NO143148B - Fremgangsmaate og apparatur for boeying av en plate av glass eller glasskeramisk materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for bøying

av plater av glass eller glasskeramisk materiale (i det følgende kalt glass) hvorved platen oppvarmes og bøyes i forhold til et motholds-organ i kontakt med platen. Oppfinnelsen omfatter og-

så apparatur for bøying av glassplater i oppvarmet tilstand og et anlegg som omfatter slik apparatur samt plater som er bøyd ved oppfinnelsens fremgangsmåte.

Oppfinnelsen er særlig knyttet til bøying av

plane plater, men kan også anvendes på bøying av på forhånd buede plater.

Bøying av plane glassplater muliggjør fremstill-ing av produkter med vesentlig markedsinteresse og øker i vesentlig grad bruksområdet for produkter av plateglass.

For visse formål som f.eks. visse typer av krum-

me butikkvinduer eller panorama-vinduer i kjøretøyer er den ønskede krumningsradius for glassplatene relativt stor. Slike produkter kan fremstilles ved å tilpasse kjente glassformings-metoder, f.eks. la platen sige ned over en fast form eller ramme eller presse platen mellom over- og under-former med ønsket utforming.

Slike tidligere kjente fremgangsmåter lider av

den ulempe at den krumning som platene får avhenger av formens eller rammens egen form som platen bringes til å sige nedover.

Det er hovedhensikten med foreliggende oppfinn-else å tilveiebringe en alternativ fremgangsmåte for bøying av glassplater hvor den oppnådde krumning ikke er direkte avhengig av formens eller rammens egen form.

I henhold til oppfinnelsen fremlegges en metode

for bøying av plater av glass eller glasskeramisk materiale hvor platen oppvarmes og bøyes i forhold til minst et motholdsorgan

i kontakt med platen og karakteriseres ved at bøyingen av platen startes mens motholdsorganet er i kontakt med platen, men platen og motholdsorganet fjernes fra hverandre før bøyeoperasjonen av-sluttes .

Ved å starte bøyingen av platen mens den er i kontakt med motholdsorganet blir det mulig å plassere bøyen på ønsket sted på platen, og fordi platen fjernes fra motholdsorganet før bøyeoperasjonen er avsluttet unngår man den prakt-iske konsekvens at den bøyede platen må svare til motholdsorganets form.

Fortrinnsvis vil bøyeoperasjonen bøye eller folde platen på en eller flere steder. Fordelene ved oppfinnelsen er særlig innlysende ved folding av en slik plate, d.v.s. at platen bøyes gjennom en krumningsradius som er liten sammenliknet med

dimensjonen på platen målt loddrett på brettelinjen.

Med fordel er viskositeten for glasset i brette-området under lO"1"1'^ poises og viskositeten for glasset i resten av platen over denne viskositetsgrensen under bøyeoperasjonen. Disse betingelser gir gode resultater ved bøying av plater og spesielt blir det mulig at platen kan bøyes på en slik måte at platens vinger på begge sider av brettelinjen holder seg ufor-andret i forhold til tilstanden før bretting, f.eks. kan de for-bli plane.

Fortrinnsvis blir bøyekreftene påsatt på kantområdene av platens nevnte vinger. Dette reduserer risikoen for at platens flater vil skades av bøyeorganene. Videre vil kantområdene eller randområdene være kaldere og derfor mer motstands-dyktig mot merkesetting enn andre deler av platen og endelig kan man godta visse merker langs kantområdene mens slike i midten av platen ikke ville tolereres. Man kan derved også påsette bøye-kreftene så langt bort fra motholdsorganet som mulig. Derved oppnås et høyere bøyemoment for en gitt kraft, slik at bøyingen kan påskyndes eller den påsatte kraft reduseres.

Etter at motholdsorganet er fjernet fra platen blir den med fordel bare understøttet i kanten eller kantområdene. Dette nedsetter ytterligere risikoen for ødeleggelse av midtpartiet av platen.

Ved å påsette bøyekreftene og bære eller under-støtte platen langs kanten eller kantområdene alene ser man en ytterligere fordel ved at man kan oppnå en skarp bøy eller brett ved relativ lav temperatur.

Under bøying av platen blir understøttende krefter med fordel påsatt på kantene eller kantområdene og disse krefter fjerner da platen fra motholdsorganet etterhvert som bøyingen fortsetter. Dette er en meget hensiktsmessig måte til effektiv understøttelse og separasjon av en plate fra motholdsorganet mens platen bøyes.

Ved en foretrukket utførelse av oppfinnelsen består nevnte motholdsorgan av en stang med konveks kontaktflate og bøyeoperasjonen frembringer en brett eller fold med mindre krumningsradius enn krumningsradien for motholdsorganets kontaktflate. Dette er en meget hensiktsmessig og praktisk måte å gi platen en skarp brett. Ved å gjennomføre oppfinnelsen på denne måten kan man gi platen minst en brett med krumningsradius høyst 10 cm, hvilket i enkelte tilfeller er ønskelig. Man kan også bruke en større stang slik at motholds-kreftene som over-føres på platen før disse skiller lag bres over et større område hvorved risikoen for ødeleggelse av platen i brettelinjen reduseres.

Fortrinnsvis blir platen oppvarmet for å redusere dens viskositet i bøyeområdet til 5 x 10 9 poises eller mindre. Dette gjør at bøyingen kan gå raskere hvilket åpenbart er gunstig for teknisk produksjon.

Med fordel holdes viskositeten på glasset eller det glasskeramiske materiale høyere enn 2,5 x 10 Q poises i det minste inntil nevnte separasjon er utført. Ved å benytte dette trekk kan man redusere risikoen for å sette merker på platen fra motholdsorganet enda ytterligere.

