FI128669B - Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi - Google Patents

Abstract

Menetelmä useita lasilevyjä sisältävän lasilastauksen lasilevyjen lämpölujittamiseksi tai karkaisemiseksi, jossa lasilevyt lämmitetään uunissa karkaisulämpötilaan ja siirretään lasilastaus siirtonopeudella (W) pois uunista karkaisuyksikköön, jossa suoritetaan varsinainen karkaisujäähdytys puhaltamalla jäähdytysilmaa lasilevyjen molempiin pintoihin. Uunin ja karkaisujäähdytysyksikön välissä olevalla lasin liikkeelle poikittaisessa suunnassa esipuhallusvyöhykkeisiin jaetulla esipuhallusyksiköllä puhalletaan paineistettua ilmaa siihen lasilevyn etu- ja takapäädyn pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan päätytaipuman vähentämiseksi oikaista.

Description

Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi Keksinnön kohteena on menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi, jossa lasilevy lämmitetään karkaisulämpötilaan ja suoritetaan karkaisujäähdytys puhalta- malla jäähdytysilmaa suihkuina kohti lasilevyä.

Lasilevyjen karkaisu-uunit, joissa lasilevyt liikkuvat yhteen suuntaan tai edes- takaisin pyörivien keraamisten telojen päällä, ja josta ne karkaisulämpötilassa siirtyvät peräkkäin, vierekkäin tai sekalaisina lasilastauksina telarataa pitkin uunin perässä olevaan karkaisujäähdytysyksikköön, jossa karkaisujäähdytys suoritetaan ilmasuihkuilla, ovat yleisesti tunnettuja ja käytettyjä.

Telaradalla varustettua uunia nimitetään alalla esimerkiksi telauuniksi.

Uunin tyypillinen lämpötila on 700°C ja tyypillisesti jäähdytykseen käytettävän ilman lämpötila on noin sama kuin ilman lämpötila ulkona tai tehdassalissa.

Jäähdytysilmaa — syöttää puhallin tai kompressori.

Ilmakannatustekniikkaan perustuvissa uu- neissa ja karkaisujäähdytysyksiköissä lasilevy leijuu ohuen ilmapatjan kannat- tamana ja koskettaa kuljetinradan rullia tai muita kuljetuselimiä vain toiselta sivusärmältään.

Ilmakannatustekniikkaan perustuvat lasilevyn karkaisukoneet ovat selvästi telaradallisia karkaisukoneita harvinaisempia.

Ilmakannatustek- — niikkaan perustuvaa uunia nimitetään alalla esimerkiksi ilmakannatusuuniksi.

Karkaisuprosessin tavoite on lasilevyn tuentatavasta riippumatta sama.

Lasi- levyn tuentapata ei poista myöhemmin selostettavaa päätytaipuma ongel- o maa, joka keksinnöllä ratkaistaan. & g 25 — Tyypillinen 4 mm paksuisen lasilevyn karkaisulämpötila, eli lämpötila jossa N lasi siirtyy uunista karkaisujäähdytinyksikköön, on 640 °C.

Lasin kar- E kaisulämpötilaa voidaan hieman laskea lasin paksuuden kasvaessa.

Kar- O kaisulämpötilan nosto mahdollistaa yhä ohuemman lasin karkaisun ja vähen- 3 tää karkaisujäähdytykseen vaadittavaa jäähdytystehoa.

Toisaalta pelkkä kar- 2 30 — kaisulämpötilan nosto esimerkiksi 640*C:sta 670*C:seen tuo 4 mm paksui- seen lasiin selvästi suuremman lujitus- eli karkaisuasteen, eli lasin pinnanpuristusjännitys nousee. Esimerkiksi ohuella 2 mm paksuisella lasilla kar- kaisulämpötila tulee nostaa ainakin 660°C:seen, jotta karkaisu onnistuu. La- sin paksuuden väheneminen ja karkaisulämpötilan nosto molemmat lisäävät päätytaipuma ongelmaa, joka keksinnöllä ratkaistaan.

Karkaisuprosessiin tuleva lasi on suoruudeltaan ja optisilta ominaisuuksiltaan erinomainen. Siinä lasin pinnan puristusjännitys on tyypillisesti 1-4 MPa. Kar- kaisuprosessissa lasilevyyn tavoitellaan riittävää lujuuden lisäystä sen suo- ruutta ja optisia ominaisuuksia mahdollisimman vähän huonontaen. Lujuuden — lisäksi toinen karkaistun lasin tavoiteltu ominaisuus on sen turvallisuus rik- koutuessaan. Karkaisematon lasi rikkoutuu suuriksi viiltovaarallisiksi palasiksi. Karkaistu lasi rikkoutuu lähes vaarattomiksi murusiksi. Lasin pintaan karkaisussa syntyvä puristusjännitys (lujitus- eli karkaisuaste) on riippuvainen lasin paksuussuuntaisesta lämpötilaprofiilista lasin jäähtyessä lasille ominaisen transitio-lämpötila vyöhykkeen (noin 600—500 °C) läpi. Ohuempi lasi vaatii enemmän jäähdytystehoa, jotta siihen saadaan sama em. lämpötilaero. Esimerkiksi 4 mm paksuiseen lasilevyyn tavoitellaan karkaisussa noin 100 MPa pintapuristusta, jolloin lasipaksuuden keskellä on noin 46 MPa — vetojännitys. Tällainen lasilevy rikkoutuu sellaisiksi murusiksi, jotka täyttävät turvalasi standardien vaatimukset. Ns. FRG-laseihin (fire resistant glass) kar- kaisussa tavoitellaan selvästi suurempaa pinnan puristusjännitystä. Ns. läm- o pölujitettuun lasiin ei tavoitella turvallista rikkoutumistapaa, eikä niin suurta > lujuutta (noin 50 MPa:n pintapuristus riittää) kuin karkaistuun lasiin. Lämpö- g 25 — lujitus onnistuu, kun ilmasuihkujen jäähdytystehoa karkaisujäähdytysyksikös- N sä vähennetään selvästi suhteessa karkaisuun. Muutoin prosessina lämpöluji- E tus ja karkaisu ovat samanlaisia. Kyseessä oleva keksintö ratkaisee samaa O ongelmaa molemmissa. Edellä mainitut karkaisulämpötilat sopivat esimerk- 3 keinä myös lämpölujitukseen, eli karkaisulämpötila tarkoittaa yhtä lailla myös 2 30 —lämpölujituslämpötilaa. Päätytaipuma ongelma ei juurikaan ole riippuvainen siitä tavoitellaanko lasiin 50, 100 MPa vai sitäkin suurempaa pinnan puristus-

jännitystä, jos karkaisulämpötila pysyy samana. Käytännössä etenkin ohuita alle 2,5 mm paksuisia laseja karkaistaessa karkaisulämpötilaa nostetaan kar- kaisuaste tavoitteen noustessa.

