DE3439871C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen einer Glasscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Nach einem derartigen Verfahren vorgespannte Glasscheiben werden insbesondere in Kraftfahrzeugfenster eingesetzt. Wenn eine derartig vorgespannte Glasscheibe durch einen Stoß zerbrochen wird, entstehen zunächst Sprünge in Radialrichtung vom Auftreffpunkt des Stoßes, die sich in bestimmten Abständen verzweigen, so daß die Glasscheibe in kleine Glaskrümmel zerbrochen wird.

In vielen Ländern gibt es amtliche Vorschriften, die vorschreiben, in welcher Art Glasscheiben zerbrechen sollen, welche in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden sollen. Normalerweise fordern diese Vorschriften, daß beim Zerbrechen der Glasscheiben keine gefährlich langen Glassplitter entstehen dürfen. Z. B. fordert die britische Norm BS 5282, daß beim Zerbrechen einer Glasscheibe für Kraftfahrzeuge keine Glassplitter entstehen dürfen, deren Länge größer als 60 mm ist und deren Länge nicht weniger als die vierfache Breite beträgt. Außerdem ist durch die BS 5282 festgelegt, daß die Anzahl der Glassplitter aus jedem Glasscheibenquadrat mit 50 mm Seitenlänge in einem begrenzten Bereich liegen sollte. Außerdem ist die größte zulässige Fläche jedes Glassplitters festgelegt.

Um das Gesamtgewicht eines Kraftfahrzeuges herabzusetzen, ist die Fahrzeugindustrie in jüngster Zeit bemüht, die Dicke der Glasscheiben zu verringern. Es ist jedoch schwierig, Glasscheiben mit einer Dicke von 3,5 mm oder weniger so vorzuspannen, daß sie den amtlichen Vorschriften genügen. Das Einhalten der Vorschriften wird weiter dadurch erschwert, daß relativ große Glasscheiben verwendet werden sollen.

Bei einem bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zum Vorspannen einer Glasscheibe (DE-PS 6 14 682) wird eine erwärmte Glasscheibe durch Aufblasen von Luft auf beide Oberflächen abgeschreckt und vorgespannt. Die Kühlluft tritt dabei aus Öffnungen einer Frontplatte aus, die drehbar gelagert ist. Während die Kühlluft auf die Glasscheibe aufgeblasen wird, wird die Frontplatte um ihren Mittelpunkt gedreht, so daß die Kühlluft jeweils in einem ringförmigen Bereich der Glasscheibe unmittelbar aufgeblasen wird. Hierdurch wird es ermöglicht, die Luft mit der größten Gleichförmigkeit auf den beiden Flächen der Glasscheibe zu verteilen. Damit lassen sich allenfalls in Radialrichtung geringfügige Spannungsunterschiede erzielen, da die in Umfangsrichtung gleichmäßige Verteilung der Luft, also des Kühlmittels, eine konstante Vorspannung in Umfangsrichtung zur Folge hat.

Aus der US-PS 32 51 670 ist ein weiteres Verfahren bekannt, mit dem eine Glasscheibe mit einem ringförmigen Bereich versehen wird, der eine andere Spannung aufweist als der Rest der Glasscheibe. Dazu wird bei den bekannten Verfahren die Glasscheibe ungleichmäßig erwärmt und in entsprechender Weise ungleichmäßig abgekühlt.

Mit diesem Verfahren lassen sich nur zwischen verhältnismäßig großen Bereichen der Glasscheibe unterschiedliche Spannungswerte erzielen.

Weiter ist aus der DE-AS 14 71 997 ein Verfahren zum Vorspannen einer Glasscheibe, die als Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug gedacht ist, bekannt, das die Herstellung einer Glasscheibe mit unterschiedlich vorgespannten Bereichen ermöglicht. Bei diesem Verfahren werden zwischen die Glasscheibe mit Kühlluft beaufschlagende Luftkästen und die Glasscheibe streifenförmige Blenden angeordnet, die entsprechende streifenförmige Bereiche der Glasscheibe gegen die Kühlluft, also das Kühlmittel, abschirmen. Dadurch ergeben sich streifenförmige Bereiche mit konstanter Vorspannung.

Bei derartig vorgespannten Glasscheiben können, wenn sie durch einen Schlag zerstört werden, lange und gefährliche Glassplitter entstehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Glassplitter mit verringerter Dicke, insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 2,5 bis 3,5 mm verwendet werden.

