PL176180B1

PL176180B1 - Sposób i urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych i tafla szklana hartowana

Info

Publication number: PL176180B1
Application number: PL95307158A
Authority: PL
Inventors: Hans-Wemer Kuster; Carsten Bremer
Original assignee: Saint Gobain Vitrage
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1999-04-30
Also published as: DE69517213T2; TR28563A; EP0667320B1; CZ286726B6; EP0667320A2; EP0667320A3; PL307158A1; CN1112525A; JPH07267665A; CN1076327C; BR9500481A; DE4404165C1; DE69517213D1; PT667320E; CZ35795A3; ES2149328T3; ATE193511T1; SI0667320T1; US5779755A

Abstract

1. Sposób hartowania przez zetkniecie tafli szklanych posiadajacych co najmniej je- den otwór, w którym dociskowe plyty chlodzace dociska sie do powierzchni tafli szklanych podgrzewanych do temperatury hartowania, znamienny tym, ze doprowadza sie strumien gazu chlodzacego do tafli szkla- nych, wdmuchuje sie strumien gazu chlodzacego w otwory w tych taflach i uderza sie tym strumieniem o powierzchnie wewne- trzne ograniczajace otwór, podczas nacisku plyt dociskowych na te tafle szklane. F i g . 1 P L 1 7 6 1 8 0 B 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych i tafla szklana hartowana, a zwłaszcza sposób i urządzenie do hartowania lub naprężania przez zetknięcie tafli szklanych, w szczególności szyb samochodowych, w których chłodzone płyty dociskowe naciskają na powierzchnie tafli szklanych ogrzewanych do temperatury hartowania.

Taki sposób znany jest, na przykład, z opisu patentowego EPO 404 677 B1. Sposób ten polega na doprowadzeniu podgrzewanej tafli szklanej do temperatury hartowania w prasie, w której tafla szklana jest gwałtownie chłodzona, a więc hartowana, przy czym jednocześnie powierzchnie obwodowe tafli szklanej są chłodzone przez promieniowanie powietrza chłodzącego, prostopadłe do powierzchni obwodowych, a więc są również poddane sprężaniu przez ciśnienie.

Szyby pojazdów zawierają często jeden lub kilka przelotowych otworów. Jest tak w przypadku, na przykład, wymiennych szyb bocznych, gdy mechanizm podnoszący i/lub sworzeń prowadnicy, muszą być przymocowane do tafli szklanej. Szyby tylne mają także niekiedy otwór, przez który jest przeprowadzony czop ramienia wycieraczki.

Jak wiadomo, otwory w tafli szklanej muszą być wykonane przed jej hartowaniem, gdyż hartowana tafla szklana pękłaby podczas wykonywania otworu. Okazało się, że podczas hartowania tafli szklanej zimnym powietrzem, nawet tafle z otworami mają większą wytrzymałość na ugięcia niż tafle z otworami hartowane przez zetknięcie.

Celem wynalazku jest udoskonalenie znanego sposobu hartowania przez zetknięcie z taflą szklaną, aby móc hartować także tafle dziurkowane tak, aby miały wytrzymałość na ugięcie, odpowiadającą zwykłym płytom z pęcherzami powietrznymi. Celem wynalazkujest także zaprojektowanie odpowiedniego urządzenia do stosowania tego sposobu.

Sposób hartowania przez zetknięcie tafli szklanych posiadających co najmniej jeden otwór, w którym dociskowe płyty chłodzące dociska się do powierzchni tafli szklanych podgrzewanych do temperatury hartowania, według wynalazku polega na tym, że doprowadza się strumień gazu chłodzącego do tafli szklanych, wdmuchuje się strumień gazu chłodzącego w otwory w tych taflach i uderza się tym strumieniem o powierzchnie wewnętrzne ograniczające otwór, podczas nacisku płyt dociskowych na te tafle szklane.