Alaspäin suuntautuneen päätytaipuman muodostuminen alkaa lasin päädyn alkaessa painovoiman vuoksi virua alaspäin lämmityksen aikana. Pääty viruu koska lasi lämmitetään uunissa yli 5009C lämpötilaan, jolloin lasin mekaaniset aineominaisuudet alkavat suhteellisen jyrkästi muuttua. Lasi alkaa samalla muuttuu elastisesta plastiseksi. Tällöin lasin mekaaninen jäykkyys voimak- — kaasti vähenee, eli se taipuu helpommin. Virumisnopeus on lämmitysaikaan suhteutettuna hidasta vielä 600°C lämpötilassa, mutta lämpötilassa 650°C se on jo varsin nopeaa. Lasin muodonmuutokset palautuvat plastisuuden nous- tessa yhä heikommin. Lasin päädyn taipumista ja virumista ei tapahtuisi, jos lasi olisi uunissa tasaisesti tuettu. Telauunissa lasin tuentapisteitä (linjoja) on — kuitenkin vain telajaon (tyypillisesti 100-150 mm) välimatkoin. Ilmakanna- tusuunissa ylipaineinen (suhteessa paineeseen uunin ilmatilassa) ilmapatja tukee lasin reunoja muuta lasialaa heikommin, koska ilmapatjassa lasia kan- natteleva staattinen ylipaine on lasin reunoilla pienempi. Näin on, koska lasin reunoilla ilmapatjan ilma pääsee poistumaan ilmakannatuspöydässä lasin alla — olevien poistoaukkojen lisäksi myös lasin ja ilmakannatuspöydän tasopinnan välistä. Uunissa päädyiltään taipunut lasi ei itsestään suoristu karkaisujäähdy- tyksessä, joka jähmettää lasin muutamassa sekunnissa lopulliseen elastiseen o muotoonsa. Alaspäin suuntautunut (kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita) > päätytaipuma alkaa tyypillisesti noin 50 - 200 mm päästä lasin päädyistä, g 25 mm. lasin paksuudesta, telajaosta ja karkaisukoneen tyypistä riippuen. Pää- N tytaipuman pituus on sen alkamiskohdan ja päädyn välinen etäisyys. Kuvion E 1 lasissa (pituus 1095 mm) etupäätytaipuma alkaa 80 mm (= päätytaipuman O pituus) etäisyydellä lasin etupäädystä, ja on syvyydeltään 0,415 mm. Taka- 3 päätytaipuma alkaa 70 mm etäisyydellä lasin takapäädystä, ja on syvyydel- 2 30 — tään 0,326 mm. Yleisin päätytaipuman alkamiskohta on etäisyydellä 60 — 150 mm lasin päädystä. Huomioi, että edelliset arvot on luettu lasin muoto-

datasta kuvion 3 päätytaipuman mittaustavan sijaan. Luettu päätytaipuman syvyys oli päätytaipuman alkamiskohdan ja päädyn välinen pystysuora etäi- syys, joka ei täysin vastaa kuviossa 3 esitetyn mittaustavan päätytaipumaa. Vastaavuus on kuitenkin erittäin hyvä.

Yleisesti päätytaipumaksi kutsutaan lasin päätyjen alaspäin taipunutta muo- toa, joka johtuu em. virumisesta. Joissakin yläpinnaltaan pinnoitetuissa laseissa, voi alaspäin taipuneen päädyn lopussa olla myös ylöspäin taipunut osuus. Tällaista ylöspäin suuntautuvaa (kohti ylempiä esijäähdytysilmakoteloita) päätytaipuma esiintyy tietyn tyyppi- sillä pinnoitteilla (esim. pyrolyyttinen matala emissiviteetti pinnoite) yläpinnal- taan pinnoitetuissa karkaistuissa (tai lämpölujitetuissa) laseissa. Sen muodos- tuminen liittynee lasin ja pinnoitteen väliseen lämpölaajenemiseroon, eli uu- — nissa ja/tai karkaisujäähdytyksessä pinnoite pyrkii laajentumaan tai kutistu- maan eri mittaan kuin lasi, jonka seurauksena karkaistun lasin päädyt kään- tyvät ylöspäin tyypillisesti noin 10-50 mm matkalta. Tällaisessa lasissa pääty- taipuma alkaa yleensä ensin alaspäin (noin siitä kohtaa mistä em. alaspäin taipuma alkaa) ja kääntyy sitten ylöspäin em. etäisyyden päässä päädystä, — kuten kuvion 2 lasissa. Kuvion 2 lasissa (pituus 1505 mm) etupäätytaipuma alaspäin alkaa 130 mm etäisyydellä lasin etupäädystä, ja kääntyy ylöspäin taipumaksi 35 mm etäisyydellä etupäädystä. Tästä kohdasta se nousee ylös- o päin 0,115 mm. Takapäädyssä vastaavat arvot ovat 93, 28 ja 0,04 mm. Li- > säksi tällaisessa lasissa etu- ja takapäätyjen lisäksi myös lasin sivut ovat g 25 — usein ylöspäin taipuneita noin 10-50 mm päästä sivureunasta alkaen.

N E Kuvioissa 1 ja 2 päätyjen sisäpuolella olevat aaltomaiset lasin muodot ovat O ns. tela-aaltoja, joita lasiin syntyy teloilla varustetuissa karkaisu-uuneissa 3 (niitä ei synny ilmakannatusuunissa). Keksinnön menetelmä parantaa vain > 30 — lasin päätyjen suoruutta, eli se ei vaikuta tela-aaltoihin. Kuvion 1 muoto-

datan aallonhuippujen ja kuvion 2 aallonpohjien koordinaattien suuruuksien vaihtelu, johtuu mittauslaitteen tuentatason epäsuoruudesta. Kuvio 3 kuvaa standardin EN12150-1 mukaista tapaa mitata lasin päätytai- 5 puma. Siinä lasin yläpinta on vastakkainen pinta päätytaipuman suunnan suhteen. Lasi on asetettu mittaustasolle niin, että sen pääty ylittää tason 50 mm verran. Lasin päädyn päälle asetetaan suora 300-400 mm pituinen vii- vain, siten että viivaimen toisessa päässä oleva mittakello on aivan lasin mi- tattavassa päädyssä. Mittakellon lukema on lasin päätytaipuma, eli päätytai- puman syvyys. Em. standardin mukaan esim. 4 mm paksuiselle lasille sallittu päätytaipuma on 0,4 mm. Käytännössä karkaistun lasin tuottajien vaatimuk- set päätytaipumalle ovat jonkin verran standardia kireämpiä. Lasin yhä pa- remmat laatuarvot ovat karkaisukone valmistajalle, ja edelleen karkaistun lasin tuottajalle, kilpailuetu.

Päätytaipuma ongelma kasvaa lasin paksuuden vähetessä, ja on erityisen suurta 4 mm paksuisilla ja sitä ohuemmilla laseilla. Yli 8 mm paksuisilla laseil- la päätytaipumaongelma on vähäinen. Lasin pituus uunin liikesuunnassa ei juurikaan vaikuta päätytaipumaongelmaan, mutta alle 300 mm pitkistä laseis- ta sen em. standardin mukainen mittaaminen on hankalaa. Keksinnön voi- daan sanoa rajoittuvan laseihin, joiden pituus on suurempi kuin neljä kertaa alaspäin suuntauneen päätytaipuman pituus. Esim. edellä mainitulla pääty- o taipuman pituuden tyypillisellä alaraja-arvolla lasin minimi pituudeksi saadaan > 4 x 50 mm = 200 mm. g 25 N Edellä kuvattu päätytaipuma on alalla yleisesti tunnettu karkaistun lasin laa- E tuongelma. Päätytaipuma on käytännössä ongelmallista mm. koska se vääris- O tää lasista heijastuneen näkymän. Vääristymä esim. rakennuksen ikkunan 3 heijastumassa on esteettinen haitta. Lisäksi päätytaipuman vuoksi lasin la- > 30 — minoiminen (kaksi lasia liitetään toisiinsa niiden välissä olevan laminointikal- von avulla) on vaikeampaa, eli se vaatii erityistoimenpiteitä ja/tai paksum-

man (kalliimman) laminointikalvon. Laminoidun lasin reunojen tiiveys on eri- tyisen tärkeää, jotta ulkoilman kosteus ei pääse tunkeutumaan siihen. On käytännössä havaittu, että keksinnön mukaisella menetelmällä päätytai- puman arvoja voidaan pienentää. Päätytaipuman vähentämiseksi on oleellis- ta, että esipuhallus kohdistetaan lasin päädyn yläpintaan, kun oletettu pääty- taipuman suunta on alaspäin, eli kohti alempia jäähdytysilmakoteloita. Yleen- sä se siis kohdistetaan yläpintaan, koska viruminen taivuttaa lasin päätyä alaspäin. Tällöin esipuhalluksen seurauksena lasin päädyn yläpinta jäähtyy, — jolloin se pyrkii supistumaan suhteessa alapintaan. Löysä plastinen alapinta ei kykene vastustamaan yläpinnan supistumispyrkimystä. Täten esipuhallus nostaa lasin päätyä ylöspäin, eli päätytaipuma oikenee. Välittömästi esipuhal- luksen jälkeen alkava karkaisujäähdytys lasin molemmille pinnoille jähmettää lasin muotoonsa.

