1. Zuschnitt & Kantenbearbeitung
Das Glas wird in die gewünschte Form gebracht und muss vor dem thermischen Vorspannprozess vollständig mechanisch bearbeitet werden. Eine nachträgliche Bearbeitung ist nicht zulässig, da sie das Spannungsbild verändern und Spontanbrüche verursachen kann. Bearbeitungen im Rand-, Ausschnitt- oder Lochbohrungsbereich wären theoretisch in einem Bereich bis zur halben Materialstärke möglich, sind aber aus Sicherheitsgründen zu vermeiden.
2. Reinigung
Die Entfernung von Staub und Verunreinigungen ist zwingend notwendig, da Rückstände bei hohen Temperaturen dauerhaft eingebrannt werden können und nachträglich nicht mehr entfernbar sind.
3. Erhitzung
Die Gläser werden im ESG-Ofen auf ca. 600–700 °C erhitzt. Sie durchlaufen dabei eine Ofenkammer auf hitzebeständigen Keramikrollen. Es gibt drei Ofentypen:
Durchlauföfen (Roller Hearth Furnace)
- Funktionsweise: Glas durchläuft kontinuierlich Heizzone und Quenching-Zone auf Rollen.
- Vorteile: Hohe Produktivität, schnelle Durchlaufzeiten, gleichmäßige Erwärmung, ideal für Standardformate.
- Nachteile: Eingeschränkte Flexibilität, Risiko von Rollenabdrücken und Anisotropien.
Einkammer-Öfen (Single Chamber Furnace)
- Funktionsweise: Statische Erwärmung in geschlossener Kammer mit Luftzirkulation, danach Quenching.
- Vorteile: Homogene Erwärmung, geringe optische Defekte, flexibler einsetzbar.
- Nachteile: Geringere Kapazität, längere Zykluszeiten.
Zweikammer-Systeme (Batch Furnace / Gravity Furnace)
- Funktionsweise: Vorwärme- und Hauptkammer für kontrollierten Temperaturverlauf und anschließendes Quenching.
- Vorteile: Höchste Glasqualität, ideal für dicke, bedruckte oder gebogene Gläser.
- Nachteile: Hohe Betriebskosten pro Zyklus.
Heizmethode
- Strahlungshitze (Infrarot): Heizstäbe oder Platten strahlen direkt auf das Glas, kann ungleichmäßig sein bei bedrucktem/beschichtetem Glas.
- Konvektionshitze: Heiße Luftströme sorgen für gleichmäßige Erwärmung. Ideal für Low-E- oder bedrucktes Glas.
- Kombination: Moderne Öfen kombinieren beide Methoden.
Temperaturverlauf
- Aufheizung auf 620–700 °C an der Oberfläche
- Kerntemperatur muss 600–650 °C erreichen
- Vorspannung erfolgt oberhalb der Transformationstemperatur (~550 °C), aber unterhalb des Erweichungspunktes (~720 °C)
4. Schnelles Abkühlen (Abschrecken)
In der Quench-Zone wird das Glas mit Hochdruckluft rasch abgekühlt. Dabei entstehen Druckspannungen an der Oberfläche und Zugspannungen im Inneren.
Arten von Quench-Systemen
- Luftkühlung (Standard): Starke Luftdüsen, weit verbreitet.
- Regulierte Quenching-Systeme: Präzise Steuerung für unterschiedliche Glasarten.
- Hybrid-Quenching: Kombination aus Luft- und Wassernebelkühlung.
5. Endkontrolle
Neben visueller Inspektion ist die reflektierte Betrachtung entscheidend zur Erkennung optischer Fehler:
- Anisotropien: Spannungsmuster sichtbar mit polarisiertem Licht
- Wellenbildung & Verzerrungen: Durch ungleichmäßige Abkühlung
- Rollenabdrücke: Mikromarken durch Kontakt mit Transportrollen
Zur Sichtbarmachung werden Spiegel, Lichtquellen und Polarisationsfilter eingesetzt.
Planitätsprüfung von ESG
Methoden
- Sichtprüfung: Reflexionen auf geraden Linien
- Planitätslineal: Messung von Lücken zwischen Glas und Lineal
- Messuhr/Fühlerlehre: Punktuelle Ebenheitsprüfung
- Laser- oder Kamerasysteme: Erstellen digitales Planitätsprofil
- Planitätstisch: Vergleich mit Referenzfläche nach DIN EN 12150
Toleranzen nach DIN EN 12150
| Glasdicke (mm) | Max. Planitätsabweichung (mm/m) |
|---|---|
| 3–4 mm | ≤ 3,0 |
| 5–6 mm | ≤ 2,5 |
| 8–12 mm | ≤ 2,0 |
| 15–19 mm | ≤ 1,5 |
Einflussfaktoren auf die Planität
- Ungleichmäßige Erwärmung
- Rollenabdrücke im Durchlaufofen
- Inhomogene Quenching-Ströme
- Glasdicke und -größe
Normenübersicht für ESG
1. Glas im Bauwesen
- DIN EN 12150: Thermisch vorgespanntes ESG
- DIN EN 12600: Pendelschlagversuch
- DIN EN 14179: ESG mit Heißlagerungstest (Heat-Soak-Test)
- DIN EN 1863: Teilvorgespanntes Glas (TVG)
- DIN 18516-4: ESG in hinterlüfteten Außenwandbekleidungen
- DIN 1249: Flachglas im Bauwesen
- DIN 18008: Bemessungs- und Konstruktionsregeln
- DIN EN 1096: Beschichtetes Glas
- DIN EN 1288: Biegefestigkeit
- DIN EN 356 / 1063 / 13541: Sicherheitsverglasung (Einbruch-, Beschuss-, Explosionsschutz)
- DIN EN 1279: Isolierverglasungen mit ESG
- DIN EN 13501-2: Brandverhalten
- DIN EN 12543 / 13024: Verbundglas mit ESG
- DIN EN 14178 / 15755 / 1748-1: Grundnormen für ESG
2. Glas in der Schifffahrt
- DIN ISO 614: ESG-Festigkeit für Schiffsfenster
- DIN 18008-3: Punktförmig gelagerte Verglasungen
3. Schaugläser
- DIN 28120 / 28121: Schaugläser mit Fassung
- DIN 7080: Borosilikat-Schaugläser
4. Lampen- und Leuchtenindustrie
- DIN EN 60598-1 / -2-3: Leuchtenanforderungen
- DIN EN 12665 / 12464-1 / 5035-6: Licht & Beleuchtung
- DIN VDE 0100-559: Elektrische Installationen für Leuchten
5. Fahrzeugbau
- DIN ISO 23013 / 5685 / 52289 / 52298 / 52305 / 52306 / 52307 / 52310: Sicherheit, Abrieb, Bruchverhalten, Lichtstreuung
