PL177417B1

PL177417B1 - Sposób gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych oraz urządzenie do gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych

Info

Publication number: PL177417B1
Application number: PL95308100A
Authority: PL
Inventors: Alan C. Woodward; Hans-Dieter Funk; Richard A. Herrington
Original assignee: Flachglas Ag; Libbey Owens Ford Co; Pilkington Glass Ltd
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 1999-11-30
Also published as: ATE168360T1; CZ288367B6; KR950031951A; DE69503417D1; BR9501543A; DE69503417T2; RU95105427A; CA2146934C; GB9407609D0; PL308100A1; EP0677489A2; HU9501060D0; NZ270928A; CN1073970C; TW376378B; SI0677489T1; RU2143407C1; JP3867932B2; US5755845A; AU1643395A

Abstract

prasowaniem wyposazone w czesci formy posia- dajace przeciwlegle, uzupelniajace sie powierzchnie ksztaltujace do ksztaltowania plyty, gdy jest ona zasadniczo pozioma, przy czym co najmniej jedna z tych powierzchni jest ogrzewana, przenosnik plyt szklanych rozciagajacy sie na zewnatrz pieca i do wnetrza stanowiska giecia z prasowaniem, stanowi- sko chlodzenia do chlodzenia powierzchni wygietej plyty szklanej oraz zespól wahadlowy do przeno- szenia wygietej plyty szklanej poza stanowisko giecia z prasowaniem i do wnetrza stanowiska chlodzenia, znamienne tym, ze czesc (61b) formy, posiadajaca ogrzewana powierzchnie ksztaltujaca (110, 130), ma wewnetrzne srodki grzejne zawie- rajace przewody dla przeplywu goracego plynu, przechodzace przez te czesc (61b) formy, dostoso- wane do utrzymywania temperatury ogrzewanej powierzchni ksztaltujacej (110, 130) w zakresie od 200°C do 350°C. Fig.2. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych oraz urządzenie do gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, zwłaszcza cienkich płyt szklanych przeznaczonych na szyby do pojazdów.

Przy wytwarzaniu odprężonych krzywoliniowych płyt szklanych na okna pojazdów, takich jak samochody osobowe, trzeba równocześnie spełnić wiele wymagań. Po pierwsze, szyba musi spełniać obowiązujące wymagania bezpieczeństwa, takie jak ECE R43 w Europie, które przewidują sposób pękania szyby zmniejszający ryzyko zranienia. Szyba musi mieć również właściwe wymiary i kształty pasujące do otworu w pojeździe, do którego jest przeznaczona. Ponadto, powinna być pozbawiona wad powierzchniowych i powinna mieć jakość optyczną wystarczającą do zapewniania obserwacji przez okno bez żadnych zniekształceń obrazu. Ponadto cena takiej szyby musi być do zaakceptowania przez odbiorcę, którym jest producent pojazdów.

W celu gięcia z prasowaniem płyty szklane są zwykle transportowane poprzez piec ogrzewający, gdzie są ogrzewane do stanu zmiękczenia cieplnego, zanim przejdą do stanowiska gięcia z prasowaniem, gdzie każda płyta jest kształtowana przez prasowanie jej pomiędzy uzupełniającymi się, przeciwległymi powierzchniami kształtującymi. Powierzchnie te są normalnie powierzchniami formy, a dla każdej inaczej kształtowanej płyty szklanej, która ma być wytwarzana, potrzebna jest inna para części formy. Jeżeli stanowisko gięcia z prasowaniem nie jest samo usytuowane w ogrzewanym środowisku, części formy są zimne, kiedy są świeżo zainstalowane na początku cyklu produkcyjnego i w przeszłości przez pewien czas po uruchomieniu wytwarzano niewiele lub nie wytwarzano wcale szkła nadającego się do sprzedaży ze względu na wiele wad, które można przypisać zimnym formom. W tym czasie gorące płyty szklane ogrzewały formę do temperatury pracy, co mogło zajmować 15-40 minut, zależnie od czasu cyklu, grubości i temperatury szkła. Te straty produkcyjne są oczywiście niepożądane, zwłaszcza gdy cykle produkcyjne są krótkie, ponieważ zwiększa to koszty.