Ferner wird in der GB-PS 15 12 163 ein Verfahren zum Abschrecken von Glasscheiben mit einer Dicke von 2,5 bis 3,5 mm beschrieben, bei dem die in einem quadratischen Gittermuster oder in gegeneinander versetzten Reihen angeordneten Blasdüsen der Abschreckvorrichtung während des Abschreckvorgangs oszillierend parallel zur Glasscheibe verschoben werden. Das kann entweder in einer linearen Hin- und Herbewegung über eine dem Abstand zwischen zwei benachbarten Düsen entsprechende Strecke, oder in kreisförmiger Weise mit einem entsprechenden Radius geschehen.

Dieses Verfahren ist jedoch für den Einsatz in der industriellen Praxis zu aufwendig. Außerdem besteht bei einer Glasscheibe, die mittels gitterförmig angeordneter Blasdüsen vorgespannt wurde die Gefahr, daß die Spannungen der Glasscheibe so verteilt sind, daß beim Zerbrechen lange und gerade Sprünge entstehen, die sich nicht wie gewünscht verzweigen. Dadurch können möglicherweise lange und/oder zu große Glassplitter entstehen.

Die durch die gitterförmige Anordnung der Blasdüsen bedingten Nachteile werden durch die oszillierende Verschiebung der Blasdüsen, die eine sorgfältige Berücksichtigung verschiedener Faktoren erfordert, jedoch nur ungenügend verringert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich Glasscheiben, die insbesondere eine Dicke im Bereich von 2,5 bis 3,5 mm aufweisen, so vorspannen lassen, daß sie großflächig gesehen eine gleichförmige Spannung aufweisen, und bei Zerstörung durch einen Schlag trotzdem in kleine Splitter zerbrechen, ohne daß sich gefährlich lange Splitter bilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Spannung der Glasscheibe sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung der bogenförmigen Linien stets von einer kleinsten bis zu einer größten Spannung zunimmt, um anschließend wieder abzunehmen. Durch diesen mit dem erfindungsgmäßen Verfahren erzielten Verlauf der Spannung der Glasoberfläche, der sich mit keinem der bekannten Verfahren erreichen läßt, werden unerwünschte Spannungen in der Glasscheibe vermieden, die bei Zerstörung der Glasscheibe durch einen Schlag zu gefährlichen Glassplittern führen könnten.

Durch das erfindungsgemäße Aufblasen des Kühlmittels wird auch ein wirksames Abschrecken des Zentralbereichs der Glasscheibe erreicht, selbst dann, wenn die Temperatur des Zentralbereichs etwas geringer oder höher als die Temperatur der anderen Bereiche ist. Es ist deshalb möglich, die Vorspannung der Glasscheibe im Zentralbereich und in den übrigen, bogenförmigen Bereichen anzugleichen. Es wird daher unnötig, einen bestimmten Bereich der Glasscheibe zusätzlich zu erwärmen. Demgemäß ist die erwärmte Glasscheibe frei von Fehlern, wie beispielsweise einer unerwünschten Verlängerung in dem Bereich, in dem die Glasscheibe durch Zangen eines Hängegeräts erfaßt ist.

In vorteilhafter Weise läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit einer in den Patentansprüchen 2 bis 10 beschriebenen Vorrichtung durchführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Abschreckvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht eines Blaskopfes der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer bevorzugten Verteilung der Abschreckdüsen,

Fig. 3 und 4 unterschiedliche Verteilungsmuster der Anordnung von Abschreckdüsen bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1 einer anderen Ausführung einer Abschreckvorrichtung,

Fig. 6 eine schematische Frontansicht eines Blaskopfes der Vorrichtung nach Fig. 5 mit einem bevorzugten Verteilungsmuster der Abschreckdüsen,

Fig. 7 die Lagebeziehungen einer Abschreckdüse der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6,

Fig. 8 und 9 unterschiedliche Verteilungsmuster der Abschreckdüsen bei der Vorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 10 eine übliche Verteilung der Abschreckdüsen bei einer Abschreckvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art,

Fig. 11 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1 und 5 einer weiteren Abschreckvorrichtung,

Fig. 12 eine schematische Frontansicht eines Blaskopfes der Vorrichtung nach Fig. 11,

Fig. 13 eine erklärende Darstellung der Anbringung von Ablenkplatten an einigen Abschreckdüsen der Vorrichtung nach Fig. 11,

Fig. 14 einen Schritt nach Linie 14-14 in Fig. 13, und

Fig. 15 und 16 zwei unterschiedliche Abwandlungen der Anordnung von Ablenkplatten der Vorrichtung nach Fig. 11.