Em. pyrolyyttisen matala emissiviteetti lasin tapauksessa esipuhallus kohdis- tetaan aluksi alapintaan, koska päädyn alun taipuma on ylöspäin. Ylöspäin taipuneen osuuden (10 — 50 mm) jälkeen esipuhallus loppuu tai vaihtuu ylä- pintaan, jonne se jatkuu noin oletetun alaspäin taipuman alkukohtaan asti.

Yleisesti ilmaistuna keksinnön mukainen esipuhallus kohdistetaan lasin sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan oikaista. Esipu- o hallus esipuhallusvyöhykkeessä kohdistetaan siis lasin yläpintaan, kun olete- > tun päätytaipuman suunta lasilevyssä on kohti alempia esijäähdytysilmakote- g 25 —loita, ja esipuhallus esipuhallusvyöhykkeessä kohdistetaan lasin alapintaan, N kun oletetun päätytaipuman suunta lasilevyssä on kohti ylempiä esijäähdy- E tysilmakoteloita.

O 3 Julkaisusta GB 1 071 555 tunnetaan menetelma ja laite taivutetun karkaistun > 30 — lasilevyn valmistamiseksi käyttämällä taivutuksessa hyväksi lasilevyn eri alu- eille ja vastakkaisille pinnoille tarkoituksella synnytettyjä erilaisia jännityksiä.

Esijäähdytysosastossa jäähdytetään vain lasilevyn sivureunakaistojen yläpin- toja aikaansaamaan näiden alueiden väliaikainen ylöspäin kaareutuminen, jonka kerrotaan suoristuvan koko lasin siirtyessä molemmin puoliseen jääh- dytykseen. Sivureunakaistoja jäähdytetään esijäähdytysosastossa koko lasin pituudelta, ja keskikaistoja ei lainkaan. Julkaisussa kuvatulla laitteella ei ole mahdollista kohdistaa esijäähdytystä lasilevyn keskikaistalle, eikä kohdistaa sitä vain lasin etu- ja takapäätyihin. Julkaisussa ei siis pyritä ratkaisemaan tasomaisen lasilevyn päätytaipuma ongelmaa, johon tämän patenttihake- muksen keksintö antaa ratkaisun.

Julkaisussa FI 20155730A lasilevyn sivureunakaistojen karkaisu jäähdytys alkaa hetken aikaisemmin kuin keskikaistojen. Sivureunakaistoja jäähdyte- tään karkaisujäähdytyksen alussa koko lasin pituudelta, ja keskikaistoja ei lainkaan. Julkaisussa ei siis ratkaista tasomaisen lasilevyn päätytaipuma on- gelmaa. Julkaisu US 3 923 488 esittää tekniikan lasin etupäädyn ylöspäin taipuman vähentämiseksi. Siinä lasin alapintaan etupäädyn ulkopuolelle puhalletaan esijäähdyttävää ilmaa ennen varsinaista karkaisujäähdytystä. Puhallus alkaa — lasin etupäädystä lukien kohdassa 305-610mm (1-2 jalkaa) ja jatkuu taka- päätyyn asti. Lasin etupääty jää siis 305-610mm pituudelta ilman alapinnan esijäädytystä. Lasin takapäätytaipuma ongelmaa ei tuoda lainkaan esiin, eikä o yllä kuvatulla puhalluksella siihen voida edes vaikuttaa. Ei ainakaan samanai- > kaisesti etupäädyn ongelman kanssa. Julkaisu ei siis ratkaise virumisen ai- g 25 —kaansaamaa lasin päädyn alaspäin taipuma ongelmaa, joka esiintyy lasin mo- N lemmissa päädyissä, ja jota vaatimuksen 1 menetelmä ratkaisee. j O Julkaisu US 4 261 723 ratkaisee samaa ongelmaa kuin US 3 923 488, mutta 3 tekniikassa on selva ero. Julkaisussa US 4 261 723 vain lasilevyn etupaadyn > 30 — yläpintaa (eli juuri sitä osaa jota julkaisussa US 3 923 488 ei esijäähdytetty) esijäähdytetään uunin jälkeen ennen karkaisujäähdytysyksikköä lasilevynetupään ylöspäin taipuneen osuuden oikaisemiseksi. Taipuma on siis vastak- kaiseen suuntaan kuin ongelmassa, jota vaatimuksen 1 menetelmä ratkaisee. Lisäksi päätytaipuman suunnan suhteen esipuhallus kohdistetaan vastakkai- seen pintaan kuin patentoitavalle menetelmälle on olennaista. Esipuhallus ei — siis kohdistu lasin sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä ha- lutaan oikaista. Julkaisun opetus on siis selvässä ristiriidassa patentoitavan menetelmän kanssa. Julkaisun opetuksen mukainen puhallussuunta lisäisi sitä päätytaipumaongelmaa jota patentoitava menetelmä vähentää. Julkai- sussa esijäähdytys kohdistetaan etupäädyn ensimmäisen 305 mm (1 jalka) matkalle, eikä tarvetta lyhemmällä puhallusmatkalle esitetä. Lasin takapäätyä ei esijäähdytetä lainkaan, eikä takapäätytaipuma ongelmaa tuoda lainkaan esiin. Julkaisu ei siis ratkaise virumisen aikaansaamaa lasin päädyn alaspäin taipuma ongelmaa, joka esiintyy lasin molemmissa päädyissä, ja jota vaati- muksen 1 menetelmä ratkaisee. Julkaisussa esijäähdytyspuhalluksen virtaa- ma on lasin sivureunakaistoilla heikompaa kuin lasin keskikaistalla, koska esijäähdytysilmakotelon puhallusaukot ovat lasin keskikaistan kohdalla suu- rempia ja puhalluspaine on sama. Lasilevyn leveyden muuttuessa esijäähdy- tysilmakotelo täytyisi vaihtaa, jotta lasilevyn sivureuna- ja keskikaistan levey- det pysyisivät lasilevyn leveyteen suhteutettuna samoina, tai jos puhallus — johonkin lasilevyn kaistaan haluttaisiin kokonaan poistaa. Esipuhalluksen kes- to ja esipuhallusmatkan pituus ovat koko lasin leveydellä samoja. Julkaisun laitteella lasia ei ole mahdollista esijäähdyttää alapinnastaan. > S Käytännössä em. alaspäin suuntautuvaa päätytaipuma ongelmaa on pyritty g 25 — vähentämään myös mm. pyrkimällä käyttämään mahdollisimman alhaisia N karkaisulämpötiloja ja mahdollisimman tiheää telajakoa telauunissa ja kar- E kaisujäähdytysyksikössä.

O 3 Viitteessä US 6 410 887 edellä kuvattua ylöspäin suuntautuvaa paatytaipu- > 30 maa pyrolyyttisesti pinnoitetussa karkaistussa lasissa on pyritty vähentämäänkäyttämällä uunissa lämmityksen alussa voimakkaampaa ylä- kuin alakonvek- tiota ja lämmityksen lopussa päinvastoin. Keksinnön tavoitteena on menetelmä, jolla voidaan tehdä ohuista (paksuus alle 9 mm, erityisesti alle 5 mm) lämpölujitetuista ja karkaistusta lasilevyistä etu- ja takapäädyiltään suorempia. Keksinnön tavoitteena on siis parantaa lasin laatua pienentämällä sen (esim. standardin EN12150-1 mukaisesti mi- tattua) päätytaipumaa.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä oheisessa patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen tunnusmerkkien perusteella. Epäitsenäi- sissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia suoritusmuotoja. Vaatimuksissa karkaisulla tarkoitetaan yleisesti lasin merkittävää lämpökäsit- telyyn perustuvaa lujittamista.

