BE1010937A3

BE1010937A3 - Bekleding voor structuren welke contact maken met glazen voorwerpen tijdens hun vormgevingsproces.

Info

Publication number: BE1010937A3
Application number: BE9700154A
Authority: BE
Inventors: Boudewijn Vanhuysse; Steenlandt Wim Van
Original assignee: Bekaert Sa Nv
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1999-03-02
Also published as: PL334727A1; BR9807447A; EP0963355A1; JP2001512408A; KR20000070042A; WO1998037029A1; US6276173B1

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een contactorgaan (1) ter bekleding van structuren welke contact maken met glazen voorwerpen tijdens de vormgeving ervan. Het contactorgaan is een gesinterd vlies bestaande uit willekeurig georiënteerde vezels, bijvoorbeeld uit roestvast staal. Deze bekleding kan bijvoorbeeld worden gebruikt ter bekleding van temper- en persringen welke ingezet worden bij het vormgevingsproces van glasplaten.

Description

BEKLEDING VOOR STRUCTUREN WELKE CONTACT MAKEN
MET GLAZEN VOORWERPEN TIJDENS HUN VORMGEVINGSPROCES De uitvinding heeft betrekking op een contactorgaan ter bekleding van structuren welke contact maken met glazen voorwerpen tijdens hun vormgevingsproces : algemeen tijdens het transport van het glas doorheen het volledige proces, en meer bepaald ook tijdens de fase van de eigenlijke vormgeving en van het temperen van het gevormde glas.

Het contactorgaan volgens de vinding kan bijvoorbeeld worden aangewend ter bekleding van de ondersteuningsringen (pers-en temperringen) voor autogas, d. i. ruiten voor voertuigen. Verder kan het contactorgaan ook gebruikt worden ter bekleding van de middelen waarmee het glas (of glazen voorwerp) opgenomen wordt om het te verplaatsen, bijvoorbeeld tussen de verschillende fasen van het vormgevingsproces. Ook de eigenlijke vormgevingsmiddelen, zoals bijvoorbeeld de persmatrijzen, kunnen met het contactorgaan worden bekleed.

Deze toepassingen zullen hiema worden toegelicht, met aandacht voor de talrijke voordelen welke het gebruik van een contactorgaan volgens de vinding in de onderscheiden situaties biedt.

In het globale glasvormgevingsproces worden essentieel drie elementaire procesfasen onderscheiden, met name de eigenlijke vormgeving van het glas, in het bijzonder van glasplaten, het transport, en het temperen van het glas na de vormgeving.

Verschillende procesuitvoeringen zijn gekend. In een oven wordt het glas opgewarmd tot de vormgevingstemperatuur. De eigenlijke vormgeving gebeurt dan bijvoorbeeld door het glas te persen met behulp van een vorm of matrijs en een ring, of met behulp van twee matrijzen welke horizontaal of vertikal zijn op- gesteld. Daarna kan het glas, vaak ondersteund door een ring, naar de temperzone toe getransporteerd worden, alwaar het glas, al dan niet ondersteund door dezelfde ring, met lucht gekoeld wordt.

Een andere procesuitvoering bestaat erin de vormgeving van het glas te realiseren door loutere inwerking van de zwaartekracht op het warme glas, dat wederom ondersteund wordt door een ring. Naar deze methode wordt gerefereerd als de "gravitation eie doorbuiging".

De hogerbedoelde pers- en temperringen zullen verder algemeen ondersteuningsringen genoemd worden. Het begrip"ondersteuningsring"moet in onderhavige context dus ruim geinterpreteerd worden, en heeft betrekking op elke ring die contact maakt met het glas, zelfs maar gedurende een korte tijd, wat ook de positie van de ring ten opzichte van het glas weze.

De ondersteuningsringen worden vaak voorzien van een bekleding om het ongunstige, rechtstreekse contact tussen het glas en de stalen ring te vermijden.

Aan een dergelijke bekleding worden zeer uiteenlopende eisen gesteld. Zo moet de bekleding onder andere voldoende thermisch isolerend zijn, en mag de bekleding bij de warme vormgeving zo min mogelijk, en liefst geen inprentingen of markeringen nalaten op het glas. Verder moet het (geperforeerd) contactorgaan
EMI2.1
in ruime mate luchtdoorlatend zijn, om het glas niet te sterk af te schermen tij- dens het temperen.