Beim Vorspannen einer Glasscheibe besteht der erste Schritt darin, die Glasscheibe auf eine Temperatur über der unteren Entspannungstemperatur, beispielsweise auf 600 bis 700°C zu erwärmen. Die Erwärmung wird in bekannter Weise in herkömmlichen Öfen vorgenommen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführung einer Abschreckvorrichtung 10 dargestellt. Die Abschreckvorrichtung 10 besitzt zwei einander gegenüber angeordnete Blasköpfe 12 und an jedem Blaskopf 10 ist eine Kühlmittelzuführleitung 14 zur Zuführung eines Kühlmittels wie Druckluft an der Rückseite angeschlossen. Jeder Blaskopf 12 besitzt eine Frontplatte 16, die in diesem Fall eben ausgebildet, zum Abschrecken einer gekrümmten Glasscheibe 20 jedoch ebenfalls gekrümmt ausgeführt ist, und eine Anzahl von Abschreckdüsen 18, die so in die Frontplatte 16 eingesteckt oder eingeschraubt sind, daß das durch die Leitung 14 zugeführte Kühlmittel aus jeder Abschreckdüse 18 ausgeblasen wird. Alle Abschreckdüsen 18 jedes Blaskopfes 12 sind horizontal gegen den gegenüberliegenden Blaskopf 12 gerichtet, und jede Düse 18 jedes Blaskopfes 12 sitzt direkt gegenüber einer Düse 18 des anderen Blaskopfes 12. Eine vorzuspannende Glasscheibe 20, die bereits in der erwähnten Weise erwärmt wurde, wird durch eine Hängevorrichtung 22 mit Zangen 24 in die Abschreckvorrichtung 10 eingeführt, wobei die Hängevorrichtung 22 an einem (nicht dargestellten) Fördermittel hängt. Die Glasscheibe 20 wird im Zwischenraum zwischen den zwei aneinander gegenüber angeordneten Blasköpfen 12 mit gleichem Abstand von den Abschreckdüsen 18 des jeweiligen Blaskopfes 12 angeordnet. Üblicherweise können die Blasköpfe 12 parallel zur Glasscheibe 20 in beschränktem Ausmaße entweder in vertikaler oder Seitenrichtung oder auch kreisförmig verfahren werden.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, sind in der Frontansicht der Frontplatte 16 jedes Blaskopfes 12 die Abschreckdüsen 18 in konzentrischen Kreisen angeordnet. Das bedeutet, daß die Düsen 18 in eine Vielzahl von Reihen aufgeteilt sind, von denen jede Reihe eine Vielzahl von Düsen 18 enthält, welche auf einen Kreisumfang mit im wesentlichen gleichen Umfangsabständen angeordnet sind, und der Kreisumfang jeder Reihe besitzt einen vorbestimmten Radialabstand vom Umfang einer benachbarten Reihe. Der Mittelpunkt der konzentrischen Kreisumfänge befindet sich annähernd in der Mitte der Frontplatte 16, und an dieser Stelle ist auch eine Düse 18 angeordnet. Beim Abschreckvorgang ist die Glasscheibe 20 normalerweise so gesetzt, daß die Mitteldüsen 18 der beiden Blasköpfe 12 die Mitte der Glasscheibe 20 anblasen.

Der Umfangsabstand S zwischen zwei benachbarten Abschreckdüsen 18 der gleichen Reihe und der Radialabstand R zweier Düsenreihen werden unter Beachtung vieler Faktoren, wie der Größe und Dicke der Glasscheibe 20, des Abschreckverhaltens der Vorrichtung 10 und der maximal zulässigen Länge länglicher Glassplitter beim Splittertest der vorgespannten Glasscheibe 20 festgelegt. Falls die Abstände S und R zu groß sind, ist es schwierig, die Glasscheibe 20 ausreichend und großflächig gesehen gleichförmig vorzuspannen. Im allgemeinen reicht es aus, wenn weder der Umfangsabstand S noch der Radialabstand R größer als 50 mm ist. Falls jedoch die Abstände S und R zu klein sind, wird die Abschreckwirksamkeit wegen der Verteilung des durch die Berührung mit der erwärmten Glasscheibe 20 aufgewärmten Kühlmittels schwierig. Bevorzugterweise beträgt der Umfangsabstand S 10 bis 30 mm und der Radialabstand R 20 bis 40 mm. Der Abstand zwischen der Düse 18 in der Mitte der Frontplatte und dem innersten Umfangskreis ist gleich dem Abstand R. Bevorzugterweise ist auch der Umfangsabstand S nicht größer als der Radialabstand R. Sowohl der Umfangsabstand S als auch der Radialabstand R sind nicht notwendigerweise in allen Bereichen der Frontplatte 16 konstant. In den vom Mittelpunkt entfernteren Bereichen kann der Umfangsabstand S und/oder der Radialabstand R, insbesondere jedoch der Abstand S größer als im mittleren Bereich sein. Es ist unerwünscht, die Abstände S und R in umgekehrter Weise zu verändern. Nach Fig. 2 liegt oft eine Düse 18 an einer Umfangslinie und eine Düse 18 an einer benachbarten Umfangslinie der gleichen Radiallinie, das ist jedoch nicht notwendig so, es ist sogar besser, eine solche Anordnung der Düsen 18 zu vermeiden.