Fortrinnsvis blir platen varmeherdet etter bøy-ing. Dette gjør at platen blir sterkere på en billig måte og er særlig fordelaktig når den skal brukes som kjøretøyfrontglass.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en apparatur for bøying av en oppvarmet plate av glass eller glasskeramisk materiale ifølge den ovenfor angitte fremgangsmåte, og denne apparatur er kjennetegnet ved at den omfatter ett eller flere motholdsorganer for kontakt med en plate vesentlig langs en linje ved en eller flere steder for å tillate bøying av platen om nevnte organer; bæreelementer anordnet på hver side av motholdsorganene og som er henglet langs akser på hver side av motholdsorganene, idet disse akser er parallelle med nevnte motholdsorganer ved et nivå beliggende høyere enn motholdsorganene, idet bæreelementene har kraftpåsettende organer anbrakt i avstand fra aksene og virkende på tvers av platens plan på motsatt beliggende randområder derav for å bevirke bøying av platen om motholdsorganene; samt støtteorganer som virker nær nevnte motsatt beliggende randområder av platen i retning av aksene for å bevirke adskillelse av platen fra motholdsorganene under bøying av platen, samt eventuelt også omfattende anordninger for sonevis oppvarming av platen.

Nevnte kraftpåsettende organer og bæreelementene for platen er med fordel forbundet med motstående armer som er hengslet fremfor motholdsorganet. Dette utgjør en-svært enkel apparatur for utøvelse av bøyekrefter på glassplatene.

Fortrinnsvis er begge armene hengslet om en

akse som er anordnet slik i forhold til motholdsorganet at den relative fjerning mellom motholdsorganet og platen skjer ved å svinge armene om hengslet. Dette gir automatisk separasjon mellom platen og motholdsorganet etterat den ønskede begynnelsesbøy-ing har funnet sted.

Fortrinnsvis dreies armene nedover for påsetting av bøyekreftene. I dette tilfellet kan bøyekreftene bare skyld-es armenes vekt og vekten av eventuelle deler på disse hvorved behovet for ytre krefter elimineres.

Armene er hengslet slik at de opptar motstående endepartier av platen og danner nevnte kraftutøvende organer for anlegg mot en av platesidene og bæreelementer som føres i anlegg mot platekantene. Dette er en meget stabil apparatur og siden bæreelementene kommer i kontakt med platekantene vil de ikke sette merker på platesidene.

Ved enkelte foretrukne utgaver av oppfinnelsen

er det anordnet organer som er forbundet med minst en av armene og fremkaller en forskyvning av motholdsorganet bort fra platen under påsetting av bøyekreftene.

Dette er den ene metoden til å skille platen fra motholdsorganet. Når platen også fjernes bort fra motholdsorganets opprinnelige stilling vil dette også ha den virkning at avstanden mellom disse deler øker, hvilket kan være gunstig. Dette trekk er av særlig verdi når motholdsorganet består av et par av slike motholds-organer som f.eks. skal bøye platen til en skarpvinklet U.' I slike tilfeller kan motholdsorganene beveges mot hverandre fra U-formens sider.

Med fordel kan motholdsorganene forskyves bort

fra platen langs en føringsbane og minst en av armene har et for-skyvningsorgan som beveger motholdsorganet langs denne føring under armenes hengselbevegelse. Dette er en særlig enkel måte å sikre pålitelig forskyvning av motholdsorganet. De nevnte motholdsorganer er med fordel en stang som bestemmer det området eller linje hvor platen kan bøyes. Man oppnår derved en skarp bøy eller brett.

Med fordel er stangen eller stengene hule og sylindriske. En slik stang kan festes løst på en aksel og risikoen for at den vil ødelegge plateoverflaten reduseres derved .

Motholdsorganet bør naturligvis være ildfast slik at det kan motstå den temperatur som den utsettes for under plate-bøyingen og det er gunstig å belegge motholdsorganet med silisiumoksyd.

Med fordel er nevnte kraftpåsettende organer og bæreelementene utformet som fortannede stenger. Det er fortrinnsvis anordnet anleggsorganer som platen kommer i anlegg mot for å begrense dens bøyning. Dette er den enkleste måte å sikre at platen bøyes i ønsket grad.

Med fordel er det anordnet systemer som besørger spesiell soneoppvarming av platen. Disse- oppvarmingsorganer oppvarmer med fordel platen til over dens dilatometriske mykningspunkt (5 x 10 poises) på det sted eller steder hvor platen skal bøyes mens resten av platen holdes under dette dilatometriske mykningspunkt, men på en temperatur som er tilstrekkelig høy til at platen ikke vil utsettes for temperatursjokk, hvilket ellers ville medføre alvorlig brekkasjerisiko.

Apparatur i henhold til oppfinnelsen kan med fordel innarbeides i et bøyeanlegg for glassplater, som innbe-

fatter et spor som fører gjennom en eller flere stasjoner hvor platen kan oppvarmes og bøyes og omfatter foreliggende bøye-apparatur i form av en mobil bøyeenhet som kan beveges langs nevnte spor.

Et slikt platebøyeanlegg er forsynt med minst en slik bevegelig bøyeenhet og sporet fører gjennom flere arbeidsstasjoner som i rekkefølge omfatter: en platelastingsstasjon hvor platen kan anbringes på nevnte enhet, oppvarmings- og bøye-stasjoner, en ytterligere oppvarmingsstasjon som er forsynt med oppvarmingsorganer som oppvarmer den bøyede platen jevnt, en herdestasjon forsynt med en eller flere vifter for avkjøling av en jevnt oppvarmet bøyd plate under temperaturherding av denne, en avkjølingsstasjon for avkjøling av den herdede platen og en plate- avlastingsstasjon.

Med fordel er dette arbeids-spor en rektangulær krets og det ene eller flere av nevnte bevegelige bøyeenheter beveger seg mellom den følgende oppvarmingsstasjon og herdestasjonen generelt parallelt med den eller de akser som platen som bæres av nevnte anlegg bøyes i. Dette gjør at den bevegelige bøyeenheten kan gå direkte fra avlastings- til pålastings-stasjonen for derved å oppnå høyere produksjon og muliggjør også at herdeprosessen kan ta til meget snart etterat platen har forlatt ettervarmingsstasjonen.

Det ene eller flere slike bøyéanlegg tas med fordel i bruk for å bøye en plate til bestemt form og herdestasjonen omfatter øvre og nedre viftekasser med komplementær form til over- og under-siden på arket som er bøyd til nevnte form, og anordninger for heving og senking av blåsekassene. Derved kan luft blåses over hele platen fra jevn avstand og gir derved jevn oppvarming av overflaten som igjen sikrer jevn herding av platen, og dette trekk gjør det også mulig at den herdede platen kan forlate herdestasjonen i en retning som ligger i rett vinkel til inngående retning.