Ponadto, takie systemy gięcia z prasowaniem musiały działać przy stosunkowo krótkim maksymalnym czasie cyklu, gdy wytwarzano odprężane płyty szklane, ponieważ w przeciwnym wypadku wygięta płyta szklana uległaby nadmiernemu ochłodzeniu pomiędzy gięciem a chłodzeniem, co powoduje nieodpowiedni stopień odprężenia, a sposób pękania nie spełnia wtedy odpowiedniej normy. Chociaż krótki czas cyklu jest pożądany z punktu widzenia zmniejszenia kosztów operacyjnych, może on nie zapewniać czasu wystarczającego na gięcie płyty szklanej do żądanego kształtu bez wprowadzania dystorsji optycznej. Jest to szczególnie słuszne dla skomplikowanych kształtów, to znaczy kształtów mających krzywizny w dwóch kierunkach wzajemnie prostopadłych. W celu produkowania odprężonych płyt szklanych o nowoczesnych skomplikowanych kształtach w sposób zadowalający, ważne jest dysponowanie wystarczającym czasem na fazę gięcia w cyklu z utrzymywaniem nadal wystarczająco wysokiej temperatury w płycie szklanej, by mogła być ona odpowiednio odprężona po ochłodzeniu.

Wszystkie te trudności zbiegaj ą się przy gięciu i odprężaniu cienkiego szkła, ponieważ cienkie arkusze szklane ulegają szybszemu ochłodzeniu niż grube. W przeszłości w samochodach stosowano zwykle szyby o grubości 5 lub 6 mm. Jednakże ze względu na tendencję do zmniejszania ciężaru pojazdów producenci samochodów rozpoczęli stosowanie nominalnych grubości 4 mm, a następnie 3 mm dla odprężonego szkła samochodowego. Przy danych tolerancjach produkcyjnych określenie „szkło cienkie” obejmuje zakres grubości do 4,2 mm (zwykle, ale niekoniecznie, od 2,8 mm do 4,2 mm) w kontekście szkła odprężonego.

177 417

Znane są systemy gięcia z prasowaniem, w których stanowisko gięcia z prasowaniem jest ogrzewane, np. jest również usytuowane w piecu. Chociaż pozwala to na uniknięcie strat związanych z opisanym powyżej rozruchem i likwiduje ograniczenie czasowe dotyczące gięcia, systemy takie są drogie, zarówno jeśli chodzi o koszty inwestycyjne jak i o koszty eksploatacyjne. W celu uniknięcia takich wydatków byłoby pożądane usunięcie wymienionych wyżej wad tańszych systemów gięcia, w których stanowisko gięcia z prasowaniem nie jest ogrzewane.

Jedna możliwość polega na ogrzewaniu formy w przeciwieństwie do ogrzewania całego stanowiska gięcia z prasowaniem. Z opisu patentowego US nr 3 753 673 jest znany system gięcia z prasowaniem, w którym płyty szklane są podwieszone pionowo pod kleszczami. Przed 1968 r. szkło stosowane w pojazdach samochodowych miało grubość 5 lub 6 mm i stwierdzono, że po gięciu płyty szklanej występowała dalsza zmiana kształtu wygiętej płyty. Zjawisko to nazywane „odbijaniem” powodowane było różnym chłodzeniem dwóch głównych powierzchni wygiętej płyty, które następuje wtedy , dyy pĘta e^est odkszaałcana pomiędzy częściami formy, zwłaszcza jeśli są one różnej konstrukcji. Unikano tego przez grzanie jednej lub obu części formy w celu zmniejszenia chłodzenia różnicowego.

W obecnych systemach gięcia z prasowaniem płyty szklane są wspierane zasadniczo poziomo podczas całego procesu technologicznego, również podczas gięcia, a kształt wygiętej płyty jest ograniczany przez ciężar działający na jej powierzchnię wspierającą po gięciu. Ponadto, ponieważ płyty szklane są obecnie zwykle raczej cieńsze, przewodzenie ciepła zmniejsza różnicę temperatur pomiędzy dwiema głównymi powierzchniami płyty, a ponieważ płyta nie jest już podwieszona w stanie swobodnym, odbijanie jest mniejszym problemem.

Z opisu WO nr 93/14038 jest znany ulepszony sposób ustalania określonego profilu temperatury w stosunkowo cienkiej płycie szklanej, sprzyjającego właściwemu gięciu. W publikacji tej opisano górną część formy wyposażoną w elementy grzejne, które mogą być używane albo do regulowania Ropnia rozprcescaic ciepła z płyty szklanej, albo do podgrzewania jej. W pierwszym przypadku na powierzchni kształtującej powstają temperatury 371-427°C, natomiast w drugim przypadku potrzebne są raczej wyższe temperatury 538-649°C.

Dotychczas takie stosunkowo wysokie temperatury powierzchni kształtującej uważane były za konieczne w ogrzewanych częściach formy dla otrzymania odpowiedniego odprężania cienkich płyt szklanych przenoszonych ze stanowiska gięcia z prasowaniem do stanowiska odprężania przy umiarkowanych czasach cyklu. Stwierdzono niespodziewanie, że nawet cienkie płyty szklane mogą być odpowiednio odprężane po przeniesieniu ze stanowiska gięcia z prasowaniem, w którym płyty są kształtowane pomiędzy przeciwległymi, uzupełniającymi się powierzchniami kształtującymi, na których utrzymywane są znacznie niższe temperatury.