Wie Fig. 3 zeigt, können die Abschreckdüsen 18 der jeweiligen Blasköpfe 12 auch auf den Umfangsabschnitten von konzentrischen Ellipsen angeordnet sein. Auch in diesem Falle ist der Abstand zwischen zwei Düsen 18 der gleichen Ellipsenreihe und der Abstand zwischen zwei Düsenreihen 18 in gleicher Weise wie anhand der Fig. 2 beschrieben verändert. Als weitere Abwandlung des Verteilungsmusters aus Fig. 2 können die Düsen 18 der jeweiligen Blasköpfe 12 auch in der Art einer Spirale entsprechend Fig. 4 angeordnet sein.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Glasscheibe mit 3,0 mm Dicke und einer Fläche von 1200 × 700 mm wurde unter Benutzung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Abschreckvorrichtung 10 vorgespannt. In jedem Bereich der Frontplatte 16 jedes Blaskopfes 12 betrug der Umfangsabstand S zwischen zwei aufeinanderfolgenden Düsen 18 der gleichen Umfangsreihe ca. 21 mm und der Radialabstand R zwischen benachbarten Umfangsreihen 30 mm. Der effektive Innendurchmesser jeder Düse 18 betrug ca. 4 mm. Die Blasköpfe 12 wurden so angeordnet, daß die Mündung 19 jeder Düse 18 jedes Blaskopfes 12 einen Abstand von 30 mm von der Oberfläche der Glasscheibe 20 besaß, die in die Abschreckvorrichtung 10 rasch nach dem Aufwärmen in einem Ofen eingetragen wurde und eine Temperatur von 670 bis 680°C besaß. Die Glasscheibe 20 wurde unter Benutzung von Druckluft als Kühlmittel abgeschreckt. Der Zuführdruck der Luft betrug 0,245 bar, und die Zuführrate der Luft betrug 560 Normal-m³/min. Während des Abschreckungsbetriebes wurden die Blasköpfe 12 langsam um einen Vertikalabstand von ca. 40 mm nach oben und unten verfahren. Verschiedene Proben-Glasscheiben wurden mit dem gleichen Verfahren unter sonst gleichen Bedingungen gehärtet, jedoch wurde in einigen Fällen der Luftzuführdruck auf 0,235 bar abgesenkt. Die so vorgespannten Glasscheiben wurden einem Bruchtest unterworfen, der später beschrieben wird.

Vergleichsbeispiel 1

In der Abschreckvorrichtung 10 nach Fig. 1 wurden die Blasköpfe 12 durch bekannte Blasköpfe ersetzt, bei denen die Abschreckdüsen 18 gemäß Fig. 10 in gegenseitig versetzten Reihen angeordnet waren. Der Abstand S′ zwischen zwei Düsen 18 in jeder Reihe betrug 25 mm, und der Abstand R′ zwischen benachbarten Reihen 24 mm. Unter Benutzung der so abgewandelten Vorrichtung wurden gleiche Glasscheiben mit dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Abschreckbedingungen wie in Ausführungsbeispiel 1 vorgespannt. Auch die dabei erhaltenen vorgespannten Glasscheiben wurden dem nachfolgenden Test unterzogen.

Bruchtest

Der Testvorgang wurde gemäß der britischen Norm BS 5282 ausgeführt. Die Auftreffstelle des Bruchstoßes bei jeder Probe der vorgespannten Glasscheibe zum Aufbrechen derselben war entweder annähernd die Mitte der rechtwinkeligen Glasscheibe (Auftreffstelle A in den nachfolgenden Tabellen) oder lag in einem Abstand von 100 mm von der Mitte einer Längsseite der Glasschicht zu dem Mittelpunkt hin (Auftreffstelle B in den folgenden Tabellen). Das Bruchverhalten wurde dadurch überprüft, daß die jeweils in einem willkürlich festgelegten Quadrat mit 50 mm Seitenlänge enthaltenen Splitter der geprüften Glasscheibe gezählt und die Gesamtzahl der länglichen Splitter gezählt wurde, die länger als 60 mm waren und bei denen die Länge mindestens die vierfache Breite betrug. Von dieser Auswertung wurde jedoch ein Streifen von 20 mm Breite entlang der Kante der Glasscheibe und das Gebiet mit einem Radius von 75 mm um die Auftreffstelle ausgeschlossen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Das Bruchverhalten der im Ausführungsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 erzeugten Proben-Glasscheiben wurde weiter mit den Untersuchungsverfahren getestet, die in der japanischen Industrienorm JIS R 3212 und in der EG-Norm festgelegt sind. Die Ergebnisse dieser Zusatzuntersuchungen waren nahezu gleichwertig dem in Tabelle 1 gezeigten Testergebnis.

