bereiche in einer rechtwinkligen Glasscheibe erläutert; derartige Spannungsniuster können jedoch auch in beliebigen Glasscheiben für Kraft fahr zeug-Seitenfenster oder -Heckscheiben unregelmäßiger, nicht rechtwinkliger Form hergestellt werden.

Das den Pig. 2 und 3 zugrundeliegende Versuchsglas war eine rechtwinklige, 4- mm dicke Glasscheibe von 450 χ mm, in der neun parallele streifenförmige Bereiche 7 höherer zentraler Zugspannung erzeugt worden waren. Jeder der streifenförmigen Bereiche ist 25 mm breit, wobei die Bereiche 7 durch Bereiche 8 mit niedriger vorgespanntem Glas von 25 mm Breite voneinander getrennt sind.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, beträgt der Abstand a zwischen der Mitte eines ^jeden Bereichs 7 und der Mitte eines benachbarten Bereichs 8 mit weniger vorgespanntem Glas ebenfalls 25 mm. Der Abstand a kann im Bereich von 15 bis 50 mm liegen.

Der Abstand b zwischen den Mitten benachbarter Bereiche beträgt im vorliegenden Beispiel 50 mm; er kann allgemein im Bereich von 30 bis 100 mm liegen. In den höher vorgespannten Bereichen 7 erstreckt sich die größere Eauptspannung quer durch den streifenförmigen Bereich hindurch, wie durch den Pfeil A angedeutet ist. In den weniger vorgespannten Bereichen 8 verläuft andererseits die größere Hauptspannung längs des Bereichs, wie durch den Pfeil B angedeutet ist. Die größeren Hauptspannungen in benachbarten Bereichen verlaufen demgemäß in unterschiedlichen Richtungen, wobei der Abstand zwischen den

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Mitten aneinandergrenzender Bereiche 7 und 8, in denen die größeren Hauptspannungen, die in unterschiedliche Richtungen verlaufen, maximal sind, 15 "bis 50 mm beträgt.

Die mittlere zentrale Zugspannung der Glasscheibe wird längs einer Linie gemittelt, die parallel zur kürzeren Seite der Glasscheibe von einer der längeren Seiten zur anderen längeren Seite hin verläuft. Werte für die mittlere zentrale Zugspannung und die Hauptspannungsdifferenzen von vier Glasscheiben der in den Fig. 2 und 3 erläuterten Art sind in der nachstehenden Tabelle angeführt:

Mittlere zentrale Zugspannung	Haupt spannungs differenz (MN/m2)
47,7 bis 51 47,2 bis 51 49,9 bis 52,2 44,4 bis 46,8	6,75 5,25 6,0 5,25

Das Vorliegen des in Fig. 2 erläuterten Spannungsmusters gewährleistet, daß sich beim Bruch der Glasscheibe insbesondere von ihrem Mittelpunkt durch punktförmigen Schlag keine Splitter bilden, was vollständig den Forderungen der EG- und der britischen Norm entspricht. Die zerbrochene Scheibe genügt ferner auch den durch die obigen Normen gegebenen Anforderungen hinsichtlich der minimalen und maximalen Scherbenzahl·

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Die in den Pig. 4 bis 6 erläuterte Vorrichtung wird zum Vorspannen von Glasscheiben verwendet. Die flachen Glasscheiben, die beispielsweise zur Verwendung für Kraftfahrzeug-Seiten- oder -Heckfenster zur entsprechend gewünschten Form zugeschnitten werden, werden nacheinander auf asbestbeschichteten Rollen zugeführt und auf ihnen durch, den ersten Teil eines Heizofens befördert; durch die restliche länge des Ofens werden die Glasscheiben auf einem Trägerbett befördert, das einen gasförmigen Träger für die Glasscheiben erzeugt, während diese erhitzt werden. Das Tragerbett umfaßt eine Grundplatte 13» die eine flache Platte aus einem hitzefesten rostfreien Stahl darstellt und die Abdeckung einer Abgaskammer 14 bildet. Die Grundplatte 13 weist zum Durchtritt der neißen Gase von den Auslaßöffnungen 15 gleichmäßig verteilte Öffnungen auf. Jede der Öffnungen 15 zum Durchtritt der heißen Gase nach unten durch die Grundplatte 13 hindurch ist durch, den Innendurchmesser eines Zuführungsrohres 16 vorgegeben, das in ein Loch in der Grundplatte eingesetzt ist. Die oberen Enden der Rohre 16 fluchten mit der oberen Oberfläche der Grundplatte 13; die Rohre 16 laufen von der Grundplatte 13 nach unten und befinden sich mit ihren unteren Enden in entsprechenden Löchern im Boden der Abgaskammer 14. Die heißen Gase werden durch Leitungen 18 Sammelkammern 19 zugeführt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, bildet der Boden 17 der Abgas.kammer 14 die Decke einer der Sammelkammern 19.