Ter bekleding van de ondersteuningsring worden conventioneel bijvoorbeeld één of meerdere lagen metaalgaas aangewend, zoals beschreven in het Amerikaans octrooi US 3, 741, 743. Ofschoon de ring vaak getand of geperforeerd wordt om het glas niet teveel af te schermen van de lucht bij het temperen, is de luchtpermeabiliteit van de beklede ring vaak toch nog onvoldoende, omdat de perforaties of de ruimtes tussen de tanden bedekt worden door de bekleding.

Bovendien blijken de vervormbaarheid en de thermische weerstand van de hogervermelde gazen in de praktijk eveneens niet voldoende. Aldus kan de bekleding zieh slechts zeer moeilijk aanpassen aan bepaalde complexe vormen, en zljn slechts korte glasiring-contacten toegelaten. De vormen die men aan het glas wil geven, worden evenwel steeds complexer, zodat de contacttijd tussen glas en ring bij het persen overeenkomstig verhoogt.

In het Europees octrooi EP 0312439 werd een metallische bekleding voorgesteld welke opgebouwd is uit georiënteerde metaalvezels, en een essentieel maasvormige structuur heeft. Aldus wordt bijvoorbeeld een geweven of gebreid metaalvezeldoek aangewend dat, al dan niet via een tussenliggend metaalgaas, aangebracht wordt op de (geperforeerde of getande) ondersteuningsring.

Aan het gebruik van een dergelijke bekleding voor een breed regime van vormgevingseisen, zijn talrijke nadelen verbonden. De steken, kruisingen van de garens e. d. m., welke intrinsiek in het doek aanwezig zijn, kunnen in het glas drukken tijdens de warme vormgeving, hetgeen leidt tot inprentingen en defecten. Ten gevolge van de zeer open structuur van het doek, kan het verder ook gebeuren dat het onderliggende metaalgaas of de ring zelf doorheen de doekmazen in contact komt met het te vormen glas, hetgeen eveneens kan leiden tot markeringen in dat glas.

Verder bedekt de metallische bekleding, en desgevallend ook het gaas, de perforaties of de tanden van de ring, zodat deze hun functie, m. n. het bevorderen van de luchtdoorgang tijdens het temperen, deels verliezen. Het gebruik van een grover gaas heeft een positief effect op de luchtpermeabiliteit, maar leidt dan weer tot een nog frequenter contact tussen gaas en glas. Bij de bekleding van de ondersteuningsring met het doek, wordt dit over de ring gespannen. Door onregelmatigheden in de spanning wordt de porositeit (en dus de luchtpermeabiliteit) van de bekleding vrij oncontroleerbaar gewijzigd, hetgeen aanleiding zou kunnen geven tot onregelmatige tempereigenschappen. Twee fundamenteel de- zelfde bekledingen kunnen immers nooit op volkomen identische wijze over de ring gespannen worden.

De persmatrijzen voor de vormgeving van het glas worden eveneens voorzien van een bekleding. Het Amerikaans octrooi US 4678495 beschrijft het gebruik van een naaldvilt ter bekleding van de persmatrijzen. De voorgestelde, gelaagde structuur bevat vezels uit ten minste twee verschillende materialen, met name staal- en composietvezels, zo ook aramide- of koolstofvezels.

Het gebruik van een naaldvilt ter bekleding van matrijzen, kent enkele belangrijke nadelen. Een naaldvilt is bijvoorbeeld dermate zacht dat het na een aantal persoperaties nooit meer het oorspronkelijk volume terug aanneemt. Het persen wijzigt aldus op irreversibele manier de dikte van de bekleding, zodat de karakteristieken van elk gevormd glas verschillend zijn, en afwijken van de ontwerpkarakteristieken.

Verder worden de vezels in een naaldvilt slechts samengehouden door onderlinge verstrengeling, hetgeen een naaldvilt veel minder slijtagebestendig maakt dan bijvoorbeeld een gesinterd vlies.

