FI86295B - Foerfarande och anordning foer boejning av en glasskiva. - Google Patents

Description

1 86295

Menetelmä ja laite lasilevyn taivuttamiseksi. - Förfarande och anordning för böjning av en glasskiva.

Keksinnön kohteena on menetelmä lasilevyn taivuttamiseksi, jossa menetelmässä lasilevyä kannatetaan taivutusmuoti1 la kuumennusuunissa ja kuumennetaan lähelle pehmenemislämpötilaa kuumennuselementtien muodostaman lämmityskentän avulla. Keksinnön kohteena on myös laite lasilevyn taivuttamiseksi, johon laitteeseen kuuluu kuumennusuuni, muotti, joka kannattaa lasilevyä kuumennusuunissa sekä joukko kuumennuselementtejä, jotka muodostavat lämmityskentän. Kuumennuselementit ovat tyypillisesti pitkänomaisia sähkövastuselementtejä, mutta keksintö ei ole rajoittunut yksinomaan niiden käyttöön, vaan myös muunlaisia kuumennuselementtejä kuten kaasupolttimia voidaan käyttää.

Ennestään tunnetuilla menetelmillä ja laitteilla, jotka perustuvat lasin painovoimaiseen taivutukseen, voidaan taivuttaa vain suhteellisen yksinkertaisia muotoja. Kompleksiset taivutusmuodot, joissa taivutus tapahtuu suhteellisen pienellä taivutussäteellä ja usein myös kahden ristikkäisen taivutusak-selin ympäri, on pitänyt taivuttaa pakottamalla kokopintamuot-: ' tien välissä. Tämä edellyttää hankalaa ja kallista muottitek- nilkkaa, jossa lisäongelmana on muotin ja lasin välinen koske-tus.

Tärkeimpiä ominaisuuksia taivutusuuneissa on lämmön kohdentami-.·;·. nen oikein sekä määrällisesti että ajallisesti. Tunnetuilla menetelmillä ja laitteilla on vaikea tai mahdoton saavuttaa lämmön oikeamääräistä ja oikea-aikaista kohdentamista johtuen mm. seuraavista syistä: *···* - lasin ja kuumennusvastuksien etäisyys on liian suuri * - lasin ja kuumennusvastuksien etäisyyttä ei voida säätää • # taivutuksen aikana - kuumennusvastuksien etäisyys toisiinsa on liian suuri 2 86295 - samansuuntaisilla kuumennusvastuksi1 la ei pystytä kohdentamaan lämpöä haluttuun kohtaan - usein mitataan vain yleislämpötilaa, vaikka taivutusprosessia tulisi ohjata lasin lämpötilan perusteella -yksittäisen kuumennusvastuksen lähettämän lämpösäteilyn teho ei ole mitoitettu oikein.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu menetelmä ja laite, joilla edellä mainitut puutteet voidaan mahdollisimman pitkälti eliminoida niin, että lämmitysteho saadaan kohdistetuksi lasiin paikallisesti, määräl1isesti ja ajallisesti mahdollisimman suuressa määrin oikein kohdennettuna.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnöllä oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen tunnusmerkkien perusteella.

Kun keksinnön avulla voidaan hallita lämmön kohdentamista lasiin, voidaan lasiin taivuttaa suhteellisen monimutkaisia taivutusmuotoja jo pelkästään painovoimaisel1 a taivutuksella, lasin ollessa tuettuna rengasmuoti11 e. Mikäli halutaan taivuttaa erityisen vaikeita taivutusmuotoja, voidaan luonnollisesti käyttää lasilevyn toisella tai molemmilla puolilla koko- tai • · osapintamuotteja. Esimerkkejä tällaisista muoteista on esitetty hakijan aiemmissa FI-patenttihakemuksissa 901601, 901602 ja 901603. Näitä muottiratkaisuja sovellettaessa kokopintaisen ylämuotin käyttö tulee kysymykseen vasta taivutusvaiheen lopussa painovoimaisen taivutuksen jatkamiseksi ja muodon viimeistelemiseksi.

