ES2217640T3 - Fabricacion de placas vitroceramicas con abertura (s) de contorno deformado y placas vitroceramicas deformadas. - Google Patents
Fabricacion de placas vitroceramicas con abertura (s) de contorno deformado y placas vitroceramicas deformadas.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A: - UN PROCEDIMIENTO DE CURVATURA DEL PERIMETRO DE AL MENOS UNA ABERTURA (2) PROVISTA EN UNA PLACA PRECURSORA DE VITROCERAMICA (1), DESCRIBIENDO DICHO PERIMETRO UNA CURVA CERRADA, SIN ANGULOS AGUDOS; - UN PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UNA PLACA VITROCERAMICA (10'', 10'''') PROVISTA AL MENOS DE UNA ABERTURA (2), CUYO PERIMETRO CURVO DESCRIBE UNA CURVA CERRADA SIN ANGULOS AGUDOS; - NUEVAS PLACAS VITROCERAMICAS (10'', 10''''), QUE SE PUEDEN OBTENER MEDIANTE LA APLICACION DE DICHOS PROCEDIMIENTOS DE FABRICACION.
Description
Fabricación de placas vitrocerámicas con
abertura(s) de contorno deformado y placas vitrocerámicas
deformadas.
La presente invención se refiere a un método de
fabricación de placas de vitro-cerámica que tienen
abertura(s) de perímetro curvado, la invención se refiere
también a placas de vitro-cerámica curvadas, nuevas
que se pueden obtener por dicho método de fabricación.
Más precisamente, la invención proporciona:
- \bullet
- un método de flexión del perímetro de al menos una abertura prevista en una placa precursora de vitro-cerámica, describiendo dicho perímetro una curva cerrada sin ángulos agudos (sin ángulos frágiles);
- \bullet
- un método de fabricación de una placa de vitro-cerámica en la que al menos está prevista una abertura cuyo perímetro que describe una curva cerrada sin ángulos agudos (sin ángulos frágiles) es curvado; y
- \bullet
- placas de vitro-cerámica nuevas que se pueden obtener implementando dicho método de fabricación.
Las ventas de placas laterales de
vitro-cerámica se han expandido de forma continua
durante varios años. Este hecho puede explicarse, en particular, por
la apariencia atractiva de tales placas, y por la facilidad con la
que pueden limpiarse.
Por lo tanto, se fabrican grandes cantidades de
placas laterales eléctricas planas de
vitro-cerámica. Estas placas están fabricadas
inicialmente de una placa de vidrio que es un precursor para
vitro-cerámica, y entonces son transformadas en
cerámica.
Tales placas planas de
vitro-cerámica son fabricadas también para cocinas
de gas o para placas laterales combinadas: en particular las placas
laterales de gas y electricidad combinados. Es necesario
proporcionar aberturas o agujeros a través del espesor del tipo de
placa a través del cual se pasan los quemadores de gas atmosféricos.
Estas aberturas están provistas de un diámetro que es
suficientemente grande con relación al diámetro de los quemadores
conectados para evitar la fuerza que es utilizada durante el
montaje, y por lo tanto para evitar el riesgo de ruptura de la
placa. Dicho diámetro se encuentra generalmente en el intervalo de
40 mm a 95 mm. De una manera similar pueden proporcionarse aberturas
más pequeñas en ese tipo de placa, en particular para recibir
botones de control.
Estas aberturas de diámetro grande o pequeño
están realizadas generalmente a través de la placa precursora de
vitro-cerámica antes de implementar el ciclo de
transformación en cerámica. Las aberturas están hechas generalmente
por laminado o porque se cortan por chorro de agua.
La presencia de tales aberturas a través de las
cuales pasan partes de metal (porción de fondo del quemador, barra
de soporte del botón de control) da lugar en uso a dos tipos de
problema:
- \bullet
- un problema de sellado: el intersticio dejado, por lo tanto, entre la placa y el elemento pasante puede permitir que se infiltren varios polvos y líquidos por debajo de la placa, por ejemplo cuando está hirviendo algún utensilio de cocina. Aparte del hecho de que la limpieza de este tipo de instalación es difícil y con frecuencia requiere al menos que se desmonte una parte del dispositivo, el líquido que penetra por debajo de la placa puede ser peligroso, particularmente cuando existen una o más piezas de equipo eléctrico por ejemplo, en una placa lateral de combinación que tiene también elementos calentadores tales como elementos radiantes o halógenos; y
- \bullet
- un problema de debilitamiento de la placa: cualquier contacto directo entre la placa y un elemento metálico pasante corre el riesgo de generar grietas en la placa y por lo tanto de debilitarla mecánicamente.
Se han propuesto soluciones a estos problemas en
la técnica anterior y, en particular, el uso de varios tipos de
collar metálico en los perímetros de aberturas provistas a través de
la placa (con la placa que no es flexionada en este contexto: por
ejemplo por la placa que se mantiene plana). Por lo tanto, la
solicitud de patente EP-A-0 715 125
describe el montaje de un quemador de gas en la abertura
correspondiente de una placa de vitro-cerámica
interponiendo un collar metálico en la forma de un resquicio entre
ellos, con el montaje del collar a horcajadas del borde de la
abertura y protegiéndola así mecánicamente. Adicionalmente, se
proporciona sellado por medio de una parte de grafito en forma de
anillo colocado en la interfaz entre la placa y el collar metálico.