Ook de glastransportmiddelen kunnen worden voorzien van een bekleding om het ongunstige rechtstreekse contact met het glas (of glazen voorwerp) te vermijden. Door het instellen van een onderdruk of vacuüm, wordt het glas opgezogen tegen de onderkant van het transportmiddel om het vervolgens te verplaatsen, bijvoorbeeld naar een volgende fase van het vormgevingsproces. Als transportmiddel wordt hierbij vaak een geperforeerd keramisch, of in staal gegoten blok aangewend dat uiterst vlak is langs zijn contactzijde voor het glas. Conventioneel wordt dit blok langs deze zijde overspannen met glasvezelpapier, een glasvezeldoek, of een doek op basis van roestvast metaalvezelgaren. Losgekomen steenfragmentjes uit het blok kunnen dan bijvoorbeeld terechtkomen tussen het doek en de onderkant van het blok.

Deze ingeklemde steentjes leiden tot een reliëf en inprentingen bij de warme vormgeving van het glas. Dit probleem wordt volkomen vermeden door het gebruik van het contactorgaan volgens de vinding, dat wegens zijn starheid volkomen aansluit met het oppervlak van de steen.

De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te vermijden door een contactorgaan te verschaffen ter bekleding van structuren welke contact maken een glazen voorwerp tijdens de vormgeving ervan. Essentieel bestaat het contactorgaan uit een gesinterd vlies op basis van willekeurig georiënteerde vezels, preferentieel uit roestvast staal.

De uitvinding en bepaalde toepassingen ervan, zullen hierna in detail toegelicht worden, met aandacht voor de vele voordelen verbonden aan het gebruik ervan, en verwijzend naar volgende Figuren.

Figuur 1 is een schematische weergave van het contactorgaan volgens de vinding.

Figuur 2 illustreert de toepassing van het contactorgaan als bekleding voor een ondersteuningsring.

Figuur 3 geeft schematisch weer hoe het contactorgaan volgens de vinding aan een ring kan worden bevestigd.

Figuur 4 toont schematisch hoe glastranportmiddelen bekleed kunnen worden met het contactorgaan volgens de vinding.

Figuur 5 is een schematische voorstelling van een persmatrijs en een persring bekleed met het contactorgaan volgens de vinding.

Het contactorgaan 1 volgens de vinding is een gesinterd viies, bestaande uit willekeurig georiënteerde vezels 2. De anisotrope richting van de vezels geeft het contactorgaan uniforme, richtingsonafhankelijke thermische en mechanische eigenschappen, hetgeen resulteert in een langere levensduur van het contactorgaan.

Preferentieel worden roestvast stalen vezels (bijvoorbeeld van het type FeCralloye, NiCralloyo, Aluchromeo, Hastelloyo, of van het AISI-type 347, 316L, 316,302, of 304) aangewend, met een equivalente diameter tussen 1 en 100 pm. De diameter van de vezels ligt bovendien bij voorkeur tussen 8 en 60 um. De "equivalents diameter van een vezel" is de diameter van een fictieve ronde vezel met dezelfde dwarsdoorsnede als de reële vezel.

Het sinteren van het metaalvezelvlies kan gebeuren in een oven, of door continue sintering onder druk, zoals beschreven in de octrooiaanvrage WO 94/14608 van aanvrager.

De dikte van het gesinterd viies bedraagt minder dan 10 mm.

Het contactorgaan volgens de vinding heeft een warmtedoorlaatweerstand van meer dan 10-3 m2. KIW. Bij voorkeur is deze warmtedoorlaatweerstand meer dan 10-2 m2. K/W.

De warmtedoorlaatweerstand is het quotiënt van de dikte van het product met de warmtegeleidbaarheidscoëfficiënt.

De permeabiliteit van het contactorgaan is sterk functie van de dikte ervan, zoals blijkt uit volgende voorbeelden van uitvoeringsvormen van het contactorgaan volgens de vinding.

De voorbeelden in onderstaande tabel hebben betrekking op een metaalvezelvlies op basis van FeCralloy*-vezels met een equivalente diameter van 22 pm.

