FI84808B - Foerfarande och anordning foer haerdning av glas med kontaktfoerfarande, vid vilket kantspaenningar foerstaerkas. - Google Patents

Description

1 84808

Menetelmä ja laite lasin karkaisemiseksi kosketusmenetelmäl-lä, jossa vahvistetaan reunan jännitteitä, sekä näin karkaistut lasilevyt 5

Keksintö koskee lasin karkaisua ja sen mahdollista samanaikaista kupertamista mainitunlaisella kosketusmenetel-mällä ja siinä selvitetään tarkemmin lasin reunojen erityistä käsittelyä karkaisun ja mahdollisen samanaikaisen kuper-10 tamisen aikana.

Kun lasia karkaistaan ilmalla, toisin sanoen kun karkaisu-lämpötilaansa kuumennetulle lasille puhalletaan kylmää ilmaa, lasin jäähtyminen reunoiltaan on tärkeintä, ja reu-15 noilla lämpötilan muuttuminen on suurimmillaan. Tästä on seurauksena, että ilmalla karkaistun lasin reunoilla on puristusjännitteitä koko lasin paksuudelta ja määrätyn matkan päähän reunoista. Näitä jännitteitä nimitetään tavallisesti reunajännitteiksi. Nämä jännitteet takaavat lasin 20 kestävyyden ja lujuuden, varsinkin kun sitä käytetään auton ikkunalaseihin. Sitäpaitsi määrätynlainen isku ilmakarkais-tun lasipinnan osaan aiheuttaa tavallisimmin vain säröilyä, kun taasen samanlainen isku kosketuskarkaistun lasin osaan voi aiheuttaa särkymisen. Tässä on kyse kiinteästi 25 kosketuskarkaisuprosessiin liittyvästä puutteesta, sillä kyseistä lasin osaa ei ole jäähdytetty kosketuskarkaisun aikana.

Itse asiassa tässä kosketuskarkaisumenetelmässä lasi jääh-30 dytetään tarkoitukseen soveltuvilla jäähdytyslevyillä, jotka vaikuttavat lasin koko pintaan, joko suoraan, tai - mikä on suositeltavaa - termisen ja mekaanisen vuorauksen välityksellä.

35 Täten joko jäähdytyslevyillä tai vuorauksella suoritettu jäähdytys on kohdistunut etupäässä lasin pintaan koko sen pituudelta, mutta lasin reunoilla kosketusta ei ole, mistä on seurauksena, että reunan jännitteet ovat liian heikot absoluuttisena arvona ja/tai ne eivät ulotu riittävän 2 84808 syvälle), josta seuraa, että mikä tahansa isku lasin reunaan särkee helposti koko täten karkaistun lasin.

Tässä esiteltävä keksintö pyrkii ratkaisemaan tämän ongel-5 man.

Keksinnössä pyritään esittelemään menetelmä, joka mahdollistaa lasin reunojen riittävän karkaisun. Se pyrkii myöskin esittelemään kosketuskarkaistuja ja mahdollisesti samanai-10 kaisesti kosketuskuperrettuja laseja, joiden reunat eivät ole samalla tavoin hauraita kuin edellä mainittujen lasien.

Keksinnössä esitetään kosketuskarkaisua ja mahdollista kosketuskupertamista. Tässä prosessissa lasin reunojen 15 lämpötilaa lasketaan suhteessa lasin keskiosaan reunajänni-tyksen aikaansaamiseksi. Tämä lämpötilan suhteellinen alentaminen suoritetaan ennen lasin puristamista ja/tai sinä aikana kun lasi kosketuskarkaistaan ja mahdollisesti koske-tuskuperretaan.

20

Ennen karkaisu- ja mahdollisesti kupertamispuristusta tämä reunojen ja keskiosan välinen lämpötilaero voidaan saada aikaan lasin kuumentamisen aikana siten, että uuniin asetetaan termisiä suojuksia ja/tai että ensisijaisesti 25 kuumennetaan lasin keskustaa ja/tai että puhalletaan jäähdy-tyskaasua, varsinkin ilmaa ja erityisesti paineilmaa.

Karkaisu- ja mahdollisen kupertamispuristuksen aikana tämä reunojen ja keskustan välinen ero saadaan aikaan puhaltamal-30 la jäähdytyskaasua, varsinkin ilmaa ja erityisesti paineilmaa.

