FI88909B - Foerfarande och anordning foer boejning och/eller haerdning av glas - Google Patents

Description

! 88909

MENETELMÄ JA LAITTEISTO LASIN TAIVUTTAMISEKSI JA/TAI KARKAI-SEMISEKSI

Keksinnön kohteena on lasin, erityisesti vaikeasti taivutet-5 tavien lasien, kuten auton tuulilasien, takalasien ja sivu-lasien, taivutus- ja/tai karkaisumenetelmä ja -laitteisto.

Lasia taivutetaan ja karkaistaan erilaisilla menetelmillä. Eräässä varhaisemmista ja vieläkin käytössä olevista mene-10 telmistä lasia lämmitettiin telauunissa. Sitten lasin kulkiessa eteenpäin, telauuni muuttui kaasupediksi. Tämä tarkoittaa sitä, että oli olemassa reikätaso, jonka läpi puhallettiin kuumaa ilmaa, joka samalla kuumensi lasia ja kannatti sitä ohuen limakalvon päällä.

15

Kun lasi alkoi olla taivutuslämpötilassa, tämä kaasupeti muuttui asteettain tasomaisesta halutun taivutuksen omaavaksi, yleensä lähes säteen muotoiseksi. Lasi taipui siis painovoiman avulla kaasupedin muotoon, mutta koska se liikkui 20 jatkuvasti eteenpäin, niin ymmärrettävästi lasissa ei voi olla kartiomaisia tai kompleksisia muotoja. Kuvassa 1 on esitetty kaaviokuva tällaisesta ns. gas heart -järjestelystä.

25 Toisessa ranskalaisesta patentista 2567508 tunnetussa taivu-tusmenetelmässä (kuva 2), sen jälkeen kun lasi 3 on lämmitetty telauunissa 2 taivutus- ja karkaisulämpötilaan, lasia 3 muovaillaan mekaanista muottia 4 vasten puhaltamalla pu-haltimellä 6 ilmakanavan 7 läpi kuumaa ilmaa lasia 3 vas-30 ten, jolloin lasi 3 painuu muotin 4 muotoon. Tässä tapauksessa käytetään hyväksi ilman puhallusvoimaa. Tämä menetelmä on pääpiirteittäin kuvattu kuvassa 2. Tämän menetelmän haittoina ovat mm., että lasin lämmitys karkaisulämpötilaan saakka tulee suorittaa telauunin telojen päällä, jolloin 35 kuumaan lasiin tulee teloista helposti pintavikoja, että lasin paikoitus yläpuolista muottia vasten täytyy suorittaa hyvin tarkasti, sillä jos lasi ei sijainniltaan muottiin nähden ole tarkalleen oikealla kohdalla, taivutus ei ole oikea. Karkaisulämpötilassa olevan lasin paikoitus kuumassa 2 88909 uunissa on hankalaa. Myös lasin lisälämmittäminen on vaikeata, eikä sitä voi tehdä enää esim. alapuolelta säteilyn avulla mm. alapuolella sijaitsevien telojen ja puhallusauk-kojen vuoksi. Koska lasia muottia vastaan muovaa ainoastaan 5 ilman puhalluksesta aikaansaatu ilman liike-energia, taivu-tusaika on pitkä, tarvittavat ilmamäärät ovat suuria ja menetelmä on energiaa tuhlaava ja vaikeasti hallittava.

On myös mahdollista käyttää sellaista suomalaisesta patent-10 tihakemuksesta 903397 tunnettua menetelmää, jossa lasi taivutetaan reunamuotin muotoon siten, että esim. välikattosys-teemiä hyväksikäyttäen voidaan saada aikaan paine-ero lasin yhteydessä toisiinsa oleville ylä- ja alapuolelle, jonka jälkeen paine-eron kannatellessa lasia osaksi tai kokonaan L5 lasi voidaan lämmittää edelleen tasaiseen ja riittävän korkeaan lämpötilaan, jotta se voidaan karkaista. Tällä menetelmällä ei voida valmistaa laseja, joissa on S-mäisiä tai kompleksisia muotoja, koska paine-erolla voidaan vain kompensoida painovoima/a, mutta ei varsinaisesti muovata lasia.

