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Einscheibensicherheitsgläser ESG

Thermisch vorgespanntes Glas: 1930 erhielt die "S. A. des Manufacture des Glases et Produkt Chimiques de SaintGobain", Chauny et Cirey Paris, das Patent auf ein Verfahren zum Vorspannen von Glas zu Einscheiben-Sicherheitsglas. Die französische Bezeichnung "verre trempe" wurde zunächst sehr unzweckmäßig mit "Hartglas" ins Deutsche übertragen. "Tremper" bedeutet jedoch "plötzlich abkühlen", ein wesentlicher Vorgang beim Vorspannen.

Einscheiben-Sicherheitsglas ist keineswegs härter als nicht vorgespanntes Glas. Es ist biegebruchfester, temperaturwechselbeständiger und es zerfällt bei Bruch in kleinste Glaskrümel.

Saint-Gobain gab diesem Sicherheitsglas die Bezeichnung SEKURIT, die seitdem bereits zu einem Gattungsbegriff wurde. Auch SEKURIT ist zunächst fast ausschließlich im Fahrzeugbau eingesetzt worden.  Einscheiben Sicherheitsglas war von den 30er bis hinein in die 70er Jahre Standard für alle Glasscheiben im Auto, heute wird es noch für die Seiten- und Heckscheiben aber auch verstärkt im Bauwesen verwendet.

Wie kommt die Vorspannung zustande?

Das bereits fertig geformte, gebohrte Glas wird über den Transformationsbereich erhitzt und dann mit einer Luftdusche schnell abgekühlt. Die Oberfläche wird dadurch fest, während sich im Inneren noch heißes Glas befindet. Das im Inneren befindliche Glas würde sich beim Abkühlen noch weiter zusammenziehen, wenn es durch die äußere schon harte Glasschicht nicht daran gehindert würde. Das innere Glas kommt daher unter Zugspannung während die äußere Glasschicht unter Druckspannung steht. Die Biegefestigkeit des Glases kann somit erheblich erhöht werden.  Bedingung ist allerdings eine Bearbeitung im voraus: Vorgespanntes Glas kann man nicht bearbeiten, weil es dabei zerfällt. Deshalb müssen die Scheiben vor dem Vorspannen zugeschnitten, gebohrt, geschliffen und gegebenenfalls gebogen werden. Wichtig für das Zustandekommen der Zug- und Druckzonenausbildung ist bei der ESG- Herstellung auch das Seitenverhältnis der Scheibe. Dieses sollte ebenso wie bei der Isolierglasherstellung das Verhältnis von 1:10 nicht überschreiten.

Biegefestigkeit:

Einscheiben-Sicherheitsglas zeichnet sich dadurch aus, daß es um ein Vielfaches biegebruchfester ist als normales Glas ist.  Druckfestigkeit:  700-900 N/mm2 Biegefestigkeit:  gemessener Mittelwert 170N/mm2 Rechenwert 50 N/mm2 (zum Vergleich: Floatgl. 30N/mm2.)

Beim Zerbrechen in zahlreiche kleine Glasstücke ohne scharfe Ränder zerfällt, die bei einem Unfall relativ ungefährlich sind.

Temperaturwechselbeständiglkeit: Eine weitere Eigenschaft ist die höhere Temperaturwechselbeständigkeit gegenüber dem Floatglas.  Beständigkeit gegen Temperaturdifferenzen über die Scheibenfläche: 150K Dieser Wert ist insoferne wichtig, da er auch aussagt, daß ein Einsatz direkt neben Wärmequellen zum Beispiel Heizkörpern möglich ist.

Heat-Soak-Test: Dieser Test ist ein spezielles Verfahren zur Prüfung der Festigkeit, bei dem die bereits vorgespannte Scheibe nochmals einer Erhitzung ausgesetzt wird. Nur so können Unregelmäßigkeiten im Materialgefüge erkannt werden.  Der Heat-Soak-Test wird nur auf Kundenwunsch und gegen Aufpreis durchgeführt. Dies ist insbesonders bei Ausschreibungen zu beachten.