Vaikka keksintöä seuraavassa selostetaan yksittäisen erillis-uunin yhteydessä, on selvää, että keksintö soveltuu käytettäväksi myös nykyisten taivutusuunien yhteydessä korvaamaan niiden taivutusosasto, joka on varsinaisen kuumennusuunin jatkeena tai sen erityisenä osastona.

3 86295

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta kaaviollisena pystyieikkauksena.

Kuvio 2 esittää kaavioi 1isesti laitteen eri toimintavaiheita a), b) ja c).

Kuvio 3 esittää lohkokaaviota keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen toiminnanohjauksesta.

Kuvio 4 esittää tarkemmin 1ämmityskentän vastusten sijoitte-1 ua.

Seuraavassa kuvataan laitteen yleistä rakennetta. Viitenumerolla 1 merkitty taivutusuuni on asennettu jalkojen 11 varassa kiinteästi tasaiselle lattialle. Uunin seinät 2 on varustettu tukevalla ulkopuolisella teräsrungolla, jossa on sisäpuolinen lämpöeristys. Uunitilan 3 yläosaan on sijoitettu suuri määrä hyvin tiheään sijoitettuja pitkänomaisia vastuskuumennusele-: ·' menttejä 4, joiden tarkempaa sijoittelua selostetaan myöhemmin ^ viittaamalla kuvioon 4.

Taivutettava lasilevy 5 on kannatettuna muotilla 6, joka voi olla rengasmuotti, kokopintamuotti tai rengasmuotin ja osapin-tamuotin yhdistelmä.

Pohjavaunu 7 on esitetty ylösnostetussa asennossaan, jossa sen 1ämpöeristetty pohja 8 on uunitilassa 3 ja pohjavaunun rungon muodostava alapohja 9 nojaa tiiviisti vasten uunin seinien 2 alareunoja. Nostolaitteella 10 vaunu 7 on kokonaisuudessaan nostettavissa ja laskettavissa niin, että yläasennossa pohja 9 on kuvion 1 esittämässä asennossa ja ala-asennossa pyörät 16 ovat kiskoilla 17, jolloin pohjavaunu 7 muotteineen ja lasei- 4 86295 neen voidaan työntää uunista ulos (vrt. kuvio 2, vaihe a)).

Liikkuva pohja 8 mahdollistaa lasin 5 etäisyyden säädön vastuksista 4. Voimalaitteen 12 pyorittämä käyttöakseli 13 pyörittää nostoruuveja 14, jotka ovat tartunnassa pohjaan 8 kiinnitettyihin nostomuttereihin 14a. Ruuvien 14 pyöritys tapahtuu koteloissa 15 olevien hammaspyörä- tai matoruuvivälitysten avulla. Kotelot 15 on kiinnitetty pohjaan 9 ja ruuvien 14 alapäät on laakeroitu koteloiden 15 pohjaa vasten ja yläpäät pääsevät pohjan 8 läpi. Tietenkin myös päinvastainen järjestely on mahdollinen, jolloin ruuvien 14 yläpäät on laakeroitu pyörivästä mutta aksiaalisesti siirtymättömästi pohjaan 8 ja kierrevar-si kulkee kotelon 15 läpi. Nostoruuvit 14 voidaan korvata myös hammastangoi11 a tai muilla tunnetuilla nostolaitteilla. Käyttö-akseleita 13 tarvitaan kaksi kappaletta uunin molemmissa päädyissä, jolloin nostoruuveja 14 on neljä kappaletta. Jotta pohjan 8 1iikenopeuden säätö samoin kuin lasilevyn 5 etäisyyden säätö vastuksista 4 olisi portaaton, on käyttövoimalaitteena 12 jokin seuraavista: hydraulivariaattori, tasavirtamoottori, servomoottori tai askelmoottori. Voimalaitetta 12 puolestaan ohjataan taivutusprosessia ohjaavalla tietokoneella 26 (kuvio 3), kuten myöhemmin tarkemmin esitetään.

