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WO2003066990A1 - Glass body arrangement - Google Patents

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Publication number
WO2003066990A1
WO2003066990A1 PCT/EP2003/000835 EP0300835W WO03066990A1 WO 2003066990 A1 WO2003066990 A1 WO 2003066990A1 EP 0300835 W EP0300835 W EP 0300835W WO 03066990 A1 WO03066990 A1 WO 03066990A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
arrangement according
glass body
flat
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2003/000835
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fritz-Dieter Doenitz
Herbert Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Schott Glaswerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG, Schott Glaswerke AG filed Critical Carl Zeiss AG
Priority to AU2003210191A priority Critical patent/AU2003210191A1/en
Publication of WO2003066990A1 publication Critical patent/WO2003066990A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/36—Columns; Pillars; Struts of materials not covered by groups E04C3/32 or E04C3/34; of a combination of two or more materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/28—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of materials not covered by groups E04C3/04 - E04C3/20
    • E04C3/285—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of materials not covered by groups E04C3/04 - E04C3/20 of glass

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement of a glass body on a substantially flat body, for example a steel plate, and the use of such an arrangement.
  • the forces are known via “soft materials” such as plastics, known from DE-A-43 42 097 or soft metals such as lead, known from WO-A-2000/23265 in
  • the glass is an ideally elastic, but brittle material. With this material there is no possibility of reducing stress peaks in the form of plastic deformation. These stress peaks can be caused by processing and assembly inaccuracies.
  • soft intermediate layers between the glass and the basic structure it is possible to introduce low compressive forces at surface pressure values of up to approx. 20 N / mm 2 from the basic structure into the glass.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement with which it is possible to introduce very high forces (compressive stresses) into brittle-refractory material, in particular into vitreous bodies.
  • the object of the present invention is achieved by arranging a vitreous body on an essentially flat body, the flat body being made of a material whose elastic limit is not exceeded when the vitreous body acts upon it.
  • the glass body is preferably a glass tube, a glass rod, a glass pane or a laminated glass body, in particular a laminated glass tube.
  • the material from which the flat body is made is essentially a metal or a metal alloy, in particular steel.
  • the contact surfaces between the glass body and the flat body are preferably plane-parallel and have approximately the same roughness. Particularly when the glass body exerts a high force on the flat body, the contact surfaces between the glass body and the flat body should have a low roughness.
  • the roughness of the contact surface of the glass body is preferably less than the permissible elastic deformation of the glass body under the load.
  • At least one intermediate layer can be provided between the glass body and the flat body, in particular for the compensation of thermal stresses.
  • a preferred embodiment of the invention is an arrangement of a glass body between two substantially flat bodies, for example a glass tube, which is arranged in a columnar manner between two steel plates.
  • the glass body and the two flat bodies are preferably firmly but releasably connected to one another, for example via a rod or a rope, which run through the interior of the glass tube.
  • the two flat bodies particularly preferably exert a permanent compressive stress on the glass body, in particular via clamping elements.
  • an arrangement of a vitreous body on an essentially flat body is proposed, with which it is possible to introduce compressive stresses of up to several hundred N / mm 2 into the vitreous body.
  • the entire area of the force application point on the glass body is ground by machining the glass surface.
  • the flatness and roughness of the contact surface on the glass body and on the counter material are primarily decisive for the transferable voltage. The higher the desired tension values are, the more even the contact surface has to be made and the lower the roughness values of the surfaces have to be.