Aunque un sistema de este tipo es satisfactorio con respecto a la
resistencia mecánica y sellado, es complejo de montar y no puede
desmontarse por el usuario. Además, la placa no puede limpiarse
completamente puesto que el borde de la abertura esta cubierto.
Finalmente, el collar metálico es relativamente costoso, en
particular porque se fabrica de una pluralidad de partes realizadas
por estampación, y porque hace uso también de una pluralidad de
juntas de obturación o espaciadores adicionales, dando lugar por lo
tanto a costes extras no despreciables para el aparato de cocina
como un conjunto.
Se han realizado propuestas también para
flexionar hacia arriba los perímetros de las aberturas. La
inclinación establecida, por lo tanto, alrededor de la abertura hace
posible prevenir que se infiltren líquidos por debajo de la placa,
con los líquido que fluyen hacia debajo de la inclinación. Las
aberturas con perímetros flexionados de este modo
- estando dicho perímetro en particular substancialmente en la forma de un cono truncado - se describen en la patente US-A-5 549 100. El método implementado para realizar esa flexión no se describe en detalle. Hace uso de un vacío durante el ciclo en el que se transforma en cerámica el vidrio. En el documento EP-A-0879797, fecha de publicación 25.11.1998, la Solicitante ha descrito placas de vitro-cerámica con al menos una abertura en la parte superior de una flexión local en la placa; estando configurada mecánicamente al menos una porción del perímetro de dicha abertura. El perímetro de la abertura es flexionado durante el ciclo de transformación en cerámica y la configuración mecánica de dicho perímetro tiene lugar ventajosamente antes de dicho ciclo de transformación en cerámica.
- estando dicho perímetro en particular substancialmente en la forma de un cono truncado - se describen en la patente US-A-5 549 100. El método implementado para realizar esa flexión no se describe en detalle. Hace uso de un vacío durante el ciclo en el que se transforma en cerámica el vidrio. En el documento EP-A-0879797, fecha de publicación 25.11.1998, la Solicitante ha descrito placas de vitro-cerámica con al menos una abertura en la parte superior de una flexión local en la placa; estando configurada mecánicamente al menos una porción del perímetro de dicha abertura. El perímetro de la abertura es flexionado durante el ciclo de transformación en cerámica y la configuración mecánica de dicho perímetro tiene lugar ventajosamente antes de dicho ciclo de transformación en cerámica.
Finalmente, la solicitud de patente
FR-A-2 726 350 describe placas de
vitro-cerámica que incluyen al menos un pliegue que
tiene un radio de curvatura de menos de 5 cm. Dicho pliegue está
hecho en la placa precursora de vitro-cerámica y
dicha placa es transformada en cerámica posteriormente en el estado
plegado.
En este punto, puede observarse que las placas de
vidrio son sometidas comúnmente a flexiones locales, en particular
con el propósito de preparar parabrisas y ventanas para vehículos de
motor. Tal flexión se obtiene por la acción mecánica de una
herramienta apropiada en la placa mientras que la placa es llevada a
una temperatura que es suficiente para su viscosidad para presentar
un valor que es compatible con la flexión deseada (en general se
solicita una viscosidad del orden de 10^{7.6} poises). Un método
de este tipo no puede transponerse en el contexto de placas de
vitro-cerámica en la medida en que calentando la
placa precursora de vitro-cerámica se inicia y
altera inevitablemente el ciclo de transformación en cerámica de
dicha placa.
Con referencia a los problemas explicados
anteriormente específicos de las placas que tienen aberturas, en un
primer aspecto, la presente invención propone un método de flexión
de los perímetros de aberturas en una placa precursora de
vitro-cerámica (flexión local que solicita elevar
dicho perímetro), cuyo método es del tipo descrito en la solicitud
FR-A-2 726 350. Sorprendentemente,
la Firma Solicitante ha encontrado que el método de "flexión"
de
FR-A-2 726 350 puede adaptarse para flexionar el perímetro de una abertura que describe una curva cerrada sin ángulos agudos. Esto es realmente sorprendente a medida que el técnico en la materia esperaría enfrentarse con problemas de ruptura, de debilitamiento de la placa de vidrio que constituye un precursor y/o de la placa de vitro-cerámica resultante, dados los niveles altos de tensión generados en el área flexionada.
FR-A-2 726 350 puede adaptarse para flexionar el perímetro de una abertura que describe una curva cerrada sin ángulos agudos. Esto es realmente sorprendente a medida que el técnico en la materia esperaría enfrentarse con problemas de ruptura, de debilitamiento de la placa de vidrio que constituye un precursor y/o de la placa de vitro-cerámica resultante, dados los niveles altos de tensión generados en el área flexionada.