Die Grundplatte 13 weist ferner gleichmäßig beabstandete Auslaßöffnungen 20 auf, die mit der Abgaskammer 14 in Verbindung stehen. In den wanden der Abgaskammer 14 vorgesehene (nicht gezeichnete) Auslaßöffnungen erlauben ein

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Entweichen der Gase in die Atmosphäre oder ein Sammeln ■und Rückführen.

Die Oberseite der Grundplatte 13 stellt eine genau, plane Oberfläche dar, die zum engen Kontakt mit der Unterseite eine Reihe entfernbarer Blöcke 21 aufweist, die aus hitzefestem Edelstahl "bestehen und an ihren Unterflächen flach und so gearbeitet sind, daß sie von einer Seite in gasdichtem Kontakt mit der Oberseite der Grundplatte 13 in die Vorrichtung eingeschoben werden können. Die Blöcke 21 weisen jeweils Gasauslaßöffnungen 22 auf, die mit den Auslaßöffnungen I5 ^nä den . Abgas Öffnungen 23 in Verbindung stehen, die ihrerseits mit den Abgas Öffnungen 20 verbunden sind. Durch die Leitungen 18 in die Sammelkammern 19 eingeführte heiße Gase strömen durch die Bohre 16 und die Öffnungen 22 aufwärts in den Block 21, entweichen dort und breiten sich über der Oberseite des Blocks 21 aus, wodurch ein gasförmiger Trager unter den vorrückenden Glasscheiben erzeugt wird, von denen eine mit 10 bezeichnet ist.

Das Gas wird aus den Öffnungen 22 für jede Glasscheibe zur Erzeugung des gasförmigen Tragers abgegeben, wobei gleichzeitig Gas aus dem gasförmigen Trager durch die Ab gas öffnungen 23 in die Abgaskammer 14 hinein entweicht und von dort zu den Auslaßöffnungen gelangt·

Die oberen Oberflächen der Blöcke 21 sind in Querrichtung angekippt, so daß sie gegenüber der Horizontalen um einen kleinen Winkel geneigt liegen, beispielsweise um 5 °. Sobald jede Glasscheibe 10 vollständig und gleichmaßig vom gasförmigen Träger getragen wird, gleitet sie durch

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die transversale Neigung nach tint en, bis sie von (nicht gezeichneten) längs der Blöcke 21 an senkrechten Achsen vorgesehenen rotierenden Scheiben erfaßt wird, die sich in bekannter Weise von außerhalb des Ofens gelegenen Antriebsmotoren nach oben erstrecken, die die Scheiben mit kontrollierter Geschwindigkeit antreiben, die auf die Vorschubgeschwindigkeit der Glasplatten 10 auf den gasförmigen Träger durch die Rollen abgestimmt ist.

Die Glasscheiben werden Ende an Ende auf die Förderrollen gebracht, so daß die flachen Glasscheiben 10 durch die Antriebswirkung der Förderrollen in geschlossener Folge in den Ofen eingeführt werden und dann über die Blöcke auf den gasförmigen Träger gelangen, der durch die Anwesenheit der Scheiben oberhalb der Blöcke entsteht« Sie Glasscheiben werden durch die heißen Gase des Trägers sowie durch die Strahlungswärme von im Deckenaufbau über den Durchgangsweg der Glasplatten montierten Heizern weiter erhitzt.

