NL1004896C2 - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van gebogen, gehard glas. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van gebogen, gehard glas.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het het 5 vervaardigen van gebogen, gehard glas, omvattende de stappen van: het plaatsen van een glasplaat op een gebogen mal, verhitting van de glasplaat en de mal in een oven totdat de glasplaat buigt en afkoeling van de glasplaat.

10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

Bij het vervaardigen van gebogen, gehard glas is het bekend om een glazen plaat op een gebogen, metalen mal te plaatsen. De mal en plaat worden vervolgens via een opening in de bovenkant in een oven 15 geplaatst en verhit tot bijvoorbeeld 800°C. Nadat de glazen plaat is doorgebogen en in contact is geraakt met het oppervlak van de gebogen mal, worden de verwarmingselementen van de oven uitgeschakeld zodat deze kan afkoelen. Het moment waarop de glazen plaat doorbuigt en de mal raakt wordt vastgesteld via een kijkvenster in de oven. De 20 afkoeling van de oven duurt bij buigen van een glazen plaat met een oppervlakte van ca. 1 m2 en een dikte van tussen 3 mm en 10 mm ongeveer 12 uur.

Na afkoeling van de oven, wordt de bovenkant daarvan met een takel opgelicht en worden de mal en de glasplaat uit de oven genomen. 25 Om te voorkomen dat in het gebogen, geharde glas putvorming optreedt, wordt bij de hierboven beschreven werkwijze tussen de te buigen en te harden glasplaat en de mal een hulpglasplaat opgenomen die aan het eind van het hardingsproces als afval wordt weggeworpen.

Het nadeel van de bekende methode voor het buigen en het harden 30 van glas is dat deze relatief omslachtig is, en veel tijd benodigd. Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze waarbij op eenvoudige wijze, in korte tijd glazen platen kunnen worden gebogen en gehard. Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een flexibele werkwijze, 35 waarbij kleine series van verschillende gebogen, geharde glazen platen op relatief eenvoudige en goedkope wijze kunnen worden vervaardigd.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding te 1004896 2 voorzien in een werkwijze waarbij de in het glas optredende spanningen tijdens het hardingsproces op nauwkeurige wijze worden beheerst, zodat breken van het glas wordt voorkomen en een geringe uitval wordt verkregen.

5 Hiertoe heeft de werkwijze volgens de uitvinding als kenmerk verwijdering van de glasplaat en de mal uit de oven, kort nadat de gebogen glasplaat aanligt tegen de mal, plaatsing van de mal en de gebogen glasplaat in een koelinrichting en 10 - aanblazen van de mal en de gebogen glasplaat met een koelmedium totdat de mal en de gebogen glasplaat een voorbepaalde koeltemperatuur hebben bereikt.

Het is op verrassende wijze gebleken dat door een snelle verwijdering van de glasplaat en de mal uit de oven op het moment dat 15 de glasplaat aanligt tegen de mal, waarbij de zich in een plastische toestand bevindende glasplaat door de mal wordt ondersteund, deze zonder vervorming, putvorming of breken ten gevolge van spanningsopbouw naar een koelinrichting kan worden overgebracht. De mal behoudt bij het transport uit de oven zijn ondersteunende functie 20 zodat de glasplaat tijdens het verplaatsen niet kan vervormen. Door een snelle verplaatsing van de mal en de glasplaat van de oven naar de koelinrichting, bij voorkeur binnen 6 seconden, blijft de afkoeling van de mal en de glasplaat tot een zodanige temperatuur beperkt dat geen noemenswaardige spanningen optreden. Doordat in de 25 koelinrichting zowel de mal als de gebogen glasplaat worden aangeblazen met een koelmedium, kan een zeer gelijkmatige koeling plaatsvinden. Hierdoor wordt wederom het optreden van spanningen in het glas tijdens het afkoelproces voorkomen. Met de werkwijze volgens de uitvinding wordt de glasplaat binnen de koelinrichting binnen 30 enkele minuten, bij voorkeur binnen 1 minuut van 800°C tot kamertemperatuur afgekoeld en kan binnen deze tijd, gebogen glas worden vervaardigd, waarbij de afmetingen van de glasplaten bijvoorbeeld 2 m x 2.8 m kunnen bedragen bij een dikte tot 20 mm.