:,r Lasin lämpötilan mittausta varten vaunun 7 pohjassa 9 on kaksi infrapunalämpömittaria (pyrometria) 21, joilla mitataan suoraan lasin pinnasta lasin todellinen lämpötila. Tätä varten liikkuvassa välipohjassa 8 on aukot 21a. Lisäksi uunissa 3 on termoelementti 22 uunin y1eis1ämpöti1 an mittausta varten.

Jotta taivutuksen jälkeen lasille saataisiin haluttu ja hallittu jäähtymisnopeus, on kaksi jäähdytysilmapuhallinta 20 järjestetty puhaltamaan jäähdytysilmaa pohjan 8 reunoissa olevien aukkojen tai lovien läpi. Puhaltimet 20 voidaan kiinnittää joko :* uunin seinän 2 alareunaan kuten kuviossa 1 on esitetty tai myös ”· vaunun 7 pohjalevyyn 9. Puhaltimien 20 pyörimisnopeus on por- 5 86295 taattomasti säädettävissä. Lisäksi uunin 1 katossa on esim. neljässä kulmassa avattavat ja suljettavat jäähdytysluukut 23, joiden kautta kuumaa ilmaa voidaan laskea uunista ulos. Luukkuja 23 voidaan ohjata kutakin erikseen halutun jäähtymisnopeuden saavuttamiseksi.

Taivutusuunin kaikilla neljällä sivulla on ikkunat 19, joiden kautta on hyvä näkyvyys uunin sisälle. Lisäksi uuni on varustettu tehokkaalla valaisimella varmistaen hyvän näkyvyyden uunin sisälle sen ollessa kylmänäkin (taivutuksen aikana kuumana hehkuvat vastukset myös parantavat näkyvyyttä).

Uunin jalkojen 11 välit voidaan varustaa suojaseini1lä, jotta uunin liikkuva pohjavaunu ja nostomekanismi eivät pääse aiheuttamaan vahinkoja. Yksi suojaseinistä, jota on merkitty viitenumerolla 30 kuviossa 2, on ylös-alas johteissa liikkuva, jolloin suojaseinän 30 yläasennossa pohjavaunu 7 voidaan vetää ulos lastausta tai purkausta varten (kuvio 2, vaihe a)) ja seinän 30 ala-asennossa uunin alaosa on täydellisesti suojattu.

Kuvioissa 3 ja 4 on havainnollistettu toiminnanohjausta ja ‘ ·' vastusten sijoittelua. Kuten näkyy erityisesti kuviosta 4, on ; pitkänomaiset lämmitysvastuselementit 4.1 ja 4.2 sijoitettu symmetrisesti kahteen kenttäpuoliskoon siten, että elementtien ·*· 4.1 pituussuunta muodostaa terävän kulman elementtien 4.2 pituussuunnan kanssa. Näiden vastuskenttien välissä on vielä kolmas vastuskenttä, jonka vastusten 4.3 suunta on poikittain tai pitkittäin uunin pituussuuntaan nähden. Nämä keskialueen vastukset 4.3 voivat olla harvemmassa, koska lämmitystehoa siirtyy reunoilta riittävästi kohti keskustaa ja suhteellisesti sitä enemmän, mitä kauempana vastuskentästä lasi sijaitsee.

Kunkin vastuksen 4.1 ja 4.2 muodostama vastuslinja on lisäksi kolmijakoinen, eli kolme erikseen päälle ja pois kytkettävää .·· vastusta on sijoitettu samaan linjaan peräkkäin. Vastuksien 4.1 6 86295 ja 4.2 ja 4.3 tehon mitoitus ja sijoittelu on suoritettu siten, että niiden kuumennusvaikutus on parhaalla mahdollisella tavalla kohdistettavissa haluttuun kohtaan hallitun taivutuksen aikaansaamiseksi. Tätä tarkoitusta palvelee paitsi vastusten suuri lukumäärä ja tiheys, erityisesti vastusten 4.1 ja 4.2 V-muotoinen keksinäinen sijoitus. V-kulman tulee olla tyypillisesti alueella 20 - 50°, sopivimmin alueella 30 - 40°, esim. 35°. yksittäisten, erikseen päälle ja pois kytkettävien vastusten yhteismäärä on yli 200 kpl, sopivimmin yli 300 kpl, esim. 350 kappaletta.