20

Keksinnön mukaisen laitteen ja menetelmän avulla saadaan aikaan ratkaiseva parannus edellä esitetyissä epäkohdissa. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patent-25 tivaatimuksen 1 ja 6 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön etuina on sen soveltuvuus erityisesti vaikeille lasimuodoille. Keksinnöllä voidaan tehdä ei vain auton takalaseja ja sivulaseja vaan myös esim. S-muotoon taivutettuja 30 tuulilaseja, tiettyjä sisustus- ja arkkitehtuurilaseja huomattavasti halvemmalla kuin nykyisin saatavilla koneilla ja menetelmillä. Taivutus/karkaisuprosessia on keksinnön menetelmällä ja laitteella helpompi hallita, koska lasi taivutetaan ja lämmitetään korkeimpaan lämpötilaan siten, että se 35 on paikallaan, liikkumatta, loppuvaiheen ajan, jolloin se on plastisuudestaan johtuen herkkää vioille. Puhalluksen ilmavirrat ovat pienempiä kuin aikaisemmin käytetyssä ylämuotti-menetelmässä, koska taipumista ratkaisevasti edesautetaan reunamuotin avulla. Myöskään lasin keskiosa ei kuumimmassa 3 88909 lämpötilassa keksinnön mukaisessa menetelmässä milloinkaan lepää mekaanisen kannattimen tai telojen päällä, jolloin lasin laatu saadaan virheettömäksi.

5 On tunnnettua käyttää mekaanisia painimia myös toisella puolella lasia, mutta jokainen lasimuoto vaatisi oman painimensa ja mekaanisista painimista jää helposti lasiin jälkiä. Mekaanisten painimien sijainti kuumassa tilassa aiheuttaa paljon huollosta ja painimen vaihdosta johtuvia kustannuk-10 siä. Kun painetaan tämän keksinnön mukaisella ilman paineella niin, painaminen on tasaista ja pintavikoja ei jää. Samoin ilman paine mukautuu mihin tahansa pintaan, eikä erillisiä muotteja ilman paineen puolella tarvita. Näistä syistä keksinnöllä on aikaisempiin menetelmiin verrattuna lasin 15 laatua parantavia ominaisuuksia ja sillä saadaan kustannussäästöjä.

Vaikeaa lasin paikoittamista ei uunin sisällä tarvitse tehdä ollenkaan tai se voidaan tehdä lasin ollessa esim. huomatta-20 vasti alle 600 °C lämpötilassa, jolloin se on helpompaa kuin noin 620 °C lämpötilassa, jossa lämpötilassa se joudutaan tekemään kilpailevilla menetelmillä.

Keksinnnön mukaista menetelmää ja laitetta kuvataan seuraa-25 vassa oheisiin piirustuksiin viitaten. Kuvat esittävät: kuva 1 on kaaviokuva tekniikan tason mukaisesta ns. "gas heart" -uunista ja kuva IA kuvan 1 leikkausta A-A.

30 kuva 2 esittää em. ranskalaisen patentin mukaista ratkaisua.

kuva 3 esittää kaaviokuvana poikkileikkausta keksinnön mukaisesta järjestelystä.

35 kuvat 4 ja 5 esittävät keksinnön muunnoksia.

Kuvassa 1 on kaaviokuvana esitetty gas heart uunin toimintaperiaate, jossa lasi tuodaan telojen 1 päällä telauuniin esilämmitysvaiheeseen, jonka jälkeen telauuni muuttuu kaasu- 4 88909 uuniksi 2, jossa puhallettu kaasu kannattaa lasia 3. Kun lasi 3 on taivutuslämpötilassa, kaasupeti muuttuu asteittain tasomaisesta halutun taivutuksen muotoiseksi. Tästä vaiheesta kuvassa IA on leikkaus kuvan 1 kohdasta A-A. Karkaisu 5 suoritettiin sitten viimeiseksi. Koska lasi liikkui koko ajan eteenpäin, siinä ei voinut olla kartiomaisia tai kompleksisia muotoja.