Dicho método de la invención - un método de
flexión del perímetro de al menos una abertura formada a través de
una placa precursora de vitro-cerámica, describiendo
dicho perímetro una curva cerrada sin ángulos agudos -
comprende:
- \bullet
- precalentar la placa penetrada por al menos dicha abertura a una temperatura más baja que la temperatura de nucleación del cristal;
- \bullet
- calentar rápidamente el área que debe flexionarse - el área de perímetro de dicha abertura - hasta que la viscosidad del cristal precursor en dicho área alcanza un valor adecuado para flexión; la duración de dicho calentamiento que es suficiente corto para evitar que se provoque nucleación significante del cristal en dicha área;
- \bullet
- flexionar dicha calentada bajo la acción de al menos una herramienta; y
- \bullet
- opcionalmente, recalentar la placa flexionada localmente hasta una temperatura más baja que la temperatura de nucleación.
El contexto de dicho método es especificado aquí,
antes de examinar en mayor detalle cada una de las etapas indicadas
anteriormente que constituyen dicho método.
Por lo tanto, la invención procura flexionar el
perímetro de una o más aberturas previstas en una placa precursora
de vitro-cerámica, describiendo dicho perímetro una
curva cerrada sin ángulos agudos. Naturalmente, con el fin de
resolver en particular el problema de sellado descrito en la
introducción de la presente memoria descriptiva, la flexión tiene
lugar hacia arriba. Se trata de elevar el perímetro de una abertura
con respecto al plano de la placa. La elevación es relativa a la
posición ocupada por la placa en uso, sin embargo, el técnico en la
materia entenderá mientras el método se está realizando, que no
tiene lugar la necesidad de flexión hacia arriba y puede provocar
igualmente bien un área flexionable para mover hacia abajo, en el
caso de la herramienta que actúa en una placa invertida.
Dicha flexión puede existir en varias formas. El
método de la invención puede utilizarse para obtener formas
convencionales (estando la porción flexionada en la forma de un cono
truncado, por ejemplo) o formas que son completamente originales.
Para este propósito, el método de la invención es particularmente
ventajoso. Es posible igualmente obtener formas nuevas y formas
convencionales que tienen características geométricas originales.
Esto se desarrolla en detalle a continuación.
En una manera que es característica del método de
la invención, dicha flexión es realizada en la placa precursora de
vitro-cerámica antes de que la placa se someta al
ciclo de transformación en cerámica. La placa que es plana al menos
en su porción que contiene la(s) abertura(s) -
entendiéndose que el método de la invención puede implementarse en
placas que tienen otras flexiones en otra parte, en particular al
menos un pliegue- está hecho de un vidrio que es un precursor de
vitro-cerámica, es decir, el material bruto para el
método de la invención, puede estar constituido por cualquier
precursor de vitro-cerámica que es adecuado para la
aplicación pretendida para la placa de
vitro-cerámica final perforada. Cuando la placa de
vitro-cerámica final está destinada para utilizarse
en la realización de placas laterales de cocción, la práctica normal
es utilizar una placa precursora de vitro-cerámica
de aluminio silicato de litio. Este tipo de vidrio es bien conocido
y se describe, por ejemplo, en
FR-A-2 657 079 ,
FR-A- 2 612 510, y
\hbox{EP-A-0 220 333.} La
invención se describe aquí más particularmente con referencia al
campo técnico de placas laterales, y al problema que hace frente la
presencia de aberturas a través de ellas (para pasar a través de
quemadores, botones de control, o cualquier otro dispositivo, está
claro si embargo que la invención no está limitada a dicho campo. La
solución pro-puesta es apropiada para flexionar para cualquier fin el perímetro de una abertura provista para cualquier fin a tra-
vés de una placa precursora de vitro-cerámica, con el fin de obtener la placa de vitro-cerámica flexionada, correspondiente.
Se describe a continuación la configuración de la
abertura cuyo perímetro pretende doblar la invención. En general, la
abertura es de sección circular, pero no es esencial en cualquier
forma. Dicha sección puede ser elíptica, ovalada, o arbitraria. En
cualquier caso, el perímetro de la abertura está descrito por una
curva cerrada sin ángulos agudos o frágiles.
Dicha abertura es obtenida generalmente por
laminación o por corte utilizando un chorro de agua, ocupa el
espesor de la placa precursora de vitro-cerámica
plana, y presenta dos bordes de proyección. En la invención, dicha
placa puede flexionarse directamente mientras en el estado bruto con
los bordes de proyección alrededor de la abertura, o después de
dichos bordes se han configurado mecánicamente. En una variante
ventajosa del método de la invención, dicha placa es flexionada en
el estado bruto, y mientras se está flexionando, dichos bordes de
proyección se configuran térmicamente, de manera que después de
transformación en cerámica, se obtiene una placa flexionada
completamente original. Esto se explica en mayor detalle a
continuación.
Puede mencionarse en este punto que la placa
precursora de vitro-cerámica procesada por el método
de la invención puede ser una placa que está esmaltada sobre toda o
parte de su superficie.
Cada una de las etapas en el método de la
invención se describe en detalle a continuación, cuyo método es
realizado sobre una placa precursora de
vitro-cerámica plana, incluyendo la placa al menos
una abertura (o agujero) cuyo perímetro describe una curva cerrada
sin ángulos afilados (con los bordes de dicho agujero que se
proyectan (en el estado bruto) o que se configuran mecánicamente (a
tierra)).