Andre trekk ved og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse som er knyttet til spesielle utførelser i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1-3 viser prinsippskisser av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, Fig. 4 er et diagram over temperaturgradienten langs en plate av glass eller glasskeramisk materiale som bøyes

i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 5 er et diagram over hvorledes temperaturen på to punkter langs platen varierer med tiden i løpet av fremgangsmåten, Fig. 6 viser perspektivisk en apparatur ifølge oppfinnelsen for bøying av en plan glassplate til V-form, Fig. 7 viser en detalj av figur 6, i større måle-stokk, Fig. 8-11 viser skjematisk apparaturen på fig. 6 i forskjellige stadier under prosessen, Fig. 12-15 viser skjematisk virkningen av motholdsstangens diameter på krumningsradien for glassplaten som bøyes i henhold til oppfinnelsen, Fig. 16 er et diagram over temperaturgradientene langs en glassplate som bøyes over motholdsstenger med forskjellig diameter,

.Fig. 17 er en perspektivtegning av en apparatur

i henhold til oppfinnelsen for bøying av en plan glassplate til rettvinklet V-form,

Fig. 18-21 viser skjematisk forskjellige trinn i prosessen i apparatur som vist på fig. 17, Fig. 22 viser perspektivisk en utførelse av en motholdsstang for apparatur ifølge oppfinnelsen, Fig. 23 viser med delvis bortskårne partier en perspektivtegning av et bøyeanlegg for glassplater, Fig. 24 er et skjema som viser de forskjellige arbeidsstasjoner i anlegget på fig. 23, Fig. 25 er et sideriss av en herdestasjon i bøye-anlegget på fig. 23.

Det vises først til fig. 1-3 hvor fremgangsmåten for bøying av én glassplate til V-form omfatter følgende trinn: I første trinn (fig. 1) blir glassplaten (eventuelt glasskeramisk plate) anbrakt på motholdsorganet 2 under oppvarmingsorganer som f.eks. varmerør 3 som bevirker lokal oppvarming av en strimmel av platen langs bøyeområdet på motholdsorganet 2.

I andre trinn påsettes bøyningskrefter (fig. 2) som representeres av pilene F. Når glassplaten når mykningstemperatur i bøyeområdet vil bøyningskreftene gjøre at platen bøyes omkring en linje 0 som er kontaktlinjen mellom platen 1 og motholdsorganet 2, idet vingene 4 bøyes ned i retning K. Under dette andre trinn holder glassplaten en temperatur under mykningspunktet i vingene 4 på hver side av linjen 0, slik at bøye-kreftene ikke vil fremkalle noen deformering av vingepartiene.

I tredje trinn (fig. 3) fortsettes bøying av glassplaten 1, bærekreftene P ligger i plan gjennom hver vinge 4 mot bøyelinjen 0 eller har en komponent i nevnte retning og er påsatt kantene eller kantområdene av vingene 4.

Påsetting av bærekreftene P har følgende virkninger: Glassplaten 1 løftes i forhold til motholdsorganet 2,

den lokalt oppvarmede strimmel av platen nærmer seg varmerøret 3 hvilket samtidig hever temperaturen langs strimmelen og reduserer den effektive varmesone fra oppvarmingsorganet.

Man har overraskende funnet at dette kan gi en reduksjon av krumningsradien i bøyen uten å frembringe deforma-sjon av vingene 4. På grunn av at innsiden av bretten i platen løftes bort fra motholdsorganet 2 kan man også unngå merking av platen fra motholdsorganet.

Hvis glassplaten 1 som bøyes er av vanlig natriumkalkglass må vingene 4 også oppvarmes f.eks. med oppvarmingsorganer 5 på en slik måte at den energi som absorberes av disse vinger pr.flateenhet i løpet av en gitt tid er mindre enn den energi som absorberes av strimmelen som oppvarmes lokalt av røret 3. På denne måten reduseres temperaturforskjellen mellom bøyelinjen 0 og vingene 4 og temperatursjokket som ellers ville ha tendens til å føre til brudd reduseres.

Naturligvis må temperaturen på vingene 4 alltid holdes under, materialets dilatometriske mykningspunkt hvis det ikke skal deformeres av bøyekreftene F eller bærekreftene P.

Når den bøyede platen 1 skal forsterkes ved varmeherding må glasset oppvarmes til mykningspunktet før det gjennomgår hurtig avkjøling ved luftblåsing. I dette tilfellet må platen gjenoppvarmes etter bøying, d.v.s. når det ikke lenger er påsatt bøyekrefter på vingene 4.

Under den hurtige avkjøling er det viktig at glasset har jevn temperatur. Temperaturforskjeller i platen under luftblåsingen vil uunngålig føre til spenninger som gir brudd i platen 1.

I dette temperaturutjevningstrinn som er nødven-dig når den bøyede platen skal herdes ved temperaturbehandling er også en fordel når man vil produsere et riktig utglødet glass-produkt hvor restspenninger i planet eller i platetykkelsen er relativt små.

For å utjevne temperaturen i glassplaten etter bøying må de kaldere vingene 4 oppvarmes til mykningstemperatur og derpå må platen avkjøles langsomt, eller i det minste må virkningene av lokal oppvarming i bøyningsområdet reduseres.

I praksis skjer denne oppvarming ved å føre åen bøyede glassplaten under oppvarmingsorganet for utjevning av temperaturen i vingene 4 og den lokalt oppvarmede strimmel på platen. Figur 4 viser temperaturgradienten i glassplaten på

hver side av bøyelinjen 0. Kurven har gauss-form og profilen be-stemmes av energi og konsentrasjon av oppvarmingsorganet 3. Den lokale oppvarmede strimmel på hver side av bøyeorganet vil være smalere jo mer konsentrert oppvarmingsorganets virkning er.

Fig. 5 viser som funksjon av tiden t, temperatur-variasjonen i glassplaten på et punkt i bøyelinjen 0 og et punkt M på en av vingene 4 når bøyeoperasjonen følges av varmeherding.