  • the maximum permissible unevenness may be just large enough that the resulting bending tensile stress does not reach inadmissibly high values of about 7 N / mm 2 between two support points of the glass surface on the counter surface.
  • the counter surface to the glass body must have strength values that correspond at least to the desired pressure load value in the glass.
  • the counter surfaces to the glass must not tend to creep under the stresses; the elastic limit must not be exceeded.
  • glass Because of its transparency, glass is suitable for many applications that place high demands on aesthetics. However, its use is restricted if additional strength requirements are imposed or forces are introduced into the glass.
  • the invention is primarily intended for use with flat glass and glass tubes, but can in principle be applied to all brittle materials such as ceramics, natural stone, clay materials, porcelain stoneware and the brittle metals.
  • the permissible stresses for glass loading are for the glass type DURAN®, borosilicate glass 3.3, which is often used in technical applications such as pressure vessel construction, for the permanent loading under pressure 100 N / mm 2 and for the fatigue strength under tensile loading, depending on the surface quality, 7 to 10 N. / mm 2 .
  • the permissible loads are therefore so low that there is sufficient security for additional errors, such as undetected machining errors.
  • the actual glass compressive strength is considerably higher.
  • the counter surface contains hard metals or metal alloys. According to the invention, these counter surfaces are particularly suitable. According to the invention, the arrangement is used in interior construction, in construction, in architectural applications, in furniture and trade fair construction, in pipeline and plant construction, for mast, support and support structures and in lighting technology.
  • FIG. 1 shows a side view of the arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a lateral sectional drawing and detailed drawing (Z) of an arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a lateral sectional drawing and detailed drawing (Z) of an arrangement according to the prior art.
  • a glass tube (1) is shown, which has force-transmitting documents (2) at both ends.
  • the force (F) acts on both force-transmitting documents (2).
  • Fig. 2 shows an ideal flow of force, with only compressive forces acting.
  • the contact zone (K) does not deform.
  • 3 shows lines of force (F) with the contact zone deformed under the action of force.
  • the resulting tensile stress FR breaks the glass tube.
  • a glass tube (outer diameter 80 mm, wall thickness 3.0 mm, length 700 mm) is placed in a hydraulic pressure testing machine, the end faces of which were ground before the test.
  • hardened and plane-ground steel plates with a permissible tensile strength of 1100 N / mm 2 serve as force-transmitting documents between the pressure plates of the testing machine and the glass tube.
  • the test force is increased with a load increase of 1.5 kN / (mm 2 s) up to a value of 400 kN and kept constant for several minutes. This corresponds to a compressive stress in the glass tube of 551 N / mm 2 .
  • the force flow that occurs is shown in FIG. 2.
  • the compressive force is ideally introduced from the testing machine into the glass tube without undue deformation of the contact surfaces.
  • the test force is then reduced to zero at the same speed as that previously applied. After the test, the test tube shows no damage.
  • even compressive stresses of up to 800 N / mm 2 can be introduced into the glass tube.
  • the same glass tube is placed on a polyamide 6.6 base.
  • the increase in force occurs again at the same speed as in the example.
  • the first longitudinal cracks already appear in the glass tube at a compressive stress of 70 N / mm 2 , caused by an impermissibly high tangential tensile stress in the end region of the glass tube.
  • the glass tube finally collapses at a tension of 97 N / mm 2 .
  • the polyamide underlay deforms with increasing load.
  • the glass tube is pressed ever deeper into the polyamide material and displaces the polyamide. Frictional forces occur between the polyamide and the glass contact zone, which lead to impermissibly high radial and in particular tangential tensile stresses, which ultimately cause the glass to break.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a glass body arrangement on an essentially flat body, characterised in that the flat body consists of a material having an elastic limit which is not exceeded when a force is exerted on the glass body.

