FI100524B - Menetelmä kaarevien lasilevyjen valmistamiseksi sekä kaarevien lasilev yjen valmistuslaite - Google Patents

Description

100524

Menetelmä kaarevien lasilevyjen valmistamiseksi sekä kaarevien lasilevyjen valmistuslaite < 5 Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta, jolla valmistetaan kaarevia lasiruutuja. Laitteeseen kuuluu taivutuspuristin, joka käsittää ylemmän, kiinteäpintaisen taivutusmuotin ja alemman, vaakasuoraan liikkuvan, kaaren muotoisen muotin sekä jäähdytys-aseman, jossa taivutetut lasilevyt jäähtyvät levätessään liiku-10 tettavassa, kaaren muotoisessa muotissa.

Tämän tyyppisiä laitteita käytetään laajalti valmistettaessa karkaistusta lasista tehtyjä, monoliittisiä turvalasiruutuja autoteollisuudelle. Tässä tapauksessa jäähdytysasema sisältää 15 puhallusrasiat, joiden avulla lasilevyt jäähdytetään nopeasti ilman kulkiessa niiden koko pinnan yli suurella jäähdytysnopeu-della. Kun koko lasilevyn päällä, lukuunottamatta lasilevyä reunustavia alueita, vaikuttaa kiihdytetty jäähdytys, lasilevyjen pintakerroksiin tulee suuria puristusjännityksiä, ja nämä tasa-20 taan sisuksessa olevilla vetojännityksillä. Paksuuden kuormituksen jakaantuminen on isotrooppinen, ts. jännitysten integraali paksuutta pitkin on nolla. Reunoja rajoittavalla alueella jännitysten integraali ei ole enää nolla, vaan se johtaa puristusjännitysten suurempaan arvoon, jota kutsutaan reunajännityksiksi.

Edellä mainitun tyyppisiä laitteita voidaan kuitenkin käyttää myös kerroslasista tehtyjen, kaarevien auton lasiruutujen valmistamiseen. Kerroslasiruudut muodostuvat kahdesta suhteellisen ohuesta, yksinkertaisesta lasilevystä, jotka sidotaan taivutuksen jälkeen yhteen lämpöplastisella kestomuovikalvolla. Nämä kaksi yksinkertaista lasilevyä voidaan taivuttaa erikseen tai , yhteensopivana parina. Lasilevyjen jäähdytys taivutuksen jälkeen : tapahtuu suhteellisen hitaasti, koska lasilevyjen pitäisi olla olennaisesti jännityksettömiä. Tämä jäähdytys suoritetaan tavallisesti jäähdytysasemassa, jossa taivutusvaiheessa aiheutuneet sisäiset jännitykset laukeavat. Tämä jäähdytys ei kuitenkaan estä reunajännitysten kehittämiseksi tarkoitettua reunojen voimakkaampaa jäähdytystä suurentamasta kehävyöhykkeen mekaanista lujuutta ja lämmönvastusta.

100524 2

Patenttihakemuksesta DE 26 40 206 C2 tunnetaan esimerkiksi 1,5-2,5 mm paksuisten lasilevyjen kehävyöhykkeen jäähdyttäminen 85-150 asteen jäähdytysvauhdilla minuutissa, jotta kehän alueelle saataisiin kehitettyä 1,960-3,430 N/cm2 suuruisia reunapuris-5 tusjännityksiä.

Kehäalueella kehittyvät reunajännitykset kompensoidaan vetojän-nityksillä, jotka muodostuvat puristusjännitetyn kehävyöhykkeen viereisellä vyöhykkeellä. Nämä kehävyöhykkeen viereisellä vyö-10 hykkeellä olevat vetojännitykset voivat johtaa kerroslasilevyis-sä lasilevyn heikkenemiseen, minkä takia ne eivät saa ylittää määrättyä maksimi arvoa.

