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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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