På tidspunktet t startes oppvarmingen. Oppvarm-ingshastigheten i glassplaten i punktene 0 og M er forskjellig.

På tiden t^ har punktet som befinner seg på bøye-linjen 0 først nådd den dilatometriske mykningstemperatur T

for glassmaterialet og viskositeten for materialet synker hurtig. Bøying starter først langsomt og derpå hurtigere. På tidspunktet t2 har punktet M nådd dialtometrisk mykningstemperatur TQ. For å unngå deformering av vingene 4 på glassplaten kan det ikke påsettes ytterligere bøyekrefter. Bøyingen må derfor være avsluttet og i visse tilfeller bør vingene 4 understøttes på

slutten av bøyingen. På tidspunktet t^ har kurvene som viser temperaturen i bøyelinje 0 og punktet "i falt sammen etter et temperaturutjevningstrinn som har oppvarmet platen til en temperatur nær mykningspunktet hvilket er nødvendig for varmeherding som bygger på luftkjøling. På tidspunktet t^ setter en rask kjøling inn.

Et heldig utfall av bøyeoperasjonen avhenger av god kontroll med oppvarmingsorganene 3 og 5, slik at tempera-turene på punkter langs bøyelinjen 0 og på punktet M forandrer seg i henhold til diagrammet på figur 5.

Særlig vil krumningsradien for glassplaten 1

bli kortere og vingene 4 flatere når viskositetsforskjellen mellom punktene på bøyelinjen 0 og punktet M er større og når den lokalt oppvarmede strimmel er smalere. Dette betyr at oppvarmingsorganene 3 som benyttes for nevnte lokale oppvarming bør være kraftige og ha konsentrert virkning.

I det følgende beskrives apparatur for bøying eller bretting av rektangulært plateglass til V-form.

På den utførelse som er vist i fig. 6 omfatter apparatet en motholdsstang 10 i form av en sylinder festet på tvers mellom to plater 11 til en ramme (ikke vist). Den rektangulære glassplate 12 anbringes horisontalt på motholdsstangen 10. Kontaktlinjen XX<1> mellom stangen 10 og platen 12 angir det området hvor platen vil bøyes.

Apparaturen omfatter også kraftpåsettende organer som er hengslet i aksene YY' og ZZ' over og på motstående sider av linjen XX'. I dette eksempel består de kraftpåsettende organer av to hengslede bøyler 13, 14, generelt med skarp U-. form. Bøylenes frie ender 15, 16 er respektivt hengslet gjennom aksene YY<1> og ZZ'. Deler 17, 18 som danner bunnen i bøylene 13, 14, og som går parallelt med aksene, bærer organer for påsetting av bøyekrefter på motstående kanter av glassplaten 12.

I den viste utførelsen består de kraftpåsettende deler av tannstaver 19, 20 som går parallelt med bunnen 17, 18

i bøylene. Stavenes tenner hviler mot oversiden av platen 12. Tannstavene 19, 20 er festet til ovennevnte bøylebunner 17, 18 med stag 21 (se figur 7). Bøylebunnene 17, 18 tilhørende bøyl-ene 13, 14 er også forsynt med andre stenger 22, 23 med tenner rettet mot motstående sidekanter 24, 25 på glassplaten. Tennene

på stengene 22, 23 står således vinkelrett på tennene på stengene 19, 20.

Som man ser av figur 7 befinner endene av tennene på stengene 23 (eller 22) seg i avstanden e fra den hosstående sidekant 25 (eller 24) langs glassplaten 12. Avstanden e regu-leres slik at tennene på stengene 22, 23 kommer i kontakt med kantene 24, 2 5 omkring platen i løpet av bøyningen for derved å understøtte platen, hvilket skal beskrives mer detaljert i forbindelse med figurene 8 til 11.

Den plane glassplaten 12 legges på den faststå-ende motholdsstang 10 slik at kontaktlinjen XX' faller sammen med det område hvor man vil bøye platen. For å oppnå denne plassering heves bøylene 13, 14 (figur 8).

Når glass<p>laten er på plass senkes bøylene 13,14 slik at tennene på de kraftpåsettende stenger 19, 20 hviler på oversiden av platen 12 langs motstående endekanter (figur 9). Glassplaten 12 er da stabilisert i horisontal likevekt. Bøyl-ene 13, 14 utøver nedadrettede krefter F på kantene langs platen 12 .

På dette punkt er tennene på de plateunderstøtt-ende stenger 22, 23 ikke i kontakt med platen. De står i avstand fra plateendene i en avstand e^

Bøyeenheten som transporterer glassplaten anbringes så på egnet måte under oppvarmingsorganene 26, 27 og posisjonsinnstilles slik at oppvarmingselementene 26, står overrett med linjen XX', kontaktlinjen mellom platen 12 og motholdsstangen 10. Varmeelementene 26, 27 er anordnet i to nettverk-systemer, et homogent nettverk 27 for jevn oppvarming av - hele platen og det andre nettverk 26 for lokal oppvarming av én smal strimmel over glasset. Et ildfast tak 28 over elementene 26, 27 virker som reflektorer.

Når glasset i den smale strimmel når glassets dilatometriske mykningspunkt vil vingene 12a, 12b på hver side av stangen 10 sige ned av deres egen vekt og- vekten av hevbøyl-ene 13, 14 som utøver bøyningskrefter på platen via tannstavene 19, 20 (figur 10). Hevbøylene 13, 14 følger platen under bøy-ingen ved dreining om deres akser YY', ZZ'. På grunn av appara-turens anordning og særlig fordi aksene YY' og ZZ' står i en avstand k fra hverandre symmetrisk på begge sider av linjen XX' og i avstanden 1 over denne, vil tennene på tannstengene 22, 23 komme i kontakt med platekantene 24, 25 i løpet av denne vippe-bevegelse.

