FI91245B - Uunilaitteisto lasilevyn taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi - Google Patents

Description

91245

Uunilaitteisto lasilevyn taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi. -Ugnanordning för böjning och härdning av glasskiva.

Keksinnön kohteena on uunilaitteisto lasilevyn taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi, laitteistoon kuuluessa reunamuotti lasilevyn kannattamiseksi eri käsittelyvaiheissa, ainakin kaksi esikuumennusosastoa, taivutusosasto ja karkaisujäähdytysosasto, jolloin lasilevy pidetään saman reunamuotin kannattamana lastauksesta purkaukseen.

Keksintö soveltuu erityisen hyvin suhteellisen helppojen lasi-muotojen taivuttamiseen, jotka voidaan taivuttaa painovoimai-sesti reunamuottia käyttäen. Suuri osa autojen sivulaseista ja takalaseista ovat tällaisia suhteellisen helppoja muotoja, jotka voidaan taivuttaa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta käyttäen. Olennaisesti vastaavaan tarkoitukseen tunnetaan ennestään laitteisto, jossa tasalämpöinen lasi pudotetaan reunamuotin päälle ja lasi saa oikean muotonsa hitausvoiman ja reunamuotin muodon ansiosta. Tämän tunnetun laitteiston etuina on suuri kapasiteetti ja varmatoimisuus, mutta sen haittoina ovat kalleus, pitkähkö mallin vaihtoaika (4-5 h), tiputuksen aiheuttamat jäljet lasin reuna-alueilla ja lasikohtaisten työkalujen kalleus.

Toisaalta tunnetaan reunamuottiperiaatteella toimivia yksit-täisuuneja, joissa lasia vain lämmitetään yläpuolelta päin ja lasi taipuu muotoonsa, jonka taivutussyvyys määrätään lämmitys-aikaa säätämällä. Yksittäisuunien etu on yksinkertaisuus ja halpuus, mutta haittoina voidaan mainita pieni kapasiteetti, suhteellisen suuri minimilasipaksuus (tyypillisesti 5 mm, joskus 4 mm), taivutusmuodot yksinkertaisia ja taivutustarkkuus välttävä (koska taivutussyvyyttä kontrolloidaan ainoastaan tai-vutusajan avulla).

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu uunilait- 2 teisto, jolla saavutetaan seuraavia etuja: - edullinen hinta kapasiteettiin nähden - lasin paksuudessa päästään olennaisesti alle 4 mm:n paksuuteen, tyypillisesti 3.2 mm minimipaksuuteen tai sen alapuolelle - laitteen pieni koko - halvat työkalukustannukset (tarvitaan esim. vain neljä reuna-muottia lasimallia kohti) - pieni lasimallin vaihtoaika (tyypillisesti alle 0.5 h).

Keksinnön tarkoitus saavutetaan oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen tunnusmerkkien perusteella.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaavioi 1isesti keksinnön mukaisen uunin pit-kittäispystyleikkausta ja kuvio 2 esittää kaavioi 1isesti saman uunin pitkittäisvaaka-1eikkausta.

Kuvio 3 esittää yksityiskohtaa taivutusosastossa 8.