Sposób gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, w którym ogrzewa się cienką płytę szklaną w piecu do stanu zmiękczonego cieplnie, przenosi się tę płytę z pieca do stanowiska gięcia z prasowaniem wyposażonego w części formy posiadające przeciwległe, uzupełniające się powierzchnie kształtujące, przy czym co najmniej jedną z tych powierzchni ogrzewa się, kształtuje się zasadniczo poziomo usytuowaną płytę przez prasowanie jej pomiędzy przeciwległymi powierzchniami kształtującymi, przenosi się wygiętą płytę ze stanowiska gięcia z prasowaniem do stanowiska chłodzenia, odpręża się płytę przez chłodzenie jej powierzchni oraz usuwa się wygiętą i odprężoną płytę szklaną ze stanowiska chłodzenia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że utrzymuje się temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej w zakresie od 200°C do 350°C.

Temperatura ogrzewanej powierzchni kształtującej może być utrzymywana w żądanym zakresie przez grzanie zewnętrzne (to znaczy przez doprowadzanie ciepła bezpośrednio do powierzchni kształtującej z zewnątrz formy), np. za pomocą palników lub strumieni gorącego powietrza lub gazu. Takie zewnętrzne środki grzejne korzystnie działają w sposób przerywany, tak aby dogrzewać powierzchnię kształtującą pomiędzy prasowaniem jednej płyty szklanej a prasowaniem następnej płyty.

Korzystnie utrzymuje się temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej przez wyzwalanie ciepła wewnątrz części formy posiadającej tę powierzchnię. W szczególności, wyzwala się ciepło wewnątrz części formy przez przepuszczanie prądu elektrycznego przez elek177 417 tryczne elementy grzejne przebiegające poprzez tę część formy albo przez przepuszczanie gorącego płynu poprzez przewody przebiegające przez tę część formy.

Korzystnie, temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej utrzymuje się w zakresie od 220°C do 300°C, w szczególności około 250°C.

Przenosi się płytę szklaną z pieca do stanowiska chłodzenia, korzystnie, w ciągu 5-8 sekund.

Ewentualnie, wygiętą płytę utrzymuje się w styku z ogrzewaną powierzchnia, kształtującą za pomocą różnicy ciśnienia powietrza pomiędzy dwiema stronami płyty.

Sposób według wynalazku w szczególności stosuje się do płyt szklanych o grubości do 4,2 mm, zwłaszcza o grubości 2,8-3,7 mm.

Urządzenie do gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, mające piec, stanowisko gięcia z prasowaniem wyposażone w części formy posiadające przeciwległe, uzupełniające się powierzchnie kształtujące do kształtowania płyty, gdy jest ona zasadniczo pozioma, przy czym co najmniej jedna z tych powierzchni jest ogrzewana, przenośnik płyt szklanych rozciągający się na zewnątrz pieca i do wnętrza stanowiska gięcia z prasowaniem, stanowisko chłodzenia do chłodzenia powierzchni wygiętej płyty szklanej oraz zespół wahadłowy do przenoszenia wygiętej płyty szklanej poza stanowisko gięcia z prasowaniem i do wnętrza stanowiska chłodzenia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że część formy, posiadająca ogrzewaną powierzchnię kształtującą, ma wewnętrzne środki grzejne zawierające przewody dla przepływu gorącego płynu, przechodzące przez tę część formy, dostosowane do utrzymywania temperatury ogrzewanej powierzchni kształtującej w zakresie od 200°C do 350°C.

Korzystnie, ogrzewana powierzchnia kształtująca jest pełną powierzchnią kształtującą, to znaczy powierzchnią, która rozciąga się na całej powierzchni płyty szklanej. Forma posiadająca taką pełną powierzchnię kształtującą jest odpowiednio nazywana formą pełnopowierzchniową. Formy pełnopowierzchniowe umożliwiają dokładne kształtowanie całej płyty, a nie tylko jej obwodu. Ponieważ takie formy mają większą pojemność cieplną niż powiedzmy forma konturowa lub pierścieniowa, wymagają one dłuższego czasu dla nagrzania, jeżeli nie są nagrzewane wewnętrznie.

Korzystnie, forma zawiera górną część i dolną część, a ogrzewaną powierzchnią kształtującąjest powierzchnia górnej części formy. Ogrzewana powierzchnia kształtująca jest, ewentualnie, wypukła.

Dolna część formy jest, korzystnie, częścią konturową lub pierścieniową posiadającą powierzchnię kształtującą która stanowi obwodowe obrzeże kształtujące, stykające się z obwodem dolnej powierzchni płyty dociskowej, przy czym sama dolna część formy może być ogrzewana wewnętrznie.

Korzystnie, jedna z części formy jest podciśnieniowa, a ogrzewana powierzchnia kształtująca jest powierzchnią tej części podciśnieniowej.

