FI88608C - Anordning foer boejning av en glasskiva - Google Patents

Description

1 88608

Laite lasilevyn taivuttamiseksi. - Anordning för böjning av en glasskiva.

Keksinnön kohteena on laite lasilevyn taivuttamiseksi, johon laitteeseen kuuluu kuumennusuuni, muotti, joka kannattaa lasilevyä kuumennusuunissa sekä joukko pitkänomaisia sähkövastus-kuumennuselementtejä, jotka muodostavat 1ämmityskentän. Lasilevyä kannatetaan taivutusmuoti11 a kuumennusuunissa ja kuumennetaan lähelle pehmenemis1ämpöti1 aa kuumennuselementtien muodostaman 1ämmityskentän avulla.

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 muottitekniikkaa, jossa lisäongelmana on muotin ja lasin välinen kosketus .

v Tärkeimpiä ominaisuuksia taivutusuuneissa on lämmön kohdentami-: : : nen oikein paikallisesti määrällisesti ja ajallisesti. Tunne- tuilla menetelmillä ja laitteilla on vaikea tai mahdoton saa-vuttaa lämmön oikeaa kohdentamista johtuen mm. seuraavista syistä: - samansuuntaisilla kuumennusvastuksi11 a ei pystytä kohdentamaan lämpöä haluttuun kohtaan ·' ’ - usein mitataan vain y1eis1ämpöti1 aa, vaikka taivutusprosessia : : : tulisi ohjata lasin lämpötilan perusteella - yksittäisen kuumennusvastuksen lähettämän lämpösäteilyn teho . ei ole mitoitettu oikein ' * - lasin ja kuumennusvastuksi en etäisyys on liian suuri - lasin ja kuumennusvastuksien etäisyyttä ei voida säätää 2 88608 taivutuksen aikana - kuumennusvastuksien etäisyys toisiinsa on liian suuri.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu menetelmä ja laite, joilla edellä mainitut puutteet voidaan mahdollisimman pitkälti eliminoida niin, että lämmitysteho saadaan kohdistetuksi lasiin paikallisesti, määrällisesti 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 muotti ratkaisuja 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.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta kaaviollisena 3 88608 pystyieikkauksena.

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

Kuvio 3 esittää lohkokaaviota keksinnön mukaisen ja laitteen toiminnanohjauksesta.

Kuvio 4 esittää tarkemmin lämmityskentän vastusten sijoittelua .

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 1 ämpöeristetty 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-.'··. neen voidaan työntää uunista ulos (vrt. kuvio 2, vaihe a)).

Liikkuva pohja 8 mahdollistaa lasin 5 etäisyyden säädön vastuk-sista 4. Voimalaitteen 12 pyörittämä käyttöakseli 13 pyörittää 4 88608 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 pyöriväs-ti mutta aksi aa 1isesti siirtymättömästi pohjaan 8 ja kierrevar-si kulkee kotelon 15 läpi. Nostoruuvit 14 voidaan korvata myös hammastangoi11 a tai muilla tunnetuilla nostolaitteilla. Käyttö-akseleitä 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.

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 jäähdytysilmapuhal1 intä 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 portaattomasti 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 5 88608 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 suojaseini11ä, 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 1ämmitysvastuselementit 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 _.r> 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 .*··. ja 4.2 ja 4.3 tehon mitoitus ja sijoittelu on suoritettu siten, että niiden kuumennusvaikutus on parhaalla mahdollisella taval-*- *- la kohdistettavissa haluttuun kohtaan hallitun taivutuksen ai-...· kaansaamiseksi . Tätä tarkoitusta palvelee paitsi vastusten 6 88608 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-ti 1 oja ja jotka ilmoittavat prosessia ohjaavalle tietokoneelle 26 vastuskentän kulloisenkin kytkentäkuvion. Tämä näkyy tietokoneen 26 näytössä esim. siten, että pääl1ekytkettyjen 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 muuttuminen lämmitys- ja taivutus jakson eri vaiheissa on tallennettavissa tietokoneen 26 ohjelmamuistiin. Tällöin manuaalisesti ohjattu 1ämmityskentän enegiajakauma ja sen muuttuminen on ohjelmallisesti toistettavissa. Voimalaitetta 12 välipohjan 7 88608 8 nostamiseksi ja laskemiseksi voidaan ohjata joko käyttöpanee-lista 27 manuaalisesti tai toistamalla aiempi manuaalinen ohjaus, joka on tallennettu tietokoneen 26 ohjelmamuisti in. 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 teol1isuuskova1evy, johon on mahdollista tallentaa yli 1000 kpl 1asintaivutusohjelmia. 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 oleval-le 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 taivutusohjeilla, jolloin: - uunin katossa olevat luukut 23 sulkeutuvat ‘ - haluttu vastuskuvio kytkeytyy päälle ~ liikkuva pohja 8 nousee ohjelman mukaiseen asemaan - lämpötilan nousun mukaisesti ohjelma automaattisesti kytkee tai vähentää lämmitysvastuksia ja lisäksi säätää lasin 5 ; - etäisyyttä vastuksista 4 _ oh jelmal ogi ikkapi i rei 11 e 25 on annettu lasin 1 oppul ämpöti 1 an 8 88608 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 1asi1evynreunoja. Kuitenkaan taivutuslin jät eivät ole samansuuntaiset eikä lasilevy ole suorakaiteen muotoinen. Vastusten 4.1 ja 4.2 V-muotoinen sijoittelu kuitenkin auttaa kohdistamaan lämmitystehon oikein. Taivutusjakson alussa, lasin ollessa lähellä 1ämmityskenttää, 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).