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuk- siin, joissa Kuvio 1 esittää lasin mitatun muodon, jossa alaspäin suuntautuvat pääty- taipumat näkyvät lasin molemmissa päädyissä.

Kuvio 2 esittää yläpinnastaan pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin mitatun o muodon. & g 25 —Kuvio3 esittää lasin päätytaipuman mittaustapaa EN12150-1 a standardissa. i O Kuvio 4 esittää menetelmässä tarvittavan laitteen osastoja kaaviollisesti 3 sivusta pain nahtyna. < 30 Kuvio 5 esittää kaaviollisesti menetelmässä tarvittavan laitteen esijäähdy- tysilmakoteloita puhallusaukkoineen lasin altapäin katsottuna.

Kuvio 6 esittää esijäähdytysvyöhykkeiden esipuhalluksien ohjaukseen tarvittavia laitteita kaaviollisesti. Kuvio 7 esittää menetelmän yksinkertaisimman suoritusmuodon mukai- sen esipuhalluksen vaikutusalueen kahdessa peräkkäisessä lasis- sa. Kuvio 8 esittää vyöhykkeisiin jaetun esipuhalluksen vaikutusalueet kaikis- sa yhden lasilastauksen laseissa.

Kuvio 9 esittää lasin etu- ja takapäädyistä mitattuja päätytaipumia ja esipuhalluksen vaikutusalueita lasissa mitattujen päätytaipumien suoristamiseksi, kun vyöhykekohtainen säätö suoritetaan puhal- lusajalla.

Kuvio 10 — esittää lasin etu- ja takapäädyistä mitattuja päätytaipumia ja esipuhalluksen puhalluspaineita lasissa mitattujen päätytaipumi- en suoristamiseksi, kun vyöhykekohtainen säätö suoritetaan pu- halluspaineella.

Kuvio 11 — esittää esimerkkejä (a-d) menetelmälle mahdollisista esipuhal- luksen aikaansaamista vaikutusalueista lasissa sen päätytaipumi- en suoristamiseksi.

D N 25 —Laitteeseen kuuluu uuni 1 ja karkaisujäähdytysyksikkö 2, jotka ovat lasilevyn S kulkusuunnassa peräkkäin mainitussa järjestyksessä kuvion 4 mukaisesti. N Uuni 1 on varustettu tyypillisesti vaakatasossa olevilla teloilla 5 tai ilmakanna- E: tuspöydällä kuljetinelimineen. Nämä muodostavat lasilevyn kuljetinradan. = Lämmitettävää lasilevyä G kuljetetaan uunissa jatkuvatoimisesti vakio- o 30 — nopeudella samaan suuntaan tai edestakaisin lämmitysajan verran. Kar- N kaisulämpötilaan lämminnyt lasilevy siirtyy uunista 1 karkaisujäähdytysyksik-

köön 2 siirtonopeudella W, joka on tyypillisesti suurempi kuin lasin liikenope- us uunissa 1. Tyypillisesti siittonopeus W on 200 — 800 mm/s. Karkaisujäähdytysyksikkö 2 on varustettu tyypillisesti vaakatasossa olevilla — teloilla 5 ja jäähdytysilmakoteloilla 3 telojen ylä- ja alapuolella, kuten kuvios- sa 2. Uunin 1 ollessa ilmakannatusuuni, telat 5 tai ilmakannatuspöytä kulje- tinelimineen ovat karkaisujäähdytinyksikössä 2 tyypillisesti lasin G liikesuun- nalle poikittaisen vaakasuunnan suhteen lievästi vinossa. Jäähdytysilmakote- lot 3 on varustettu puhallusaukoilla 4, joista jäähdytysilma purkautuu suih- — kuina lasia G kohti. Puhallusaukot 4 ovat tyypillisesti pyöreitä reikiä ja ne on tyypillisesti asetettu peräkkäin riveihin, kuten kuviossa 5. Puhallusaukot 4 voivat olla myös muun muotoisia, esimerkiksi rakomaisia. Esimerkiksi 3 mm paksuisen lasin joka kohdan tulee viipyä karkaisujäähdytyksessä vähintään noin 3 sekunnin ajan. Esimerkiksi siittonopeudella 600 mm/s tämä vaatisi — vähintään noin 1800 mm pitkän läpiajo-tyyppisen karkaisujäähdytysyksikön

2. Läpiajo-tyyppisessä karkaisujäähdytysyksikössä lasit liikkuvat vain yhteen suuntaan siirtonopeudella W. Ns. oskilloiva karkaisujäähdytysyksikkö on yleensä noin 1 m pidempi kuin pisin sallittu lasilastauksen pituus. Tällöin lasi- lastaus siirtyy siirtonopeudella W kokonaisuudessaan karkaisujäähdytysyksi- — köön, ja kääntyy takaisinpäin lastauksen etupään saavuttaessa karkaisujääh- dytysyksikön lopun. Tämän jälkeen lasilastaus liikkuu edestakaisin kar- kaisujäähdytysyksikössä, kunnes karkaisu- ja yleensä myös loppujäähdytys o on ohi. & g 25 —Karkaisujäähdytysyksikön 2 alussa heti uunin 1 jälkeen on esijäähdytysyksik- N kö 8, jossa paineistettua ilmaa puhalletaan kohti lasilevyn ylä- ja/tai alapin- E taa. Ilman paineistava laite 13 (kuviossa 6) on esim. puhallin tai paineilma- O kompressori. Edullisessa ratkaisussa esijäähdytykseen käytetty ilma paineis- 3 tetaan paineilmakompressorilla. Esijäähdytysyksikkö 8 koostuu karkaisulinjan > 30 — leveyssuunnassa (= lasin liikkeelle poikittainen vaakasuunta) esipuhallus- vyöhykkeisiin (yläpuoliset 6.1-6.i ja alapuoliset 6b.1-6b.i) jaetuista esijäähdy-

tysilmakoteloista (yläpuolella 6 ja alapuolella 6b) lasilevyn molemmin puolin.

Esijäähdytysilmakoteloissa 6 ja 6b on tyypillisesti pyöreitä puhallusaukkoja, ja puhallusaukotus eri vyöhykkeissä on edullisesti samanlaista (sama sijoittelu ja halkaisija). Tyypillinen yhden esipuhallusvyöhykkeen leveys on 20 - 250 mm, ja edullinen leveys on 30 - 130 mm.

Esijäähdytysyksikön 8 puhallusalu- een pituus lasilevyn liikesuunnassa on edullisimmin yhden suutinaukon hal- kaisijan mittainen, eli se koostuu yhdestä lasin liikkeelle poikkisuuntaisesta suutinaukkorivistä.

Edullisesti esijäähdytysyksikkö 8 muodostuu 1-3 peräkkäi- sestä suutinaukkorivistä, ja tyypillisesti 1-6 suutinaukkorivistä tai suutinauk- — koalueesta, jonka pituus lasin liikesuunnassa on yhden suutinaukon halkaisi- jan ja 100 mm välillä.

Edullisesti em. pituus on alle 50 mm.

Suutinaukkojen välinen etäisyys yhdessä suutinaukkorivissä on tyypillisesti alle 20 mm ja edullisesti alle 10 mm.

Puhallusaukon ja lasin pinnan välinen etäisyys (puhal- lusetäisyys) esijäähdytysyksikössä on tyypillisesti 5 - 70 mm, ja edullisesti 10 -40mm.

Esijäähdytysilmakotelon suutinaukoista purkautuvat ilmasuihkut osuvat lasiin edullisesti kohtisuorasti, tai siitä alle 10 astetta vinossa kulmas- sa.

Puhallusaukon halkaisija esijäähdytysilmakoteloissa 6 ja 6b on tyypillisesti 0,5 - 3 mm, ja edullisesti 0,8 - 2 mm.