W szczególności, górna część formy jest podciśnieniowa, to znaczy jest to taka część formy, w której ciśnienie powietrza może być zmniejszone na powierzchni kształtującej, tak że płyta szklana jest przysysana do powierzchni kształtującej tej części formy w wyniku różnicy ciśnienia powietrza pomiędzy dwiema powierzchniami płyty. Może to pomagać w kształtowaniu płyty szklanej, zwłaszcza kiedy żądany kształt wygiętej płyty szklanej zawiera obszar odwrotnej krzywizny, to znaczy obszar wklęsły w płycie zasadniczo wypukłej. Użyteczna jest również możliwość podwieszenia giętej płyty szklanej pod górną częścią formy za pomocą ciśnienia przy przenoszeniu płyty szklanej, np. na wahadłowy pierścień wsporczy do dalszego transportu.

Chociaż forma taka jest nazywana formą podciśni(^i^i<^owa^, zwykle do powierzchni kształtującej przykładane są ciśnienia wyższe jak również niższe od ciśnienia atmosferycznego, np. w celu zapewnienia wymuszonego oddzielenia płyty szklanej od górnej części formy, kiedy płyta jest uwalniana.

Ogrzewana powierzchnia kształtująca jest, ewentualnie, wyposażona w pokrycie izolujące.

Na zewnątrz formy mogą być usytuowane środki grzejne. Przykładami takich zewnętrznych środków grzejnych są palniki, grzejniki promieniujące lub strumienie gorącego gazu, np. gorącego powietrza.

177 417

Istnieje kilka różnych środków grzania wewnętrznego. Jedne takie środki stanowią elektryczne elementy grzejne usytuowane w formie, takie jak elementy rezystancyjne umieszczone w otworach rozmieszczonych w odstępach w części lub w całości formy i sterowane przez odpowiednie obwody sterowania temperatury. Inne środki grzania wewnętrznego stanowią przewody przebiegające poprzez formę, przez które przepuszczany jest gorący płyn dla wymiany ciepła. Przewody te są dołączone do zewnętrznego źródła ogrzewającego płynu, np. do obwodu zawierającego środki grzania płynu, przy czym płynem tym może być ciecz, np. olej, lub gaz, np. powietrze. Sterowanie temperatury może odbywać się przez sterowanie temperatury płynu lub masowego natężenia przepływu płynu.

Ogrzewana płynem forma może nagrzewać się szybciej od stanu zimnego i ogólnie może być bardziej czuła na wszelkie zmiany temperatury, które są pożądane na powierzchni kształtującej. Płyn musi mieć jedynie temperaturę około 50-100°C wyższą niż żądana temperatura powierzchni kształtującej, podczas gdy elektryczne elementy grzejne miałyby normalnie temperaturę prawie 200° wyższą niż żądana temperatura powierzchni kształtującej. Ta zmniejszona różnica pomaga w sterowaniu i umożliwia uzyskiwanie bardziej równomiernych temperatur na powierzchni kształtującej. Zalety te są jeszcze zwiększone, kiedy forma jest wykonana z materiału o dużej przewodności cieplnej, takiego jak opisane dalej stopy aluminium.

Tam, gdzie jest możliwość, że temperatura powierzchni kształtującej może osiągnąć maksymalną temperaturę powierzchni materiału użytego do zbudowania formy, np. kiedy jest bardzo duża przepustowość gorącego szkła, grzanie płynem ma dalszą zaletę polegającą na tym, że płyn może być również wykorzystywany do chłodzenia formy, jeżeli w obwodzie, w którym przepływa płyn, zastosowane są środki chłodzenia płynu.

Części formy do gięcia szkła są wykonane z różnych materiałów metalicznych i niemetalicznych. Korzystnymi materiałami na formę według przedmiotowego wynalazku są odporne na wysoką temperaturę stopy aluminium lub materiały ceramiczne, łącznie z materiałami ceramicznymi nadającymi się do obróbki skrawaniem. Materiały te mogą być odlewane, co ułatwia wprowadzenie wewnętrznych elementów grzejnych.

Wynalazek jest przedstawiony, w przykładach wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do gięcia z prasowaniem i odprężania schematycznie w widoku z góry, fig. 2 - część urządzenia z fig. 1 w widoku z boku w częściowym przekroju, fig. 3 - górną część formy do stosowania w urządzeniu do gięcia z prasowaniem w widoku z boku z częściowym przekrojem, fig. 4 - część górnej części formy z fig. 3 w widoku perspektywicznym z częściowym przekrojem, fig. 5 - część zespołu wahadłowego przeznaczonego do urządzenia z fig. 1 w widoku perspektywicznym, fig. 6 - górną część formy alternatywną wobec pokazanej na fig. 3 i 4 w widoku z boku, fig. 7 - górną część formy z fig. 6 w widoku z góry, fig. 8 górną część formy z fig. 6 i 7 w widoku perspektywicznym, a fig. 9 przedstawia dolną część formy do stosowania w urządzeniu do gięcia z prasowaniem w widoku perspektywicznym.