Korzystnie strumień gazu chłodzącego doprowadza się do tafli szklanych poprzez otwór znajdujący się w jednej płycie dociskowej, a odprowadza się ten strumień poprzez otwór znajdujący się w drugiej płycie dociskowej.

Korzystne jest też, gdy strumień gazu chłodzącego doprowadza się i odprowadza się poprzez otwór znajdujący się w tej samej płycie dociskowej.

Urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych, posiadających co najmniej jeden otwór, za pomocą dwóch dociskowych płyt chłodzących, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jedna płyta dociskowa zawiera co najmniej jeden otwór dopływowy gazu chłodzącego lub dyszę, a druga płyta dociskowa ma co najmniej jeden otwór odpływowy, przy czym otwór dopływowy gazu chłodzącego lub dysza i otwór odpływowy są ustawione współosiowo i współśrodkowo względem siebie.

Korzystnie płyty dociskowe sąprzykryte od strony stykającej się z taflą szklaną, przez tkaninę lub oczka przepuszczalne dla powietrza, utworzone z włókien odpornych na wysoką tempe4

176 180 raturę i o znacznej przewodności cieplnej, przy czym tkanina lub oczka przykrywają w sposób ciągły otwory dopływowe i odpływowe płyt dociskowych. · .

Korzystnie tkanina lub oczka przykrywające płyty dociskowe są z włókien metalowych i posiadają porowatość co najmniej 60%, a korzystnie ponad 80%.

Urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych posiadających co najmniej jeden otwór za pomocą dwóch dociskowych płyt chłodzących, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płyta dociskowa ma na stronie zwróconej do tafli szklanej, otwór dopływowy lub dyszę gazu chłodzącego, i co najmniej jeden otwór odpływowy, przy czym otwór dopływowy i otwór odpływowy są usytuowane jeden przy drugim wewnątrz miejsca płyty dociskowej, przykrywającego otwór tafli szklanej.

Korzystnie dysza skierowana do tafli szklanej i stanowiąca otwór dopływowy jest usytuowana wewnątrz jednego z otworów tworzących przewód odpływowy.

Korzystnie dysza i otwór tworzące przewód odpływowy są usytuowane współosiowo i współśrodkowo względem siebie.

Korzystnie dysza jest usytuowana w kierunku osi otworu.

Korzystnie płyty dociskowe sąprzykryte od strony stykającej się z taflą szklaną, przez tkaninę lub oczka przepuszczalne dla powietrza, utworzone z włókien odpornych na wysokątemperaturę i o znacznej przewodności cieplnej, przy czym tkanina lub oczka przykrywają w sposób ciągły otwory dopływowe i odpływowe płyt dociskowych.

Korzystnie tkanina lub oczka przykrywające płyty dociskowe, są'z włókien metalowych i posiadają porowatość co najmniej 60%, a korzystnie ponad 80%.

Tafla szklana, hartowana sposobem według wynalazku, zawierająca jeden lub kilka otworów, charakteryzuje się tym, że ma jednorodne naprężenia powierzchniowe, oraz tym, że na obwodzie otworów, obraz tafli szklanej w świetle spolaryzowanym ma linię obojętną, współśrodkową z obwodem otworu.

Sposób według wynalazku polega więc, na doprowadzeniu gazu chłodzącego na powierzchnie wewnętrzne, które ograniczają otwory w taflach szklanych, podczas nacisku płyt dociskowych, a zatem na stosowaniu znanego sposobu hartowania przez zetknięcie tafli szklanych posiadających co najmniej jeden otwór przelotowy, ale pod warunkiem, że podda się ścianki otworów wybiórczemu chłodzeniu powierzchniowemu przez unoszenie. Dzięki temu wytwarza się na powierzchni otworów sprężenie pod wpływem ciśnienia, które powoduje żądane zwiększenie wytrzymałości na ugięcie. Hartowana tafla szklana według wynalazku ma więc jednorodne naprężenia powierzchniowe, wynikające z hartowania przez zetknięcie, a obraz tej tafli w świetle spolaryzowanym ma obojętną linię współśrodkową z obwodem otworu charakterystycznego naprężeń ściskania, otrzymanych na brzegu otworu.