Keksinnössä ehdotetaan myöskin laitteita, joiden avulla saadaan laseja, joiden reunajännitteet ovat riittävän suu-35 ret.

Keksinnössä esitetään laitteistoa varsinkin kosketuksella tapahtuvaan karkaisuun ja mahdolliseen kupertamiseen. Se käsittää kaksi jäähdytyslevyä, suositeltavana pidetään, 3 84808 että ne on vuorattu mekaanisen ja termisen vanuaineksen sekoitteella. Tarkoitus on, että levyt ovat lasin kokoisia. Laitteistoon kuuluu myöskin jäähdytyslaitteet, erikoisesti suuttimet, jäähdytyskaasun puhaltamista varten, jotka sijaitsevat siten, 5 että puhallus vaikuttaa lasin reunoihin.

Keksintö koskee myös kosketuskarkaistuja ja mahdollisesti koske-tuskuperrettuja lasilevyjä. Niiden oleelliset tunnusmerkit ilmenevät vaatimuksesta 12.

10

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, jotka esittävät: kuvio 1: kosketuskupertamis-karkaisulaitoksen yleiskaavio kuvio 2: kaavio kosketuskuperrus-karkaisupaikasta, joka on varustettu 15 keksinnön edellyttämillä kaasupuhaltimilla lasin reunojen jäähdyttämiseksi kuperrus-karkaisupuristamisen aikana, kuvio 3A, 3B, 3C: yksityiskohtaiset kuvat, jotka esittävät erilaisia lasien järjestelyjä niiden suhteessa jäähdytyslevyihin kun karkaisun aikana käytetään kaasupuhallusta jäähdyttämiseen.

20

Kuvio 1 esittää yleiskaaviota laitoksesta, jossa käytetään kosketusta kupertamiseen ja karkaisuun. Tällainen laitos käsittää uunin lasin kuumentamiseen 1, levyt, lasin V, karkaisu- ja mahdollisesti kupertamispaikan, joka käsittää ensisijaisesti kaksi M 25 jäähdytyslevyä 3 ja 4, jotka on mahdollisesti vuorattu termisen ja mekaanisen vanuaineksen sekoituksella 5, ja kuljettimen 6 lasin kuljettamiseen uunista 1 karkaisu- ja mahdollisesti kuper-tamispaikalle 2, esimerkiksi telakuljettimen ja/tai ilmatyynyn tai korkean alipaineella toimivan kuljetuselementin, jota voidaan • '30 siirrellä esim. raiteilla, joita ei ole esitetty. On edullista, mikäli karkaisu- ja mahdollisesti kupertamispaikkaa 2 seuraa jäähdytyspaikka 7, jossa lasi, jonka jännitteet ovat jähmettyneet puristuksessa levyjen 3 ja 4 välissä, jäähtyy lopullisesti ja vapauttaa täten levyt 3 ja 4 nopeasti toisen lasin puristami-35 seen.

Kuviossa 2 kuvatun toteuttamismallin mukaan karkaisu- ja mahdolliseen kupertamispaikkaan 2 on suunniteltu laite 10 lasin V reunojen jäähdyttämiseen. Tämä laite 10 muodostuu 4 84808 jäähdytyskaasun, varsinkin ilman ja erikoisesti paineilman puhaltimista.

5 Nämä puhaltamiseen käytetyt laitteet 10 on tehty esimerkiksi reijitetyistä 12 putkimaisista rampeista 11, jotka puhaltavat ilmaa lasin V reunojen suuntaan. Näihin ramppeihin 11 voidaan syöttää kuhunkin ilmaa syöttöputkella 13, jossa on virtausmittari 14 ja venttiili 15. Koko tämä kokonaisuus 10 13 on yhdistetty yhteiseksi haaraksi 16, jossa on säätövent- tiili 17, manometri 18 ja venttiili 19. Tämä haara 16 on kytketty paineilmajärjestelmään.

Myöskin toisentyyppisiä puhalluslaitteita 10 voidaan hyvin-15 kin käyttää. Ja jotain muuta kaasua kuin paineilmaa voidaan myös käyttää ilman, että keksintöä tarvitsisi sen vuoksi muuttaa.