Description

Anordnung eines Glaskörpers Arrangement of a vitreous

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung eines Glaskörpers auf einem im wesentlichen flachen Körper, beispielsweise einer Stahlplatte, sowie die Verwendung einer solchen Anordnung.The present invention relates to an arrangement of a glass body on a substantially flat body, for example a steel plate, and the use of such an arrangement.

Auf den Gebieten der Architektur und im Bauwesen wird immer häufiger eine maximale Transparenz von Gebäuden oder Gebäudeteilen gewünscht. Um dies zu erreichen, kommen Ganzglaskonstruktionen zur Anwendung. Dabei werden die Verglasungen selbst als tragende Konstruktionselemente eingesetzt. An der Krafteinleitungsstelle ins Glas kommt es dabei häufig bereits bei geringen Beanspruchungen zu Glasbruch, da die Kontaktstellen zwischen Glasoberfläche und Auflagen falsch ausgebildet sind.In the fields of architecture and construction, maximum transparency of buildings or parts of buildings is increasingly desired. To achieve this, all-glass constructions are used. The glazing itself is used as a load-bearing construction element. At the point where the force is introduced into the glass, glass breakage often occurs even with low loads, since the contact points between the glass surface and the supports are incorrectly designed.

Bei allen bisher bekannten Methoden, bei denen Kräfte in Glaskonstruktionen eingeleitet werden, werden die Kräfte über „weiche Materialien" wie Kunststoffe, bekannt aus DE-A-43 42 097 oder weiche Metalle wie Blei, bekannt aus WO-A-2000/23265 in das Glas eingeleitet. Bei Glas handelt es sich um einen ideal elastischen, jedoch spröden Werkstoff. Bei diesem Werkstoff besteht keine Möglichkeit des Abbaus von Belastungsspitzen in Form von plastischer Verformung. Diese Belastungsspitzen können durch Verarbeitungs- und Mon- tageungenauigkeiten hervorgerufen werden. Durch den Einsatz von weichen Zwischenlagen zwischen Glas und der Grundkonstruktion ist es möglich, geringe Druckkräfte bei Flächenpressungswerten bis ca. 20 N/mm2 aus der Grundkonstruktion ins Glas einzuleiten.In all previously known methods in which forces are introduced into glass constructions, the forces are known via “soft materials” such as plastics, known from DE-A-43 42 097 or soft metals such as lead, known from WO-A-2000/23265 in The glass is an ideally elastic, but brittle material. With this material there is no possibility of reducing stress peaks in the form of plastic deformation. These stress peaks can be caused by processing and assembly inaccuracies. By use With soft intermediate layers between the glass and the basic structure, it is possible to introduce low compressive forces at surface pressure values of up to approx. 20 N / mm 2 from the basic structure into the glass.

Im konstruktiven Glasbau ist es ebenfalls üblich, Verguss- bzw. Spaltverfüll- materialien, teilweise auch epoxydharzgebunden, zwischen Glas und Krafteinleitungskonstruktion anzuwenden, um dadurch Ungenauigkeiten zwischen Glas und Krafteinleitungskonstruktion auszugleichen. Auf diese Weise ist es ebenfalls möglich, relativ geringe Druckkräfte mit Flächenpressungen bis 20 N/mm2 ins Glas einzubringen.In structural glass construction, it is also common to use potting or gap filling materials, sometimes also epoxy-resin-bonded, between glass and the force transmission structure in order to compensate for inaccuracies between the glass and the force transmission structure. In this way it is also possible to introduce relatively low compressive forces into the glass with surface pressures of up to 20 N / mm 2 .

Mit den bisher bekannten Methoden ist es jedoch nicht möglich, Kräfte in Glaskonstruktionen einzuleiten, die auch nur annähernd in der Größenordnung der Glasdruckfestigkeit selbst liegen. Die Glasbauteile werden bei höheren Belastungen immer durch Zugspannungen zerstört, welche aus der Verformung der Zwischenwerkstoffe entstehen.With the previously known methods, however, it is not possible to introduce forces into glass structures that are even approximately in the order of magnitude of the glass compressive strength itself. At higher loads, the glass components are always destroyed by tensile stresses that result from the deformation of the intermediate materials.

Bei der Verwendung von weichen Zwischenlagen werden diese bereits unter geringer Krafteinwirkung elastisch und bei höheren Kräften schließlich plastisch verformt. Das Zwischen material weicht dabei zur Seite hin aus. Über die Reibung zwischen Glasoberfläche und dem sich verformenden Zwischenmaterial baut sich durch die Verformung in der Kontaktzone zwischen Glas und Zwischenlage eine Reibungskraft auf, die im Glas eine resultierende Zugspannung erzeugt. Die Zugspannung zerstört schließlich das Glas. Die zulässige Druckspannung im Glas wird dabei nicht erreicht.When using soft intermediate layers, they are already elastically deformed with little force and finally plastically deformed with higher forces. The intermediate material deviates to the side. About the Friction between the glass surface and the deforming intermediate material creates a frictional force due to the deformation in the contact zone between the glass and the intermediate layer, which creates a resulting tensile stress in the glass. The tension eventually destroys the glass. The permissible compressive stress in the glass is not reached.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Anordnung bereitzustellen, mit welcher es ermöglicht wird, sehr hohe Kräfte (Druckspannungen) in sprödbrechendes Material, insbesondere in Glaskörper, einzuleiten.The object of the present invention is to provide an arrangement with which it is possible to introduce very high forces (compressive stresses) into brittle-refractory material, in particular into vitreous bodies.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung eines Glaskörpers auf einem im wesentlichen flachen Körper gelöst, wobei der flache Körper aus einem Material besteht, dessen Elastizitätsgrenze bei einer Kraftein Wirkung des Glaskörpers nicht überschritten wird.The object of the present invention is achieved by arranging a vitreous body on an essentially flat body, the flat body being made of a material whose elastic limit is not exceeded when the vitreous body acts upon it.