Pierwszy przykład wykonania urządzenia do hartowania przez zetknięcie, odpowiedni do stosowania sposobu według wynalazku z dwiema płytami dociskowymi, polega na tym, że w miejscu, w którym płyty dociskowe przykrywają otwór tafli szklanej, jedna z płyt dociskowych zawiera jeden lub kilka otworów dopływowych lub dysz z gazem chłodzącym, podczas gdy druga płyta dociskowa zawiera jeden lub kilka otworów odpływowych w odpowiednim miejscu. Ten przykład wykonania jest szczególnie odpowiedni dla pras hartujących przez zetknięcie, których obydwie płyty dociskowe są płytami metalowymi, przez które przechodzą przewody z wodą chłodzącą.

Inny przykład wykonania urządzenia według wynalazku wyróżnia się przez fakt, że tylko jedna z płyt dociskowych jest zaopatrzona w jeden lub kilka otworów dopływowych gazu chłodzącego jak również jeden lub kilka otworów odpływowych, przy czym zarówno otwory dopływowe jak i odpływowe są usytuowane blisko względem siebie wewnątrz miejsca płyty, które pokrywa otwór tafli szklanej. Ten przykład wykonaniajest odpowiedni w szczególności dla pras do hartowania przez zetknięcie, w których jedna z płyt dociskowych jest z metalu, a druga zawiera wydrążoną przestrzeń wypełnioną wodą, mającą co najmniej wielkość tafli szklanej, która to przestrzeń jest zamknięta przez giętką przeponę nieprzepuszczalną, od strony zetknięcia z taflą szklaną

17(5 180

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład urządzenia do hartowania według wynalazku, w przekroju, fig. 2 - drugi przykład urządzenia do hartowania według wynalazku, w przekroju, fig. 3 - inne rozwiązanie przewodów dopływowych i odpływowych urządzenia z fig. 2, w przekroju, fig. 4 szczegół z fig. 3.

Urządzenie do hartowania przez zetknięcie, przedstawione na fig. 1 zawiera dolną płytę dociskową 1 i górną płytę dociskową 2. Między tymi płytami dociskowymi jest umieszczona tafla szklana 3. Dolna, płyta dociskowa jest zaopatrzona w dwie warstwy sprężyste 4 i 5 o dobrej przewodności cieplnej, przy czym warstwa 4 jest utworzona na przykład z laminowanej płyty grafitowej, a warstwa górna jest z tkaniny z włókien metalowych. Pojedyncze włókna tworzące metalową tkaninę, mają korzystnie średnicę mniejszą od 50 mikrometrów. Podobnie górna płyta dociskowa jest zaopatrzona w warstwy sprężyste 6 i 7, obydwie płyty dociskowe 1 i 2 są zaopatrzone w przewody 8 i 9, przez które przepływa woda chłodząca. Doprowadzenie wody chłodzącej dokonuje się przewodami 10 i 11. Woda chłodząca jest usuwana przewodami nieprzedstawionymi na rysunku.

Dolna płyta dociskowa 1 zawierająca warstwę 4, jest zaopatrzona w otwór 13, do którego jest doprowadzona rura 14 połączona z przewodem sprężonego powietrza. Podobnie górna płyta dociskowa 2, zawierająca warstwę 8, ma przelotowy otwór 15, przez który ulatuj e wdmuchiwane powietrze.

Tkaniny 5 i 7 z włókien metalowych są ciągłe na wprost otworów 13 i 15. Aby zapewnić wystarczającą przepuszczalność w tym miejscu, należy zastosować tkaninę, której oczka mają porowatość co najmniej 60%, a korzystnie wyższą od 80%. Stosowane do tego celu tkaniny i oczka są opisane na przykład w patentach europejskich nr 0 312 439 B1 i 0 387 111 B1.