Lastausosastossa 1 taivutettava lasilevy asetetaan reunamuotin 3 päälle. Reunamuottia 3 kuljetetaan vaunulla 2 pitkin alempaa vaakarataa 4 esikuumennusosastoon 5, jossa on vastukset 7 lasilevyn kuumentamiseksi ylhäältäpäin sätei1ylämmöl1ä. Esikuumen-nusosasto 5 sijaitsee taivutusosaston 8 alapuolella ja kuljetusrata 4 sijaitsee karkaisujäähdytysosaston 13 alapuolella, jolloin esikuumennukseen tuleva lasi joutuu kulkemaan karkai-suosaston 13 alitse. Vaunu 2 muotteineen 3 ja lasilevyineen siirretään sitten esikuumennusosaston 6 alapuolelle ja nostetaan hissillä esikuumennusosastoon 6, jossa lämmitystä jatketaan vastuksilla 7. Kuten tunnettua, esikuumennus voidaan tehdä 3 91245 suhteellisen nopeasti, koska lämpö siirtyy tehokkaasti kylmään lasiin. Esikuumennuksessa lasilevy saavuttaa tyypillisesti lämpötilan noin 500’C. Luonnollisesti esikuumennuksen loppulämpö-tila voi vaihdella huomattavasti suuntaan tai toiseen. Esikuu-mennettu lasi siirretään reunamuotteineen 3 taivutusosastoon 8, joka samalla toimii tehokkaana kuumennuskammiona, missä on noin 900*C lämpötila. Kuumennus- ja taivutuskammion 8 lämpötila voi vaihdella tyypillisesti rajoissa 800-1000*C. Kammiossa 8 olevilla tehokkailla vastuksilla 9 lasilevyä lämmitetään niin nopeasti, että 4 mm:n lasi lämpiää 500*C:stä noin 15-20 sekunnissa karkaisulämpötilaan 600-630*C, tyypillisesti 615-620*C. Tämän nopean lämmityksen aikana lasin annetaan samalla taipua. Esim. 4 mm:n lasilla lämpötilan nousunopeus on siis edullisesti noin 6-8‘C/s, eli yleisesti noin 24-32'C/mm/s. Jotta lasilevy saavuttaa karkaisulämpöti1 an ennen kuin se taipuu liikaa, tulisi lämpötilan nousunopeuden olla vähintään noin 15*C/mm/s.

Lasin lämpötilaa tarkkaillaan pyrometrillä ja/tai taipumaa optisella etäisyydenmittauslaitteel1 a 10. Tätä varten uunin katon lämpöeristeen läpäisee putkimainen tarkkailuikkuna 11.

Kun pyrometri ja/tai taipuman mittauslaite 10 havaitsee, että ennalta määrätty lasin lämpötila ja/tai taipuma on saavutettu, lasi siirretään mahdollisimman nopeasti karkaisuun. Siirto taivutusosastosta 8 karkaisuosastoon 13 tapahtuu samalla reunamuoti11 a 3 pitkin rataa 12. Karkaisuosastossa 13 lasilevyn molempiin pintoihin kohdistetaan jäähdytysilmasuihkut. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää ylä- ja alapuolisia suuttimistoja 14 ja 15, joiden päät voivat olla joko suorassa tasossa tai ne voi olla asetettu ennakoidun kompromissisen taivutusmuodon mukaan. Karkaisuosastosta 13 lasi muotteineen 3 siirretään pur-kausosastoon, missä karkaistu lasi otetaan pois reunamuoti1 ta 3. Tämän jälkeen asetetaan seuraava lasi reunamuotin päälle ja lasi reunamuotteineen siirretään esilämmitysosastoon.

Reunamuotti 3 on vaunuun 2 ulkoapäin tuettu ja se on pinnoi- 4 tettu lasin taivutukseen ja karkaisuun sopivalla kuitupinnoit-teel1 a.

Vaunun 2 liikkeet pitkin ratoja 4 ja 12 saadaan aikaan esim. US-patenttijulkaisussa 4,497,645 kuvatulla järjestelyllä, käyttämällä uunin ulkopuolelta pyöritettävien pyörien päällä olevia vaunuja.

Jotta lasilevy voidaan pitää saman reunamuotin kannattamana lastauksesta purkaukseen, samalla kun käytetään yhdistettyä lastaus- ja purkausosastoa, on esikuumennusosastot 5 ja 6 sijoitettu eri tasoille. Tällöin saavutetaan lattiapinta-alan olennainen säästö kaksikerroksisen rakenteen ansiosta.