Fortsatt oppvarming vil gjøre at de to plate-vinger siger ytterligere ned under samtidig lukking av vinkelen og heving av glassplaten på grunn av de kreftene P som utøves av bærestengene 22, 23. Fra dette tidspunkt hviler platen 12 ikke lenger på motholdsstangen 10 (figur 11). Ved at platen 12 hever seg vil den nærme seg varmeelementet 26 med den lokalt oppvarmede strimmel, d.v.s. bøyningsområdet. På den annen side vil siging av platen mot hver side av brettelinjen gjøre at vingene beveger seg bort fra varmeelementene og stiller seg skrått i forhold til varmestrålene. Disse virkninger gir til-sammen en øket temperaturforskjell over glassplaten og gir på en meget gunstig måte en kraftig viskositetsvariasjon i glasset langs kanten av bøyeområdet. Som et resultat av foreliggende arrangement kan man oppnå meget små krumningsradier.

Motholdsstangen 10 som bærer platen i begynnel-sen av bøyeoperasjonen er anordnet overrett med det lokale opp-varmingselement 26. Motholdsstangen 10 utsettes derfor også for lokal oppvarming og bidrar til lokal oppvarming av glass ved stråling og ledning av en del av den absorberte varmeenergi.

Dette forklarer hvorfor form og materiale i motholdsstangen 10 ikke er helt uten virkning på bøyeoperasjonen og dens resultater.

En motholdsstang 10 med sylindrisk form gir en linjekontakt med glassplaten 12. Hvis motholdsstangen forsynes med en.ildfast kappe (som det beskrives senere) vil denne kontakt foreligge i en smal strimmel hvis bredde vil være en funksjon av kappeinntrykkingen på grunn av glassplatens vekt for-øket av vekten av hevarmene 13, 14 som hviler på glasset, og kontaktstrimmelens bredde vil påvirke varmevekslingen mellom motholdsstangen og platen.

En annen viktig faktor som tydelig kan påvirke spredningen av den lokale oppvarming er motholdsstangens diameter. Paradoksalt nok vil en større diameter gi mindre krumningsradius. Figur 12 til 15 viser at en motholdsstang 10c med større diameter enn stangen 10d vil føre til en mindre krumningsradius r a for platen 12c enn krumningsradien r, b for platen 12d. Temperaturforløpet langs platene (figur 16) under bøyingen viser at motholdsstangen 10c har mye større temperaturvirkning på glasset (toppen av kurven T clligger høyere og er spissere enn for kurven T. ) .

b

Glassplaten 12 og motholdsstangen 10 blir hurtig oppvarmet av de lokale oppvarmingselementer 26. Kontaktlinjen XX' er særlig utsatt fordi den er i sentrum for den lokale oppvarming, stangen er ikke gjennomsiktig og blir ikke avkjølt.

Det er derved en risiko for at motholdsstangen 10 vil etterlate et merke på undersiden av glassplaten 12 når glasset har nådd mykningstemperatur. Når platen derfor har begynt å bøye seg bør den derfor etter relativt kort tid fjernes fra motholdsstangen før glassoverflaten har myknet tilstrekkelig til å motta merker. Mellomrommet e mellom endene 24, 25 på platen og bærestavene 22, 23 bør derfor være liten slik at denne separasjon skjer raskt. Når den er løftet fra motholdsstangen 10 vil den varmeste sonen av platen, d.v.s. bøyeområdet, være utenfor all fysisk kontakt.

For å oppnå god kontroll med operasjonen bør imidlertid ikke platen og motholdsstangen 10 skilles ad for raskt, slik at temperaturvirkningen mellom stangen og platen når å bli opprettet. De størrelser som regulerer bøyningen vil derfor være: arten av og energien fra de lokale oppvarmingselementer 26,

typen av motholdsorgan 10 og dets avstand fra varmeelementene 26,

startmellomrommet e mellom bærestengene 22, 23

og endekantene 24, 25 omkring platen,

avstanden k mellom dreieaksene YY' og ZZ' og

deres høyde 1 over kontaktlinjen XX',

glassplatens tykkelse og art og

de krefter som utøves av hevarraene 13, 14 på glassplaten.

Når bøyingen startes danner motholdsstangen 10

mot platen 12 en vertikal trykklinje langs linjen XX' idet de

kraftpåsettende stengene 19, 20 presser langs linjer på platen parallell med kontaktlinjen XX' og i nærheten av plateendene. Under disse forhold påsettes maksimalt bøyemoment på linjen

XX' og dette momentet setter bøyingen igang.

Så snart de fortannede bærestenger 22, 23 kommer

i kontakt med endekantene 24, 25 langs platen og løfter platen fra motholdsstangen 10 skifter dette kraftmønster fullstendig.

De understøttende kreftene P som utøves av bærestengene 22, 23 ligger i det vesentlige i plan med vingene 12a, 12b. Dette er særlig gunstig når det gjelder å overføre bøyningskrefter uten å deformere vingene 12a, 12b.

For å gjennomføre varmeherding bør hele overflaten av den bøyede platen 12 være tilgjengelig for vifteluft. Enhver gjenstand som avskjermer luftstrømninger kunne danne soner som ikke gjennomgikk hurtig kjøling. Høye spenninger mellom slike soner og naboområder ville da oppstå under herding. Spenn-ingene vil kunne være større enn platens bruddmotstand slik at denne ville knuse under herdebehandlingen.

Separasjon av platen fra motholdsstangen er således en meget viktig fordel under herding siden den gjør det mulig for kjøleluften å blåse mot innsiden av den dannede krumning.

Den fortannede form på de kraftpåsettende stenger 19, 20 og bærestavene 22, 23 er valgt for å redusere merkesetting på glassplaten til et minimum.

Ved det endelige temperaturutjevningstrinn før herdingen oppvarmes hele glassplaten til nær mykningspunktet.

For plater med stor overflate og liten tykkelse vil det da

være den risiko at vingene 12a, 12b vil sige under tyngdekraften ved slutten av operasjonen selv om de er flate under bøying.

For å unngå denne risiko er apparaturen fortrinnsvis forsynt med anlegg som vingene bringes til å ligge an mot ved avsluttet bøying. Slike anlegg er vist på fig. 11 som tannstaver 29 anordnet langs kantene av vingene 12a,12b loddrett på bøyelinjen. Anleggsstavene 29 kan danne ende-anlegg for bøy-ingen og de kan innstilles til ønsket bøyevinkels

Apparaturen vist på fig. 17 er en utførelse for bøying av en plate til U-form. Anordningen omfatter et par parallelle motholdsstaver 30, 31 som har kontaktlinjer X^,X' , X^ X'^ med glassplaten 32 som skal bøyes i vinkel gjennom disse linjer.