Die Fig. 5-7 zeigen nun eine bevorzugte Abwandlung der Abschreckvorrichtung 10 aus Fig. 1 und 2. Die Abschreckvorrichtung 10 A ist gleichartig wie die Vorrichtung 10 nach Fig. 1 im grundsätzlichen Aufbau und auch in der konzentrischen kreisförmigen Anordnung der Abschreckdüsen 18 A. Neuartig ist bei dieser Vorrichtung 10 A, daß jede Abschreckdüse 18 A jedes Strahlkopfes 12 bis auf eine Düse 18 in der Mitte der Frontplatte 16 gegen eine senkrecht auf der Frontplatte 16 stehenden Linie zu einer Tangente zu dem Kreisumfang, an der die Düse 18 A sitzt, geneigt ist, die durch die Mittelachse der jeweiligen Düse 18 A hindurchgeht. Bei jeder Düse 18 A bis auf die Mitteldüse 18 ist der Winkel R zwischen der Senkrechten auf die Frontplatte 16 und der Mittelachse der Düse 18 A im wesentlichen konstant. Damit stehen die jeweiligen Düsen 18 A an jedem Kreisumfang in unterschiedlichen, sich regelmäßig ändernden Richtungen vor. Dadurch, daß die Abschreckdüsen 18 A auf diese Weise geneigt sind, wird es leichter, die Glasscheibe 20 unterschiedlich so, daß ringförmige Bereiche von relativ hoch vorgespanntem Glas und ringförmige Bereiche von weniger hochgespanntem Glas abwechselnd konzentrisch in der abgeschreckten Glasscheibe verteilt sind. Dementsprechend wird es möglich, den Luftzustromdruck beim Abschreckvorgang abzusenken. Es wird auch möglich, die Unterschiede zwischen den relativ großen Hauptspannungen in den hochvorgespannten Bereichen und den relativ kleinen Hauptspannungen in den weniger vorgespannten Bereichen zu verringern, und dementsprechend ist sichergestellt, daß die Glasscheibe vorgespannt wird, ohne irreguläre Bereiche zu erzeugen, in welchen besondere Spannungen wirken, die zur Entstehung von länglichen Splittern beim Zerbrechen der Glasscheibe 20 führen können.

Bei der Vorrichtung 10 A nach Fig. 5 ist der Neigungswinkel R jeder Abschreckdüse 18 A nicht kleiner als 3° und nicht größer als 45° und liegt vorzugsweise im Bereich von 5° bis 25°. Falls der Winkel R kleiner als 3° ist, wird es schwierig, die erwarteten Auswirkungen des Neigens der Düsen 18 A zu erzielen. Andererseits wird dann, wenn der Winkel R größer als 45° wird, die Abschreckwirkung der Vorrichtung 10 A sehr gering. Wenn der Winkel R auf einen entsprechenden Wert innerhalb des Bereiches von 5° bis 25° eingestellt wird, kann das Abschrecken einer großen Anzahl von Glasscheiben mit unverändert guten Ergebnissen erreicht werden. Bei den beiden Blasköpfen 12 der beschriebenen Ausführung werden bevorzugt die Düsen 18 A des einen Blaskopfes symmetrisch zu den Düsen 18 A des anderen Blaskopfes 12 in der Neigungsrichtung eingestellt.

Die für die erste Ausführung gemachten Angaben bezüglich der Abstände zwischen den Abschreckdüsen 18 in Fig. 2 gelten auch für die geneigten Düsen 18 A in Fig. 6. Das bedeutet, daß vorzugsweise der Umfangsabstand S zwischen zwei Düsen 18 A an jedem Kreisumfang von 10 mm bis 30 mm beträgt und daß der Radialabstand R zwischen zwei benachbarten Kreisumfängen (wie auch der Abstand des innersten Kreises von der Mitteldüse 18) 20 mm bis 40 mm beträgt. Die geneigten Düsen 18 A des jeweiligen Blaskopfes 12 können auch, wie in Fig. 8 dargestellt, auf den Umfangslinien konzentrischer Ellipsen liegen statt auf konzentrischen Kreisumfängen wie in Fig. 6. Es ist auch möglich, die Düsen 18 A der jeweiligen Strahlköpfe 12 nach Fig. 9 längs Spiralen anzuordnen.