Der Glaskörper ist vorzugsweise ein Glasrohr, ein Glasstab, eine Glasscheibe oder ein Verbundglaskörper, insbesondere ein Verbundglasrohr.The glass body is preferably a glass tube, a glass rod, a glass pane or a laminated glass body, in particular a laminated glass tube.

Vorzugsweise ist das Material, aus dem der flache Körper besteht, im wesentlichen ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere Stahl.Preferably, the material from which the flat body is made is essentially a metal or a metal alloy, in particular steel.

Die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper sind vorzugsweise planparallel und weisen in etwa die gleiche Rauhigkeit auf. Insbesondere bei hoher Krafteinwirkung des Glaskörpers auf den flachen Körper sollten die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper eine geringe Rauhigkeit aufweisen. Die Rauhigkeit der Berührungsfläche des Glaskörpers ist vorzugsweise geringer als die zulässige elastische Deformation des Glaskörpers unter der Beanspruchungslast.The contact surfaces between the glass body and the flat body are preferably plane-parallel and have approximately the same roughness. Particularly when the glass body exerts a high force on the flat body, the contact surfaces between the glass body and the flat body should have a low roughness. The roughness of the contact surface of the glass body is preferably less than the permissible elastic deformation of the glass body under the load.

Weiterhin kann wenigstens eine Zwischenschicht zwischen Glaskörper und flacher Körper vorgesehen sein, insbesondere zur Kompensation thermischer Spannungen.Furthermore, at least one intermediate layer can be provided between the glass body and the flat body, in particular for the compensation of thermal stresses.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anordnung eines Glaskörpers zwischen zwei im wesentlichen flachen Körpern, beispielsweise ein Glasrohr, das säulenartig zwischen zwei Stahlplatten angeordnet ist.A preferred embodiment of the invention is an arrangement of a glass body between two substantially flat bodies, for example a glass tube, which is arranged in a columnar manner between two steel plates.

Vorzugsweise sind hierbei der Glaskörper und die zwei flachen Körper fest aber lösbar miteinander verbunden, beispielsweise über eine Stange oder ein Seil, die durch das Innere des Glasrohrs verlaufen.In this case, the glass body and the two flat bodies are preferably firmly but releasably connected to one another, for example via a rod or a rope, which run through the interior of the glass tube.

Besonders bevorzugt üben die zwei flachen Körper dadurch eine permanente Druckspannung auf den Glaskörper aus, insbesondere über Spannelemente. Erfindungsgemäß wird eine Anordnung eines Glaskörpers auf einem im wesentlichen flachen Körper vorgeschlagen, mit welcher es ermöglicht wird, Druckspannungen in einer Größenordnung bis zu mehreren hundert N/mm2 in den Glaskörper einzuleiten. Um dies zu erreichen, wird der gesamte Bereich der Krafteinleitungsstelle am Glaskörper durch Bearbeiten der Glasoberfläche plangeschliffen. Die Ebenheit und Rauhigkeit der Kontaktfläche am Glaskörper und am Gegenwerkstoff sind in erster Linie ausschlaggebend für die übertragbare Spannung. Je höher also die gewünschten Spannungswerte liegen desto ebener muss die Kontaktfläche ausgeführt werden und umso geringer müssen die Rauhigkeitswerte der Oberflächen sein. Die maximal zulässige Unebenheit darf allgemein ausgedrückt gerade so groß sein, dass zwischen zwei Auflagepunkten der Glasfläche auf der Gegenfläche die resultierende Biegezugspannung keine unzulässig hohen Werte von etwa 7 N/mm2 erreicht.As a result, the two flat bodies particularly preferably exert a permanent compressive stress on the glass body, in particular via clamping elements. According to the invention, an arrangement of a vitreous body on an essentially flat body is proposed, with which it is possible to introduce compressive stresses of up to several hundred N / mm 2 into the vitreous body. In order to achieve this, the entire area of the force application point on the glass body is ground by machining the glass surface. The flatness and roughness of the contact surface on the glass body and on the counter material are primarily decisive for the transferable voltage. The higher the desired tension values are, the more even the contact surface has to be made and the lower the roughness values of the surfaces have to be. Generally speaking, the maximum permissible unevenness may be just large enough that the resulting bending tensile stress does not reach inadmissibly high values of about 7 N / mm 2 between two support points of the glass surface on the counter surface.