Inicialmente, la placa de vidrio penetrada es
precalentada a una temperatura más baja que la temperatura de
nucleación del vidrio. Dicho precalentamiento es realizado
generalmente en un horno. Se recomienda implementar el
precalentamiento a una temperatura que es al menos 10ºC y
preferentemente al menos 20ºC más baja que dicha temperatura de
nucleación. Para precursores de vitro-cerámica con
una temperatura de nucleación alrededor de 700ºC, las temperaturas
de precalentamiento preferidas adecuadas se encuentran en el
intervalo de aproximadamente 550ºC a 680ºC. Se prefiere normalmente
mantener el vidrio precursor a la temperatura de precalentamiento
máxima durante una cierta longitud de tiempo, por ejemplo 10 minutos
a 30 minutos, con el fin de obtener una temperatura uniforme dentro
de la placa. Sin iniciar la transformación en cerámica dentro de la
placa de vidrio, dicho precalentamiento trata de prepararlo para el
choque térmico al que va a ser sometido durante la segunda etapa del
método; cuya segunda etapa consiste en calentamiento intenso,
rápido, y localizado.
Dicho calentamiento de la segunda etapa - cuyo
calentamiento está localizado, estando limitado al área que debe
flexionarse (el área del perímetro de la abertura que es procesado);
cuyo calentamiento intenso es para el propósito de aumentar de
manera significativa la viscosidad del vidrio en dicha área en una
longitud de tiempo mínima - debe realizarse muy rápidamente de
manera que no tiene lugar nucleación significativa mientras el
vidrio está a temperaturas más altas que su temperatura de
nucleación, es decir, la cantidad de nucleación debe no ser
suficiente para dar lugar a cristalización anárquica que produce
defectos visibles y otros defectos. Con precursores de
vitro-cerámica de aluminio-silicato
de litio, donde el tiempo de nucleación normal es aproximadamente 15
minutos, se ha encontrado que calentando durante una duración que no
excede 1 minuto, y preferentemente que no excede 30 segundos, no se
producen efectos perjudiciales. Se recomiendo enormemente que dicho
calentamiento rápida sería realizado durante un tiempo en el
intervalo de 5 segundos a 20 segundos.
El calentamiento rápido llevaría el área de la
placa que debe flexionarse hasta una temperatura que es suficiente
alta para que la viscosidad del vidrio se preste a dicha flexión. Se
cree que esta temperatura se encuentra en el intervalo de 1000ºC a
1500ºC. Sin embargo, puesto que es difícil medir la temperatura del
área calentada de la placa durante el calentamiento que es rápido,
la temperatura no se mide normalmente, y es suficiente medir el
tiempo de calentamiento después de la rutina antes de que se hayan
realizado los ensayos para determinar la longitud de tiempo de
calentamiento para el que es posible flexionar fácilmente dicha
placa bajo condiciones de funcionamiento dadas.
Para implementar el calentamiento rápido, se
puede hacer uso en particular de dispositivos calentadores fuertes,
tales como quemadores de gas que queman oxígeno y gas natural u
oxígeno y nitrógeno. En una variante de realización, dicho
calentamiento rápido consiste en utilizar uno o dos quemadores de
anillo. En otra variante, que es ventajosa, el calentamiento rápido
hace uso de al menos un quemador que está montado de forma móvil,
que tiene un movimiento que permite cubrir el área entera que debe
flexionarse. Dicho quemador se desplaza sobre dicha área n
veces. Es posible también tener x quemadores que se desplazan
n veces sobre un x de dicho área. Sorprendentemente,
se ha observado que con el fin de obtener el efecto deseado, no es
esencial para dicho quemador (o varios quemadores) cubrir
continuamente toda dicha área que debe flexionarse. En esta variante
ventajosa, es posible utilizar al menos dos quemadores que están
montados de forma móvil en cada lado del plano de dicha placa; el
desplazamiento del quemador(es) dispuesto(s) en cada
lado de dicha placa sirve para cubrir toda el área que debe
flexionarse.
De una manera particularmente preferida, se
utilizan dos quemadores dispuestos, respectivamente, uno por encima
y el otro por debajo de la placa; dichos dos quemadores se mueven
juntos de una manera síncrona para calentar de una manera simultánea
las mismas porciones (cara superior y cara inferior) del perímetro
de la abertura que es procesada. Asumiendo que la abertura es
circular, dichos dos quemadores están asegurados ventajosamente a un
árbol giratorio individual centrado en la abertura por los brazos de
la misma longitud L (donde L es ligeramente más grande que la mitad
del diámetro de la abertura).