Ausführungsbeispiel 2

Unter Benutzung der Abschreckvorrichtung 10 A nach Fig. 5 bis 7 wurden 3 mm dicke Glasscheiben 20 mit einer Fläche von 1200 × 700 mm vorgespannt. Auch in diesem Fall betrug der Umfangsabstand S zwischen benachbarten Düsen 18 A an der gleichen Kreisumfangslinie ca. 21 mm und der Radialabstand R zwischen benachbarten Kreisumfangslinien 30 mm. Der effektive Innendurchmesser jeder Düse 18 A betrug 4 mm. Jede Düse 18 A war zur entsprechenden Tangentiallinie so geneigt, daß ein Winkel R von 5° mit der Senkrechten auf die Frontplatte 16 gebildet wurde. Die Mündung 19 jeder Düse 18 A jedes Blaskopfes 12 hatte einen Abstand von 30 mm von der Oberfläche der Glasscheibe 20, und diese besaß eine Temperatur von 670 bis 680°C. Der Abschreckvorgang wurde in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 ausgeführt, jedoch wurde der Luftzuführdruck bei einigen Proben auf 0,226 bar bzw. 0,206 bar herabgesetzt.

Die im Ausführungsbeispiel 2 abgeschreckten Proben-Glasscheiben wurden dem bereits beschriebenen Bruchtest unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Das Bruchverhalten der in Ausführungsbeispiel 2 erzeugten Proben wurde weiter durch die Untersuchungsverfahren getestet, die in JIS R 3212 und der EG-Norm festgelegt sind. Die Ergebnisse dieser Zusatzuntersuchungen waren nahezu äquivalent zu den in Tabelle 2 gezeigten.

In Fig. 11 bis 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Abschreckvorrichtung 10 B bezeigt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau gleichartig wie die Vorrichtung 10 nach Fig. 1 ist. Bei dieser Vorrichtung 10 B sind jedoch die Abschreckdüsen 18 jedes Blaskopfes 12, wie in Fig. 12 dargestellt, in einem regelmäßigen rechtwinkligen oder quadratischen Gitter angeordnet. Alle Düsen 18 jedes Blaskopfes 12 sind horizontal zu dem gegenüberliegenden Blaskopf 12 gerichtet. Als wichtiger Unterschied gegenüber einer üblichen Abschreckvorrichtung, bei der die Abschreckdüsen in einem gleichartigen Gittermuster angeordnet sind, sind eine Vielzahl von Ablenkplatten 30 an der Frontplatte 16 jedes Blaskopfes 12 so befestigt, daß sie zum entgegengesetzt liegenden Blaskopf 12 hin vorstehen. Jede Ablenkplatte 30 ist so gekrümmt, daß sie einen kleinen Teil eines Hohlzylinders mit relativ großem Durchmesser bildet. Wie in Fig. 12 gezeigt, sind in der Frontansicht der Frontplatte 16 jedes Blaskopfes 12 die Ablenkplatten 30 so angeordnet, daß sie ein konzentrisches Kreismuster bilden. Die Ablenkplatten 30 in Fig. 12 sind also in eine Vielzahl von Reihen unterteilt, von denen jede eine Vielzahl von Ablenkplatten 30 enthält, die auf einem Kreisumfang liegen, mit im wesentlichen gleichen Umfangsabständen zwischen ihnen, und der Umfang jeder Reihe ist mit einem vorbestimmten Radialabstand vom Umfang einer benachbarten Reihe entfernt. Der Mittelpunkt der konzentrischen Kreisumfänge wird annähernd durch die Mitte der Frontplatte 16 gebildet. Jede Ablenkplatte 30 ist so ausgerichtet, daß das aus der Düse (oder den Düsen) 18 ausgeblasene Kühlmittel halbkreis- oder bogenförmig bezüglich der Mitte der Frontplatte 16 und in Richtung der Mitte der Frontplatte 16 hin abgelenkt wird. Fig. 11 bis 14 zeigen, daß jede Ablenkplatte 30 dicht an jeweils eine Düse 18 angesetzt ist. Das ist eine bevorzugte, jedoch nicht unbedingt nötige Maßnahme.