Doordat de glasplaat en de mal tezamen uit de oven worden 35 verwijderd op het moment dat de glasplaat nagenoeg geheel aanligt tegen de mal, wordt voorkomen dat de mal oneffenheden veroorzaakt in het glas, zoals optreden bij langdurig contact tussen een glasplaat en de mal bij hoge temperaturen zoals bijvoorbeeld 800°C. Bij de 1004896 3 bekende vervaardigingswijzen voor gehard, gebogen glas, waarbij de glasplaat en de mal binnen de oven blijven totdat deze is afgekoeld, komt het voor dat het materiaal van de mal, dat bijvoorbeeld roestvaststaal omvat, de gebogen glasplaat aantast. Hiertoe is het in 5 die gevallen noodzakelijk tussen de mal en de te buigen en te harden glasplaat een extra glasplaat op te nemen, die na het produktieproces wordt weggeworpen. In tegenstelling hiertoe, kan met de werkwijze volgens de uitvinding een glasplaat direct tegen het oppervlak van de mal worden gebogen zonder dat de mal het oppervlak daarvan aantast. 10 Het zij opgemerkt dat het bekend is om vlakke glasplaten te harden door deze op een transportband op een continue wijze door een oven te voeren. Na doorvoer door de oven, koelen de glasplaten in de omgevingslucht af. In deze inrichtingen wordt geen mal toegepast, en worden de glasplaten niet in een koelinrichting geplaatst.

15 In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de mal langs een in hoofdzaak horizontaal gelegen transporttraject in de oven geplaatst en van daaruit naar de koelinrichting doorgevoerd. Het verdient echter de voorkeur om de mal en de glasplaat na verwijdering uit de oven stationair op te stellen 20 en de koelinrichting tot boven de stationaire mal en glasplaat te bewegen. Door de transportsnelheid van de mal en de gebogen glasplaat tussen de oven en de koelinrichting te beperken wordt voorkomen dat vervormingen optreden in het nog zachte glas ten gevolge van de traagheidsklachten. Het is mogelijk om op gelijke wijze eveneens de 25 oven ten opzichte van de stationaire mal en glasplaat te bewegen.

Bij voorkeur wordt voorafgaande aan het plaatsen van de glasplaat en de mal in de oven, de mal voorverwarmd tot tussen 20 en 50°C, bij voorkeur tot rond de 30°C. Door het voorverwarmen van de mal worden spanningen die optreden in de glasplaat door het 30 temperatuurverschil tussen de oven en de glasplaat verminderd en wordt voorkomen dat de glasplaat barst bij plaatsing in de oven.

De oven is bij voorkeur voorzien van een toevoeropening in een eerste zijwand waardoor de mal in de oven wordt geplaatst en een afvoeropening in een tweede zijwand via welke de mal uit de oven 35 wordt verwijderd. Iedere opening is afgesloten door een respectieve scharnierbare klapdeur. De klapdeur is bevestigd langs een bovenrand van de respectieve opening. Hierdoor wordt bij opening van de klapdeur voorkomen dat door convectie de warmteinhoud van de oven 1004896 4 verloren gaat. Bij voorkeur is ten minste nabij de toevoeropening een afzonderlijk verwarmingselement opgenomen in de oven dat bij opening van de toevoeropening wordt geactiveerd voor het constant houden van de warmteverdeling in de oven. Het is van groot belang dat binnen de 5 oven een uniforme temperatuurverdeling heerst om te voorkomen dat de mal en de glasplaat ongelijkmatig opwarmen en dat hierdoor spanningen kunnen optreden die het glas doen barsten.

In de koelinrichting is een koelvlak opgenomen waarin de mal wordt geplaatst. Het koelmedium wordt van boven het koelvlak tegen de 10 glasplaat aangeblazen en van onder het koelvlak tegen de mal. Hierbij dicht de mal het koelvlak af, zodat geen koelmedium door het koelvlak kan treden. Het koelmedium wordt bij voorkeur afgebogen tegen de onderkant van de mal en treedt door openingen in de zijwand van de koelinrichting naar buiten. Hetzelfde geldt voor het koelmedium dat 15 van bovenaf tegen de glasplaat wordt geblazen. Hierbij zijn de koelstromen op een zodanige wijze gedimensioneerd dat de koeling aan de malzijde van de glasplaat groter is dan de koeling aan de glasplaatzijde zodat een gelijkmatige koeling van de glasplaat wordt verkregen.