Tehokuumennuskammiona toimiva taivutusosasto 8 on keksinnön mukaisen laitteen sydän. Uutta siinä on korkean lämpötilan, noin 900*C, mahdollistama nopea lämmitys. Lasin taipuminen saadaan tapahtumaan ilman lämmön kohdistamista reunamuotin avulla haluttuun muotoon. Tämä pätee helpoilla 1asimuodoi11 a, mutta muodon vaikeusasteen kasvaessa, lasin paksuuden pienentyessä ja lasikoon suuretessa vaikeudet halutun muodon saavuttamiseksi kasvavat. Lasin lämpötilan ja/tai taipumisasteen tarkka seuranta ja mahdollisuus siirtää lasi nopeasti karkaisuun varmistavat kuitenkin sen, että keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan helposti ja hallitusti taivuttaa autojen taka- ja sivulasien tavanomaisia taivutusmuotoja .

Keksinnön mukainen laitteisto mahdollistaa myös ohuiden (3-4 mm) lasien taivuttamisen ja karkaisun, koska taipuminen alkaa vasta kun karkaisulämpötilaa ollaan ylittämässä; kun haluttu muoto on saavutettu, lasi voidaan siirtää suoraan karkaisuun. Matalalämpöisempien uunien tapauksissa tämä ei ole mahdollista, koska lasi on ehtinyt taipua keskialueeltaan jo halutun muodon yli, kun karkaisulämpöti1 a on saavutettu.

5 91245 Käytettäessä reunamuottia lasin kannatukseen koko lämmityksen ajan, aiheutuu tästä lasin reuna-alueen jääminen muuta aluetta kylmemmäksi. Syynä tähän on, että reunamuotti jää massansa ja lämpökapasiteettinsa ansiosta lasia kylmemmäksi, jonka takia se ottaa lasista lämpöä. Mikäli lasi karkaistaan, joudutaan koko lasi kauttaaltaan lämmittämään yli karkaisulämpötilan, jolloin lasin keskialue lämmitetään tarpeettoman kuumaksi. Tästä taas aiheutuu lasin keskialueen hallitsematonta ylitaipumista.

Jos reunamuotin 3 vaikutusta lasin reuna-alueen hitaampaan lämpiämiseen ei kyetä poistamaan tai kompensoimaan reuna-alueen lisälämmityksellä, lasi joudutaan lämmittämään keskialueeltaan 10-20°C tarpeettoman kuumaksi, jotta myös reuna-alue karkenisi. Jos huomioidaan muistisääntö, että lasin taipumisnopeus kaksinkertaistuu kun lasin lämpötila kasvaa 8°C, voidaan ymmärtää reunamuotin jäähdytysvaikutuksen aiheuttama ongelma.

Tämän eliminoimiseksi on keksinnössä ehdotettu, että taivutus-osastossa 8 lasilevyn kuumennusta tehostetaan pakotetulla konvektiolla ainakin lasilevyn reuna-alueilla, jotka ovat reunamuotin 3 kannattamana. Tätä on havainnollistettu kuviossa 3.

Lasin reuna-aluetta lämmitetään siis reunamuotin jäähdyttävän vaikutuksen verran enemmän, mutta vain sen verran. Tavoitteena on täysin tasalämpöinen lasi.

Tekninen ratkaisu on toteutettu paineilmasuihkuilla, jotka puhalletaan reuna-alueen vieressä olevista putkista 17 ja/tai 18. Alemmasta putkesta 17 ilmasuihkut puhalletaan kohtisuoraan ylöspäin (mahdollisesti 15° kulmassa) siten, että ilmasuihku ei osu lasiin, vaan reuna-aluetta ja reunamuottia 3 lämmittää ilmasuihkuilla aikaansaatu pyörre. Koska lisälämmön tarve on vähäinen, tarvitaan todennäköisesti vain toinen putkista, esim.

alempi putki 17. Käytännössä putkisto ei ole yhtenäinen rengas, vaan useaan erillisesti ohjattuun vyöhykkeeseen jaettu.

6

Kokeet ovat osoittaneet, että pelkällä säteilylämmityksellä ei aina kyetä lämmittämään riittävästi lasin yläpintaa, vaan alapuoli lämpiää enemmän, vaikka alapuolta ei varsinaisesti lämmi-tettäisikään. Tämä voidaan kompensoida käyttämällä hyväksi kon-vektiopuhallusta tarvittaessa lasilevyn koko pinta-alalla, joko ylä- tai alapinnan lämmittämisen kompensoimiseen.