Otwory 13 i 15 znajdujące się w każdej z odpowiadających płyt są usytuowane na wprost otworu tafli szklanej 3. W przedstawionym tu przypadku, otwory 13 i 15 są prostopadłe do powierzchni tafli szklanej. W tym rozwiązaniu, gaz chłodzący wychodzący z otworu 13 wpływa najpierw do otworu 12 tafli szklanej 3, chłodząc w ten sposób powierzchnie dolne ograniczające otwór 12, a następnie przechodzą do atmosfery przez otwór 15.

To urządzenie umożliwia stosowanie sposobu według wynalazku następująco: najpierw podnosi się górną płytę dociskową, po czym doprowadza się taflą szklaną o temperaturze hartowania między płyty dociskowe 1 i 2 chłodzone cieczą, a następnie dociska się płytę dociskową 2 do tafli szklanej 3. Podczas wywierania nacisku przez płyty chłodzące 1i 2 na taflę szklaną 3, zawór umieszczony na rurze 14 jest otwarty i gaz chłodzący wdmuchuje się przez ten otwór do otworu 12. Następnie gaz chłodzący wypływa na zewnątrz otworem 15.

Urządzenie do sprężania przedstawione na fig. 2 zawiera również dolną płytę dociskową 18 i górnąpłytę 19, między którymi jest umieszczona tafla szklana 3. Podobnie jak w poprzednim przykładzie, dolna płyta dociskowa 18 jest zaopatrzona w dwie sprężyste warstwy 4 i 5 o znacznej przewodności cieplnej. Górna płyta dociskowa jest utworzona ze skrzynki metalowej 20, zamkniętej od dołu przez giętką przeponę 21 i wypełnionej wodą chłodzącą. Woda chłodząca jest doprowadzana rurą 221 wypływa przez inną rurę, nie przedstawioną. Regulacja doprowadzania i/lub odprowadzana woda umożliwia regulację ciśnienia i prędkości przepływu wody wewnątrz metalowej skrzynki 20.

Na wprost otworu 12 tafli szklanej, dolna płyta dociskowa 18 jest zaopatrzona w przelotowy otwór 23, wewnątrz którego jest umieszczona dysza 24 współosiowo do otworu 23, zakończona nieco poniżej warstwy 5. Między ścianką zewnętrzną dyszy 24 i ścianką otworu 23 jest utworzona wydrążona przestrzeń o przekroju pierścieniowym, która służy jako przewód 26 do usuwania powietrza chłodzącego, doprowadzonego przez dyszę 24. Dysza 24 jest połączona z odpowiednim źródłem sprężonego powietrza.

W celu stosowania sposobu według wynalazku, umieszcza się taflę szklaną między płytami dociskowymi jak w przykładzie poprzednim i zamyka się w prasę. Podczas docisku płyt chłodzących 18 i 19 do tafli szklanej 3, ścianka z otworem 12 tafli szklanej j est ponownie chłodzona gazem. Aby otrzymać wystarczający wydatek gazu chłodzącego i duży współczynnik chłodzę6

176 180 nia, stosuje się korzystnie powietrze o nadciśnieniu 100 do 500 Pa, jako czynnik chłodzący. Po ochłodzeniu ścianki z otworem 12 i podgrzaniu się, gaz chłodzący opada przez przewód odpływowy 26. Jest to pożądane z wielu powodów. Można zwiększyć przepływ gazu chłodzącego zwiększając jego nadciśnienie i/lub pompując go wybiórczo za pomocą układu pompującego, nie przedstawionego.

Rozmieszczenie przewodu doprowadzającego i odprowadzającego w dolnej płycie dociskowej umożliwia nieulepszanie górnej płyty dociskowej. Jest to bardzo użyteczne wówczas, gdy górna płyta dociskowa jest zaopatrzona w giętkąprzeponę, gdyż pozwala to zachować sprężystość całej płyty, a więc jej zdolność do równomiernego docisku do tafli szklanej.