En general, dicho calentamiento rápido es
realizado alrededor del contorno de la abertura sobre una anchura de
aproximadamente 5 mm a 60 mm desde dicho contorno, en la cara
superior y/o la cara inferior de la placa precursora de
vitro-cerámica. Ventajosamente, el calentamiento es
aplicado a una placa bruta (no teniendo los bordes de la abertura
una configuración mecánica recibida) de manera que, además de
ablandar la porción horizontal (de la placa calentada) alrededor de
la abertura, configura los bordes de dicha abertura. Una
configuración térmica de este tipo confiere una apariencia pulida al
fuego particularmente atractiva a dichos bordes que es bastante
diferente de la apariencia de vitro-cerámica que se
obtiene después de la configuración mecánica. La apariencia pulida
al fuego es retenida en la placa de vitro-cerámica
obtenida transformando en cerámica la placa de vidrio que se ha
flexionado por la invención. Se entenderá que una desviación pequeña
en el espacio del quemador(es) utilizado determina si se
aplica o no configuración térmica de este tipo a los bordes de la
abertura de procesada.
El técnico en la materia ya habrá entendido la
gran ventaja de esta variante de realización del método de la
invención, por lo tanto el calentamiento rápido realizado en el
perímetro de las aberturas(s) que tiene bordes que se
proyectan sirve simultáneamente para flexionar dicho perímetro y
para aplicar una configuración termal a dichos bordes.
El área de perímetro de la abertura, a medida que
se eleva de esta manera a una temperatura que es suficiente para
modificar su estado físico (es ablandado), puede entonces
flexionarse. La flexión se realiza utilizando al menos una
herramienta. Pueden utilizarse varios tipos de herramienta.
Generalmente, la flexión es realizada utilizando una herramienta de
tipo estampación que puede desplazarse a lo largo del eje vertical
con respecto a la abertura. Una herramienta individual puede actuar
por lo tanto desde un lado de la placa que se ha calentado hasta una
temperatura apropiada para flexionar el perímetro de la abertura
hacia arriba o hacia abajo. Es posible también utilizar al menos dos
herramientas del tipo de estampación, que son móviles a lo largo de
un eje vertical y que están dispuestos en cada lado del plano de la
placa, en el nivel de la abertura. Estas dos herramientas actúan una
después de la otra para ejercer presión vertical en direcciones
opuestas. Por lo tanto, la primera herramienta puede elevar el
perímetro de una abertura y la segunda herramienta puede actuar
entonces a su vez para flexionar la porción elevada. De una manera
similar, la primera herramienta puede disminuir el perímetro de una
abertura y la segunda herramienta puede actuar entonces a su vez
para flexionar la porción que se ha disminuido. Ventajosamente,
dicha segunda herramienta actúa para aplanar el extremo libre de la
porción elevada o disminuida previamente. La acción combinada de dos
herramientas dispuestas en cada lado del plano de la placa hace
posible por lo tanto crear flexión original que incluye un punto de
inflexión. Tal flexión no se ha obtenido en la técnica anterior.
En principio, la flexión del perímetro de una
abertura que se ha calentado a una temperatura apropiada es
realizada por lo tanto utilizando una herramienta de tipo de
estampación en un lado de la placa o con dos herramientas de tipo de
estampación dispuestas en ambos lados de la placa. Naturalmente, la
sección operativa de una herramienta de este tipo es adaptada de una
manera apropiada, siendo de un área más grande que la de la
abertura, cuyo perímetro debe flexionarse, y generalmente
ligeramente más grande en la medida en que la flexión está, en
principio, no aplicada a una anchura grande (suponiendo que las
herramientas son sólidas).
Puede observarse en este punto que no es
imposible, al menos en uno de los dos lados de la placa, utilizar
una herramienta que es asimétrica, o efectivamente al menos dos
herramientas con el fin de generar una flexión que es
"compleja".
Suponiendo que el perímetro de una abertura de
sección circular que tiene un diámetro d que debe
flexionarse, es ventajoso para que la herramienta de flexión sea al
menos un cilindro de diámetro D donde D > d, con la herramienta
que está montada de forma móvil sobre el eje de dicha abertura,
tanto por encima como por debajo de dicha placa.
Después de que la herramienta(s)
utilizada(s) se ha/han retirado, se obtiene la flexión
deseada para el perímetro de la abertura - cuyo perímetro describe
una curva cerrada sin ángulos agudos - formados en una placa
precursorade vitro-cerámica. Puede observarse en
este punto que la flexión puede implementarse de este modo en una
abertura individual en una placa, en cada una de las aberturas en
una placa en sucesión, o simultáneamente en todas las aberturas en
una placa. Se proporciona el aparato adecuado para estos
propósitos.
La placa precursora de
vitro-cerámica, una vez flexionada localmente de
este modo, puede entonces recocerse, como se ha mencionado
anteriormente (naturalmente a una temperatura que es más baja que su
temperatura de nucleación), y puede entonces almacenarse después de
que es refrigerada, generalmente mientras espera para su posterior
transformación en cerámica. Puede también ser directamente
"transformado en cerámica", es decir puede someterse
directamente a un ciclo de transformación en cerámica
convencional.