Na figurze 1 przedstawiono urządzenie do gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, które zawiera pierwszy lub doprowadzający przenośnik 10, który doprowadza płyty szklane 11 do wejścia pieca 12. Piec 12 zawiera drugi przenośnik 18, który transportuje płyty 11 poprzez piec 12 i doprowadza je do stanowiska gięcia 13, gdzie płyty szklane zmiękczone przez ogrzanie są prasowane pomiędzy uzupełniającymi się, przeciwległymi powierzchniami kształtującymi przewidzianymi na członach prasujących w postaci form. Stanowisko gięcia 13 jest wyposażone w trzeci przenośnik (nie pokazano). Wygięte płyty są następnie transportowane przez stanowisko ochładzania 14, gdzie są one odprężane, do stanowiska wyjściowego 15, gdzie wygięte i odprężone płyty są przenoszone na czwarty przenośnik 19, wszystko w konwencjonalny sposób. Transport pomiędzy stanowiskiem gięcia 13 a stanowiskiem wyjściowym 15 odbywa się korzystnie za pomocą wahadłowego pierścienia wsporczego, co jest techniką znaną fachowcom, lub na rolkach. Urządzenie to ma linię środkową 17.

Figura 2 przedstawia końcową część pieca 12 i stanowisko gięcia 13 zawierające prasę 69, która ma przeciwległe człony prasujące w postaci form, jak opisano powyżej. Zawiera ono ramę 60 z górną częścią 61 formy i dolną częścią 62 formy zamontowanymi z możliwością przeciwstawnych ruchów posuwisto-zwrotnych wewnątrz tej ramy. Części 61, 62 formy są zamontowane każda odpowiednio na płycie dociskowej 63, 64, przy czym płyty te poruszają

177 417 się ruchem posuwisto-zwrotnym pionowo prowadzone przez człony prowadzące 67, 68. Zastosowano urządzenie podnoszące 108 dla dolnej części 62 formy w postaci siłownika 66. Podobnie zastosowano siłownik 65 dla górnej części 61 formy. Prasa 69 wyposażona jest w trzeci przenośnik 58 w postaci rolek 59 do przenoszenia płyty szklanej 11 na dolną cześć 62 formy, ale większość rolek 59 została pominięta na stanowisku prasowania 13 dla przejrzystości. Płyta szklana 11 jest korzystnie prasowana przez dolną część 62 formy podnoszącą się do górnej części 61 formy, tak że płyta ta styka się z obiema częściami formy równocześnie i jest prasowana do żądanego kształtu pomiędzy nimi. Alternatywnie prasowanie może być uzyskiwane w wyniku opuszczania górnej części 61 formy w kierunku do dolnej części 62 formy.

W opisanych tu korzystnych przykładach realizacji powierzchnia kształtująca jest ogrzewana przez wewnętrzne elementy grzejne. Górna część 61 formy jest zatem ogrzewana wewnętrznie i jest korzystnie podciśnieniowa. Na figurze 3 i 4 pokazano jedną możliwą konstrukcję podciśnieniowej górnej części 61a formy, która jest ogrzewana za pomocą elektrycznych rezystancyjnych elementów grzejnych. Część 61a formy jest lita i typu ciągłego, posiada ciągłą (i o pełnej powierzchni) powierzchnię kształtującą 110, która jest uzupełniająca wobec powierzchni dolnej części formy. Powierzchnia 110 jest przewidziana na korpusie 111 formy, który jest wykonany z dowolnego odpowiedniego materiału wytrzymującego podwyższone temperatury, którym jest poddawany, i może to być przykładowo korzystnie materiał ogniotrwały, taki jak materiał ceramiczny. Przebiegający na zewnątrz kołnierz 112, integralnie wykonany wraz z nim wzdłuż korzystnie całego obwodu korpusu 111 formy, współpracuje z wieloma wspornikami 113 w kształcie litery L przy montowaniu korpusu formy na płycie wsporczej 114 odpowiednio przymocowanej do górnej płyty 63. Aby zapewnić sprężystą nieścierną powierzchnię dla styku z płytą szklaną zmiękczoną przez ciepło i w celu zapewnienia izolacji powierzchnia kształtująca 110 jest pokryta jednym lub dwoma arkuszami 115 trwałej, żaroodpornej tkaniny, takiej jak tkanina lub dzianina z włókien szklanych itp. Każdy arkusz tkaniny 115 jest rozciągnięty z naprężeniem na powierzchni kształtującej 110 i jest przytrzymywany na miejscu za pomocą odpowiednich środków.