Keksinnön mukaisesti lasilevy 3 voidaan muovata erityisesti 0 vaikeaan taivutusmuotoon. Tämä saadaan aikaan käyttämällä kiinteätä kokomuottia 14, joka on halutun lasin muotoinen ja joka yleensä on urospuolinen. Lasin 3 muotoilu saadaan aikaan käyttäen hyväksi reunamuottia 15 ja yhdistämällä reuna-muotin 15 käyttöön staattinen tai dynaaminen ilman paine.

'.5

Mikäli lasin lopulliseen taivuttamiseen käytetään reuna-muotin lisäksi edullista staattista painetta, tulee kuvan 5 mukaisesti uunin toisen puoliskon, (kuvassa alaosan), muodostaa suljettu tila, jossa on yhdellä sivulla, (kuvassa '0 yläosassa), lasin kokoa hieman pienempi aukko. Aukon muoto vastaa lasin muotoa ja aukon reunat lasin reunan taivutuksen vastaamaa muotoa. Tämän aukon aikaansaaminen on edullisinta tehdä irrallisen kauluksen 20 avulla, joka on helppo vaihtaa lasityypin mukaiseksi.

25

Lasin peittäessä aukon muodostuu uunilohkon puoliskosta suljettu kammio 21, johon on mahdollista puhaltimella 16 putken 24 kautta ilmaa puhaltamalla saada aikaan paine, jolla lasia voidaan taivuttaa lasia toisella puolella sijaitsevaa koko-30 muottia vasten. Esim. sähkövastuksilla 23 voidaan edelleen lasin lämpötilaa kohottaa. Uunin alla sijaitsevilla nostimilla uunin alaosaa voidaan liikuttaa pystysuunnassa koko-muottiin 14 nähden jolloin taivutus tulee mahdolliseksi. Kuvassa on esitetty myös kammio 25, johon ilmaa voidaan va-35 rastoida, joka tasaa paineenvaihteluitten aiheuttamia ilman tilavuuden muutoksia ja jossa ilmaa voidaan lämmittää sopivan lämpöiseksi vastuksilla 26. Suuntaisventtiili 27 sallii esim. taivutuksen aikana uunin yläosaan virranneen vuotoil-man palautuksen paineistettuun uunin osaan kammion 26 kaut- 5 88909 ta.

Kuva 4 kuvaa erästä toista tapaa saada uunin alaosasta aikaan paineistettu kammio 21, jossa on lämmityselementit ja 5 jonka avulla kuvattu yhdistetty taivutus ja lämmitysprosessi saadaan aikaan. Tarvittava pystysuora liike suoritetaan nyt levyn 19 (tiivisteineen) avulla, jolloin kammion muut seinät pysyvät paikallaan. Kuvan 4 menetelmä ei eroa kuvan 5 menetelmästä muutoin kuin mekaaniselta toteutustavaltaan.

10

Mikäli staattinen paine korvattaisiin pääosin ilman liike-energian eli dynaamisen paineen käytöllä, ei tällaista suljettua uunilohkon osaa tarvittaisi. Kuvassa 3 on esitetty tällainen kaaviokuva uunista tai uunilohkosta 11, jossa lasi 15 3 taivutetaan ylös/alas nostoelimellä 12 liikutettavaa muot tia 14 vasten puhaltamalla kuumaa kestävällä puhaltimella 16 kuumaa ilmaa lasia vasten. Vastuksilla 23 voidaan antaa ilmalle lisälämpöä. Reunamuotilla 15 lasin reunat taivutetaan koko muottia 14 vasten.