Chemisch vorgespanntes Glas:

Noch höhere Biegefestigkeit als thermisch vorgespanntes Glas weist das chemisch vorgespannte Glas auf. Erreicht wird diese Vorspannung durch eine Änderung in der Zusammensetzung der Glasoberfläche.  Die Scheiben werden in elektrolytische Bäder eingetaucht, wo die außenliegenden Natriumionen durch Kaliumionen, die eine 30% größeren Radius aufweisen, ausgetauscht werden. Damit bildet sich eine außenliegende Druckzone. Die Vorteile der chemischen Vorspannung gegenüber der thermischen sind: keine Formänderung der Glasscheibe infolge des Aufwärmprozesses, sowie die wesentlich weniger tiefe (ca. 0,1mm Oberflächenschicht, was die Härtung von dünnen Scheiben ermöglicht. Man verwendet chemisch vorgespanntes Glas beispielsweise für Flugzeugkanzeln

Verbindung von Glas im Nurglasbereich

Glaszement: Glaszement hat nichts mit dem Bindemittel Zement in der Betonherstellung zu tun. Glaszement ist eine schon überholte Klebergeneration und kommt eigentlich nur mehr in der Literatur vor und hat in der praktischen Anwendung kaum mehr Bedeutung. Glaszemente wurden als Zwei- oder Dreikomponenten-Kleber verwendet. Kleber, Härter und bei manchen noch ein Verzögerer oder Weichmacher werden unmittelbar vor der Arbeit gemischt. Glaszemente, die unter UV- Licht härten werden verarbeitungsfertig angeboten.  Die Verwendung dieses Materials setzt hohe Ansprüche an den Glasschleifer, der beste Glaszement wird eine exakte Paßgenauigkeit der Kanten nicht überflüssig machen. Von Vorteil ist eine Kantenbearbeitung mit kleinen Saumflächen, so wird die Klebefläche größer. Gute Reinigung der Klebeflächen, nach dem reinigen dürfen die Klebestellen nicht mehr mit den Händen berührt werden. Sorgfältige Zubereitung bei Zwei- oder Mehrkomponentenklebern. Im Gegensatz z.B. zu einer Holzverleimung, wo mit möglichst hohem Preßdruck gearbeitet wird, darf bei Ganzglasarbeiten nur so weit gepreßt werden, daß der Glaszement in den Fugen noch eine Schicht von 0,5mm bis 1mm bildet. Das Klebematerial bleibt, je nach Produkt 20 bis 90 Minuten verarbeitbar, ehe der Abbindeprozeß einsetzt.

UV-Kleber: Für schnelle Glasverbindungen, wobei auch das manchmal umständliche Fixieren der Glasteile durch kurzzeitiges Festhalten ersetzt werden kann, gibt es flüssige Kleber, die durch Bestrahlung in wenigen Sekunden aushärten. Die Klebestelle wird bestrahlt mit einem kleinen Handgerät, das ultraviolettes Licht aussendet. (Pinsel und Gefäße darf man klarerweise nicht in den Bereich der Bestrahlung bringen.)  Man kann mit Hilfe dieser Technik in frappierend kurzer Zeit z.B. Glasmöbel bauen. Das Verfahren ist jedoch nur im Innenbereich anwendbar. Auch ist dieses Verfahren für Arbeiten in Naßräumen nicht anwendbar, da es feuchteempfindlich ist. Als problematisch kann auch das Verhalten des Klebers bezeichnet werden. Oftmals arbeiten diese Kleber und bringen so Spannungen in die zu verbindenden Glasteile, was immer wieder zu Glasbruch führt. Interessant ist auch die Fähigkeit des Klebers Metall und Glasflächen miteinander verbinden zu können.

Klebeverbindung mit Silikonen: Die mit Abstand verbreitetste Art der Glasverbindung im Nurglasbereich. Die zu verbindenden Kanten werden gereinigt und mit der Härterkomponente des Zweikomponentenklebers eingestrichen. Dazwischen wird dann das Silikon mittels Silikonpistole (Handgerät oder Druckluft) in den Zwischenraum (meist durch dünne Hartholzplättchen gewährleistet) eingebracht. Überflüssiges Material wird anschließend abgezogen.

 

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