Kuviossa 3 on viitenumerolla 24 merkitty lohkoa, joka sisältää esim. releohjattuja kytkimiä tai kontaktoreita yhden kutakin vastusta 4 varten. Kytkimien tai kontaktoreiden 24 ohjaus tapahtuu ohjattavilla logiikkapiireillä 25, jotka lukevat yksittäisten vastuten 4 ON/OFF-tiloja ja jotka ilmoittavat prosessia ohjaavalle tietokoneelle 26 vastuskentän kulloisenkin kytkentäkuvion. Tämä näkyy tietokoneen 26 näytössä esim. siten, että päällekytkettyjen vastuksien väri muuttuu. Näytössä on siis kuviota 4 vastaava graafinen esitys koko vastuskentästä niin, että kukin vastus on näkyvissä.

Tämän vastuskentän päällä on mahdollista esittää taivutettavan lasin ääriviivan 5.1 muoto, jolloin kokeellisesti suoritettava taivutusohjelman teko kullekin taivutusmuodolle ja lasin paksuudelle erikseen helpottuu huomattavasti.

Taivutusparametrien kokeellista etsimistä varten on laitteessa lisäksi ohjauspaneeli 28, johon on kaavioi 1isesti piirretty vastuksien sijoittelu ja kukin vastus on erikseen numeroitu. Kunkin vastuksen kohdalla on kytkimet 29 yksittäisten vastusten ; 4 päälle- ja poiskytkemistä varten. Ohjauspaneelista 28 on siis mahdollista tehdä manuaalisesti mikä tahansa haluttu lämmitys-kuvio. Ohjauspaneeliin 28 syttyy merkkivalo kustakin päällekyt-ketystä vastuksesta. Kytkimien 29 ON/OFF-asennot ja niiden 7 86295 muuttuminen lämmitys- ja taivutus jakson eri vaiheissa on tallennettavissa tietokoneen 26 ohjelmamuistiin. Tällöin manuaalisesti ohjattu 1 ämmi tyskentän energia jakauma ja sen muuttuminen on ohjelmallisesti toistettavissa. Voimalaitetta 12 välipohjan 8 nostamiseksi ja laskemiseksi voidaan ohjata joko käyttöpanee-lista 27 manuaalisesti tai toistamalla aiempi manuaalinen ohjaus, joka on tallennettu tietokoneen 26 ohjelmamuistiin. Tietokoneohjelmana voidaan käyttää esim. nimikkeellä "Screen Ware" kaupallisesti saatavissa olevaa valvomo-ohjelmistoa PC/AT mikroille. Tällä ohjelmalla on tarkoitukseen sopiva joustava näyttöjen konfigurointi, tiedon keruu ja käsittely sekä reaali-aikanäytöt. Tämä ohjelma on liitettävissä suoraan ohjelmoitaviin 1ogiikkapiireihin 25. Koelaitteessa on tietokoneena 26 käytetty Nematron IWS-4000 teol1isuumikroa, jonka massamuistina on teol1isuuskovalevy, johon on mahdollista tallentaa yli 1000 kpl lasintaivutusohjelmia. Myös jäähdytyspuhaltimien 20 toiminta voidaan järjestää tietokoneella 26 ohjatuksi. Tietokoneen 26 näytössä voidaan luonnollisesti esittää valinnaisesti mitä erilaisimpia taivutukseen liittyviä parametreja erilaisilla pylväsdiagrammeilla ja symboleilla. Tällaisia ovat esim. lasin ja uunin lämpötilat, uunin lämmitysteho, välipohjan 8 korkeusasema ja liikenopeus, kattoluukkujen 23 asema, puhaltimien toimintatila jne.

Seuraavassa kuvataan esimerkki tapahtumista lämmitys- ja taivu-tusvaiheen aikana.