Puhalluspaine esijäähdytysyksikössä on tyypillisesti 0,1 - 8 bar, ja edullisesti 0,5 - 4 bar.

Painetta voidaan säätää — esim. lasin paksuuden muuttuessa.

Edullisessa ratkaisussa vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat kaksiasentoisia, eli auki/kiinni -tyyppiä.

Ylä- ja alapuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä on omat venttiilinsä 7. Puhalluspainetta säädetään o ilmakanavissa ennen ilman vyöhykkeisiin jakavaa haaroitusta olevalla pai- > neensäätöventtiilillä 14. Esipuhalluksen lopun ja karkaisujäähdytyspuhalluk- g 25 —sen alun välissä on matkaa edullisesti yksi telaväli, eli 8 — 14 cm.

Tyypillisesti N em. matka on 1 — 25 cm. j O Kuvio 5 kuvaa lasilevyä siirtymässä keksinnön mukaiseen esijäähdytinyksik- 3 köön 8. Laseja voi olla myös useampia vierekkäin, ne voivat olla eri kokoisia, > 30 ja niiden etureunat voivat saapua esijäähdytysyksikköön eri aikaan, kutenkuvassa 8. Puhallus esijäähdytysyksiköön 8 saapuvaan lasiin alkaa mahdolli- simman tarkasti juuri sillä hetkellä kuin lasin etureuna saapuu sinne.

Menetelmän yhdessä suoritusmuodossa puhalluspaineet ja puhallusajat lasin —etu- ja takapäätyihin ovat samoja kaikissa esijäähdyttimen yläpuolisissa esi- puhallusvyöhykkeissä 6.1-6.i, ja esipuhallus alapuolisiin esipuhallusvyöhyk- keisiin 6b.1-6b.i on estetty vyöhykekohtaiset alapuoliset venttiilit 7 sulkemal- la.

Tällöin, jos päätytaipuman (oletettu) pituus ja/tai syvyys on lasin taka- päädyssä etupäätyä lyhempi, niin puhallusajan lyhentäminen (eli puhallus- matkan lasin päätyyn lyhentämien) nopeudella W liikkuvan lasin takapäätyyn estää esipuhalluksen liian suuren vaikutuksen lasiin, joka oikaisisi takapäätyä ylöspäin liikaa.

Tällainen menetelmän suoritusmuoto onnistuu ilman esipuhal- luksen vyöhykejakoa, kun lasit saapuvat esipuhallukseen peräkkäin.

Kuvio 7 esittää puhalluskuvioita tässä tapauksessa.

Kuviossa 7 esipuhallus etupäädyl- — tään jäljempänä kulkevaan lasilevyyn G2 alkaa ajan At = AS/W myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä kulkevaan lasilevyyn G1, jossa AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien G1 ja G2 etupäätyjen välillä, joka (AS) on suurempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn G1 pituus lasin liikesuun- nassa.

Kuvion 7 tapaus on menetelmän yksinkertaisin sovellutusmuoto.

Me- — netelmän yksinkertaisin sovellutusmuoto on tunnettu siitä, että karkaisujääh- dytyksen alussa esipuhalluksena lasilevyn etu- ja takapäädyn sen puolen pin- taan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan oikaista, puhalletaan esipu- o halluspaineeseen paineistettua ilmaa vain yhdellä koko lasin leveyden katta- > valla puhallusvyöhykkeellä.

Tällöin esipuhallusmatka lasilevyn etureunasta g 25 — lukien kohti lasilevyn takareunaa, (Sri = Wtr:), on tyypillisesti 10 — 250 mm ja N edullisesti 50 — 150 mm.

Myös esipuhallusmatka lasilevyn takareunasta luki- E en kohti lasilevyn etureunaa, (Sri = Wtr1), on tyypillisesti 10 — 250 mm ja O edullisesti 50 — 150 mm.

Valittu esipuhallusmatka ja esipuhalluspaine ovat 3 riippuvaisia arvioidusta päätytaipumasta lasilevyssa ilman esipuhallusta ja/tai > 30 — edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevystä mitatusta päätytaipumasta.

Esipuhallusmatka on riippuvainen etenkin arvioidusta päätytaipuman alka-

miskohdasta (pituudesta) ja esipuhalluspaine arvioidusta päätytaipuman ar- vosta (syvyydestä). Kuvion 6 esipuhalluslaitteen vyöhykejako tarjoaa yhä edullisempia säätötapo- ja, joita kuvataan seuraavaksi.

Kehittyneemmässä menetelmän suoritusmuodossa puhallusaika lasin levey- den sisällä olevissa esijäähdytysyksikön 8 yläpuolisissa esipuhallusvyöhyk- keissä 6.1-6.i on riippuvainen arvioiduista paikallisista päätytaipumista lasile- — vyssä ilman esipuhallusta ja/tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevyis- tä mitatuista päätytaipumista.

Puhallusaika siis vaihtelee esipuhallusvyöhyk- keiden 6.1-6.i kesken.

Jos arvioitu päätytaipuma lasilevyn kaistassa esipuhal- lusvyöhykkeen vaikutusalueella on syvempi ja/tai pidempi, niin puhallusaika on suurempi.

Tyypillisesti etenkin ilmakannatusuunilla lämmitettyyn lasile- —vyyn puhallusaika lasilevyn keskikaistaan puhaltavassa esipuhallusvyöhyk- keessä on lyhyempi kuin lasilevyn sivureunaan puhaltavassa esipuhallus- vyöhykkeessä, koska on yleistä, että päätytaipumat ovat hieman suurempia lasin kulmissa.

On myös tyypillistä, että päätytaipumat ovat suurempia lasile- vyn etu- kuin takapäädyssä.

Tyypillisesti puhallusaika on siis lasin etupäätyi- — hin puhallettaessa suurempi kuin takapäätyihin puhallettaessa.

Myös laseja, joissa takapäätytaipuma on etupäätytaipumaa suurempi, esiintyy. o Puhallusajan sijaan tai lisäksi myös puhalluspaine lasin leveyden sisällä ole- > vissa esijäähdytysyksikön 8 yläpuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6.i voi g 25 — olla riippuvainen arvioiduista paikallisista päätytaipumista lasilevyssä ilman N esipuhallusta ja/tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevyistä mitatuista E päätytaipumista.

Tällöin puhalluspaine suurenee etenkin päätytaipuman sy- O vyyden, mutta välillä myös sen pituuden kasvaessa.

Puhalluspaineen suure- 3 neminen lisää esipuhalluksen jäähdytysvaikutusta, joka lisää esipuhalluksen > 30 — aikaansaamaa lasin päätyä oikaisevaa vaikutusta.

Tällainen säätötapa vaatii, että vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat paineensäätöventtiileitä auki/kiinni -

venttiilien sijaan. Paineensäätöventtiilit eivät ole yhtä varmatoimisia kuin au- ki/kiinni -venttiilit, ja niissä esiintyy venttiilikohtaisia eroja, vaikka säätöpai- neet olisivat kaikissa samoja. Myös niiden (kokonaan) auki/kiinni säätämisen ajoitus on epätarkkaa, joka paranee, kun venttiili 7 koostuu sekä- paineen- — säätö- että auki/kiinni -venttiilistä. Paineensäätöventtiilit ovat myös au- ki/kiinni -venttiileitä kalliimpia. Kolmas tapa säätää vaikutukseltaan erilainen esipuhallus vyöhykekohtaisesti on puhaltaa lasin päätyihin, sekä ylä- että alapuolisilla vyöhykkeillä. Tällöin — kaikki vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat auki/kiinni -venttiileitä. Yläpuolella esipuhalluspaine on kaikissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6.i sama, mutta niihin päädyn kaistoihin, joissa on matalampi päätytaipuma, puhalletaan myös alapuolisilla esipuhallusvyöhykkeillä 6b.1-6b.i. Alapuolinen puhallusaika (puhallusmatka) on lyhempi ja/tai puhalluspaine pienempi kuin yläpuolella, — jotta esipuhalluksen jäähdytysvaikutus ja edelleen sen lasia oikaiseva vaiku- tus on alapuolella pienempi. Alapuolinen esipuhalluspaine saadaan pienem- mäksi lisäventtiilin 15 avulla. Tällöin alapuolinen esipuhallus kompensoi pois osan yläpuolisen esipuhalluksen vaikutuksesta, jolloin esipuhalluksen lasin päätyä ylöspäin oikaiseva vaikutus on pienempi.