Urządzenie przedstawione na fig. 2 jest również bardzo korzystne, ponieważ umożliwia wykonanie zmian koniecznych do wykonania wynalazku na jednej tylko, zdwóch płyt dociskowych. Zmiany można dokonać przez wykonanie otworów tylko w dolnej płycie dociskowej nawet wówczas, gdy urządzenie do hartowania przez zetknięcie, już istnieje. Dzięki temu, gdy wykona się tylko jeden lub kilka otworów dodatkowych w taflach szklanych bez zmiany kształtu, lub kiedy wykona się otwór w innym miejscu niż poprzednie, nie ma potrzeby wykonania całkiem nowej płyty.

Jak już stwierdzono, wybiórcze pompowanie gazu, który wylatuje przez przewód odpływowy, może być niekiedy korzystne. Przykład konstrukcji, który szczególnie temu celowi odpowiada, jest przedstawiony w postaci przekroju w sektorze III na fig. 2. Poza tym, konstrukcja dwóch płyt dociskowych 18 i 19 zawierających warstwę sprężystą 4 i warstwę 5 z tkaniny umieszczoną powyżej płyty dociskowej 18, jak również przepona 21 i warstwa 3 z tkaniny, górnej płyty dociskowej 19 odpowiadają urządzeniu przedstawionemu na fig. 2.

W przypadku rozwiązania uwidocznionego na fig. 3 nieprzelotowy otwór 29 jest wykonany w metalowym korpusie 28 płyty dociskowej 18. Współosiowo z otworem 29 jest wykonany otwór 30 o mniejszej średnicy, który ma wylot w prostopadłym do niego otworze 31, który służy ponadto jako kanał doprowadzający powietrze chłodzące. Poza tym, prostopadle do otworu 29, jest wykonany i z nim połączony otwór 32, który służy jako kanał do odprowadzania powietrza chłodzącego. W otworze 29 jest umieszczony współosiowo element rurowy 34, mający wzdłużne żebra 35 wystające promieniowo, które są oparte o ściankę otworu 29. Dolna część rurowa 36 tego elementu 34 stanowi połączenie z otworem 30, podczas gdy przewody utworzone między żebrami 35 są połączone przewodem odpływowym 32.

Nawet w tym przypadku jest ważne, aby tkanina lub oczka warstwy 5 nie były przerywane na wprost otworu 29, a ponadto żeby miały porowatość wystarczającą, aby powietrze chłodzące mogło przepływać przez tkaninę lub oczka w wystarczającej ilości.

W przykładach poprzednich, powietrze chłodzące zostało doprowadzone każdorazowo do środka otworu tafli szklanej i usuwane przy ściance otworu po zawirowaniu w tym otworze. Jednakże można również postąpić przeciwnie, to jest zamienić przewody, dopływowy i odpływowy, i umożliwić przepływ powietrza chłodzącego w otworze przy jego ściance, zasysając go przez rurę osiową. Można również inaczej rozmieścić otwory odpływowe, jeśliby się to okazało korzystnie.

Wszystkie te sposoby mająjako wspólną cechę odmienną, niż w znanych sposobach hartowania, fakt, że powietrze chłodzące nie jest skierowane prostopadle do powierzchni sprężonych, ale w kierunku osi otworu, to jest równolegle do ścianek gwałtownie chłodzonych. Dzięki temu otrzymuje się wystarcząjącąprędkość chłodzenia ścianek otworów, a co najmniej otoczenia tych otworów. Szczególną zaletą tego sposobu jest to, że można uzyskać naprężenie wstępne ścianki otworu za pomocą stosunkowo prostych środków.