Des weiteren muss die Gegenfläche zum Glaskörper über Festigkeitswerte verfügen, die mindestens dem gewünschten Druckbeanspruchungswert im Glas entsprechen. Die Gegenflächen zum Glas dürfen bei den Beanspruchungsspannungen keinesfalls zum Kriechen neigen; die Elastizitätsgrenze darf nicht überschritten werden.Furthermore, the counter surface to the glass body must have strength values that correspond at least to the desired pressure load value in the glass. The counter surfaces to the glass must not tend to creep under the stresses; the elastic limit must not be exceeded.

Glas ist wegen seiner Transparenz für viele Anwendungen geeignet, bei denen hohe Anforderungen an die Ästhetik gestellt werden. Sein Einsatz wird jedoch dann eingeschränkt, wenn zusätzliche Anforderungen an die Festigkeit gestellt oder Kräfte ins Glas eingeleitet werden.Because of its transparency, glass is suitable for many applications that place high demands on aesthetics. However, its use is restricted if additional strength requirements are imposed or forces are introduced into the glass.

Die Erfindung ist in erster Linie zur Anwendung bei Flachglas und Glasrohren gedacht, kann aber prinzipiell auf alle sprödbrechenden Materialien wie Keramik, Naturstein, Tonmaterialien, Feinsteinzeug und die sprödbrechenden Metalle übertragen werden.The invention is primarily intended for use with flat glass and glass tubes, but can in principle be applied to all brittle materials such as ceramics, natural stone, clay materials, porcelain stoneware and the brittle metals.

Die zulässigen Spannungen für die Glasbeanspruchung betragen für die bei technischen Anwendungen, wie dem Druckbehälterbau häufig zum Einsatz kommende Glassorte DURAN®, Borosilicatglas 3.3, für die Dauerbeanspruchung auf Druck 100 N/mm2 und für die Dauerfestigkeit bei Zugbeanspruchung je nach Oberflächengüte 7 bis 10 N/mm2. Die zulässigen Beanspruchungen liegen deshalb so niedrig, damit ausreichend Sicherheit für zusätzliche Fehler, wie unerkannte Bearbeitungsfehler, vorhanden ist. Die eigentliche Glasdruckfestigkeit liegt jedoch erheblich höher. Sie konnte aber bisher technisch nicht realisiert werden, da im Regelfall überlagernde, unerwünschte Zugspannungen, hervorgerufen durch die Art der Krafteinleitung, zwangsläufig zum vorzeitigen Versagen von Bauteilen führen.The permissible stresses for glass loading are for the glass type DURAN®, borosilicate glass 3.3, which is often used in technical applications such as pressure vessel construction, for the permanent loading under pressure 100 N / mm 2 and for the fatigue strength under tensile loading, depending on the surface quality, 7 to 10 N. / mm 2 . The permissible loads are therefore so low that there is sufficient security for additional errors, such as undetected machining errors. However, the actual glass compressive strength is considerably higher. However, it has so far not been technically feasible since, as a rule, superimposed, undesirable tensile stresses, caused by the type of force application, inevitably lead to the premature failure of components.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung bevorzugt, bei der die Gegenfläche harte Metalle oder Metalllegierungen enthält. Diese Gegenflächen sind erfindungsgemäß besonders gut geeignet. Erfindungsgemäß wird die Anordnung im Innenausbau, im Bauwesen, in architektonischen Anwendungen, im Möbel- und Messebau, im Rohrleitungsund Anlagenbau, für Mast-, Trage- und Stützkonstruktionen und in der Beleuchtungstechnik verwendet.According to the invention, an arrangement is preferred in which the counter surface contains hard metals or metal alloys. According to the invention, these counter surfaces are particularly suitable. According to the invention, the arrangement is used in interior construction, in construction, in architectural applications, in furniture and trade fair construction, in pipeline and plant construction, for mast, support and support structures and in lighting technology.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing and examples.