20 Een voorkeursuitvoeringsvorm van de koelinrichting volgens de uitvinding is voorzien van een veelheid van boven en onder het koelvlak gelegen, dwars op het koelvlak georiënteerde aanblaaskanalen. Hierdoor kan een zeer gelijkmatige verdeling van de luchtstroom, en daardoor van de koeling, over het koelvlak worden 25 verkregen.

Bij voorkeur is de mal gevormd uit een edelmetaal, hoewel deze ook zou kunnen worden gevormd uit een hittebestendige kunststof of composietmaterialen.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze en een inrichting volgens 30 de uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:

Figuur 1 een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht van een inrichting volgens de uitvinding,

Figuur 2 een dwarsdoorsnede van de oven in figuur 1 langs de 35 lijn II-II,

Figuur 3 een dwarsdoorsnede van de koelinrichting van figuur 1 langs de lijn III-III,

Figuur 4 een zijaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van 1004896 5 een beweegbare koelinrichting, en

Figuur 5 een dwarsdoorsnede van de koelinrichting volgens figuur 4 langs de lijn V-V in figuur 4.

Figuur 1 toont een inrichting volgens de uitvinding omvattende 5 een oven 2 en een koelinrichting 17. De oven 2 omvat een toevoeropening 9 en een afvoeropening 11. De toevoeropening 9 is afgesloten door middel van een klapdeur 10 die scharnierbaar is bevestigd langs een bovenrand van de opening 9. De afvoeropening 11 is afgedekt door een gelijksoortige klapdeur. Met behulp van een 10 transportinrichting 15 die bijvoorbeeld één enkele transportband omvat of een aantal onderling verbonden transportbanden, kan een gebogen metalen mal 3 waarop een glasplaat 5 is geplaatst binnen de oven 2 worden gebracht. Het materiaal van de transportinrichting 15 is voor dat gedeelte dat binnen de oven 2 is gelegen bij voorkeur 15 vervaardigd uit een warmtebestendig materiaal, zoals bijvoorbeeld een keramisch materiaal. Na plaatsing van de gebogen mal 5 met daarop de vlakke glasplaat in de oven 2, wordt de deur 10 gesloten en worden de mal en de glasplaat verhit tot een temperatuur van bijvoorbeeld ongeveer 800°C. Hiertoe zijn in het inwendige van de oven 20 verhittingselementen 7 opgenomen, die voor een gelijkmatige opwarming van de ruimte in de oven zorgen.

Om de warmteverdeling binnen de oven 2 gelijkmatig te houden, is bij voorkeur een extra verwarmingselement 7' opgenomen nabij de toevoeropening 9, dat in werking wordt gesteld bij het openen van de 25 deur 10. Hierdoor worden warmteverliezen door de opening 9 gecompenseerd.

Nadat de glasplaat 5, gebruikelijkerwijs na 4 a 5 minuten, in een zachte toestand is geraakt en aanligt tegen het gekromde oppervlak van de mal 3, wordt de deur 13 geopend en beweegt de 30 transportinrichting 15 de mal buiten de oven 2. Het moment waarop de glasplaat tegen de mal 3 komt aan te liggen, kan optisch worden waargenomen door middel van een kijkglas in de oven. Echter na het doorvoeren van één testwaarneming, kan bij bekend toegevoerd verwarmingsvermogen, via een automatische besturingseenheid een 35 voorgeprogrammeerde verblijftijd in de oven worden ingegeven, waarna een automatisch openen van de deur 13 en een beweging van de transportinrichting 15 kan worden doorgevoerd.

Vervolgens worden de mal 3 en de glasplaat 5 binnen 6 seconden 1004896 6 na het aanliggen van de glasplaat tegen de mal 3 overgebracht naar de koelinrichting 17. Kleinere glasplaten met afmetingen van enkele honderden cm2 worden bij voorkeur met een grotere snelheid vanuit de oven in de koelinrichting geplaatst, bijvoorbeeld binnen 3 seconden.