En un segundo aspecto, la presente invención
proporciona por lo tanto un método de fabricación de una placa de
vitro-cerámica en la que está prevista al menos una
abertura, describiendo el perímetro de la abertura una curva cerrada
sin que cuyos ángulos agudos o frágiles se flexionen. Dicho método
comprende implementar la flexión de dicho perímetro por medio del
método descrito anteriormente (la flexión realizada en la placa
precursora de vitro-cerámica, cuya placa está
destinada para dar lugar a la placa de
vitro-cerámica deseada), seguido por transformación
en cerámica de la placa flexionada de esta manera.
De una manera característica, en la presente
invención, la flexión se obtiene antes de la transformación en
cerámica.
Tal transformación en cerámica es realizada como
en la técnica anterior. Se hace mención con frecuencia a un ciclo de
transformación en cerámica, bien conocido por el técnico en la
materia. Un ciclo de este tipo puede comprender las siguientes
etapas:
a) elevar la temperatura de la placa de vidrio a
una velocidad de 10ºC/min. a 100ºC/min. hasta el intervalo en el que
el vidrio se nuclea;
b) pasar a través del intervalo de nucleación de
vidrio sobre un periodo de tiempo que se encuentra generalmente en
el intervalo de 10 minutos a 1 hora;
c) elevar la temperatura hasta la temperatura de
transformación en cerámica, generalmente de 10 minutos a 1 hora;
d) mantener la temperatura de transformación en
cerámica generalmente durante 15 minutos a 1 hora; y
e) enfriar rápidamente la placa de
vitro-cerámica a temperatura ambiente.
De acuerdo con la invención, un método
particularmente efectivo se proporciona por lo tanto para preparar
una placa de vitro-cerámica que tiene al menos una
abertura sobre la superficie de la misma, el perímetro de cuya
abertura, que describe una curva cerrada sin ángulos agudos, se
flexiona (generalmente se eleva).
Las placas de este tipo pueden ser del tipo
obtenido por el método descrito brevemente en
US-A-5 549 100 o por el método de
EP-A-0879797. Las placas pueden ser
también nuevas, que tienen características que son completamente
originales. En un aspecto final, la presente invención consiste en
tales placas de vitro-cerámica nuevas, por sí.
Dichas placas tienen una característica original.
Las formas de realización del método de la invención como se
describe en detalle anteriormente hace posible preparar una placa
que es original con relación a la apariencia del reborde del
perímetro flexionado de una abertura.
Con referencia a la apariencia, ésta se refiere
naturalmente a la apariencia pulida al fuego que puede obtenerse
cuando el calentamiento rápido es realizado en los bordes brutos de
la abertura. La descripción anterior acentúa esta variante ventajosa
en la realización de dicho calentamiento rápido. Además de dicha
apariencia pulida al fuego, que es por sí misma ventajosa, esta
técnica confiere también una resistencia mecánica mayor al reborde
flexionado del perímetro de la abertura. En esta variante ventajosa
de la invención, se proporciona, por lo tanto, una solución de dos
de los problemas técnicos elevados en la introducción del presente
texto (el problema de sellado y el problema de la fabricación de
placa). Esta solución es particularmente ventajosa. La invención
proporciona por lo tanto también una placa de
vitro-cerámica, en la que se proporciona al menos
una abertura y en la que el perímetro que describe una curva cerrada
sin ángulo agudos se flexiona; una placa de este tipo se caracteriza
porque el reborde flexionado de dicho perímetro es de apariencia
pulida al fuego. Esta apariencia pulida al fuego, que puede
referirse también como pulida con fuego (donde el pulido al fuego es
una técnica que es bien conocida en la fabricación de vidrio) es,
como se menciona anteriormente, el resultado de configurar con calor
y es bastante diferente de la apariencia del vidrio esmerilado que
puede resultar de implementar la configuración mecánica.
Referente a la configuración, las placas de
vitro-cerámica particulares son aquellas en las que
se proporciona al menos una abertura, cuyo perímetro que describe
una curva cerrada sin ángulos agudos, se flexiona, teniendo dicha
flexión de dicho perímetro un punto de inflexión. Como se muestra
anteriormente, tal flexión puede ser el resultado de acción sucesiva
por dos herramientas accionadas en cada uno de los lados del plano
de la placa. Un punto de inflexión de este tipo sirve ventajosamente
para llevar el reborde flexionado de dicho perímetro - el reborde
que es elevado cuando la placa está en su posición de uso - dentro
de un plano substancialmente horizontal. Este tipo de configuración
es particularmente ventajosa para colocar un quemador de gas de una
manera estable y con sellado bueno.
Referente a la anchura de la flexión que se
genera, la invención hace posible flexionar los perímetros de
aberturas sobre un amplio intervalo de anchuras de flexión, y en
particular anchuras que son menores que o iguales a 60 mm
(generalmente anchuras que se encuentran en el intervalo de 5 mm a
40 mm). De una manera sorprendente, la Solicitante ha sido capaz de
obtener flexión que es ventajoso en término de altura sobre anchuras
récord (muy estrechas). El técnico en la materia es bien consciente
de qué ventajoso es limitar el área de flexión, particularmente si
se desea tener una pluralidad de quemadores que coexisten
relativamente próximos entre sí en la misma placa. Por lo tanto, la
invención proporciona también placas de
vitro-cerámica en las que se proporciona al menos
una abertura, cuyo perímetro que describe una curva cerrada sin
ángulos agudos, se flexiona; extendiendo dicha flexión sobre una
anchura que es menor que o igual a 30 mm, y en particular sobre una
anchura que se encuentra en el intervalo de 5 mm a 30 mm.