Die Ablenkplatten 30 in Fig. 11 bis 14 ergeben eine allgemein kreisförmige Ablenkung des aus den Düsen 18 ausgeblasenen Kühlmittels und bewirken deshalb ein unterschiedliches Abschrecken der Glasscheibe 20 in solcher Weise, daß allgemein ringförmige Bereiche von relativ hoch vorgespanntem Glas und allgemein ringförmige Bereiche von weniger hochgespanntem Glas abwechselnd konzentrisch in der abgeschreckten Glasscheibe verteilt sind. Im Vergleich zu den konzentrischen kreisförmigen Anordnungen der Düsen 18 in der Vorrichtung 10 nach den Fig. 1 und 2 kann das Anbringen der Ablenkplatten 30 bei den Blasköpfen 12 mit Düsen 18 in einem einfachen quadratischen Gittermuster für industriellen Einsatz bequemer sein. Die Größe jeder Ablenkplatte 30 und die Abstände der Ablenkplatten 30 zueinander sind gleichmäßig bestimmt unter Beachtung der vorher mit Bezug auf die Abstände zwischen den kreisförmig angeordneten Düsen 18 in Fig. 2 beschriebenen Faktoren. Normalerweise beträgt eine geeignete Größe jeder Ablenkplatte 30 etwa 50 mm × 50 mm. Bevorzugterweise wird jede Ablenkplatte 30 mit einer ausreichenden Länge L versehen, so daß das freie Ende der Ablenkplatte 30 sehr dicht an die Oberfläche der Glasscheibe 20 heranreicht. Mindestens sollte die Länge L jeder Ablenkplatte 30 größer als die Länge der Düse 18 sein, die von der Oberfläche der Frontplatte 16 absteht.

Alternativ zu der konzentrischen kreisförmigen Verteilung, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist, können die Ablenkplatten 30 auch mit einer Verteilung in Form konzentrischer Ellipsen oder auch in Form einer Spirale angeordnet sein. Wie in Fig. 15 gezeigt, ist es auch möglich, jeweils eine Ablenkplatte 30 zwischen zwei Düsen 18 oder in der Mitte eines durch vier Düsen 18 bestimmten quadratischen Bereiches anzuordnen. Es ist auch möglich, die Ablenkplatten 30 nur in einem gesonderten Bereich der Frontplatte 16 des jeweiligen Strahlkopfes 12 anzuordnen, falls es ausreicht, daß die Ablenkplatten 30 einen wirksamen Beitrag zu einer Abnahme der Anzahl von länglichen Glassplittern bei einem Bruch der vorgespannten Glasscheibe beitragen. Fig. 16 zeigt ein Anwendungsbeispiel in einem solchen Fall unter der Annahme, daß die Mitte der abzuschreckenden Glasscheibe 20 annähernd übereinstimmend zur Mitte der Frontplatte 16 gebracht wird. In diesem Falle sind die Ablenkplatten 30 nur in einem Ringbereich 34 der Frontplatte 16 vorgesehen, der zwischen zwei konzentrischen Kreisumfängen 36 und 38 um die Mitte der Frontplatte 16 errichtet ist. Dabei kann die radiale Breite des Ringbereiches 34 etwa 200 bis 300 mm betragen. Beispielsweise kann die Anzahl der im Ringbereich 34 eingesetzten Ablenkplatten 30 ein Viertel bis die Hälfte der Anzahl der Düsen 18 im Ringbereich 34 sein.

Ausführungsbeispiel 3

Unter Verwendung der Abschreckvorrichtung 10 B nach Fig. 11 bis 14 wurden 3 mm dicke rechtwinklige Glasscheiben 20 mit einer Fläche von 1200 mm × 700 mm allgemein in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 vorgespannt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Düsen 18 betrug in Vertikal- wie in Horizontalrichtung 30 mm. Der effektive Innendurchmesser jeder Düse 18 betrug etwa 4 mm. Die Mündung 19 jeder Düse 18 jedes Blaskopfes 12 befand sich in einem Abstand von 30 mm von der Oberfläche der Glasscheibe 20, die eine Temperatur von 670 bis 680°C besaß. Jede Ablenkplatte 30 besaß eine Breite W von 50 mm, und die jeweilige Länge L wurde unterschiedlich so angepaßt, daß der Abstand des freien Endes jeder Ablenkplatte 30 von der Glasoberfläche in einem Fall 5 mm und im anderen Fall 30 mm betrug. Der Abschreckvorgang wurde in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt, und es wurde jedes Mal ein Luft-Zuführdruck von 0,245 bar eingehalten. Die im Ausführungsbeispiel 3 vorgespannten Proben-Glasscheiben wurden dem bereits beschriebenen Bruchtest unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde eine Abschreckvorrichtung verwendet, die allgemein gleichartig wie die im Ausführungsbeispiel 3 verwendete Vorrichtung 10 B aufgebaut war, jedoch keine Ablenkplatten 30 nach Fig. 11 bis 14 enthielt. Bis auf diese Abänderung wurde das Abschrecken der Glasscheiben entsprechend dem Vorgang in Ausführungsbeispiel 3 durchgeführt. Die dabei erhaltenen vorgespannten Proben-Glasscheiben wurden dem gleichen Bruchtest unterzogen und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Claims (10)