Edellä vyöhykekohtaisen esipuhalluksen erilaisia säätötapoja kuvattiin nor- maalin alaspäin taipuneen päätytaipuman oikaisemiseksi. Pyrolyyttisesti pin- o noitetun lasin tapauksessa lasin päädyn alun päätytaipuma suuntautuu ylös- > päin, jolloin esipuhallus (em. kolmannen säätötavan tapauksessa jäähdytys- g 25 — vaikutukseltaan voimakkaampi esipuhallus) kohdistetaan lasin päädyn alapin- N taan yläpinnan sijaan. j O Alapuoliset esipuhallusvälineet ovat tarpeen vain, edellä kuvatun kolmannen 3 säätötavan tapauksessa ja pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin tapauksessa, kun > 30 — lasin päädyn alun päätytaipuma suuntautuu ylöspäin. Täten vain yläpuoliset esipuhallusvälineet ovat pakollisia keksinnön mukaisen menetelmän laajallehyödyntämiselle lasin laadun parantamisessa. Alapuolisia välineitä voidaan pitää yläpuolisten välineiden kanssa myytävänä lisäoptiona. Vyöhykekohtaisesti säädettävissä oleva esipuhalluslaitteisto mahdollistaa, että myös rinnakkain kulkevien lasien päätyjä voidaan puhaltaa, vaikka lasien päädyt saapuvat esipuhallusalueelle eri aikaan. Kuvion 8 lasilastauksessa on useita laseja ja lasien koko vaihtelee. Kuviossa 8 esipuhallus kohdistuu jokai- sen lasin etu- ja takapäätyyn yhtä pitkänä, eli esipuhallusmatkat Sr; ja Sri ovat samoja jokaisessa lasissa ja jokaisessa vyöhykkeessä i. Esipuhalluslai- teen vyöhykejako on kuitenkin välttämätön, koska lasilastauksen lasit kulke- vat rinnakkain ja niiden etu- ja takapäädyt saapuvat eri aikaan esipuhallus- laitteen alle. Kuviossa 8 lasilevyjen G1 ja G2 etupäädyt saapuvat esipuhallus- alueelle eri aikaan, ja esipuhallus etupäädyltään jäljempänä kulkevaan lasile- vyyn G2 alkaa ajan At = AS/W myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä — kulkevaan lasilevyyn G1, jossa AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien G1 ja G2 etupäätyjen välillä, joka (AS) on pienempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn G1 pituus lasin liikesuunnassa. Koko puhallusalueen le- vyisellä, eli vyöhykkeettömällä, esipuhalluslaiteella kuvion 8 kaltainen koko lasilastauksen esipuhalluskäsittely ei onnistuisi. Toisin kuin kuviossa 8 lasilas- — tauksen lasien päätyjen puhallusmatkat voivat vaihdella vyöhyke-, lasi- ja päätykohtaisesti.

o Kuvio 6 kuvaa esijäähdytysyksikön 8 ohjaukseen liittyviä laitteita kaaviollises- > ti. Menetelmällä on välttämätöntä, että tieto lasilevyjen etureunojen sijainnis- g 25 ta saadaan ohjauslaitteeseen 10, jotta se avaa venttiilit 7 esipuhallusvyöhyk- N keistä 6.1-6.i oikeaan aikaan. Venttiilit 7 suljetaan esipuhallusmatkan täytty- E miseen tarvittavan puhallusajan jälkeen. Ohjauslaite 10 tarvitsee myös tiedon O lasilevyjen takareunojen sijainnista, jotta esipuhallus lasin takapäätyyn koh- 3 distuu oikein. Tarvitaan myös tieto jonka perusteella ne lasilevyn liikkeen- > 30 — suuntaiset kaistat, joissa ennalta arvioitu tai edellisistä oleellisesti samanlai- sista lasilevyistä mitattu paikallinen päätytaipuma sijaitsee, saadaan lasinliikkeelle poikittaisessa suunnassa paikoitettua oikein esipuhallusvyöhykkei- den 6.1-6.i (ja 6b.1-6b.i) suhteen.

Laitteet tällaiseen lasin paikoittamiseen, eli lasilevyjen koko- ja sijaintitiedon automaattiseen määrittämiseen ja syöttämi- seen ohjauslaitteeseen 10, karkaisussa, ovat jo yleisesti tunnettuja.

Tosin, — erilaisten laiteratkaisujen tarkkuuksissa on merkittäviä eroja.

Kuviossa 6 nuoli 9 kuvaa lasin paikoittamisen tarvittavaa tietoa, jota automaattinen lasin pai- koituslaitteisto tuottaa.

Lasilevyjen mittoihin liittyvät tiedot voidaan myös syöttää käsin näppäimistöllä 11 ohjauslaitteelle 10. Tällainen manuaalinen ratkaisu tulee kysymykseen lähinnä vain tuotannossa, jossa karkaistaan jat- — kuvasti (pitkinä sarjoina) samanlaisia lasilevyjä ja yhtä lasilevyä kerrallaan.

Lasilevyn arvioitujen päätytaipumien suoristamiseksi sopivat puhalluspituudet ja puhalluspaineet syötetään käsin näppäimistöllä 11 ohjauslaitteelle 10. Nii- den syöttämistä nopeuttaa, jos ohjauslaitteessa 10 on valmiina laaja valikko — erilaisia reseptejä päätypuhalluksille.

Ohjauslaite 10 voi myös valita lasin ko- koon, tyyppiin ja paksuuteen sopivimman reseptin valikoista itse, tai muodos- taa sen sille annettujen yhtälöiden ja lasin mittatietojen perusteella.

Mene- telmälle on edullista, että karkaistujen lasilevyn päätyjen taipumia mitataan esim. heti karkaisujäähdytysyksikön 2 tai sen jälkeisen loppujäähdytysyksikön — jälkeen sijoitetulla päätytaipuman automaattisella mittauslaitteella 12, joka syöttää tiedon ohjauslaitteeseen 10. Ohjauslaite 10 säätää venttiilejä 7 ja paineensäätöventtiiliä 14 tähän mittaustietoon perustuen.

Täten esipuhallus- o vyöhykkeiden vyöhykekohtaiset puhallusajat säätyvät automaattisesti edelli- > sen samanlaisen lasin päätytaipumien mittaustietoon perustuen.

Mittauslait- g 25 teen 12 toiminta perustuu esim. lasista heijastuvan lasersäteen suunnan N muutokseen tai valokuvion vääristymään päätytaipuman vuoksi.

Mittauslait- E teen 12 kaltaiset laitteet lasilevyn päätytaipuman nopeaan mittaamiseen ovat O olemassa, mutta lasin päätytaipuman automaattiseen ajantasaiseen säätöön 3 niitä ei vielä käytetä. 2 30

Esipuhallukseen tarvittavan ilman ohjaaminen lasin molemmille puolille onnis- tuu esimerkiksi kahdella erillisellä ilman paineistavasta laitteesta 13 lähtevällä ilman syöttöputkistolla.

Ilman syöttö voidaan haaroittaa lasin eri puolille myös paineensäätöventtiilin 14 jälkeen esimerkiksi lisäventtiilin avulla, joka ohjaa ilmaa vain halutulle lasin puolelle.

Kuviossa 9 on esimerkki mitatuista lasin paikallisista päätytaipumista (nume- rot lasilevyn päädyissä, yksikkö on mm) ja suhteellisista puhalluspituuksista lasiin mitattujen paikallisten päätytaipumien vähentämiseksi.