Kuten jo todettiin, karkaisulämpöti1 aan kuumennettu taivutettu lasi siirretään mahdollisimman nopeasti karkaisuun. Tämä on tärkeää, koska uunin ulkpuolella 4 mm:n lasi jäähtyy ennen karkaisua noin 5*C/s. Jokainen "tuhlattu" sekunti aiheuttaa lasin tarpeetonta yli1ämmittämistä 5’C. Tämän takia karkaisu-jäähdytyspuhalluksen on syytä olla päällä ja suutinten oikeassa asennossa kun lasi otetaan karkaisuun tai mahdollisesti suuttimet tuodaan välittömästi kiinni lasin tullessa chilleriin.

Jos kaikkien lasimuotojen karkaisua ei voida tehdä yhdellä suuttimistolla, voidaan suuttimistot 14, 15 tehdä vaihdettaviksi. Yksinkertaisimmillaan suuttimistot 14, 15 ovat taivutettuja ja revitettyjä levyjä. Esim. neljä kappaletta eri muotoon taivutettuja suuttimistoja (reikälevyjä) riittää kattamaan koko alueen. Luonnollisesti myös muodoltaan säädettävää suuttimistoa voitaisiin käyttää (säätö voi olla manuaalinen).

Kuten edellä esitetystä ilmenee, on keksinnön mukainen laite tekniseltä rakenteeltaan hyvin yksinkertainen ja siten kustannuksiltaan edullinen. Kuitenkin sillä päästään hintaansa ja kokoonsa nähden hyvään tuotantokapasiteettiin (60-120 las-tausta/h).

Claims (7)

91245

1. Uunilaitteisto lasilevyn taivuttamiseksi ja katkaisemiseksi, johon laitteistoon kuuluu reunamuotti (3) lasilevyn kannattamiseksi eri käsittelyvaiheissa, ainakin kaksi esikuumennusosastoa (5, 6), taivutusosasto (8) ja karkaisujäähdytysosasto (13), jolloin lasilevy pidetään saman reunamuotin (3) kannattamana lastauksesta purkaukseen, tunnettu siitä, että esikuu-mennusosastoja (5 ja 6) on kahdessa eri korkeustasossa niin, että yksi esikuumennusosasto (5) on taivutusosaston (8) alapuolella ja toinen esikuumennusosasasto (6) on taivutusosaston (8) vieressä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että lastaus- ja purkausasema (1), joka sijaitsee uunilaitteiston yhdessä päässä, on yhdistetty taivu-tusosaston (8) alapuolella olevaan esikuumennusosastoon (5) vaakasuuntaisella kuljetusradalla (4), joka sijaitsee karkaisu-osaston (13) alapuolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että taivutusosaston (8) lämpötila on ainakin 100°C sopivimmin yli 200‘C korkeampi kuin lasilevyn korkein lopullinen lämpötila, johon lasilevy kuumennetaan karkaisua varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että taivutusosaston lämpötila on noin 800-1000*C ja lasilevyn karkaisulämpöti1 a on noin 600-630'C, jossa lämpötilassa lasilevy siirretään taivutusosastosta (8) karkai-suosastoon (13).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että taivutusosastoon (8) liittyy elimet (10) lasilevyn taipuman tai lämpötilan mittaamiseksi ja nämä mittauselimet (10) on järjestetty käynnistämään reunamuo-tin (3) ja sen kannattaman lasilevyn siirto taivutusosastosta (8) karkaisuosastoon (13).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että taivutusosastossa (8) on putkia (17 ja/tai 18), joista puhalletaan ilmasuihkuja lasilevyn reuna-alueen läheisyyteen.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uunilaitteisto, tunnettu siitä, että lasin lämmitystä/taipumista tehostetaan puhaltamalla kaasua lasin ylä- tai alapinnalle. 91245