Mahdollisuuksien mukaan, silloin kun halutaan, että kaik-20 kien reunojen reunajännitteet ovat suuret, jäähdytetään puhalluslaitteilla 10 kaikki lasin V reunat. Lasin reunoista ei selviä ainoastaan lasipinnan äärirajat, vaan myöskin milloin sillä on reikä, leikkauskohta tai uurre, nämä voivat sijaita sekä itse lasipinnalla että sen äärialueilla. Täl-25 laiset reijät, leikkauskohdat tai uurteet voivat olla esim. lukkopesän, saranan tai vastaavan kiinnityskohtia.

Jäähdytyslevyt 3 ja 4 vapauttavat lasin V reunat, joihin puhallus on kohdistunut. Nämä levyt 3 ja 4 voivat hyvinkin 30 olla pienempiä kuin käsiteltävä lasi, kuten kuviossa 3A on esitetty, vapauttaen täten ei ainoastaan lasin V reunan, vaan myös kapean kaistaleen itse lasipinnasta, esim. 1-10 mm, tavallisimmin 5 mm. Tässä muodossaan puhalluslaitteet 10 voivat olla kuten kuviossa 3A, jossa ne jakautuvat kah-35 teen suuttimeen 20 ja 21, joista toinen puhaltaa lasin V reunalle ja toinen toisen pinnan reunalle, jonkin verran lasin V ulkopinnan suuntaan.

5 84808

Toisessa muodossaan, joka on esitetty kuviossa 3B, jäähdy-tyslevyt 3 ja 4 ja lasi V voivat olla samansuuruisia.

5 Kolmannessa mahdollisuudessa, joka on esitetty kuviossa 3C, jäähdytyslevyt 3 ja 4 voivat hyvinkin olla muutaman millimetrin suurempia kuin lasi V.

Kussakin tapauksessa yhden tai kahden millimetrin erolla 10 lasipinnan V ja levyjen 3 ja 4 välillä ei ole käytännöllisesti katsoen mainittavampaa vaikutusta karkaisutulokseen.

Seuraavissa esimerkeissä on selostettu erilaisia kosketus-karkaisuja ja -kupertamisia, joihin on liittynyt reunoihin 15 kohdistuva puhallus.

Esimerkki 1 - lasin paksuus 3 mm - lasin lämpötila välittömästi ennen karkaisua: 650°C, 20 - kupariset, vanuaineksella vuoratut jäähdytyslevyt, - puhallusrampit muodostuvat teräsputkesta, jonka halkaisija on 10 mm ja joka on reijitetty tasaisin, 12 mm:n välein olevin reijin, joiden halkaisija on 2 mm. Rampit on liitetty paine!lmaverkostoon ja puhaltavien reikien etäi- 25 syys lasin pinnasta on 10 mm, kuviossa 3B esitetty malli, toisin sanoen se, jossa levyt 3 ja 4 sekä lasi ovat saman suuruisia ja rampit 11 puhaltavat lasipinnan suuntaan.

- paine paineilmaverkostossa: 1 bar.

Reunoihin kohdistuva puhallus on tapahtunut samanaikaisesti 30 kuin jäähdytyslevyt ovat painautuneet lasia vasten, toisin sanoen vähintään kolmen sekunnin ajan, mieluummin vähintään 5-10 sekuntia, aika voi olla jopa paljon pidempikin ilman että se vahingoittaa lasin laatua, ainoastaan prosessin rytmi voi häiriintyä, jos aika on hyvin pitkä.

35 - saavutetut reunojen jännitteet: 120 MPa, - saavutetut pinnan puristusjännitteet: 130 MPa, - lasin reunoista lähtien laskettu syvyys ja jonka saavutta miseksi lasia puristetaan koko paksuudeltaan: 3,5 mm.

6 84808

Esimerkki 2

Samat toiminnalliset edellytykset kuin esimerkissä 1, paitsi: 5 - lasin ja puhallusramppien väli: 6 mm, - saavutetut reunan jännitteet: 150 MPa, - saavutetut pinnan puristusjännitteet: 130 MPa, - lasin reunoista lähtien laskettu syvyys ja jonka saavuttamiseksi lasia puristetaan paksuudeltaan: 8 mm.