176 180

Fin. 2

176 180

L-sJ¹ frig· F

176 180

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób hartowania przez zetknięcie tafli szklanych posiadających co najmniej jeden otwór, w którym dociskowe płyty chłodzące dociska się do powierzchni tafli szklanych podgrzewanych do temperatury hartowania, znamienny tym, że doprowadza się strumień gazu chłodzącego do tafli szklanych, wdmuchuje się strumień gazu chłodzącego w otwory w tych taflach i uderza się tym strumieniem o powierzchnie wewnętrzne ograniczające otwór, podczas nacisku płyt dociskowych na te tafle szklane.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień gazu chłodzącego doprowadza się do tafli szklanych poprzez otwór znajdujący się w jednej płycie dociskowej, a odprowadza się ten strumień poprzez otwór znajdujący się w drugiej płycie dociskowej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień gazu chłodzącego doprowadza się i odprowadza się poprzez otwór znajdujący się w tej samej płycie dociskowej.
4. Urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych, posiadających co najmniej jeden otwór, za pomocą dwóch dociskowych płyt chłodzących, znamienne tym, że jedna z płyt dociskowych (1) zawiera co najmniej jeden otwór dopływowy gazu chłodzącego lub dyszę (13), a druga płyta dociskowa (2) ma co najmniej jeden otwór odpływowy (15), przy czym otwór dopływowy gazu chłodzącego lub dysza (13) i otwór odpływowy (15) sąustawione współosiowo i współśrodkowo względem siebie.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że płyty dociskowe (12) sąprzykryte od strony stykającej się z taflą szklaną (3), przez tkaninę lub oczka (5 i 7) przepuszczalne dla powietrza, utworzone z włókien odpornych na wysoką temperaturę i o znacznej przewodności cieplnej, przy czym tkanina lub oczka (5 i 7) przykrywają w sposób ciągły otwory dopływowe i odpływowe płyt dociskowych.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że tkanina lub oczka (5,7) przykrywające płyty dociskowe (1, 2) są z włókien metalowych i posiadają porowatość co najmniej 60%, a korzystnie ponad 80%.
7. Urządzenie do hartowania przez zetknięcie tafli szklanych, posiadających co najmniej jeden otwór, za pomocą dwóch dociskowych płyt chłodzących, znamienne tym, że płyta dociskowa (18) ma, na stronie zwróconej do tafli szklanej (3), otwór dopływowy lub dyszę gazu chłodzącego i co najmniej jeden otwór odpływowy, przy czym otwór dopływowy i otwór odpływowy sąusytuowane jeden przy drugim wewnątrz miejsca płyty dociskowej (18), przykrywającego otwór (12) tafli szklanej (3).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że dysza (24) skierowana do tafli szklanej i stanowiąca otwór dopływowy j est usytuowana wewnątrz j ednego z otworów tworzących przewód odpływowy.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że dysza (24) i otwór (23) tworzące przewód odpływowy sąusytuowane współosiowo i współśrodkowo względem siebie.
10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że dysza (24) jest usytuowana w kierunku osi otworu.
11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że płyty dociskowe (18,19) sąprzykryte od strony stykającej się z taflą szklaną (3), przez tkaninę lub oczka (5, 7) przepuszczalne dla powietrza, utworzone z włókien odpornych na wysoką temperaturę i o znacznej przewodności cieplnej, przy czym tkanina lub oczka (5, 7) przykrywają w sposób ciągły otwory dopływowe i odpływowe płyt dociskowych.

176 180
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że tkanina lub oczka (5, 7) przykrywające płyty dociskowe, sąz włókien metalowych i posiadająporowatość co najmniej 60%, a korzystnie ponad 80%.
13. Tafla szklana, hartowana według sposobu opisanego w zastrz. 1 albo 2, albo 3 i zawierającajeden lub kilka otworów, znamienna tym, że ma jednorodne naprężenia powierzchniowe, oraz tym, że na obwodzie otworów, obraz tafli szklanej w świetle spolaryzowanym ma linię obojętną, współśrodkową z obwodem otworu.