5 Hiertoe wordt de deur 19 geopend en beweegt de transportinrichting 15 zich door de koelinrichting 17, totdat de mal en de glasplaat in de positie zijn geplaatst die wordt getoond door 3' en 5'. Vervolgens wordt de deur 19 gesloten en wordt de glasplaat aangeblazen door een ventilator 25 en wordt de mal aangeblazen door een ventilator 27.

10 Zoals kan worden gezien uit figuur 2, zijn een aantal verwarmingselementen 29, 29' en 29'' verdeeld langs de inwendige omtrek van de oven 2. De mal 3 wordt gevormd door een dunne edelmetalen plaat met een gebogen vorm. Ter versteviging van de mal kunnen een aantal dwarsschotten zijn bevestigd tegen het gekromde 15 oppervlak. Hierbij dient zorg te worden gedragen dat een zo gering mogelijke hoeveelheid materiaal wordt gebruikt voor het behoud van een kleine warmtecapaciteit van de mal.

Zoals getoond in figuur 3 is de mal 3 in een koelvlak 24 van de koelinrichting 17 geplaatst en dekt deze dit koelvlak af. Hierdoor 20 kan geen luchtstroming van de kant van de mal 3 naar de kant van de glasplaat 5 plaatsvinden. De door de ventilator 27 aangeblazen lucht wordt via de mal 3 door de openingen 35 en 35' in de zijwanden 32 en 33 van de koelinrichting 17 naar de buitenatmosfeer afgevoerd. De door de ventilator 25 naar de glasplaat 5 geblazen lucht wordt 25 afgevoerd naar de omgeving via openingen 35. in plaats van met lucht zou eveneens een ander koelmedium kunnen worden toegepast zoals bijvoorbeeld een inert gas dat, in plaats van door ventilatoren, onder druk de koelinrichting 17 wordt binnengeleid.

verder is het eveneens mogelijk in een mal 3 een aantal 30 deelmallen te vormen, zodat in één bewerkingsstap meerdere glasplaten 5 kunnen worden gebogen en gehard.

Figuur 4 toont een beweegbare koelinrichting 50 omvattende een luchtkap 51 die in de lengterichting beweegbaar aan twee profielen 52 is opgehangen. De luchtkap 51 is in hoogte verstelbaar ten opzichte 35 van het koelvlak 53 langs verticale dragers 54,55. De in het koelvlak 53 geplaatste mal en glasplaat 56, is stationair terwijl de luchtkap 51 langs het geleiderprofiel 52 tot boven de mal beweegt. Onder het koelvlak 53 is een gelijksoortige luchtkap 51 opgenomen, die in de 1004896 7 figuur niet is getoond. De lengte van de luchtkap bedraagt bijvoorbeeld 2 meter bij een hoogte van 35 centimeter. Zoals getoond in figuur 5, is de luchtkap 51 in hoogte verstelbaar via rollers 58,58' die zijn opgenomen in de verticale U-profielen 54,54'. De 5 langsgeleiding 57,57' kan worden verplaatst in een richting loodrecht op de vlak van tekening. Onder de luchtkap 51 is een aantal pijpen 59 opgenomen voor een gelijkmatige verdeling van de luchtstroom die vanaf de luchtkap 51 naar het koelvlak is gericht. Hierbij bedraagt de afstand tussen de hartlijnen van naburige pijpen bijvoorbeeld 3 10 centimeter. De lengte van iedere pijp bedraagt bijvoorbeeld 10 centimeter, bij een inwendige diameter van 1 centimeter.