La invención, tanto en sus aspectos de método
como de producto, se describe ahora a continuación con referencia a
las figuras que se acompañan.
La figura 1 muestra los métodos de la invención:
el método de flexión del perímetro de al menos una abertura prevista
en una placa precursora de vitro-cerámica
(describiendo dicho perímetro una curva cerrada sin ángulos agudos o
débiles), y el método de transformar en cerámica dicha placa
flexionada. La figura muestra como se hacen dos tipos diferentes de
flexión.
La figura 2 es una sección a través del sistema
para fijar un quemador de gas a una placa de
vitro-cerámica que se ha flexionado por la
invención.
La figura 1 sería observada como una lámina de
flujo. Muestra varias etapas en los métodos de la invención.
En la primera etapa, una placa 1 hace de un
vidrio que es un precursor de vitro-cerámica y que
penetrado por una abertura 2 de sección circular es precalentado en
un horno 8. Dicha placa 1 es una placa de vidrio bruta, es decir,
que se proyectan los bordes superior e inferior 3' y 3'' de dicha
abertura 2. No se han configurado mecánicamente.
En la segunda etapa, el perímetro de dicha
abertura 2 es calentado rápidamente sobre una anchura 1, por medio
de dos quemadores 4 que están montados para girar a cada uno de los
lados del plano de dicha placa 1. Dichos quemadores 4 están
dispuestos de manera que configuran térmicamente los bordes superior
e inferior en proyección 3' y 3'' de dicha abertura circular 2.
Dichos quemadores 4 no calientan el área que debe ser flexionada de
forma continua. Aunque dichos quemadores 4 se muestran, montados de
una manera idéntica, esto no es esencial.
En la tercera etapa, dicho perímetro es
flexionado una vez que se ha elevado hasta una temperatura
apropiada. Dos maneras idénticas de implementar tal flexión se
muestran esquemáticamente. A la izquierda, el perímetro de la
abertura 2 se eleva por una estampación individual 5. A la derecha,
el perímetro de la abertura 2 se flexiona en dos estados, bajo la
acción de dos estampaciones 6 y 7.
Entonces, en una cuarta etapa, la placa de
flexión resultante 1' o 1'' se somete a un ciclo de transformación
en cerámica. La placa cerámica 10' es de forma convencional pero es
no obstante original en la apariencia pulida al fuego de los bordes
de su abertura flexionada 2, mientras la placa cerámica 10'' no
solamente tiene una apariencia pulida al fuego para los bordes de su
abertura, sino también tiene una configuración que es completamente
original y más ventajosa. La flexión de dicha placa 10'' incluye un
punto de inflexión y termina en un plano elevado y substancialmente
horizontal.
La ventaja de este tipo de flexión se entenderá
mejor con referencia a la figura 2.
Un quemador 11 se ha montado en la abertura de
perímetro flexionado 2 de la placa transformada en cerámica 10''.
Dicho quemador 11 se muestra esquemáticamente como que está montado
en un muelle 12. Las juntas de obturación son referenciadas con 13.
Dicho muelle 12 empuja dicho quemador 11 dentro de dicha abertura 2
que tiene bordes de apariencia pulida al fuego.
Finalmente, la invención está ilustrada por el
siguiente Ejemplo.
Las aberturas en las placas precursoras de
vitro-cerámica fueron flexionadas de acuerdo con la
invención; dichas placas fueron de 4 mm de espesor y cada una de
ellas tenía cuatro aberturas circulares de 60 mm de diámetro.
Dicho vidrio, un precursor de
vitro-cerámica, tenía la siguiente composición en
porcentaje en peso basado en los óxidos:
| SiO_{2} | 68,25 |
| Al_{2}O_{3} | 19,2 |
| Li_{2}O | 3,5 |
| MgO | 1,2 |
| ZnO | 1,6 |
| BaO | 0,8 |
| TiO_{2} | 2,6 |
| ZrO_{2} | 1,7 |
| As_{2}O_{3} | 0,6 |
| Na_{2}O+K_{2}O | 0,35 |
| V_{2}O_{5} | 0,2 |
Cada placa se colocó en un horno. El horno se
elevó entonces a una temperatura de 650ºC. Esta elevación de
temperatura tardó 20 minutos. Dicho horno que contenía dicha placa
se estabilizó entonces a dicha temperatura de 650ºC durante 10
minutos.
La placa, precalentada de esta manera, tardó 3
segundos a ser transferida a la estación de flexión. En dicha
estación, existían dos quemadores de gas para cada abertura: los
quemadores eran quemadores de gas natural y oxígeno y estaban
dispuestos en cada uno de los lados del plano de la placa, como se
muestra esquemáticamente en la figura 1. Dichos quemadores fueron
colocados en funcionamiento 1 segundo más tarde y comprendieron:
- \bullet
- quemadores redondos inferiores que tienen un diámetro de 34 mm; y
- \bullet
- quemadores redondos superiores que tienen un diámetro de 23 mm.