1. Verfahren zum Vorspannen einer Glasscheibe, bei dem die Glasscheibe auf eine über der unteren Entspannungstemperatur liegende Temperatur erwärmt wird und die erwärmte Glasscheibe durch Aufblasen eines Kühlmittels auf beide Seiten der Glasscheibe abgeschreckt wird, wobei das Kühlmittel aus einer ersten Gruppe, gegen die eine Seite der Glasscheibe gerichteter und aus einer zweiten Gruppe gegen die andere Seite der Glasscheibe gerichteter Kühlmitteldüsen austritt und auf jeder Seite der Glasscheibe auf eine große Anzahl von zueinander beabstandeter Stellen auf der Glasoberfläche aufgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel auf Stellen, die entweder auf kreisförmigen oder elliptischen Linien, welche konzentrisch um die Mitte der Glasscheibe herum verlaufen, oder auf spiralförmigen Linien, die ungefähr in der Mitte der Glasscheibe beginnen, aufgebracht wird.

2. Abschreckvorrichtung zum Vorspannen einer Glasscheibe nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, die einen ersten und einen zweiten Blaskopf (12) umfaßt, welche jeweils an eine Kühlmittelzuführleitung (14) angeschlossen sind und welche jeweils eine Frontplatte (16) mit darin angeordneten Abschreckdüsen (18) aufweisen, wobei die gegenüberliegenden Blasköpfe (12) einander mit ihren Frontplatten (16) zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckdüsen (18) auf einer Vielzahl von kreisförmigen oder elliptischen Linien, die konzentrisch um die Mitte der Frontplatte (16) verlaufen, oder auf spiralförmigen Linien angeordnet sind, die ungefähr in der Mitte der Frontplatte (16) beginnen.

3. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf einer Umfangslinie benachbarte Abschreckdüsen (18) einen Abstand (S) zueinander aufweisen, der nicht größer als 50 mm ist und daß der radiale Abstand (R) zwischen zwei benachbarten Umfangslinien nicht mehr als 50 mm beträgt.

4. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (S) in Umfangsrichtung im Bereich von 10 bis 30 mm und der radiale Abstand (R) im Bereich von 20 bis 40 mm liegt.

5. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abschreckdüse (18) senkrecht zur Frontplatte (16) ausgerichtet ist.

6. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abschreckdüse (18) gegen eine Tangente an der Umfangslinie an der Stelle der Abschreckdüse (18) geneigt ist, so daß ein Winkel (R) zwischen einer Senkrechten zur Frontplatte (16) und der Mittelachse der entsprechenden Abschreckdüse (18) gebildet ist, der größer als 3° und kleiner als 45° ist.

7. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (R) größer als 5° und kleiner als 25° ist.

8. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abschreckdüse (18) in die gleiche Umfangsrichtung geneigt ist.

9. Abschreckvorrichtung zum Vorspannen einer Glasscheibe nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, die einen ersten und einen zweiten Blaskopf (12) umfaßt, welche jeweils an eine Kühlmittelzuführleitung (14) angeschlossen sind und welche jeweils eine Frontplatte (16) mit darin angeordneten Abschreckdüsen (18) aufweisen, wobei die gegenüberliegenden Blasköpfe einander mit ihren Frontplatten zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckdüsen (18) in zueinander parallelen Reihen und senkrecht zur Frontplatte (16) angeordnet sind und daß eine Vielzahl von gekrümmten Ablenkplatten (30) an ausgewählten Stellen zwischen den Abschreckdüsen (18) jeder Reihe angeordnet sind, wobei die Ablenkplatten (30) auf einer Vielzahl von zur Mitte der Frontplatte (16) konzentrischen Umfangslinien angeordnet sind.

10. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ablenkplatte (30) so ausgerichtet ist, daß das aus einer in der Nähe gelegenen Abschreckdüse (18) strömende Kühlmittel in Richtung auf die Mitte der Frontplatte (16) und in Umfangsrichtung der Umfangslinie abgelenkt wird, an der die jeweilige Ablenkplatte (30) angeordnet ist.