Zeichnungdrawing

Die Zeichnung besteht aus Fig. 1 , Fig. 2 und Fig.3. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 2 eine seitliche Schnittzeichnung und Detailzeichnung (Z) einer erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 3 eine seitliche Schnittzeichnung und Detailzeichnung (Z) einer Anordnung nach dem Stand der Technik. In Fig. 1 ist ein Glasrohr (1 ) dargestellt, das an beiden Enden kraftübertragende Unterlagen (2) aufweist. Auf beide kraftübertragende Unterlagen (2) wirkt die Kraft (F). Fig. 2 zeigt einen idealen Kraftfluss, wobei nur Druckkräfte wirken. Die Kontaktzone (K) verformt sich nicht. Fig. 3 zeigt Kraftlinien (F) bei sich unter Krafteinwirkung verformter Kontaktzone. Die daraus resultierende Zugspannung FR führt zum Bruch des Glasrohres.The drawing consists of Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3. 1 shows a side view of the arrangement according to the invention, FIG. 2 shows a lateral sectional drawing and detailed drawing (Z) of an arrangement according to the invention, and FIG. 3 shows a lateral sectional drawing and detailed drawing (Z) of an arrangement according to the prior art. In Fig. 1, a glass tube (1) is shown, which has force-transmitting documents (2) at both ends. The force (F) acts on both force-transmitting documents (2). Fig. 2 shows an ideal flow of force, with only compressive forces acting. The contact zone (K) does not deform. 3 shows lines of force (F) with the contact zone deformed under the action of force. The resulting tensile stress FR breaks the glass tube.

Beispielexample

In eine hydraulische Druckprüfmaschine wird nach Fig.1 ein Glasrohr (Außendurchmesser 80 mm, Wanddicke 3,0 mm, Länge 700 mm) gestellt, dessen Stirnseiten vor dem Versuch plangeschliffen wurden. Als kraftübertragende Unterlagen zwischen den Druckplatten der Prüfmaschine und dem Glasrohr dienen in diesem Fall gehärtete und plangeschliffene Stahlplatten mit einer zulässigen Zugfestigkeit von 1100 N/mm2. Die Prüfkraft wird mit einem Lastanstieg von 1 ,5 kN/(mm2 s) bis zu einem Wert von 400 kN gesteigert und mehrere Minuten lang konstant gehalten. Dies entspricht einer Druckspannung im Glasrohr von 551 N/mm2. Der dabei auftretende Kraftfluß ist in Fig. 2 dargestellt. Die Druckkraft wird hierbei ohne unzulässige Verformung der Kontaktflächen in idealer Weise von der Prüfmaschine ins Glasrohr eingeleitet. Danach wird die Prüfkraft mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der vorher belastet wurde, auf Null reduziert. Nach dem Versuch zeigt das Prüfrohr keinerlei Beschädigungen. Je nach Gütegrad der Schliffflächen können auf diese Weise sogar Druckspannungen bis über 800 N/mm2 ins Glasrohr eingeleitet werden.According to Fig. 1, a glass tube (outer diameter 80 mm, wall thickness 3.0 mm, length 700 mm) is placed in a hydraulic pressure testing machine, the end faces of which were ground before the test. In this case, hardened and plane-ground steel plates with a permissible tensile strength of 1100 N / mm 2 serve as force-transmitting documents between the pressure plates of the testing machine and the glass tube. The test force is increased with a load increase of 1.5 kN / (mm 2 s) up to a value of 400 kN and kept constant for several minutes. This corresponds to a compressive stress in the glass tube of 551 N / mm 2 . The force flow that occurs is shown in FIG. 2. The compressive force is ideally introduced from the testing machine into the glass tube without undue deformation of the contact surfaces. The test force is then reduced to zero at the same speed as that previously applied. After the test, the test tube shows no damage. Depending on the grade of the grinding surfaces, even compressive stresses of up to 800 N / mm 2 can be introduced into the glass tube.