20

Joko reunamuotti tai kokomuotti tai molemmat pitää olla pystysuunnassa liikuteltavia. Taivutus saataisiin tällöin aikaan painamalla reunamuottia 15 tai kaulusta 20 ja kokomuot-tia 14 vastakkain, kun lasi 3 on jossain määrin taivutusläm-25 pötilassa (noin 550 - 600 °C) ja nostamalla samaan aikaan paine tai ilmapuhalluksesta aiheutuva taivuttava voima sellaiseksi, että se taivuttaa lasin 3 kokomuotin 14 pinnan muotoon samalla lämmittäen lasia lopulliseen lämpötilaan, joka karkaistavalla lasilla on noin 620 °C, pelkästään taivu-30 tettavilla usein vähän alempi.

Mekaaninen kosketus kuuman lasin ja muotin välillä saattaa aiheuttaa pintavikoja lasiin. Erityisesti vaikeammilla laseilla, joissa on S-muotoja, lasin ja muotin välille aiheu-35 tuu lisäksi suhteellista liikettä, joka vielä huomattavasti lisäisi lasin pintavikoja. Silkkipainoväreillä koristelluilla laseilla tämä mekaanisen kosketuksen estäminen on erityisen tärkeää. Mekaanisen kosketuksen eliminoimiseksi voidaan muottiin lisätä reikiä (nuolet 22) ilmapuhallusta 6 88909 varten, jolloin lasia itse asiassa muovaillaan edellä kuvatulla tavalla limakalvoa vasten. Näiden reikien kautta tapahtuvaa puhallusta voi käyttää myös lasin lämmittämiseen. Reiät muottiin voidaan lisätä muottiin 14 sekä kuvan 3 että 5 4 ja 5 mukaisilla vaihtoehdoilla.

Kaikissa keksinnön menetelmien toteutusmuodoissa lasia 3 voidaan nyt vielä lämmittää varsin helposti, alapuolelta säteilyn lisäksi esim. kuuman ilman avulla ja yläpuolelta 10 kuuman muotin 14 hehkulla ja pitämällä kuuman ilman lämpötila sellaisena, että se lämmittää lasia karkaisulämpötilaan saakka (n. 610 - 620 °C), riippuen lasin paksuudesta.

Karkaistun lasin valmistuksessa lasi voidaan viedä karkai-15 suun mahdollisesti samalla reunamuotilla, jolla se taivutetaan. Kuitenkin silloin, kun käytetään kokomuotissa reikiä, sitä voidaan käyttää myös lasin nostoon, esim. lasin siirtämiseksi karkaisukehykselle. Karkaisukehys voisi tässä tapauksessa olla uunin ulkopuolella. Voidaan myös kannattaa 20 lasia puhaltamalla sitä voimakkaasti kokomuottia 14 vasten, siten, että se irtoaa kokonaan reunamuotista jättäen reuna-muotin ja lasin väliin niin suuren raon, että uunin ulkopuolelta voidaan tuoda karkaisukehys lasin alle. Painetta laskemalla lasi laskeutuu karkaisukehykselle. Tässä tapauksessa 25 lasin ja kokomuotin välissä on aina limakalvo, jolla on hyvin positiivinen vaikutus lasin laatuun, esim. mekaaninen kosketus lasiin minimoidaan.

Keksinnön mukaisen menetelmän esivaiheet voisivat koostua 30 esim. alkukuumennuksesta esim. tuulilasien taivutusuunin tapaisessa uunissa. Esilämmitys voidaan suorittaa myös te-lauunissa, jolloin lasi tulisi nostaa alipainenostimella tai jollain muulla systeemillä taivutettavaksi reunamuotille. Pienikapasiteettisessa uunissa lasi voidaan lämmittää myös 35 alusta lähtien keksinnön mukaisessa taivutusosastossa. Sen jälkeen kun lasi on muotoiltu em. tavalla, se lämmitetään karkaistun lasin kyseessä ollessa karkaisulämpötilaan, jossa se voidaan karkaista. Karkaisun jälkeen lasi jäähdytetään tavanomaisesti.

7 88909

On todettava, että keksintöä on selitetty vain yhteen sen edulliseen toteuttamisesimerkkiin viitaten. Tällä ei kuitenkaan millään tavoin haluta rajoittaa keksintöä vain tätä 5 esimerkkiä koskevaksi vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän ajatuksen puitteissa .