Kuvan päätytai- —pumien suunta on alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita.

Lasi- en etu- ja takareunojen sijainnin sekä lasien nopeuden tunnistava ohjausjär- jestelmä aloittaa ja lopettaa esipuhalluksen lasin etupäädyn vyöhykkeeseen siten, että se puhaltaa lasin yläpintaan ajan tr; = Sri / W, joka alkaa kulua lasin etureunan saapuessa esijäähdytysyksikön suihkujen alle.

Edellä W on — lasin siirtonopeus, ja Sri on ohjausjärjestelmälle annettu esipuhallusmatka, joka on määritetty kokemusperäiseen tietoon ja/tai ohjausjärjestelmän edelli- sestä lasista mittaamaan tietoon perustuen.

Lasin takapäädyssä esipuhallus- vyöhyke puhaltaa lasiin ajan tri = Sri / W, joka alkaa kulua lasin takareunan lähestyessä etäisyyden Sri päässä esijäähdytysyksikön puhallusalueen alusta. — Lasilastauksen liikkeen poikkisuunnassa lasittomalla leveydellä sijaitsevat esi- jäähdytysyksikön esipuhallusvyöhykkeet eivät puhalla lainkaan.

Esipuhallus- matka esipuhallusvyöhykkeellä lasin päätyyn on edullisesti pisimmillään (lasin o kohtaan, jossa on suurin päätytaipuma) päätyvekin ennalta arvioitu vyöhyke- > kohtainen pituus, eli 50 - 150 mm.

Tyypillisesti esipuhallusmatka esipuhallus- g 25 — vyöhykkeellä lasin päätyyn on 0 — 250 mm, eli jokin lasin vyöhyke voi jäädä N myös kokonaan vaille esipuhallusta (kuten esim. kuvion 11 lasin a keskikais- E tat). Täten em. tyypillisellä siirtonopeudella (200 - 800 mm/s) puhallusaika O lasin päätyyn on 0 — 1,25 s.

Puhallusajat, ja edelleen esipuhallusmatkat, ovat 3 esipuhallusvyöhykekohtaisia ja ne vähenevät arvioitujen päätytaipumien pie- > 30 — nentyessä.

Kuviossa 10 on sama lasi kuin kuviossa 9, mutta nyt paikallisten päätytaipu- mien vyöhykekohtainen oikaisu suoritetaan puhallusajan (puhallusmatkan) sijaan puhalluspaineita säätämällä. Kuviossa 10 ohjausjärjestelmälle annettu vyöhykekohtainen esipuhalluspaine on merkitty vyöhykkeen viereen. Puhal- luspaineen arvojen valinta perustuu kokemusperäiseen ja/tai ohjausjärjes- telmän edellisestä lasista mittaamaan tietoon. Kuviossa 11 on esimerkkinä erilaisia puhalluskuvioita, joita lasilevyyn voidaan esipuhallusvyöhykkeillä muodostaa. Puhalluskuviossa a esipuhallus osuu vain — lasin kulma-alueisiin, eli lasin keskikaistojen päätyjä ei esijäähdytetä lainkaan. Puhalluskuviossa b esipuhallusmatkat lasin takapäädyssä ovat vakioita ja etupäädyssä ne ovat keskikaistoilla pidempiä kuin reunakaistoilla. Puhallus- kuviossa c esipuhallusmatkat ovat lasin etu- ja takapäädyissä vakioita, mutta etupäädyssä ne ovat pidempiä. Tällainen puhalluskuvio voidaan muodostaa — yksittäiseen lasiin, jonka rinnalla ei ole toista lasia, myös ilman esipuhalluk- sen vyöhykejakoa. Yleisimmissä lasin karkaisulinjatyypeissä karkaistavat lasit ovat sekalaisina lastauksina, jolloin puhalluskuvio c ei onnistu lasilastauksen laseihin ilman esipuhalluksen vyöhykejakoa. Puhalluskuvio d kattaa päätyjen lisäksi myös lasin sivureunakaistat. Tällainen puhalluskuvio tulee kysymyk- seen em. pinnoitetun lasinlaadun tapauksessa. Kuvion 6 puhalluskuviot a-d voidaan muodostaa lasin ylä- ja/tai alapinnoille. Esipuhallus esipuhallus- vyöhykkeellä kohdistetaan vastakkaiseen lasin pintaan oletetun päätytaipu- man suunnan suhteen. Eli esimerkiksi yläpintaan, kun oletetun päätytaipu- o man suunta lasilevyssä on alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloi- N 25 — ta. Kuvioiden 11 esipuhalluskuviot voidaan suorittaa eri — tai samanlaisena 3 kuvion 8 lasilastauksen jokaiseen lasiin.

N E Seuraavaksi selostetaan vielä edellä mainitsemattomia keksinnön edullisia tai O vaihtoehtoisia toteutustapoja, jotka koskevat soveltuvin osin kaikkia edellä 3 30 — selostettuja suoritusmuotoja.

O N

Esipuhalluksen lasin päätyyn ei tarvitse olla jatkuvaa koko esipuhallusmatkan (Sri, Sri) vaan se voidaan keskeyttää ja aloittaa uudelleen (pulssittaa). Edulli- sesti esipuhallus lasilevyn reunakaistaan alkaa uudestaan aikaisemmin, kuin lasilevyn keskikaistaan. Tyypillisesti esipuhallus keskikaistaan lopetetaan ko- konaan esipuhallusmatkan täyttyessä, ja vähintäänkin sen voimakkuus tällöin oleellisesti heikkenee, jotta esipuhallusmatkan pituiseen alueeseen lasin pää- dyssä kohdistuu merkittävästi voimakkaampi jäähdytysvaikutus kuin alueen ulkopuolelle.

— Karkaisuun tarvittavat jäähdytystehot (yksikkö W/m?) vaihtelevat suuresti lasilevyn paksuudesta ja tavoitellusta karkaisuasteesta riippuen. Siitä syystä keksinnössä tarkastellaan suhteellisia jäähdytystehoja karkaisujäähdytysyksi- kön eri alueilla. Koska kyseessä eivät siis ole absoluuttiset vaan suhteelliset jäähdytystehot, voidaan yhtä hyvin puhua myös jäähdytysvaikutuksista lasi- — levyn eri alueilla. Näin ollen puhuttaessa jäähdytystehosta, tarkoitetaan sa- malla jäähdytystehokkuutta ja jäähdytysvaikutusta. Lämmönsiirtokerroin saadaan jakamalla jäähdytysteho lasin ja ilman välisellä lämpötilaerolla. Mm. puhalluspaineen nostaminen ja puhallusetäisyyden lyhentäminen lisäävät lämmönsiirtokerrointa, joka lisää jäähdytysvaikutusta. Esipuhalluksen puhal- — luspaine riippuu suhteellisen vähän karkaistavan lasin paksuudesta, kun siir- tonopeus W vähenee paksuuden kasvaessa normaaliin tapaan. Normaalisti siirtonopeus esim. 8 mm paksulla lasilla on noin 200 mm/s ja 3 paksulla mm o lasilla noin 500 mm/s. Siirtonopeuden vähetessä esipuhallettavan päädyn > viipymäaika esipuhalluksessa pitenee, joka lisää esipuhalluksen aikaansaa- g 25 maa jäähdytysvaikutusta lasiin. Esipuhalluksen ja varsinaisen karkaisujäähdy- N tyksen lämmönsiirtokertoimien suhteesta voidaan todeta seuraavaa. Paksun E yli 5 mm lasin karkaisussa esipuhalluksen aikaansaama keskimääräinen läm- O mönsiirtokerroin esipuhallussuihkujen osumisalueella lasilevyn pinnalla on 3 suurempi kuin esipuhallusalueen jälkeen varsinaisessa karkaisujäähdytykses- > 30 sa. Karkaisujäähdytyksen lämmönsiirtokerroin kasvaa lasin ohetessa, jolloinlämmönsiirtokerroin suhde, karkaisun lämmönsiirtokerroin / esipuhalluksen lämmönsiirtokerroin, kasvaa.