VergleichsbeispielComparative example

Beim nächsten Versuch wird dasselbe Glasrohr auf eine Unterlage aus Polyamid 6.6 gestellt. Der Kraftanstieg erfolgt wieder mit der gleichen Geschwin- digkeit wie im Beispiel. Bereits bei einer Druckspannung von 70 N/mm2 treten erste Längsrisse im Glasrohr auf, hervorgerufen durch eine unzulässig hohe Tangentialzugspannung im Endbereich des Glasrohres. Bei einer Spannung von 97 N/mm2 kollabiert das Glasrohr endgültig. Nach Fig. 3 verformt sich die Polyamidunterlage bei zunehmender Belastung. Das Glasrohr drückt sich dabei immer tiefer ins Polyamid material ein und verdrängt das Polyamid. Dabei treten Reibungskräfte zwischen Polyamid und der Glaskontaktzone auf, die zu unzulässig hohen Radial- und insbesondere Tangentialzugspannungen führen, die schließlich den Glasbruch herbeiführen.In the next experiment, the same glass tube is placed on a polyamide 6.6 base. The increase in force occurs again at the same speed as in the example. The first longitudinal cracks already appear in the glass tube at a compressive stress of 70 N / mm 2 , caused by an impermissibly high tangential tensile stress in the end region of the glass tube. The glass tube finally collapses at a tension of 97 N / mm 2 . 3, the polyamide underlay deforms with increasing load. The glass tube is pressed ever deeper into the polyamide material and displaces the polyamide. Frictional forces occur between the polyamide and the glass contact zone, which lead to impermissibly high radial and in particular tangential tensile stresses, which ultimately cause the glass to break.

Bei weiteren Versuchen mit anderen „weichen" Kontaktmaterialien wie Blei, Gummi, Holz, Vergussmassen und ähnlichen treten immer wieder die gleichen vorzeitigen Versagensfälle auf, wie im Beispiel geschildert. Nur die Werte für die erreichten Bruchspannungen differieren von Material zu Material. In further tests with other "soft" contact materials such as lead, rubber, wood, casting compounds and the like, the same premature failures occur again and again, as described in the example. Only the values for the breaking stresses differ from material to material.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS 1. Anordnung eines Glaskörpers auf einem im wesentlichen flachen Körper, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Körper aus einem Material besteht, dessen Elastizitätsgrenze bei einer Krafteinwirkung des Glaskörpers nicht überschritten wird.1. Arrangement of a glass body on an essentially flat body, characterized in that the flat body consists of a material whose elastic limit is not exceeded when the glass body is subjected to a force. 2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper ein Glasrohr, ein Glasstab, eine Glasscheibe oder ein Verbundglaskörper, insbesondere ein Verbundglasrohr ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the glass body is a glass tube, a glass rod, a glass pane or a laminated glass body, in particular a laminated glass tube. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem der flache Körper besteht, im wesentlichen ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere Stahl, ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the material from which the flat body is made is essentially a metal or a metal alloy, in particular steel. 4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper planparallel sind.4. Arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the contact surfaces between the glass body and the flat body are plane-parallel. 5. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper in etwa die gleiche Rauhigkeit aufweisen.5. Arrangement according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the contact surfaces between the glass body and the flat body have approximately the same roughness. 6. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhigkeit der Berührungsfläche des Glaskörpers geringer als die zulässige elastische Deformation des Glaskörpers unter der Beanspruchungslast.6. Arrangement according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the roughness of the contact surface of the glass body is less than the permissible elastic deformation of the glass body under the stress load. 7. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenschicht zwischen Glaskörper und flachem Körper, insbesondere zum Ausgleich thermischer Spannungen, vorgesehen ist. 7. Arrangement according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that an intermediate layer between the glass body and flat body, in particular to compensate for thermal stresses, is provided. 8. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper zwischen zwei im wesentlichen flachen Körpern angeordnet ist.8. Arrangement according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the glass body is arranged between two substantially flat bodies. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper und die zwei flachen Körper fest aber lösbar miteinander verbunden sind.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the glass body and the two flat bodies are firmly but releasably connected to one another. 10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei flachen Körper, insbesondere über ein Spannelement, eine permanente Druckspannung auf den Glaskörper ausüben.10. Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the two flat bodies, in particular via a clamping element, exert a permanent compressive stress on the glass body. 11. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 im Innenausbau, im Bauwesen, in architektonischen Anwendungen, im Möbel- und Messebau, im Rohrleitungs- und Anlagenbau, für Mast-, Trage- und Stützkonstruktionen und in der Beleuchtungstechnik. 11. Use of the arrangement according to one of claims 1 to 10 in interior design, in construction, in architectural applications, in furniture and trade fair construction, in pipeline and plant construction, for mast, support and support structures and in lighting technology.
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