Claims (6)

8 88909 PATENTTIVAATIMUKSET s

1. Menetelmä taivuttaa lasia (3) ja lämmittää se loppulämpö-tilaan (yleensä korkeimpaan lämpötilaan), jossa menetelmässä 5 lasia (3) taivutetaan reunamuotin (15) tai kauluksen (20) ja kaasun, tavallisimmin ilmanpaineen, yhteisvaikutuksella lasin (3) toisella puolella sijaitsevaa kokomuottia (14) vasten, tunnettu siitä, että lasi (3) muotoutuu koko-muotin (14) pintaa vastaavaksi samalla nostaen lasin (3) 10 lämpötilaa taivutuksen ja / tai karkaisun tarvitsemaan lämpötilaan kokomuotin (14) puolelta joko kokomuotin (14) lämmöllä tai siinä olevien reikien (22) kautta puhallettavan ilman avulla tai niiden yhteisvaikutuksella ja toiselta puolelta puhallettavan ilman avulla tai säteilyn avulla tai 15 näitten yhteisvaikutuksella kunnes haluttu taivutusaste ja / tai lasin lämpötila on saavutettu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasin reunamuotin (15) tai kauluksen (20) ja sa- 20 maila taivuttavan paineen puolella on lämmitysvastukset (23) tai ilman puhalluslaitteet (16) tai muut lämmityslaitteet, joilla lasia (3) voidaan taivutuksen aikana kuumentaa prosessin vaatimaan korkeampaan lämpötilaan.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yläpuoliseen kokomuottiin (14) on sijoitettu reikiä (22) ja siihen on järjestetty puhallus-laitteet kuuman ilman puhaltamiseksi kokomuotin (14) ja lasin (3) väliin lasin (3) lämmittämiseksi ja/tai pitämiseksi 30 irrallaan kokomuotista (14).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alapuolisen puhalluksen voimaa voidaan lisätä siten, että lasi (3) pysyy kokomuottia (14) 35 vasten vaikka puhalluksen ja reunamuotin (15) ja/tai kauluksen (20) etäisyyttä lasista (3) lisätäänkin lasin (3) siirtämiseksi esim. karkaisukehykselle.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu i 9 88909 siitä, että joko kokomuottia (14) tai reunamuottia (15) tai kaulusta (20), jotka vastaavat ko. lasin muotoa ja kokoa tai kaikkia näitä voidaan siirtää ylös/alas suunnassa toimielimien avulla siten, että taivutus- ja lämmitysprosessi tule-5 vat mahdollisiksi sekä reunamuotin vaakasiirrot siten, että lasin siirrot taivutus/lämmitysosastoon ja sieltä pois tulevat mahdollisiksi.

6. Laitteisto, joka taivuttaa ja lämmittää lasia sisältäen 10 lasin (3) lopulliseen lämmittämiseen ja taivuttamiseen tarvittavan uunin tai uuniosan, tunnettu siitä, että lasin reunamuotin (15) tai kauluksen (20) ja samalla taivuttavan paineen puolella on lämmitysvastukset (23) tai ilman puhalluslaitteet (16) tai muut lämmityslaitteet, joilla la-15 siä (3) voidaan taivutuksen aikana kuumentaa prosessin vaatimaan korkeampaan lämpötilaan, ja lasin (3) toisella puolella on lasin kokoa ja muotoa vastaava kokomuotti (14) mahdollisine ilman puhallusreikineen (22) sekä lasin (3) toisella puolella reunamuotti (15), jonka tai kauluksen (20) 20 rajoittamalle alueelle lasin (3) pintaa vasten aiheutetaan puhaltimella (16) paine, jonka paineen ja reunamuotin (15) tai kauluksen (20) yhteisvaikutuksen avulla lasi (3) taivutetaan lopulliseen muotoonsa jatkaen myös lasin (3) lämmitystä prosessin tarvitsemaan loppulämpötilaan asti. ' 25