Lasilevy 5 asetetaan uunista ulostuodun vaunun 7 päällä olevalle muotille 6. Vaunu 7 siirretään uunin alle ja turvaseinä 30 lasketaan alas (kuvio 2, vaihe b)). Vaunu 7 nostetaan nostimella 10 y1äasentoonsa (kuvio 1) ja valitaan haluttu taivutusoh-jelma, jolloin: ·.· - uunin katossa olevat luukut 23 sulkeutuvat - haluttu vastuskuvio kytkeytyy päälle .··· - liikkuva pohja 8 nousee ohjelman mukaiseen asemaan 8 86295 - lämpötilan nousun mukaisesti ohjelma automaattisesti kytkee tai vähentää 1ämmitysvastuksia ja lisäksi säätää lasin 5 etäisyyttä vastuksista 4 - ohjelmalogiikkapiirei 11 e 25 on annettu lasin 1oppulämpöti1 an asetusarvot ja pyrometrit 21 seuraavat lasin lämpötilaa.

Lasin saavutettua 1oppulämpöti1 ansa lämmitys katkeaa ja jäähdytysvaihe käynnistyy.

- haluttu jäähtymisnopeus saavutetaan: 1) säätämällä avattujen luukkujen 23 määrää ja avautumisas-tetta, 2) säätämällä jäähdytyspuhaltimien 20 nopeutta ja 3) avaamalla kiinteää pohjaa 9 irti seinien 2 alareunasta.

Keksinnössä on olennainen merkitys sillä, että vastuskentän energia jakaumaa voidaan lämmitys- ja taivutusvaiheen aikana säätää muuttamalla sitä halutulla tavalla paikallisesti, ajallisesti ja määrällisesti. Täten voidaan lämmitysteho kohdistaa aluksi niihin taivutuslinjoihin, joihin halutaan jyrkät taivutukset tai taivutus kahden risteävän akselin ympäri. Nämä alueet ovat tyypillisesti lähellä lasilevynreunoja. Kuitenkaan . taivutuslinjät eivät ole samansuuntaiset eikä lasilevy ole suorakaiteen muotoinen. Vastusten 4.1 ja 4.2 V-muotoinen sijoittelu kuitenkin auttaa kohdistamaan lämmitystehon oikein. Taivutus jakson alussa, lasin ollessa lähellä lämmityskenttää, säädetään kentän keskialueen energiatiheys olennaisesti pienemmäksi kuin reuna-alueiden energiatiheys. Tällöin lasi kuumenee ja taipuu ensin enemmän lähellä reuna-alueitaan, joissa myös tarvitaan suurimmat muodonmuutokset (taivutus ja venytys). Taivutus jakson alussa lasin kylmempi keskialue ei vielä taivu ainakaan olennaisesti, mutta sen paino auttaa reuna-alueiden taivutuksessa. Kun lasia loitonnetaan vastuskentästä, pääsee suhteellisesti suurempi osuus säteilylämmöstä kohdistumaan myös lasin keskialueeseen, jolloin taivutus jakson lopussa lasi tai-puu myös keskialueeltaan tarvittavaan kaarevuuteen. Myös ren-gasmuottia käytettäessä voidaan lasin keskialueen alapuolella 9 86295 käyttää esim. pistemäisiä tukia, jotka määrittävät lasin tarkan taipumismuodon.

Keksintö ei luonnollisestikaan ole rajoittunut edellä esitettyyn suoritusesimerkkiin, vaan keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa mitä erilaisimpien 1asintaivutusuunien yhteydessä seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