Komora 116 może być utworzona w korpusie 111 formy, by służyła jako przewód rozgałęźmy dla dodatniego lub ujemnego ciśnienia powietrza, by wspomagać kształtowanie płyt szklanych i manipulowanie nimi. W tym celu powierzchnia kształtująca 110 jest zaopatrzona w wiele kanałów powietrznych 118 połączonych z komorą 116, a korpus formy 111 jest wyposażony w przewód 117 również połączony z komorą 116 i z pompą próżniową lub źródłem sprężonego powietrza. Kanały powietrzne 118 mogą być w postaci otworów, które mogą być wywiercone, lub porów albo też można wybrać na korpus formy mniej gęsty materiał ogniotrwały, to znaczy zawierający niewielkie kanały, które by umożliwiały przepuszczanie przepływu powietrza poprzez powierzchnię kształtującą do lub z komory bez potrzeby wiercenia otworów. Otwory lub kanały kończą się otworami w powierzchni kształtującej, która jest perforowana przez nie, niezależnie od tego, że jest to pełna powierzchnia kształtująca. Ujemne ciśnienie powietrza lub podciśnienie może być zatem wytwarzane¹ na powierzchni kształtującej górnej części 61 formy, aby pomagać w utrzymywaniu płyty na niej lub dopasowania płyty do niej. Podciśnienie to może być ponadto wykorzystywane do wspierania płyty, gdy dolna część 62 formy jest obniżana i pierścień wsporczy 140 członu wahadłowego jest przemieszczany do położenia transportu płyty ze stanowiska prasowania.

Na figurze 5 pokazano część członu wahadłowego. Zawiera ona pierścień wsporczy 140 dopasowany w zarysie i widoku z przodu do obrzeża wygiętej płyty szklanej. Pierścień 140 jest zamontowany wewnątrz ramy 141, która jest wsparta na ramionach 142. Ramiona wahadłowe 142 są zamontowane przesuwnie na szynach ślizgowych (nie pokazane) za pomocą płyt ślizgowych 146 i są napędzane wzdłuż tych szyn przez środki napędowe (nie pokazano). Konstrukcja ta umożliwia ruch posuwisto zwrotny wahadłowego pierścienia wsporczego 140 pomiędzy stanowiskiem prasowania 13 a stanowiskiem chłodzenia 14. Kiedy pierścień wsporczy jest w położeniu pod górną częścią 61 formy, ta ostatnia opuszcza się do położenia nieco nad pierścieniem. Ciśnienie powietrza w otworach zostaje nagle zwiększone do poziomu powyżej ciśnienia atmosferycznego, tak że wygięta płyta jest w sposób wymuszony uwalniana z górnej części 61 formy bez żadnych tendencji do przechylania się i jest umiesz8

177 417 czana dokładnie na pierścieniu wsporczym. Sposób ten pozwala na uniknięcie ryzyka pojawienia się na płycie znaków w wyniku jej spadania na znacznej odległości i pozwala na uniknięcie problemów ze zmianą kształtu na skutek niedokładnego umieszczenia na pierścieniu wsporczym. Pierścień wsporczy przenosi następnie wygiętą płytę do stanowiska chłodzenia.

Na figurach 3 i 4 górna część 61 formy jest wyposażona w wiele elementów grzejnych 119, które są. typu rezystancyjnych elementów elektrycznych stosowanych w ogniotrwałym korpusie 111 formy. Same te elementy są zdolne do osiągania temperatur rzędu 600°C, powodując temperatury do 400°C na powierzchni kształtującej. Niespodziewanie jednak okazało się, że dobrą jakość optyczną i odpowiednie odprężenie można uzyskać przy temperaturach powierzchni kształtującej tak niskich jak 200°C. Normalny zakres temperatur pracy stosowanych na powierzchni kształtującej jest 200-350°C, a korzystne są temperatury 220-300°C, zwłaszcza około 250°C.

Elementy 119 mogą być zatopione w korpusie 111 formy przez odlewanie go wraz z tymi elementami już na miejscu lub też mogą być wykonane otwory (np. przez wiercenie), w które wprowadzane są te elementy. Elementy 119 są dołączone w konwencjonalny sposób do odpowiedniego zespołu sterowania (nie pokazano) w celu regulowania mocy. Elementy te mogą być dołączone do oddzielnego sterowania, albo grupowane w obszarach, które są oddzielnie sterowane. W korpusie 111 formy w pobliżu powierzchni kształtującej 110 mogą być również zastosowane termopary (nie pokazano), aby zapewnić pomiary temperatury w odpowiednich miejscach i umożliwić kontrolowanie temperatur na powierzchni kształtującej. Dalszy sposób wewnętrznego grzania formy podciśnieniowej polega na przepuszczaniu gorącego powietrza lub gazu przez system podciśnieniowy (tzn. przewód 117, komorę 116 i kanały 118), tak że gorące powietrze lub gaz wychodzi z otworów w powierzchni kształtującej, ogrzewając ją przez to.