10

Esimerkki 3

Samat edellytykset kuin esimerkissä 1, paitsi: - lasin paksuus: 4 mm, - puhaltavien reikien välimatka: 4 mm, 15 - lasin ja puhallusramppien välinen etäisyys: 16 mm, - saavutetut reunan jännitteet: 140 MPa, - saavutetut pinnan puristusjännitteet: 125 MPa, - lasin reunoilta lähtien laskettu syvyys ja jonka saavutta miseksi lasia puristetaan koko paksuudeltaan: 5 mm.

20

Puhalluksen voimakkuudesta riippuen on mahdollista muunnella reunan jännitteiden arvoa, nämä jännitteet voivat olla - jos niin halutaan - niin suuret, että ne ilmaistaan luvulla, joka on suurempi kuin se luku, joka ilmaisee pintapu- 25 ristuksen jännitteitä, luku on vähintäin 30 % suurempi silloin kun mahdollisuuksien mukaan halutaan samanaikaisesti säilyttää "Securit"-karkaisulaatu, joka vaaditaan näin karkaistuja laseja käytettäessä auton ikkunoihin. Tämä Securit-karkaisu tarkoittaa sitä, että kun lasi on sär-30 kynyt, sen vähintään 20 cm x 50 cm:n suuruisessa keskiosassa on näkyvyydestä jäljellä vähintäin 15 %, (tahtoo sanoa, että kaikkien vähintäin 2 cm:n säröjen yhteismäärän tulee olla vähintäin 15 % lasin pinnasta), mikään säröistä ei kuitenkaan saa olla alaltaan suurempi kuin 16 cm^, olkoon-35 kin, että säröily äärilaidoilla on hienompaa, tahtoo sanoa, että se käsittää 40-350 säröä 5 cm x 5 cm:n suuruisella alalla ja että säröjen pituus näillä äärialueilla ei ylitä 7,5 cm.

7 84808

Riittävät reunajännitteet voidaan saavuttaa siten, että jäähdytetään kosketuskarkaisun ja mahdollisen -kupertamisen aikana, täten saadaan reunojen lämpötila suhteessa keskiosan 5 lämpötilaan alenemaan. Ne voidaan saada myöskin vaikuttamalla karkaistavan lasin kuumentamisasteeseen, toisin sanoen käyttämällä sellaista kuumentamista, joka mahdollistaa lasin reunojen lämpötilan alentamisen keskiosan lämpötilaa enemmän. Tämä saadaan aikaan joko kuumentamalla keskialuetta 10 enemmän tai käyttämällä koko alueelle samaa lämpötilaa, mutta asettamalla reunoille termisiä suojuksia ja/tai jäähdyttämällä reunat esim. jo kuvatunlaisilla puhallusrampeil-la, mutta tässä tapauksessa asennettuina lasin kuumennus-uuniin.

15

Lisäksi nämä kaksi toimintatapaa, operoiminen uunissa ennen puristusta ja operoiminen karkaisu- ja mahdollisessa kuper-tamispaikassa puristamisen aikana, voidaan yhdistää.

20 Keksinnön ansiosta on kuitenkin mahdollista saada lasia, jonka reunajännitteet ovat suuret, eivätkä lasin reunat ole enää erityisen särkymisalttiita alueita. Reunoilta vahvistettu kosketuskarkaisu, joka on saatu aikaan jäähdyttämällä kyseisiä reunoja, voidaan lisäksi yhdistää lasin 25 mahdolliseen samaan aikaan tapahtuvaan kupertamiseen, näin saadaan myös lasille erittäin tarkka muoto ja ilman pihtien jättämiä jälkiä. Täten valmistettua lasia voidaan käyttää kaikilla käyttöalueilla ja varsinkin auton ikkunoihin.

30 Lisäksi on huomattava, että tätä karkaisutapaa - reunojen jäähdyttämistä - johon mahdollisesti liittyy myös lasin kupertaminen, voidaan käyttää sekä pystysuorassa että vaakasuorassa menetelmässä.

35 Lisäksi keksintö mahdollistaa eri reunojen toisistaan riippumattoman jäähdytyksen. Täten, mikäli niin halutaan, voidaan eri reunojen jäähdytyksen tehoa ja sen kestoa vaihdella. Tämä on erikoisen helppo toteuttaa silloin kun käytetään puhallusta.