10 86295

1. Menetelmä lasilevyn taivuttamiseksi, jossa menetelmässä lasilevyä (5) kannatetaan taivutusmuoti11 a (6) kuumennusuunissa ja kuumennetaan lähelle pehmenemis1ämpöti1 aa kuumennuselement-tien (4) muodostaman 1ämmityskentän avulla viemällä lasilevy (5) lähelle lämmityskenttää, jonka energia jakaumaa säädetään halutuksi, tunnettu siitä, että lasilevyä (5) loitonnetaan hallitusti 1ämmityskentästä kun lasi lämpiää ja alkaa taipua.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmityskentän energiajakauman säätö ja lasilevyn (5) etäisyyden säätö lämmityskentästä suoritetaan ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti niin, että molempien säätöjen yhteisvaikutuksella aikaansaadan alueellisesti erilainen ja ajallisesti muuttuva lämmönsiirtymistehon jakauma lämmityskentästä lasiin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa säädettävän lämmityskentän synnyttävinä kuumennuselementteinä ovat : sähkövastukset (4) ja jossa lämmityskentän energiajakaumaa sää detään kytkemällä vastuksia päälle tai pois, tunnettu siitä, että lasilevyä (5) loitonnetaan vastuksista (4) laske-maila taivutusmuottia (6) alaspäin kun lasi alkaa taipua.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmityskentän energia jakaumaa ja ____: lasilevyn hallittua loitontamista ohjataan ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti. ·.*.* 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun ohjelman parametrit etsitään kokeellisesti . .·. kullekin taivutusmuodolle ja lasin paksuudelle erikseen ja --- ohjelmatiedostot tallennetaan taivutusprosessia ohjaavan tieto- n 86295 koneen (26) muistiin.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taivutus jakson alussa lasin ollessa lähellä 1ämmityskenttää säädetään kentän keskialueen energia-tiheys olennaisesti pienemmäksi kuin reuna-alueiden energiatiheys, jolloin lasi kuumenee ja taipuu ensin enemmän lähellä reuna-alueitaan ja lasia loitonnettaessa lisääntyy lasin keskialueeseen kohdistuva suhteellinen lämmitysvaikutus niin, että taivutus jakson lopussa lasi taipuu myös keskialueeltaan.

7. Laite lasilevyn taivuttamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, johon laitteeseen kuuluu kuumennusuuni (1-3), muotti (6), joka kannattaa lasilevyä (5) kuumennusuunis-sa sekä joukko kuumennuselementtejä (4), jotka muodostavat läm-mityskentän, jonka energia jakauma on järjestetty säädettäväksi halutuksi tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu elimet (26, 12-15) muotin (6) loitontamiseksi hallitusti mainitusta säädettävästä 1ämmityskentästä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, jossa mainitut kuumen-• ·' nuselementit ovat pitkänomaisia sähkövastuskuumennuselementtejä : (4), tunnettu siitä, että sähkövastuskuumennusel emen- M.: tit on sijoitettu ensimmäiseen ja toiseen kenttäpuoliskoon ·:· siten, että elementtien (4.1) pituussuunta ensimmäisessä kent-täpuoliskossa muodostaa terävän kulman toisessa kenttäpuolis-kossa olevien elementtien (4.2) pituussuunnan kanssa, ja että kuumennus- ja taivutusvaiheen aikana yksittäisiä vastuskuumen- ____; nuselementtejä (4) on järjestetty kytkettäväksi päälle ja pois ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu ' : siitä, että laitteeseen kuuluu ,1'. - uunista (3) uiosvedettävä muottivaunu (7), jolla on nostet- III tava ja laskettava välipohja (8), i2 86 295 - tarkkailuikkunat (19) ja tehokas valaistus uunissa (3) lasilevyn (5) taipumisen seuraamista varten, - manuaalisesti käytettävä kytkinpaneeli (28), jossa on erilliset kytkimet (29) yksittäisten kuumennuse1ementtien (4) päälle- ja poiskytkemistä varten, ja - tietokone (26), jonka ohjelmamuistiin kytkinpaneelin (28) kytkimien (29) ON/OFF-asennot ja niiden muuttuminen lämmityksen ja taivutuksen eri vaiheissa on tallennettavissa niin, että manuaalisesti ohjattu 1ämmityskentän energia jakauma ja sen muuttuminen on ohjelmallisesti toistettavissa.

10. Jonkin patenttivatimuksen 7-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että 1ämmityskentän yksittäisten, erikseen kytkettävien vastusten lukumäärä on yli 200, sopivimmin yli 300 kpl. • * li i3 86295