1004896

Claims (18)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van gebogen, gehard glas, omvattende de stappen van: 5 het plaatsen van een glasplaat op een gebogen mal, verhitting van de glasplaat en de mal in een oven totdat de glasplaat buigt en afkoeling van de glasplaat, gekenmerkt door 10 verwijdering van de glasplaat en de mal uit de oven, kort nadat de gebogen glasplaat aanligt tegen de mal, plaatsing van de mal en de gebogen glasplaat in een koelinrichting en 15. aanblazen van de mal en de gebogen glasplaat met een koelmedium totdat de mal en de gebogen glasplaat een voorbepaalde koeltemperatuur hebben bereikt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat nadat de 20 glasplaat nagenoeg geheel aanligt tegen de mal, de glasplaat binnen 60 s, bij voorkeur binnen 10 s en bij grootste voorkeur binnen 6 s in de koelinrichting wordt geplaatst.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in de 25 koelinrichting de mal en de daarop geplaatste glasplaat binnen enkele minuten, bij voorkeur binnen een minuut, tot onder de 100°C worden afgekoeld, bij voorkeur tot kamertemperatuur.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het 30 kenmerk, dat de mal langs een in hoofdzaak horizontaal gelegen transporttraject in de oven wordt geplaatst en vanuit de oven naar de koelinrichting wordt verplaatst.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat 35 na verwijdering van de mal en de daarop gelegen glasplaat uit de oven, de koelinrichting boven de stilstaande mal en glasplaat wordt geplaatst. 1004896

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat voorafgaand aan plaatsing van de mal in de oven, de mal wordt voorverwarmd tussen 20°C en 50°C, bij voorkeur tot ca. 30°C.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk. dat de mal door een toevoeropening in een eerste zijwand van de oven in de oven wordt geplaatst en door een afvoeropening in een tweede zijwand uit de oven wordt verwijderd, waarbij iedere opening is afgesloten door een langs een bovenrand van de respectieve opening 10 scharnierbare klapdeur.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de oven, ten minste nabij de toevoeropening een afzonderlijk verwarmingselement is opgenomen, dat wordt geactiveerd 15 bij opening van de toevoeropening voor het constant houden van de warmteverdeling in de oven.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de mal in de koelinrichting in een koelvlak wordt 20 geplaatst waarbij het koelmedium van boven het koelvlak tegen de glasplaat wordt geblazen en van onder het koelvlak tegen de mal wordt geblazen, waarbij geen koelmedium door het koelvlak treedt.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk dat de mal is gevormd uit metaal, bij voorkeur uit een edelmetaal.

11. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting omvat: 30. een oven met een toevoeropening en een afvoeropening, een koelinrichting omvattende een koelvlak, en boven en onder het koelvlak gelegen ventilatiemiddelen voor het toevoeren van een koelmedium naar het koelvlak, en een transportinrichting voor plaatsing van een mal in de oven 35 via de toevoeropening, het verwijderen van de mal uit de oven via de afvoeropening en plaatsing van de mal in het koelvlak van de koelinrichting langs een hoofdzakelijk horizontale baan. 1004896

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de transportinrichting aandrijfmiddelen omvat voor verplaatsing van de koelinrichting ten opzichte van de oven.

13. Oven voor toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 10, waarbij de oven is voorzien van een eerste zijwand met een toevoeropening, een tweede zijwand met een afvoeropening, en een transportinrichting voor transport van een mal door de oven, waarbij iedere opening is afgesloten door een langs een 10 bovenrand van de respectieve opening scharnierbare klapdeur.

14. Oven volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat ten minste nabij de toevoeropening in de zijwand een afzonderlijk verwarmingselement is opgenomen dat activeerbaar is bij opening van 15 de toevoeropening.

15. Oven voor toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 10 , waarbij de oven is voorzien van een eerste zijwand met een toevoeropening, een tweede zijwand met een 20 afvoeropening en een transportinrichting voor transport van een mal door de oven, waarbij iedere opening is afgesloten door een deur en waarbij ten minste nabij de toevoeropening in de zijwand een afzonderlijk verwarmingselement is opgenomen dat activeerbaar is bij opening van de toevoeropening. 25

16. Koelinrichting voor toepassing van een werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 10, omvattende een koelvlak, een boven het koelvlak gelegen eerste ventilatie-inrichting, een onder het koelvlak gelegen tweede ventilatie-inrichting en een 30 transportinrichting voor plaatsing van een mal in het koelvlak, waarbij de mal het koelvlak op een zodanige wijze af dicht dat geen stroming van het koelmedium door het koelvlak kan plaatsvinden.

17. Koelinrichting volgens conclusie 16, voorzien van 35 verplaatsingsmiddelen voor verplaatsing van de koelinrichting langs een hoofdzakelijk horizontale baan.

18. Koelinrichting volgens conclusie 11 of 17, voorzien van een 1004896 veelheid van dwars op het koelvlak georiënteerde aanblaaskanalen. 1004896