De vermelde eigenschappen zijn : de dikte D van het contactorgaan, de warmte-
EMI6.1
dooriaatweerstand R en de luchtdoonaatbaarheid bij een drukval van 200 Pa
Tover het product.
EMI6.2

Voorbeeld <SEP> 1 <SEP> Voorbeeld <SEP> 2
<tb> D <SEP> (mm) <SEP> 1, <SEP> 05 <SEP> 2, <SEP> 10 <SEP>
<tb> R <SEP> (m2. <SEP> K/W) <SEP> 0, <SEP> 038 <SEP> 0, <SEP> 044 <SEP>
<tb> T <SEP> (Umin/dm2) <SEP> 900 <SEP> 235
<tb>
De gesinterde structuur volgens de vinding kan verder ook voorzien worden van een coating (bedekking) om tegemoet te komen aan specifieke eisen welke in het kader van een bepaalde toepassing aan het contactorgaan gesteld zouden worden.

Verder kunnen ook keramische vezels aangewend worden in plaats van metaalvezels. Keramische vezels kunnen bijvoorbeeld ook als vulmiddel gebruikt worden.

Als concreet voorbeeld van een toepassing van het contactorgaan zal hierna de bekleding van een ondersteuningsring voor glasplaten voor autoruiten toegelicht worden, verwijzend naar de Figuren 2 en 3.

Zoals eerder reeds werd vermeid, wordt een ondersteuningsring 3 voor glas aangewend bij het persen, het transporteren en/of het temperen van het glas.

Gedurende het volledige vormgevingsproces wordt het glas al dan niet door dezelfde ring ondersteund, afhankelijk van de beschouwde procesuitvoeringsvorm.

De basisring 4 waarop het contactorgaan 1 wordt aangebracht is vervaardigd uit een hittebestendig materiaal, bijvoorbeeld roestvast staal, en is al dan niet getand of geperforeerd. Zo is de basisring 4 bijvoorbeeld (partieel) voorzien van cirkelvormige perforaties van 0, 5 of 1 cm diameter. Desgevallend wordt vaak ook het contactorgaan 1 geperforeerd, overeenkomstig de perforaties in de basisring 4, zoals schematisch geïllustreerd werd in Figuur 2.

Indien de ondersteuningsring 3 enkel aangewend wordt bij het persen van het glas, zal de basisring meestal opgebouwd zijn uit volle, niet-geperforeerde stukken.

Het contactorgaan 1 kan op verschillende, eenvoudige manieren bevestigd worden aan de basisring 4, welke een vrij complexe vorm kan hebben.

In een eerste fase kan het contactorgaan 1 bijvoorbeeld bevestigd worden aan een metaalgaas of strekmetaal 5. Dit kan gebeuren door sintering in een oven, of door continue sintering onder druk zoals beschreven in de octrooiaanvraag WO 94/14608 van aanvrager. In een tweede fase kan het metaalgaas of strekmetaal 5 dan aan de basisring 4 bevestigd worden met een warmtebestendige lijm of door rol- of puntlasoperaties, of door de vrije delen van het metaalgaas of strekmetaal 5 om te buigen naar de onderkant van de basisring 4, zoals geïllustreerd

werd in Figuur 3, alwaar een segment van de ring vergroot werd weergeven om het bedoelde duidelijker voor te stellen. Onder "vrije delen" moet worden verstaan die delen van het metaalgaas of strekmetaal 5 welke niet bedekt zijn door het contactorgaan 1.

Een altematief bestaat erin om de bekleding op mechanische wijze te verbinden aan de basisring, bijvoorbeeld met behulp van vijzen en/of draadjes welke deels door het gesinterd viies getrokken worden en onderaan de basisring vastgeklemd worden.

Het contactorgaan volgens de vinding biedt weerstand aan de hoge vormgevingstemperatuur en aan de hoge drukken welke optreden bij het persen van het glas. Bovendien is het contactorgaan zeer slijtagebestendig, en heeft het een grotere isolatiefactor dan de conventionele bekledingen.

De hoge permeabiliteit van de (geperforeerde) bekleding maakt de ring bovendien ook zeer geschikt als ondersteuningsring voor het glas bij het temperen.

Gezien de starheid van het gesinterd vlies, contactorgaan volgens de vinding, wordt steeds het volledige oppervlak van de onderliggende structuur bedekt door dit vlies. Aldus wordt elk contact tussen het glas en de onderliggende structuur volledig uitgesloten, wat absoluut niet het geval is bij het gebruik van conventionele bekledingen van het type zoals beschreven in het Europees octrooi EP 0312439.