Apparaturen omfatter to hevbøyler 3 3, 3 4 anordnet på hver side av to motholdsstenger 30, 31, hengslet gjennom akslene Y^Y'^ °^ ZlZ'l SOm er Paral-LeHe til og høyere enn kontaktlinjene X , X' og XX<1.> Dreieaksene i Y Y1 og Z

er festet til plater 35 som danner en del av rammen (ikke vist).

Motholdsstengene 30, 31 bæres av staver 36, 37 som går inn i føringer 38, 39 i platene 35. Disse føringer 38, 39 danner for stengene 36, 37 to stabile stillinger, nemlig en første hvor stengene står i maksimal avstand og i løftet stilling som vist på fig. 17, og en andre stilling hvor stengene står nærmere i nedre stilling.

Vippearmene 40, 41 tilhørende bøylene 33, 34 er forsynt med bueformede utstikkende knaster 42, 43 som bringes til anlegg mot stengene 36, 37 ved nedadgående dreining av bøylene slik at stengene skyves langs føringene 38, 39 i mot den nedre stillingen, nevnt ovenfor. ,

Bøylebunnen 44, 4 5 er forsynt med kraftoverfør-ende eller støttende stenger 46, 47 og bærestenger 48, 49 av samme type som på vinkelbøyeapparatet som er beskrevet. Fort-løpende trinn ved U-bøyingen er vist på fig. 18 til 21.

En glassplate 32 anbringes over to motholds-stenger 30, 31. Disse stengene står i den første, løftede stilling med bærestengene 36, 37 i øvre del av føringene. Mens glassplaten bringes i stilling er hevbøylene 33,34 løftet (se fig.18).

Bøylene blir derpå senket slik at de kraftover-førende stenger 46,47 hviler på randområdet av platen 32 som vist på fig. 19. På dette trinn er bærestengene 48, 49 ikke i kontakt med platen, men står i kort avstand e fra platekantene som vist. Bøyeenheten som bærer glassplaten blir derpå anbrakt på egnet måte under oppvarmingselementer 50, 51, 52 og innstilt slik at de lokale oppvarmingselementer 51, 52 står overrett med motholdsstengene 30, 31. Oppvarmingselementene.50 er anordnet slik at de oppvarmer hele platen.

Under den kombinerte virkning av den lokale oppvarming og tyngdekraften fra glassvekten og vekten av hevbøyl-ene 33, 34 vil vingene på begge sider av motholdsstengene 30, 31

sige ned omkring disse (fig. 20).

Som en følge av vippebevegelsen for hevbøylene

33, 34 og avstandsforandringen mellom aksene Y^Y'^ og z-lz'-^ ^ forhold til kontaktlinjene X X'^ og X^ X'^ vil bærestavene 48,

49 bevege seg til kontakt med kantene for platen 32.

Fortsatt oppvarming vil gi samtidig tilspissing av brettevinkelen og løfting av platen 32 båret av bærestengene 48, 49 opp fra motholdsstengene 30, 31.

På dette trinn vil de utstikkende deler 42, 43 festet til vippearmene 40, 41 tilhørende hevbøylene 33, 3 4

komme i kontakt med bærestengene 36, 37 for motholdsstangen og skyve disse mot nedre stilling i føringene 38, 39 i platene 35. Ved denne bevegelse vil motholdsstengene 30, 31, skilt fra platen, forlate den øvre stilling og falle ned og bevege seg mot hverandre i tilbaketrukket stilling.

Tilbaketrekkingen av motholdsstengene 30, 31 mot det indre av U-formen etter bøyeoperasjonen i et tilstrekkelig mellomrom mellom stengene og glasset. På grunn av dette system kan platevingene bøyes 90° uten å hindres av motholdsstengene 30, 3i og stengene er ingen hindring for den luftstrøm som benyttes under påfølgende herding.

Ved avsluttet bøyning bringes vingene av platen

32 til anlegg mot tannstengene 53 som derved definerer platens sluttform.

Hvis bøyeoperasjonen foregår kronologisk asymmet-risk, d.v.s. hvis en av vingene siger ned før den andre, vil platen en viss tid innta skråstilling. Særlig vil øvre del av U-formen mellom de to motholdsstenger bli skråttstilt til horisontalen. Tann-avstøttingene 53 kan plasseres på egnet måte for å sentrere glassplaten og gi den symmetrisk U-form.

Etter bøying kan platen oppvarmes jevnt og transporteres på egnet måte mellom to blåsekasser for herding. Detaljert beskrivelse av oppbygning og drift av en vinkelbrett-apparatur som vist på fig. 6 følger.

Eksempel' 1.

Glassplaten 12 hadde en lengde 100 cm, bredde

50 cm og tykkelse 5 mm. Man ønsket å bøye denne platen på midten til et dieder med vinkel 90° og krumningsradius målt innvendig på 50 mm. Bøyeapparaturen var i sin helhet av rustfritt stål.

I dette eksempel besto motholdsstangen mellom de to platene 11, som vist på fig. 22, av et hult sylindrisk rør 54 av rustfritt stål med innvendig diameter 33 mm, utvendig diameter 42 mm og lengde 700 mm. Røret 54 var forsynt med fem lag av en duk av ren silisiumoksyd til en ildfast kappe 55 med tykkelse 4 mm. Silisiumoksydet ble holdt på plass av en rustfri stål-plate 56 festet til undersiden av røret 54.

Sylinderrøret 54 holdes i stilling av stangen 57 av rustfritt stål, 16 mm i diameter. Denne stangen går gjennom røret 54 og holdes på plass i to hull i platene 11.

I dette eksempel er avstanden k og 1 (se fig.

8) respektiv 120 og 13,5 mm.

Tannstaven 19, 20, bærestengene 2.2, 23 og an-leggene 29 var av liknende type. De var skåret av en plate av rustfritt stål, tennene var 10 mm høye i avstand 20 mm.