Die Randscheiben halten die genaue Positionierung der Glasscheiben im Ofen aufrecht und wirken zugleich als Antrieb für die Vorwärtsbewegung der Scheiben. Einige der Scheiben können jedoch auch frei laufend sein und als drehbare Führungen wirken.

In Fig. 4 ist lediglich der Aufbau des letzten Abschnitts des Ofens dargestellt; wenn die jeweilige Glasscheibe 10 das Ende des Ofens erreicht, befindet sich das Glas auf einer Temperatur in der Größenordnung von 630 bis 670 ⁰C, di» für Katron-Kalk-Quarz-Gläser für die thermische Vorspannung des Glases durch Abschrecken mit Gasströmen,

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üblicherweise Luftströmen bei Raumtemperatur, geeignet ist.

Die heißen Glasscheiben 10 gelangen bis zu einer Abschreckvorrichtung, die in den Pig. A- bis 6 dargestellt ist. In der Abschreckvorrichtung werden die Glasscheiben von einem gasförmigen Träger getragen, der oberhalb eines Trägerbetts gleichen Aufbaus wie beim Ofen mit dem Unterschied erzeugt wird, daß das Trägerbett mit Abschreckluft von Raumtemperatur versorgt wird. Durch die Anwesenheit der jeweiligen, vom Ofen in die Abschreckvorrichtung vorrückenden Glasscheibe wird ein Gaskissen zwischen der Scheibe und der oberen Seite des Trägerbetts hervorgerufen, das sowohl den notwendigen Träger für die Scheibe darstellt als auch einen Strom von Abschreckgas gegen die Unterseite der Glasplatte liefert. Der Vorschub der Glasscheibe in die Abschreckvorrichtung erfolgt durch (nicht gezeichnete) rotierende Scheiben.

In der Abschreckvorrichtung liegt allgemein ein Strom von Abschreckgas vor, der mit der Oberseite der Glasscheibe in Kontakt kommt und der im wesentlichen gleiche Abschreckwirkung auf die Glasoberseite ausübt wie der gasförmige Träger auf die Glasunterseite. Die Gasströme auf der Oberseite werden von einer oberen Gaserzeugungs- und Gasabführungseinrichtung erzeugt, die gleichen Aufbau besitzt wie das Trägerbett, das Gas zum gasförmigen Träger liefert und von diesem abführt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, umfaßt der obere Teil der Abschreckvorrichtung eine Platte 28 aus einem hitzebeständigen Material auf Asbestbasis, die Gasauslaßöffnungen

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29 und Gasabführungsöffnungen 30 aufweist· Diese öffnungen sind auch in IPig. 5 dargestellt. Die Platte 28 ist an einer mit öffnungen versehenen Grundplatte 3^ einer Gasabführungskammer 32 befestigt* Die aufeinander passenden Plächen der Platten 28 und y\ sind maschinell so flach "bearbeitet, daß sie gasdicht sind. Die Decke der Gasabfübrungakammer 32 besteht aus einer Platte 33 ₅ die ebenfalls die Unterseite einer Sammelkammer 34- bildet _s der die Abschreckluft bzvr. das Abschreckgas bei Eaumtemperatur zugeführt wird. Das Abschreckgas gelangt durch öffnungen in der Platte 33 hindurch und wird durch Eohre 35 nach unten geleitet, die sich durch die Gasabführungskammer 32 hindurch erstrecken, wobei die unteren Enden der Bohre in der Grundplatte 3^ der Gasabführungskammer befestigt sind und mit den Gasauslaßöffnungen 29 in der Platte 28 in "Verbindung stehen. Die Gasabführungsöffnungen 30 in der Platte 28 sind so auf die Abführungsöffnungen 36 in der Platte 3*1 ausgerichtet, daß das Gas von oberhalb der Glasplatte in die Gasabführungskammer 32 gelangen kann, deren Wände öffnungen aufweisen, so daß die Abgase gesammelt und wieder im Kreislauf geführt werden können.