Taivutusjakson alussa lasin kylmempi keskialue ei vielä taivu ainakaan olennaisesti, mutta sen paino auttaa reuna-alueiden taivutuksessa. Kun lasia loitonnetaan vastuskentästä, pääsee suhteellisesti suurempi osuus sätei1y1ämmöstä kohdistumaan myös lasin keskialueeseen, jolloin taivutusjakson lopussa lasi taipuu myös keskialueeltaan tarvittavaan kaarevuuteen. Myös ren-gasmuottia käytettäessä voidaan lasin keskialueen alapuolella käyttää esim. pistemäisiä tukia, jotka määrittävät lasin tarkan taipumismuodon.

Keksintö ei luonnollisestikaan ole rajoittunut edellä esitet- i 9 88608 tyyn suoritusesimerkkiin, vaan keksinnön mukaista laitetta voidaan soveltaa mitä erilaisimpien lasintaivutusuunien yhteydessä seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

10 3 8608

1. Laite lasilevyn taivuttamiseksi, johon laitteeseen kuuluu kuumennusuuni (1-3), muotti (6), joka kannattaa lasilevyä (5) kuumennusuunissa sekä joukko pitkänomaisia kuumennuselementtejä (4), jotka on sijoitettu ensimmäiseen ja toiseen kenttäpuoliskoon siten, että elementtien (4.1) pituussuunta ensimmäisessä kenttäpuoliskossa muodostaa terävän kulman toisessa kenttäpuoliskossa olevien elementtien (4.2) pituussuunnan kanssa, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (4) ovat yksittäisiä sähkövastuselementtejä, joita on vähintään 200 kpl koko lämmityskentässä sijoitettuna niin, että rinnakkaisia sähkövastuselementte jä on moninkertaisesti enemmän kuin peräkkäisiä sähkövastuselementtejä ja että kuumennus- ja taivutusvaiheen aikana yksittäisiä sähkövastuselementtejä (4) on järjestetty kytkettäväksi päälle ja pois ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti lämmityskentän energiajakauman säätämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu elimet (26, 12-15) muotin (6) loitontamiseksi hallitusti sähkövastuskuumennuselementtien muodostamasta lämmityskentästä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu elimet (21) lasin lämpötilan tarkkailemiseksi ja että mainitut tarkkailuelimet (21) on liitetty ohjelmalogiikkapiireihin (25), jotka ohjaavat lämmityskentän energiajakaumaa.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu - uunista (3) ulosvedettävä muottivaunu (7), jolla on nostettava ja laskettava välipohja (8), - tarkkailuikkunat (19) ja tehokas valaistus uunissa (3) lasilevyn (5) taipumisen seuraamista varten, 11 8 8 608 - manuaalisesti käytettävä kytkinpaneeli (28), jossa on erilliset kytkimet (29) yksittäisten sähkövastuselementtien (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 lämmityskentän energiajakauma ja sen muuttuminen on ohjelmallisesti toistettavissa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittujen ensimmäisen ja toisen kenttäpuoliskon muodostavien sähkövastusten (4.1 ja 4.2) väliin on sijoitettu kolmas sähkövastuskenttä, jonka vastuselementtien (4.3) suunta on poikittain tai pitkittäin uunin pituussuuntaan nähden.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kolmannen sähkövastuskentän vastuselementit (4.3) ovat harvemmassa kuin ensimmäisen ja toisen kenttäpuoliskon vastuselementit.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin ensimmäisen ja toisen sähkövastuskentän kukin vastuselementti (4.1 ja 4.2) muodostaa vastuslinjan, joka on kolmijakoinen siten, että siinä on kolme erikseen päälle ja pois kytkettävää vastusta sijoitettuna samaan linjaan peräkkäin.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen sähkövastuskentän vastuselementit (4.1 ja 4.2) sijaitsevat symmetrisesti toisiinsa nähden. 12 88608