Na figurach 6-8 pokazano alternatywną górną część 61b formy. Podobnie jak górna część 61 a formy jest ona również wewnętrznie ogrzewaną formą podciśnieniową, ale ogrzewanie osiągane jest nowym sposobem przez przechodzenie gorącego płynu poprzez przewody w formie, np. w postaci otworów. Forma jest odlana ze stopu aluminium trwałego do wysokich temperatur i zawiera otwory, które przebiegają wzdłuż krótszego wymiaru formy, patrząc w widoku z góry. Otwory te są dołączone do rur 120, które mogą być ze stali lub alternatywnie rury 120 mogą przechodzić prosto przez formę jako odlane w formie. Po jednej stronie formy rury 120 są dołączone do wlotowego przewodu rozgałęźnego 121, a po drugiej stronie są one dołączone do wylotowego przewodu rozgałęźnego 122, przy czym gorący płyn przepływa poprzez przewody w formie, przewody rozgałęźne i rury. Odpowiednie płyny obejmują oleje mineralne lub oleje syntetyczne, które mają niską lotność przy 300°C i mają ciepło właściwe 1,5 - 2,5 kJ/kg. Przy stosowaniu takich olejów przy 300°C na powierzchni kształtującej 110 można osiągnąć temperatury 200-250°C z rurami 120 o średnicy wewnętrznej 8 - 10 mm i przy prędkości przepływu płynu około 1 dm³/s. Alternatywnie przewodami takimi może przepływać gorące powietrze lub gaz. Temperatura powierzchni kształtującej może być regulowana przez sterowanie albo temperaturą albo przepływem masowym płynu.

Podobnie jak górna część 61a formy część 61b formy może być wyposażona w wewnętrzną komorę dołączoną do źródła ujemnego lub dodatniego ciśnienia i połączoną z otworami w powierzchni kształtującej. W rzeczywistości konkretna część formy pokazana na fig. 6-8 wyposażona jest w trzy komory zawierające środkowa komorę i dwie komory końcowe rozmieszczone wzdłuż długości tej części formy. Komora środkowa jest dołączona do przewodu 123 podciśnienia/sprężonego powietrza i podobnie komory końcowe są dołączone do przewodu 124 podciśnienia/sprężonego powietrza. Ten układ wielu komór umożliwia przykładowo stosowanie różnych stopni zasysania w obszarach końcowych powierzchni kształtującej w porównaniu ze środkiem, co jest korzystne dla pewnych kształtów. Konstrukcja taka nie ogranicza się do formy typu 61b, ale może być również stosowana w typie 61a.

Ważne różnice pomiędzy tymi dwoma typami górnej części formy polegają na elementach grzejnych i zastosowanych materiałach. Każdy typ materiału ma zalety w różnych sytuacjach. Ogniotrwała forma 61a jest bardziej trwała, a materiał formy w praktyce nie podlega

177 417 żadnym ograniczeniom ze strony temperatury pracy. Jednakże użyty na formę 61b stop aluminium ma taką rozszerzalność cieplną, że przy ogrzaniu od temperatury otoczenia do temperatury pracy 200-250°C rozszerza się w przybliżeniu w takim samym stopniu jak rozszerza się płyta szklana ogrzana od temperatury otoczenia do swej temperatury gięcia około 600°C. Oznacza to, że forma może być obrobiona zgodnie z kształtem wygiętej płyty potrzebnym przy temperaturze otoczenia bez żadnej kompensacji rozszerzalności cieplnej. Ponieważ materiał ten nadaje się do obróbki skrawaniem, można wykonywać w formie zmiany, które wymagają usuwania materiału, podczas gdy nową formę ogniotrwałą normalnie trzeba odlewać, chyba że stosuje się nowoczesne materiały ceramiczne nadające się do obróbki skrawaniem. Chociaż korzystne jest, gdy forma ceramiczna jest ogrzewana elektrycznie, a forma ze stopu aluminium jest ogrzewana płynem, oczywiście możliwe są różne kombinacje materiałów formy i sposobów grzania.

Na figurze 9 pokazano dolną część 62 formy, która ma kształt gniazdowy lub wklęsły i zawiera powierzchnię kształtującą w postaci ciągłego obrzeża kształtującego 130 uzupełniającego wobec obwodu pełnej powierzchni kształtującej 110 górnej części 61 formy. Ścianki końcowe części formy są wyposażone w pionowo przebiegające szczeliny 131, by pomieścić podpory i wałki napędu rolek 56 (nie pokazano na fig. 9), jeżeli dolna część 62 formy jest podnoszona względem rolek. Alternatywnie dolna część 62 formy może przyjąć kształt szyny kształtującej wspartej na pionowych drążkach, pomiędzy którymi mogą być pomieszczone podpory rolek i napędy.