Die heiße Glasscheibe wird allgemein in der Abschreckvorrichtung Strömen von Abschreckgas ausgesetzt, während sie sich in ihr vorbewegt; während des Torschubs unterliegt sie ferner der Einwirkung eines oder mehrerer lokalisierter Gasströme zur Erzeugung eines höher gespannten, streif enförmigen Bereichs 7» wie er etwa in Pig. 1 dargestellt ist, oder parallel zueinander liegender streifenförmiger Bereiche 7* "wie sie in den Ifig. 2 und 3 dargestellt sind. Die "Vorrichtung der Pig. 4 bis 6 eignet sich

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besonders zur Erzeugung paralleler streifenförmiger Bereiche, jedoch kann sie, wie aus dem Folgenden hervorgeht, auch so eingestellt werden, daß nur ein einziger streifenförmiger Bereich 7 erzeugt wird.

Beim Durchtritt durch die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Abschreckvorrichtung unterliegt die Oberseite der Glasscheibe 10 der Einwirkung rechtwinklig angeordneter Gasstrahlen, die quer zur Vorschübrichtung des Glases in Reihen angeordnet sind, die in Vorschubrichtung voneinander beabstandet sind. Die Verteilung der Gaszuführungsöffnungen sowie der Trägergasöffnungen in den Platten 21 und 28 weist gegenüber der Vorschubrichtung des Glases eine kleine Neigung auf, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die rechtwinklige Anordnung der Gasstrahlen, die in Richtung der Vorschubrichtung des Glases liegen, wird durch eine entsprechende Anordnung von Gaszuführungsdüsen 37 erzielt, die in Reihen mit Leitungen 38 verbunden sind, die in der Gasabführungskammer 32 vorgesehen sind. Die Düsen 37 erstrecken sich nach unten durch besonders vergrößerte Gasabführungsöffnungen 30 in der Platte 28.

Ein Ende jeder der Leitungen ist mit einem Verteiler 39 für die Gasversorgung verbunden, der sich außerhalb der Gasabführungskammer längs der Abschreckvorrichtung befindet.

Bei der dargestellten Ausführungsform liegen vier Reihen von Düsen 37 vor, die untereinander den gleichen Abstand besitzen wie die Gasabführungsöffnungen 30 in Vorschubrichtung der Glasscheibe.
In Fig. 4 sind die von den Gasauslaßöffnungen 39

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gelieferten Ströme an Abschreckgas bzw. Abschreekluft durch die Pfeile 40 angedeutet; die lokalisierten, auf die Oberseite der Glasscheibe gerichteten Gasstrahlen sind mit 41 bezeichnet.

Die Anbringung der Leitungen 38 mit ihren Düsen 37 ist in Fig. 6 mehr im einzelnen dargestellt. Die Luftzufuhr zum Verteiler 39 wird eingeschaltet, wenn die Glasscheibe unterhalb der Düsen 37 hindurchtritt, wobei der Verteiler 39 über einen Druckregler mit einem herkömmlichen Magnetventil verbunden ist.

Entsprechend einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt der Druck der dem Verteiler 39 zugeführten Druckluft 690 kPa. Der Durchmesser der Bohrung jeder Düse 37 beträgt 4,8 mm, der Abstand der Düsen beträgt 50 mm bei quadratischer Anordnung. Der Abstand der Düsenenden von der Oberseite der auf dem Gaskissen in der Abschreckvorrichtung aufliegenden Glasscheibe beträgt 6 bis 12 mm. Beim Vorrücken der Glasscheibe durch die Abschreckvorrichtung erzeugen die durch die Öffnungen 22 und 29 austretenden Gasströme die weniger vorgespannten Bereiche 8, während die parallelen, streifenförmigen Bereiche 7 mit mehr hoch gespanntem Glas durch die zusätzliche Einwirkung der Gasdüsen 41 auf die Oberseite des Glases erzeugt werden. Die Wirkung jeder Reihe von in der Vorschubrichtung des Glases liegenden Gasstrahlen ist kumulativ, und die aus der Abschreckvorrichtung austretende Glasscheibe besitzt das oben in bezug auf die Fig. 2 und 3 erläuterte, erforderliche Spannungsmuster.