8 84808

Keksinnön ansiosta on mahdollista valmistaa lasia, jonka kaikkien reunojen reunajännitteet ovat riittävän suuret särkymisen estämiseksi, mutta jonka joidenkin reunojen 5 jännitteet ovat tätäkin suuremmat, niin että lasi ei säry siihen kohdistuneesta iskusta tai rasituksesta, joiden on voitu ennakolta tietää kohdistuvan juuri määrättyihin reunoihin. Ilman muuta on mahdollista valmistaa lasia, jonka reunajännitteet ovat riittävän suuret särkymisen estämi-10 seksi koko reunan pituudelta, mutta päinvastoin käytännöllisesti katsoen olemattomat tai erittäin heikot toisilla reunoilla, joihin ei oleteta kohdistuvan iskuja tai rasituksia, jotka aiheuttaisivat särkymisen.

15 Näissä edellä maintuissa tapauksissa, jolloin käytetään puhallusta, venttiilin 15 toiminnalla taspainoitetaan eri reunojen reunajännitteitä kulloisenkin tarpeen mukaan.

Claims (12)

1. Kosketusmenetelmä lasin karkaisemiseksi ja mahdollisesti kupertamiseksi, jossa vaikutetaan etukäteen karkaisu- ja 5 kupertamislämpötilaansa kokonaan kuumennettuihin lasipintoihin (V) jäähdytyslevyillä (3, 4), jotka on mahdollisesti varustettu termisellä ja mekaanisella vuorauksella (5) ja jotka mahdollisesti on kuperrettu, tunnettu siitä, että lasin reunojen lämpötilaa alennetaan suhteessa sen 10 muuhun pintaan ennen kosketuskarkaisu- ja mahdollista kuper-ruspuristusta ja/tai samanaikaisesti sen aikana reunajänni-tyksen aikaansaaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-15 t u siitä, että reunojen lämpötilan ennen puristusta tapahtunut aleneminen on saatu aikaan eriasteisella kuumentamisella ja/tai puhaltamalla kyseisille reunoille jäähdytys-kaasua, varsinkin ilmaa ja erityisesti paineilmaa, jolloin näiden reunojen lämpötila pysyy kuitenkin korkeampana kuin 20 karkaisulämpötila.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lasin eriasteinen kuumentaminen on toteutettu lasin kuumennusuunissa (1) siten, että lasin (V) 25 reunoille on asetettu termisiä suojuksia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristuksen aikana tapahtuva reunojen lämpötilan aleneminen saadaan aikaan puhaltamalla lasin 30 (V) reunoille jäähdytyskaasua, varsinkin ilmaa ja erityises ti paineilmaa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että puhallus kohdistuu reunoihin koko niiden 35 pituudelta ja lisäksi koko lasin kehällä.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytys vaihtelee reunalta toiselle. 10 84808

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyslevyjen (3, 4) välissä tapahtuneen puristuksen jälkeen, ainakin siksi 5 kunnes reunajännitteet ovat jähmettyneet, lasia (V) lisä-jäähdytetään, erityisesti puhaltamalla jäähdytyskaasua, varsinkin ilmaa, koko lasin pinnalle.

8. Laitteisto lasin (V) kosketuskarkaisemiseksi ja mahdol-10 lisesti kosketuskupertamiseksi käsittäen kaksi jäähdytys- levyä (3, 4), jotka on edullisesti varustettu mekaanisella ja termisellä vuorauksella (5), joilla vaikutetaan lasin (V) pintaan, tunnettu siitä, että siihen sisältyy jäähdytyslaitteet, erikoisesti suuttimet, jäähdytyskaasun puhal-15 tamista varten, jotka sijaitsevat siten, että puhallus vaikuttaa lasin reunoihin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäähdytyslevyt (3, 4) ulottuvat lasin (V) reuno- 20 jen yli.

9 84808

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimet (20) jäähdyttävät sekä osan lasia (V) että sen reunat. 25

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäähdytyslevyt (3, 4) ja lasi (V) ovat oleellisesti samankokoiset.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 8-11 mukaisella laitteella kosketuskarkaistut ja mahdollisesti kosketuksella kuperretut lasilevyt (V), tunnetut siitä, että saman ruudun reunajännitykset ilmaistaan luvulla, joka karkaisuolosuh-teista riippuen voi olla pienempi, suurempi tai sama kuin 35 pinnan puristusjännitykset ilmaiseva luku, ja lisäksi näissä ruuduissa on ns. Securit-karkaisu, joka mahdollistaa niiden käytön autojen lasiruutuina. il 8 4 8 08