Część formy z fig. 9 nie jest wewnętrznie ogrzewana, ale może być tak ogrzewana na przykład albo przez ogrzewanie elektryczne, albo przez ogrzewanie olejowe opisane w nawiązaniu do fig. 3, 4, 6 i 7. Dolna część formy byłaby przykładowo korzystnie ogrzewana w konstrukcji, gdzie jest ona dolną, częścią formy o pełnej powierzchni używanej ewentualnie z górną częścią formy w kształcie pierścienia lub obwodu.

Po gięciu płyta jest przenoszona do stanowiska chłodzenia, gdzie może być ona odpowiednio odprężana za pomocą konwencjonalnych środków, na przykład strumieniami powietrza, pomimo gięcia jej przy zadziwiająco niskiej temperaturze. Gięta i odprężona płyta jest następnie usuwana ze stanowiska chłodzenia i wyprowadzana przez konwencjonalne środki.

\ΊΊ 417

177 417

Fig.3.

142

177 417

Fig.1.

14

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, w którym ogrzewa się cienką płytę szklaną w piecu do stanu zmiękczonego cieplnie, przenosi się tę płytę z pieca do stanowiska gięcia z prasowaniem wyposażonego w części formy posiadające przeciwległe, uzupełniające się powierzchnie kształtujące, przy czym co najmniej jedną z tych powierzchni ogrzewa się, kształtuje się zasadniczo poziomo usytuowaną płytę przez prasowanie jej pomiędzy przeciwległymi powierzchniami kształtującymi, przenosi się wygiętą płytę ze stanowiska gięcia z prasowaniem do stanowiska chłodzenia, odpręża się płytę przez chłodzenie jej powierzchni oraz usuwa się wygiętą i odprężoną płytę szklaną ze stanowiska chłodzenia, znamienny tym, że utrzymuje się temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej (110) w zakresie od 200°C do 350°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utrzymuje się temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej (110) przez wyzwalanie ciepła wewnątrz części (61) formy posiadającej tę powierzchnię (110).
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wyzwala się ciepło wewnątrz części (61a) formy przez przepuszczanie prądu elektrycznego przez elektryczne elementy grzejne (119) przebiegające poprzez tę część (61a) formy.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wyzwala się ciepło wewnątrz części (61b) formy przez przepuszczanie gorącego płynu poprzez przewody przebiegające przez tę część (61b) formy.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej (110) utrzymuje się w zakresie od 220°C do 300°C.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że temperaturę ogrzewanej powierzchni kształtującej (110) utrzymuje się około 250°C.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przenosi się płytę szklana. (11) z pieca (12) do stanowiska chłodzenia (14) w ciągu 5-8 sekund.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wygiętą płytę (11) utrzymuje się w styku z ogrzewaną powierzchnią kształtującą (110) za pomocą różnicy ciśnienia powietrza pomiędzy dwiema stronami płyty (11).
9. Urządzenie do gięcia i odprężania cienkich płyt szklanych, mające piec, stanowisko gięcia z prasowaniem wyposażone w części formy posiadające przeciwległe, uzupełniające się powierzchnie kształtujące do kształtowania płyty, gdy jest ona zasadniczo pozioma, przy czym co najmniej jedna z tych powierzchni jest ogrzewana, przenośnik płyt szklanych rozciągający się na zewnątrz pieca i do wnętrza stanowiska gięcia z prasowaniem, stanowisko chłodzenia do chłodzenia powierzchni wygiętej płyty szklanej oraz zespół wahadłowy do przenoszenia wygiętej płyty szklanej poza stanowisko gięcia z prasowaniem i do wnętrza stanowiska chłodzenia, znamienne tym, ze część (61b) formy, posiadająca ogrzewaną powierzchnię kształtującą (110, 130), ma wewnętrzne środki grzejne zawierające przewody dla przepływu gorącego płynu, przechodzące przez tę część (61b) formy, dostosowane do utrzymywania temperatury ogrzewanej powierzchni kształtującej (110, 130) w zakresie od 200°C do 350°C.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że ogrzewana powierzchnia kształtuj ąca (110) jest pełną powierzchnią kształtuj ącą.
11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że forma zawiera górną część (61, 61a, 61b) i dolną część (62), a ogrzewaną powierzchnią kształtującą (110) jest powierzchnia górnej części (61, 61a, 61b) formy.
12. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że ogrzewana powierzchnia kształtująca (110) jest wypukła.

177 417
13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że jedna z części formy jest podciśnieniowa, a ogrzewana powierzchnia kształtująca (110) jest powierzchnią tej części (61,61a, 61b) podciśnieniowej.
14. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że ogrzewana powierzchnia kształtująca (110) jest wyposażona w pokrycie izolujące (115).