Reunajännitysten luontaisen vajavaisuuden johdosta lasilevyjen 15 reuna-alueella olevien vetojännitysten vajavaisuus ei aiheuta mitään vaikeuksia taivutusmenetelmässä, jota nykyisin käytetään yleisimmin kerroslasien taivutuksessa, ja jossa yksinkertaiset lasilevyt, jotka lepäävät kaaren muotoisessa taivutusmuotissa, siirretään esikuumennusuunin läpi, jossa ne kaartuvat oman pai-20 nonsa vaikutuksesta. On kuitenkin havaittu, että alussa mainitun tyyppisellä puristustaivutuslaitteella on suhteellisen vaikea valmistaa kaarevia lasilevyjä kerroslasiksi, jonka reuna-alueella on toivottu vetojännitystila.

25 Esillä olevan keksinnön kohteena on edelleen kehittää taivutus-menetelmä ja taivutuslaite alussa mainitun tyyppisille lasilevyille tai -ruuduille siten, että kerroslasin valmistukseen tarkoitettujen, sellaisten kaarevien lasilevyjen valmistus, joiden reunajännitysten arvot ovat toivotut, on mahdollista 30 tarkoitetulla ja uusimiskelpoisella tavalla.

Keksinnön mukaisesti tämä kohde saadaan aikaan siten, että kaarimuotin lämpötilaa kontrolloidaan taivutusvaiheen ja siirto-vaiheen aikana. Keksinnön mukainen laite käsittää kaaren muotoi-35 sen muotin, joka on varustettu sähkökuumennuslangalla, jolla se voidaan kuumentaa ennakolta määritettyyn lämpötilaan.

Keksintö lähtee siitä, että kaaren muotoisen muotin massa ja lämpötila taivutuksen ja lasilevyn myöhemmän jäähdytyksen aikana 3 100524 ovat tärkeitä määritettäessä lasilevyn jäähdytysnopeutta ja näin ollen reuna-alueella olevien reunan puristus- ja vetojännitysten tasoa. Koska lasilevy ei tule kosketukseen kaarimuotin kanssa, ennen kuin taivutuspuristimessa taivutettaessa tämän luokan 5 laitteella lasilevyä, joka on jo kuumennettu taivutuslämpöti-laan, kun taas kaarimuotti on kuitenkin jo siirtänyt edeltävän lasilevyn jäähdytysasemaan ja se on jäähtynyt siellä yhdessä tämän kanssa, saadaan erilainen tila kuin silloin, kun levyt ovat jatkuvassa taivutuksessa taivutuskaaressa lasilevyjen oman 10 painon vaikutuksesta. Kuumentamalla kaaren muotoinen muotti keksinnön mukaisesti ennakolta määritettyyn lämpötilaan, on lasilevyjen reuna-alueelle kuitenkin mahdollista aikaansaada pohjimmiltaan samanlainen jäähdytystila, kuin edellä mainitussa jatkuvassa taivutuksessa, joka tapahtuu oman painon vaikutukses-15 ta.

On havaittu, että kerroslasilevyjen reunavyöhykkeen jännitystilan suhteen voidaan saavuttaa hyviä tuloksia, jos lämpötila taivutuskaaressa, joka riippuen laitteen rakenteesta ja käyttö-20 tarkoituksesta, on noin 100-200° C ilman tämän keksinnön mukaista kuumentamista, ja kun se nostetaan sähkökuumennuksella siten, että taivutetun lasilevyn puristuksen aikana ja siirrettäessä sitä jäähdytysasemaan arvo on 250° ja 400° C:n välillä. Kussakin tapauksessa tarvittava, tämän alueen sisällä oleva lämpötila 25 voidaan määrittää muutamilla kokeilla.