De kraftpåsettende stengene 19, 20 og an-leggene 29 var plassert slik at de kom i kontakt med platen 12 langs linjer 5 mm fra kantene.

Utgangsmellomrommet e mellom platens ytter-kanter og bærestengene 22, 23 var 1 mm. Dette ble målt i kald tilstand.

Under begynnende oppvarming var avstanden mellom platens plan og oppvarmingselementene 26, 27 (fig. 9-11) ca. 70 mm. I dette eksempel var oppvarmingselementene 26 motstands-elementer av wolframtråd anbrakt under vakuum i gjennomsiktige kvartsrør. Rørene hadde en diameter på 12 mm og utnyttbar lengde på 7 00 mm.

Hvert element leverte 1500 watt ved 250 volt. Under disse forhold var trådenes fargetemperatur 2.150°K og emisjonsspekterets topp sentrert på en bølgelengde lik 1,35 mikron.

Seks av disse rørelementer ble anordnet parallelt 15 mm fra hverandre til et panel som avga en stråling i sentrum med maksimal overflateenergi-utstrømning lik 14 watt/

2

cm .

Jevn oppvarming av platen skjedde i en vanlig elektrisk ovn. De viktigste driftsbetingelser var følgende: energi for oppvarming av hele platen: 25 k/watt energi for oppvarming av bøyelinjen: 9 " virkeområdet for lokale oppvarmings-

elementer: 700 x 75 mm

utsendt overflateenergi i sentrum av

2 lokal oppvarming: 14 watt/cm utsendt overflateenergi over resten av platen: 5 watt/cm<2>

maksimal temperatur nådd i midten av bøyen: 7 0 5°c middeltemp. over resten av platen: 635°C

Varigheten av bøyeoperasjonens hovedtrinn

under disse betingelser var som følger: (se fig. 5) .

Andre driftseksempler i henhold til oppfinnelsen vil følge nedenfor. Betingelsene var de samme som i eksempel 1, bortsett fra angitte steder.

Eksempel 2.

Avstanden mellom lokaloppvarmingselementer 26 og glassplaten 12: 70 mm. Ytterdiameter for motsylinder 10a (fig. 22) inklusive silisiumoksyd-kappe: 50 mm.

Eksempel 3.

Avstanden mellom lokale oppvarmingselementer 26 og glassplaten 12: 70 mm. Ytterdiameter for reaksjonssylin-der 10a, inklusive silisiumoksydkappe: 28 mm.

Eksempel 4.

Avstand mellom lokale oppvarmingselementer 26 og glassplaten 12: 50 mm. Ytterdiameter for reaksjonssylin-der 10a, inklusive silisiumoksydkappe: 50 mm.

Av disse eksempler er det klart at iden oppnådde krumningsradius paradoksialt synker med øket ytterdiameter for motholdsstangen og med øket platetykkelse.

Oppfinnelsen skal beskrives ytterligere i forbindelse med et anlegg for bøying av glassplater.

I utførelsen vist på fig. 23 består bøyean-legget av en krets for bevegelige bøyeanlegg 60 som alle er forsynt med bøyeapparatur 61 i henhold til oppfinnelsen.

Hvert bevegelig bøyeanlegg 60 består av en rektangulær kasse 6 2 åpen i topp og bunn og som omgir bøye-apparatet 61, samt er forsynt med hjul 6 3 i bunnen. Kassens sidevegger 64 er fortrinnsvis på innsiden belagt med varmeisola-sjonssjikt, f.eks. av ildfaste fibre.

De bevegelige bøyeenheter kan føres fortløp-ende i operasjonskretsen gjennom seks arbeidsstasjoner. Bevegelsen er ikke kontinuerlig og hver enhet opptar en viss tid ved hver arbeidsstasjon. Bevegelsen for de bevegelige bøyeenheter kan styres mekanisk etter et bestemt program.

De seks påfølgende arbeidsstasjoner som de bevegelige bøyeenheter passerer er følgende (se også fig. 24): A) en platebøyestasjon hvor platen anbringes på bøyeapparatet 61,

B) oppvarmings- og bøye-stasjon

C) ytterligere oppvarmingsstasjon for utjevning av den bøyede platens temperatur,

D) herdestasjon inklusive blåsekasser,

E) kjølestasjon, eventuelt med kjølevifter, F) , avlastningsstasjon for platene.

På den viste utførelsen er kretsløpet rektangulært og den ene siden angir føring mellom temperaturutjevn-ingsstasjonen C og herdestasjonen D. Ved plateopplastings-stasjonen A er det fri inngang til det indre av den bevegelige bøyeenhet 6 0 slik at glassplaten kan anbringes på bøyeapparatet 61.

Ved stasjonene B og C står hver bevegelige bøyeenhet 60 mellom en såle 65 og et tak 66 som erstatter topp og bunn i kassen 62. Således danner kombinasjonen av kassen 62, bunnen 65 og taket 66 et lukket kammer. Varmeelementer 67 er anordnet i bunnen 65 og taket 66. I taket 66 kan det anordnes varmeelementer med ønsket intensitet og plassering for å fast-legge jevne oppvarmingssoner og en eller flere lokale mer kraftige oppvarmede soner. I bøyestasjonen B innstilles de lokale itense oppvarmingssoner overrett med motholdsorganet 68 til-hørende en bevegelig bøyeenhet når sistnevnte er korrekt plassert .

"Oppvarmingselementene 67 i bunnen virker som et positivt varmeskjold for å redusere varmetapet mot bunnen og for å unngå for stor temperaturforskjell mellom glassplatens over- og underside.

Ved herdestasjonen D kjører en bevegelig bøyeenhet 60 som transporterer en bøyd glassplate inn mellom to ovenfor hverandre liggende blåsekasser 69, 70 for kjøling

av platen ved luftinnblåsing. Blåseflatene 69a, 69b på blåsekassene 69, 70 har en form, i dette tilfellet et dieder, som svarer til den bøyde glassplatens form (se også fig. 25). Blåsekassene 69, 70 er forbundet med organer (ikke vist) som gjør at de kan beveges mot eller fra hverandre langs vertikale søyler 71 i bøyeanlegget.

Etterat et bevegelig bøyeanlegg har beveget seg inn i herdestasjonen D, føres blåsekassene 69, 70 mot den bøyde platen og inn i den rektangulære kassen 62.