Für manche Anwendungsfälle kann eine querliegende Reihe

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von Gasstrahlen ausreichend sein, die von einer Reihe Düsen 37 geliefert werden, die mit einem einfachen Verteiler 39 für die Gasversorgung verbunden sind.

Bei Erzeugung eines einzigen streifenförmigen Bereichs 7 mit mehr hochgespanntem Glas wie im Fall der trapezförmigen Glasscheibe der Fig. 1 wird die Scheibe so ausgerichtet, daß ihre parallelen Seiten in Vorschubrichtung liegen, wobei eine Düse 37 oder eine Reihe Düsen 37» die in Vorschubrichtung voneinander beabstandet sind, zur Erzeugung des einzelnen streifenförmigen Bereichs 7 entweder durch starkes Abschrecken aus einer einzelnen Düse oder durch die kumulative Wirkung einer Reihe von Düsen verwendet werden, wenn die Glasscheibe die Abschreckvorrichtung durchläuft. Die einzelnen Düsen 37 oder die Reihe von Düsen sind von den Antriebsscheiben, die an der längeren parallelen Seite 2 der Scheibe angreifen, so weit beabstandet, daß der erwünschte Abstand des streifenförmigen Bereichs 7 von der Seite 2 der Scheibe gewährleistet ist.

Fig. 7 erläutert das Vorspannen einer Glasscheibe, die auf einem Rollenförderer vorbewegt wird, der eine Reihe waagrechter Rollen 57 aufweist.

Der Förderer transportiert die Glasscheibe durch einen mit 58 bezeichneten Heizofen hindurch zu einer Abschreckvorrichtung, wo die Rollen die Glasplatte zwischen oberen und unteren Blaskästen 58 und 59 befördern. Der Blaskasten 58 weist eine Anordnung von Blasdüsen 60 auf, die nach unten gegen den Rollenförderer hin so gerichtet sind, daß sie allgemein die Abschreckgasströme auf die

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Oberseite der Glasscheibe 10 leiten. Die Düsen 60 sind gegenüber der Vorschubrichtung der Glasscheibe unter einem kleinen Winkel geneigt in derselben Weise angeordnet wie die Gasauslaß- und -abführungsöffnungen in 3?ig. 5.

In ähnlicher Weise besitzt der untere Blaskasten 59 nach oben herausragende Blasdüsen 61, die durch die Zwischenräume zwischen den Rollen 57 gerichtet sind und ebenfalls in einem kleinen Winkel zur Vorschubrichtung der Glasscheibe geneigt sind.

Die Ströme des Abschreckgases aus den Düsen 60 und 61 werden durch einen oder mehrere lokalisierte Gasströme aus einer einzigen Gaszuführungsdüse 37 oder einer Reihe derartiger Düsen 37 ergänzt, die mit einer Leitung 38 verbunden und zwischen benachbarten Reihen der oberen Düsen 60 vorgesehen sind. Die Düse(n) 37 richten dabei einen oder mehrere lokalisierte Gasstrahlen wie erforderlich auf die obere Seite der Glasscheibe in derselben Weise wie unter Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben, so daß die aus der Abschreckvorrichtung auf dem Rollenförderer austretende Glasscheibe den bzw. die geforderten streifenförmigen Bereiche mit mehr hochgespanntem Glas aufweist.

Alternativ dazu oder zusätzlich können lokalisierte Gasstrahlen durch entsprechende Gaszuführungsdüsen 37 gegen die Unterseite der Glasscheibe gerichtet werden, die durch die Lücken zwischen den Rollen 57 nach oben gerichtet sind. Wenn lokalisierte Gasstrahlen sowohl gegen die Oberseite als auch gegen die Unterseite der Glasplatten

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gerichtet werden, werden sie so angeordnet, daß sie auf einander gegenüberliegende Bereiche der beiden Scheibenoberflächen einwirken.