Ingeval de ondersteuningsring enkel fungeert als drager waarop het glas getemperd wordt, kan het gesinterd metaalvezelvlies op zichzelf aangewend worden als drager, in plaats van als bekleding van een onderliggende ring.

Als variante op de ondersteuningsring zoals hoger beschreven, kan een ring, bekleed met het gesinterde metaalvezelvlies, overtrokken worden met een gebreide metaalstructuur, boven op dat gesinterd metaalvezelvlies. Bij deze uitvoeringsvorm worden de metaalgazen uit de conventionele ondersteuningsringen dus a. h. w. vervangen door het (al dan niet geperforeerd) gesinterd mate-

riaal. Door de uitschakeling van de metaalgazen wordt elk gevaar van markering van het glas door deze gazen dus uitgesloten.

Verder is het ook mogelijk om het contactorgaan volgens de vinding te bevestigen, bijvoorbeeld door sintering, op een lat, bijvoorbeeld uit roestvast staal.

Aldus verkrijgt men een gelaagde structuur welke op zichzelf als ondersteuningsring kan worden aangewend.

Zoals eerder vermeid, kan een relatief dik metaalvezelvlies ook op zichzelf gesinterd worden. Al dan niet versterkt met een of meerdere metaalgazen, kan de verkregen structuur dan aangewend worden als ondersteuningsring voor het glas.

Het contactorgaan volgens de vinding kan, zoals eerder vermeld, ook worden aangewend ter bekleding van de middelen waarmee het glas (of glazen voorwerp) getransporteerd wordt. Figuur 4 toont schematisch hoe het transportmiddel 6, bijvoorbeeld een geperforeerd keramisch of metallisch transportblok 7 bekleed kan worden met het contactorgaan 1 volgens de vinding.

Eerder werd ook reeds gewezen op het gebruik van het contactorgaan 1 volgens de vinding ter bekleding van de matrijzen en ringen welke aangewend worden bij het (horizontaal of verticaal) persen van het glas. Bij het horizontaal persen van het glas wordt vaak een volle mannelijke matrijs 9 aangewend in combinatie met een persring 8. Zowel de matrijs 9 als de persring 8 kunnen dan worden bekleed met het contactorgaan 1 volgens de vinding. Dit wordt geïllustreerd in Figuur 5.

Het gebruik van het contactorgaan volgens de vinding speelt aldus een cruciale rol bij de vervaardiging van een glasplaat (of glazen voorwerp) van perfecte optische kwaliteit, met een goede boordoptiek (m. a. w. geen inprenting van de eventuele perforaties in ring en bekleding) en goede temperkarakteristieken.

Claims

Conclusies 1 Contactorgaan ter bekleding van structuren welke contact maken met glazen voorwerpen tijdens de vormgeving ervan, met het kenmerk dat het contactorgaan (1) een gesinterd vlies is, bestaande uit willekeurig georiënteerde vezels (2).
2 Contactorgaan volgens conclusie 1, bestaande uit roestvaste staalvezels met een equivalente diameter welke begrepen is tussen 1 en 100 um.
3 Contactorgaan volgens conclusie 2, bestaande uit roestvaste staalvezels met een equivalente diameter welke begrepen is tussen 8 en 60 um.
4 Contactorgaan volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de warmte- doorlaatweerstand meer dan 10' m'. K/W bedraagt.
5 Contactorgaan volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de warmtedooriaatweerstand meer dan 10-2 m'. K/W bedraagt.
6 Contactorgaan volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de dikte van het gesinterd vlies minder dan 10 mm bedraagt.
7 Contactorgaan volgens conclusie 1, waarbij het gesinterd viies geperforeerd is.
8 Contactorgaan volgens conclusie 7, waarbij het viies geperforeerd is overeenkomstig de perforaties van de onderliggende structuur.
9 Contactorgaan volgens conclusie 1 of 7, gesinterd aan een metaalgaas of strekmetaal.
10 Structuur bekleed met het contactorgaan volgens conclusie 1 of 9.