Fremføringen av blåsekassene 69, 70 stanses når blåseflatene 69a, 69b forsynt med blåsehull 72 står en kort avstand fra undersiden og oversiden for bøyde platen 73, som det fremgår av figur 25.

Blåseluften fordeles til øvre og nedre blåsekasser 69, 70 gjennom blåsehetter 74, 75 med tilførsel fra kanaler 76, 77 og en eller flere vifter.

Etter blåsing løftes øvre blåsekasse 69 og nedre blåsekasse 70 senkes ned i en bunnpanne 78. Det kjørbare bøyeanlegg 60 føres til kjølestasjonen E hvor den bøyde og herdede plate blir avkjølt i friluft. Ved avlastingsstasjonen F tas den bøyde glassplaten opp fra den bevegelige bøyeenhet fra toppen. Man vil innse at oppfinnelsen ikke er begrenset til de beskrevne utførelser. Oppfinnelsen kan derfor også anvendes ved bøying eller bretting av ikke-plane glassplater.

I slike tilfeller må apparaturen tilpasses formen på platene som skal bøyes. Den beskrevne apparatur kan også forandres på forskjellige måter. For eksempel vil man kunne forandre den måten som den bevegelige enhet føres frem på. Spesielt kunne de kjørbare bøyeenheter 60 kjøres opp bak hverandre slik at "de beveger seg fremover i samme retning som aksene gjennom motholdsstengene 68. Bøyeapparatet 61 kan også kjøres tilbake ved siden av eller under sporet for de kjørbare bøyeanlegg 60. Bøyeanlegget kan modifiseres slik at man får en kontinuerlig bevegelse fremfor trinnvis bevegelse av de kjørbare bøye-anlegg .

I en variant av apparaturen som er vist på

fig. 8 er hevbøylen 13 erstattet med en stoppebjelke 79 og en motholdsstang 80 (begge vist med prikket linje). I dette til-felle vil hevarmbøylen 14 bevege seg som beskrevet og bøye vingen 12a nedover mens vingen 12b vil holdes fast. Den nedadrettede dreining av armen 14 vil fremdeles ha den virkning at platen 12 løftes opp fra motholdsstangen 10 slik at når bøy-ingen er avsluttet vil vingen 12b stå svakt skrått i forhold til horisontalen.

I henhold til en annen variant erstattes den fortannede kantstøtte-stang 22, 23 av klemmer som griper omkring platens randområde og platen bøyes mot en motholdsstang over platen slik at bøyelinjen danner et trau i motsetning til en topp som vist. Som en annen utførelse blir platen oppvarmet jevnt og bøyd slik at den får omtrent samme krumningsradius langs hele lengden.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for bøying av plater av glass eller glasskeramisk materiale hvorved platen oppvarmes og bøyes i forhold til minst et motholdsorgan i kontakt med platen, karakterisert ved at bøyingen av platen startes mens den er i kontakt med nevnte motholdsorgan, men at platen og nevnte motholdsorgan fjernes fra hverandre før bøyeoperasjonen er avsluttet .

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at bøyeoperasjonen bøyer platen på et eller flere steder.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at glassplaten bøyes mens glassmaterialets 11 5 viskositet ved hvert bøyeomrade er under 10 ' poise og er over denne verdi i resten av platen.

4. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at platen oppvarmes for å redusere glassmaterialets viskositet i bøye-9 sonen til 5 x 10 poise eller mindre.

5. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at glassmaterialets viskositet i bøyesonen holdes over 2,5 x 10 Q poise, i det minste inntil nevnte adskillelse har funnet sted.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 5, karakterisert ved at bøyekrefter påsettes langs randområdene av platens vingepartier.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at etter adskillelsen mellom motholdsorganet og platen understøttes platen bare langs kantene eller randområdene.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at under bøyingen av platen påsettes bærekrefter (understøttelse) på nevnte kanter eller randområder, hvilke krefter fjerner platen fra motholdsorganet etterhvert som bøyingen fortsetter.

9. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at platen bøyes med en første krumningsradius mens den er i kontakt med motholdsorganet, og videre bøyes med en annen krumningsradius som er mindre enn den første, når platen er skilt fra motholdsorganet, ved hjelp av krefter som virker på platens kanter.

10. Apparat for bøying av en oppvarmet plate av glass eller glasskeramisk materiale ifølge fremgangsmåten i ett av kravene 1-9, karakterisert ved at det omfat-ter ett eller flere motholdsorganer (2,10,10c,10d,30,31) for kontakt med en plate vesentlig langs en linje (XX', X^X^', X2X2') ved en eller flere steder for å tillate bøying av platen om nevnte organer; bæreelementer (13,14,33,34) anordnet på hver side av motholdsorganene og som er hengslet langs akser (YY<1>,ZZ<1>,Y1Y1',Z1Z1') på hver side av motholdsorganene, idet disse akser er parallelle med nevnte motholdsorganer ved et nivå beliggende høyere enn motholdsorganene, idet bæreelementene har kraftpåsettende organer (19,20,46,47) anbrakt i avstand fra aksene og virkende på tvers av platens plan på motsatt beliggende randområder derav for å bevirke bøying av platen om motholdsorganene; samt støtteorganer (22,23,48,49) som virker nær nevnte motsatt beliggende randområder av platen i retning av aksene for å bevirke adskillelse av platen fra motholdsorganene under bøying av platen, samt eventuelt også omfattende anordninger for sonevis oppvarming av platen.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at bæreelementene (13,14,33,34) danner hevarm-bøyler som ligger an mot motsatte endepartier av platen og bøylene danner kraftutøvende organer for anlegg mot en side av platen, samt understøttende deler for understøttelse av platens ende-flater .

12. Apparat ifølge krav 10 og 11, karakterisert ved at motholdsorganene kan parallellforskyves i en føring (38,39) og ved at minst et av bæreelementene (33,34) har en forskyvningsdel (42,43) som virker på motholdsorganene og forskyver disse bort fra platen under påføringen av bøye-kraftene.

13. Apparat ifølge krav 10-12, karakterisert ved at motholdsorganene har form av stenger.