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Claims

Ansprüche

1. Sicherheitsglasscheibe mit einer Dicke von 2,5 bis 4,00 mm, die zur Erzeugung einer mittleren zentralen Zugspannung in der Glasscheibe zwischen einem Maximalwert von 62 MN/m für alle Glasdicken im obigen Dickenbereich und einem Minimalwert, der in umgekehrter Abhängigkeit von der Dicke für 2,5 mm dickes Glas 56,5 MN/m² und für 4,0 mm dickes Glas 44,0 MN/m² beträgt, abgeschreckt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Glasscheibe mindestens einen streifenförmigen Bereich aufweist, in dem die zentrale Zugspannung

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bis 5 MN/m größer ist als ihre mittlere Zugspannung, und daß die in der Ebene der Glasscheibe wirkenden HauptSpannungen in diesem Bereich ungleich sind, wobei die Hauptspannungsdifferenz 5 bis 25 MN/m beträgt.

2· Sicherheitsglas scheibe nach Anspruch Λ in Trapezform, dadurch gekennzeichnet, daß ein derartiger streifenförmiger Bereich an die längere der beiden parallelen Seiten der Scheibe angrenzend vorgesehen ist, der das Portschreiten eines Bruchs so im konvergierenden Bereich der Scheibe lenkt, daß beim Bruch

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ORIGINAL INSPECTS)

keine Splitter entstehen.

3. Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 2 von 3 mm Dicke, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des streifenförmigen Bereichs senkrecht zu den parallelen Seiten der Scheibe kleiner als 50 mm ist.

4-. Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl derartiger streifenformiger Bereiche aufweist, die parallel zueinander verlaufen und durch Bereiche mit weniger vorgespanntem Glas voneinander getrennt sind, und daß der Abstand zwischen der Mitte jedes streifenförmigen Bereichs und der Mitte des angrenzenden Bereichs mit weniger vorgespanntem Glas 15 bis 50 mm und der Abstand zwischen den Mitten benachbarter streifenformiger Bereiche 30 bis 100 mm beträgt.

5. Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vielzahl der streifenförmigen Bereiche über die gesamte Fläche der Glasscheibe erstreckt.

6. Verfahren zur Herstellung der Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1 durch Vorbewegen der Glasscheibe zwischen Abschreckgasströmen zur Erzeugung der genannten mittleren Zugspannung in der Scheibe, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Erzeugung von mindestens einem derartigen streifenförmigen Bereich mindestens ein Gasstrahl auf die vorrückende Glasscheibe gerichtet wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe auf einem Rollenförderer waagrecht vorbewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe auf einem gasförmigen Träger waagrecht vorbewegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Glasscheibe Trapezform aufweist und zwischen Abschreckgasströmen waagrecht vorbewegt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß die parallelen Seiten der Scheibe so angeordnet werden, daß sie in Vorschubrichtung liegen, und daß der Gasstrahl zur Erzeugung der an die längere Seite angrenzenden streifenförmigen Bereiche gegen mindestens eine an die längere parallele Seite der vorrückenden Glasscheibe angrenzende Oberfläche gerichtet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Glasscheibe durch eine Abschreckvorrichtung waagrecht vorgeschoben wird, in der die Scheibe durch Abschreckgasströme beiderseitig abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß Gasströme, die voneinander in mindestens einer quer zur Vorschubrichtung der Glasscheibe liegenden Reihe beabstandet sind, gegen mindestens eine Oberfläche der Glasscheibe gerichtet werden und daß die Vorschubgeschwindigkeit der Glasscheibe so eingestellt wird, daß eine Seite der Scheibe zur Erzeugung einer Vielzahl der zueinander parallelen

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und durch Bereiche mit weniger vorgespanntem Glas getrennten streifenförmigen Bereiche örtlich festgelegten Gasetrömen ausgesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Glasscheibe auf einem gasförmigen Träger waagrecht vorbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströme in der Abschreckvorrichtung gegen die obere Seite der Glasscheibe gerichtet werden.

12. Verwendung der Sicherheitsglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für Seiten- und Heckscheiben von Kraftfahrzeugen.,

13. Verwendung der Glasscheibe nach Anspruch 2 mit einer Dicke von 3 mm für Seitenscheiben von Kraftfahrzeugen.

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