El calentamiento rápido del área que debe
flexionarse más tarde tardó 8 segundos para los quemadores
superiores y 6 segundos para los quemadores inferiores. Las
velocidades a las que dichos quemadores fueron alimentados se
indican en la tabla siguiente.
| Quemadores superiores | Quemadores inferiores | ||
| Caudal de flujo de | Caudal de flujo de gas | Caudal de flujo de | Caudal de flujo de gas |
| oxígeno | natural | oxígeno | natural |
| (Nm^{3}/h) | (Nm^{3}/h) | (Nm^{3}/h) | (Nm^{3}/h) |
| 1,5 | 0,8 | 1,9 | 1,0 |
Dichos quemadores superior e inferior fueron
girados a 60 revoluciones por minuto (rpm).
Al final de dicho calentamiento rápido, las
herramientas de estampación del tipo mostrado esquemáticamente en la
figura 1 actuó en la parte inferior de cada una de las cuatro
aberturas. Dichas herramientas ejercieron su acción durante 2
segundos.
Las placas flexionadas de esta manera fueron
transferidas entonces directamente a otra estación para ser
sometidas a procesamiento de transformación en cerámica
convencional.
Dependiendo de los ajustes de las herramientas de
estampación y de las posiciones de los quemadores (distancia desde
los ejes de las aberturas en las placas), los perímetros de las
aberturas fueron flexionados de las maneras específicas en la
siguiente tabla por sus anchuras y sus alturas:
| Anchura de flexión (mm) | Altura de flexión (mm) |
| 20 | 3 |
| 11 | 3 |
| 8 | 3 |
| 23 | 15 |
| 13 | 14 |
Claims (11)
1. Un método para flexionar el perímetro de al
menos una abertura (2) prevista en una placa precursora de
vitro-cerámica (1), describiendo dicho perímetro
una curva cerrada libre de ángulos agudos, comprendiendo el
método:
- \bullet
- precalentar la placa (1) penetrada por al menos dicha abertura (2) a una temperatura más baja que la temperatura de nucleación del vidrio;
- \bullet
- calentar rápidamente el área que debe flexionarse - el área de perímetro de dicha abertura (2) - hasta que la viscosidad del precursor de vidrio en dicho área alcanza un valor adecuado para flexión; siendo la duración de dicho calentamiento suficientemente corta para evitar provocar una nucleación significativa del vidrio en dicho área;
- \bullet
- flexionar dicho área calentada bajo la acción de al menos una herramienta (5); y
- \bullet
- recalentar opcionalmente la placa flexionada localmente de esta manera (1', 1'') a una temperatura más baja que la temperatura de nucleación.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha placa (1) está precalentada a una
temperatura que se encuentra en el intervalo de 550ºC a 680ºC.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque la duración de dicho calentamiento
rápido se encuentra en el intervalo de 5 segundos a 20 segundos.
4. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho
calentamiento rápido es realizado por medio de al menos un quemador
montado móvil (4), cuyo movimiento permite cubrir todo de dicho área
que debe flexionarse.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho
calentamiento rápido es realizado por medio de al menos dos
quemadores montados (4) montados en cada lado del plano de dicha
placa (1); permitiendo que el movimiento de dicho(s)
quemador(es) dispuesto(s) a cada lado de dicha placa
(1) de dicho área que se abarque todo el área a flexionar.
6. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho
calentamiento rápido del área que debe flexionarse asegura la
configuración térmica en los bordes (3', 3'') de dicha abertura (2),
dando dichos bordes (3', 3'') una apariencia pulida al fuego.
7. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicha flexión
está realizada con al menos una herramienta del tipo de estampación
(5), que es móvil a lo largo de un eje vertical en el nivel de dicha
abertura (2).
8. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicha flexión es
realizada con al menos dos herramientas del tipo de estampación (6,
7), móvil a lo largo de un eje vertical, dispuesto en cada lado del
plano de dicha placa (1) en el nivel de dicha abertura (2).
9. El método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la flexión del
perímetro de una abertura de sección circular (2) de diámetro d es
realizada utilizando al menos un cilindro montado móvil, de diámetro
D, donde D > d, móvil en el eje de dicha abertura (2) por encima
o por debajo de dicha placa (1).
10. Un método de fabricación de una placa de
vitro-cerámica (10', 10''), en la que está prevista
al menos una abertura (2), cuyo perímetro que describe una curva
cerrada libre de ángulos agudos se flexiona, estando
caracterizado el método porque comprende:
- \bullet
- flexionar el perímetro de al menos una abertura (2) prevista en una placa precursora de vitro-cerámica (1), cuya flexión es realizada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9; y
- \bullet
- transformar en cerámica de dicha placa flexionada (1', 1'').
11. Una placa de vitro-cerámica
(10', 10''), en la que está prevista al menos una abertura (2), cuyo
perímetro que describe una curva cerrada sin ángulos agudos se
flexiona, cuya placa está caracterizada porque el reborde de
dicho perímetro flexionado tiene una apariencia pulida al fuego.
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