Tässä esityksessä karkaisujäähdytysyksikön tai lasilevyn pituussuunta on lasi- levyn liikkeen suuntainen suunta. Esijäähdytysyksikön alku on se osa esi- jäähdytysyksikköä, johon lasilevy ensin saapuu. Lasilevyn tai esijäähdytysyk- sikön leveyssuunta on lasilevyn liikesuuntaan nähden poikittainen vaakasuun- ta. Edellä lasilevyn keskikaistalla tarkoitetaan lasilevyn päädyn liikkeen suun- taista keskialueen osaa ja reunakaistalla lasilevyn liikkeen suuntaista sivureu- nan osaa. Lasilevyn etupäädyllä tarkoitetaan rajatun pituista lasin liikesuun- taista aluetta lasin etureunasta alkaen. Lasilevyn takapäädyllä tarkoitetaan rajatun pituista lasin liikesuuntaista aluetta lasin takareunasta alkaen.

Edellä ja vaatimuksissa on käytetty mm. sanoja esipuhallus, esipuhallus- — vyöhyke ja esipuhallusmatka. Sanat ovat lyhennettyjä versioita sanoista esi- jäähdytyspuhallus, esijäähdytyspuhallusvyöhyke ja esijäähdytyspuhallusmat- ka. Myös lyhennetyillä sanoilla tarkoitetaan siis lasia jäähdyttävää puhallusta. Vaatimuksissa päätytaipumalla tarkoitetaan virumisen aikaansaamaa 50 — 250 mm (yleensä 50-150 mm) päästä lasin etu- tai takapäädystä alkavaa päätyjen taipumista alaspäin, jonka syntymistä on tarkemmin kuvattu selityk- sessä ja jota EN12150-1 standardissa mitataan selityksessä kuvatulla tavalla.

> S Yläpinnastaan pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin tapauksessa vaatimuksissa g 25 — päätytaipumalla tarkoitetaan pinnoitteen (esim. pyrolyyttinen matala emissi- N viteetti pinnoite) ja lasin lämpölaajenemiseroista aiheutuvaa lasin etu- ja ta- E kapäätyjen ylöspäin taipumista noin 10 — 50 mm matkalta, jonka syntymistä ™ on tarkemmin kuvattu selityksessa.

3

N

Claims (14)

Patenttivaatimukset

1. Menetelmä useita lasilevyjä (G1, G2) sisältävän lasilastauksen lasilevyjen (G1, G2) lämpölujittamiseksi tai karkaisemiseksi, jossa lasilastauksessa on ai- — nakin kaksi lasilevyä (G1, G2) rinnakkain, ja jossa menetelmässä lasilevyt (G1, G2) lämmitetään uunissa (1) karkaisulämpötilaan ja siirretään lasilastaus siirtonopeudella (W) pois uunista karkaisujäähdytysyksikköön (2), jossa suo- ritetaan varsinainen karkaisujäähdytys puhaltamalla jäähdytysilmaa lasilevy- jen (G1, G2) molempiin pintoihin, ja jossa uunin (1) ja karkaisujäähdytysyksi- kon (2) välissä olevalla lasin liikkeelle poikittaisessa suunnassa erikseen sää- dettävissä oleviin esipuhallusvyöhykkeisiin (6.1 — 6.i, 6.1b — 6b.i) jaetulla esi- puhallusyksiköllä (8) esipuhalluksena lasilevyn etu- ja takapäätyihin puhalle- taan paineistettua ilmaa, tunnettu siitä, että esipuhallus kohdistetaan lasile- vyn (G1, G2) sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan —päätytaipuman vähentämiseksi oikaista, että esipuhalluspaine kasvaa pääty- taipuman syvetessä, ja että esipuhallusmatkat lasilevyjen (G1, G2) etureu- noista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sri = Wtr1), ja lasilevyjen (G1, G2) takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sri = Wtr1), ovat 10 — 250 mm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevy- jen (G1, G2) etupäädyt saapuvat esipuhallusalueelle eri aikaan, ja esipuhallus etupäädyltään jäljempänä kulkevaan lasilevyyn (G2) alkaa ajan At = AS/W N myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä kulkevaan lasilevyyn (G1), jossa » 25 AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien etupäätyjen välillä, joka AS e on pienempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn (G1) pituus lasin liikesuun- E nassa. © 2 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, esipuhalluk- = 30 — sena lasilevyjen etu- ja takapäätyjen yläpintaan puhalletaan paineistettua il- maa lasilevyjen (G1, G2) etu- ja takapäätyjen alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita (3), suuntautuvien päätytaipumien vähentämiseksi,

ja esipuhallusmatkat lasilevyjen (G1, G2) etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sri = Wtr1), ja lasilevyjen (G1, G2) takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sri = Wtr1), ovat 50 — 250 mm.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, jossa esipuhallusmatkat la- silevyjen (G1, G2) etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sri = Wtr1), ja lasilevyjen (G1, G2) takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureu- noja, (Sri = Wtr1), ovat 50 — 150 mm.

5. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yh- den esipuhallusvyöhykkeen leveys on 30-130 mm.

6. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esi- puhallusmatka lasin takapäädyssä on lyhempi kuin lasin etupäädyssä.

7. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esi- puhalluspaine lasin takapäädyssä on alhaisempi kuin lasin etupäädyssä.

8. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esi- — puhallusmatka pitenee päätytaipuman pidetessä.

9. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että o myös lasin takapäädyn alapintaan puhalletaan paineistettua ilmaa, jonka la- O sin alapintaan aikaansaama jäähdytysvaikutus on alhaisempi ja/tai esipuhal- S 25 —(lusmatka lyhempi kuin lasin yläpinnassa.

S E 10. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että la- O silevyyn etu- ja takapäätyyn osuvan esipuhalluksen kestoa (tri, tri) säädetään 3 paikallisesti lasilevyn liikkeelle poikittaisessa suunnassa vähintään kolmella > 30 — esipuhallusvyöhykkeellä (6.1 — 6.i, 6b.1 — 6b.i) siten, että esipuhallusmatka lasilevyn etureunasta lukien kohti lasilevyn takareunaa, (Sri = Wtr), ja/tailasilevyn takareunasta lukien kohti lasilevyn etureunaa (Sri = Wtri) vaihtelee esipuhallusvyöhykkeiden kesken.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esi- puhallusmatkat ovat pidempiä lasilevyn (G1, G2) sivureunoja lähellä olevilla lasin liikesuuntaisilla vyöhykkeillä kuin lasileveyden keskialueella olevilla lasin liikesuuntaisilla vyöhykkeillä.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kar- — kaistujen lasilevyjen päätyjen muotoa mitataan automaattisella mittauslait- teella (12) ajantasaisesti (on-line), ja esipuhallusvyöhykkeiden (6.1 — 6.i,

6.1b — 6b.i) vyöhykekohtaiset puhallusajat säätyvät automaattisesti tähän mittaustietoon perustuen.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipu- halluksena yläpinnastaan pinnoitettujen lasilevyjen (G1, G2) etu- ja takapää- tyjen alapintaan puhalletaan paineistettua ilmaa lasilevyjen etu- ja takapääty- jen ylöspäin, eli kohti ylempiä esijäähdytysilmakoteloita (3), suuntautuvien päätytaipumien vähentämiseksi, ja esipuhallusmatkat lasilevyjen (G1, G2) — etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sri = Wtr1), ja lasilevyjen takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sri = Wtr1), ovat 10 — 50 mm.

N

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, jossa esipuhallus lasile- 3 25 vyn (G1, G2) sivureunojen 10 - 50 mm leveään vyöhykkeeseen jatkuu yli 2 koko lasin pituuden.

;

O 3

N