Tämän keksinnön mukainen laite on hyödyllinen muutenkin, kuin kerroslasilevyjen reuna-alueiden määritettyjen, yksiakselisten jännitysten kehittämisessä; siinä on myös mahdollista parantaa 30 lasilevyjen muodon pysyvyyttä, etu, joka on tärkeä myös yksinkertaisten turvalasien valmistuksessa, eli lasilevyjen, joiden koko alueella vaikuttaa kaksiakselinen jännitystila. Tiedetään, että lämpötila vaikuttaa lämpölaajenemisesta johtuen taivutus-muottien muodon tarkkuuteen. Tämä käyttölämpötilan aiheuttama 35 muodonmuutos täytyy kompensoida taivutusmuotteja valmistettaessa. Jos kaarimuotin käyttölämpötilaa ei tunneta tai se on alttiina suurille vaihteluille, kuten nykyisen luokan laitteessa tapahtuu, ei lämpötilasta riippuvan muodonmuutoksen tarkka kompensaatio ole mahdollista. Esillä olevan keksinnön mukaisesti 4 100524 kaarimuotilla voi olla kuitenkin ennakolta valittu, pysyvä käyttölämpötila, jolloin tässä tapauksessa lämpötilasta johtuvan muodonmuutoksen tarkka kompensointi on mahdollinen.

5 Keksinnön edullisessa lisäsuoritusmuodossa on kaarimuotti edelleen varustettu lämpöanturilla, joka ohjaa tehon säädintä, joka säätää vastuslämmityksen sähkökuumennusvirtaa. Tällä tavalla kaarimuotin lämpötila voidaan säätää haluttuun lämpötilaan, joka on suhteellisen kapean alueen sisällä, sillä tuloksella, että 10 saavutetaan erityisen hyvä toivottujen jännitysarvojen pysyvyys ja erityisen hyvä kaarimuotin muodon tarkkuus.

Keksinnön lisäpiirteet ja edut selviävät alivaatimuksista ja seuraavasta keksinnön suoritusmuodon esimerkistä, joka seli-15 tetään piirustuksiin viitaten.

Piirustusten kuvioissa esitetään: kuvio 1 on kaarevien lasilevyjen valmistuslaite kokonaisuudessaan, ja 20 kuvio 2 on alemman, kaaren muotoisen muotin rakenne osittaisena poikkileikkauksena.

Lasilevyjen taivuttamisessa ja myöhemmässä jäähdytyksessä käytettävä laite käsittää suoratelauunin 1, jonka kuljetusrata 25 muodostuu koneellisista kuljetusteloista 2. Litteät lasilevyt 3 kuumennetaan taivutuslämpötilaan suoratelauunissa 1. Suoratela-uuniin 1 on yhdistetty siirto- ja taivutuskammio 5. Tässä siirto- ja taivutuskammiossa 5 sijaitsee taivutuspuristin 6. Taivu-tuspuristin 6 käsittää ylemmän, kiinteäpintaisen taivutusmuotin 30 7, jota voidaan siirtää ylös ja alas sopivalla käyttölaitteella, joka esitetyssä tapauksessa on painesylinteri 8. Puristin käsittää myös alemman, kaaren muotoisen muotin 10, joka on sijoitettu kuljettimeen 11. Kuljetin 11 siirretään kiskoja 12 pitkin jääh-dytysasemaan 14, joka sijaitsee taivutuskammion vieressä.

35

Lasilevyjen 3 siirtolaite, joka on kuumennettu taivutuslämpötilaan ja joka kuljettaa levyt kuljetusteloilta 2 taivutuspuristi-meen 6, käsittää imulevyn 16, joka kulkee kiskoilla 17. Imulevy 16 pannaan tyhjötilaan puhaltimen 18 ja suppilosuuttimen 19 5 100524 avulla tarkoituksena nostaa lasilevyt 3 imupaineella. Lasilevyt 3 irrotetaan taivutusasemassa 6 imulevystä 16 panemalla imulevy 16 väliaikaisesti ylipaineen alaiseksi paineilmajohdon 20 avulla, ja lasilevyt asetetaan kaarimuottiin 10.

5

Kun taivutuspuristin 6 on taivuttanut lasilevyt 3, ne siirretään kaaren muotoisessa muotissa 10 jäähdytysasemaan 14. Jäähdytys-asemassa 14 sijaitsee kaksi puhallusrasiaa 23, 24, joihin syötetään ilmaa putkijohtojen 25 kautta. Puhallusrasioissa on rengas-10 maiset, loven muotoiset suuttimet 26, jotka vastaavat keskimäärin lasilevyjen muotoa, ja joiden avulla taivutetut lasilevyt jäähdytetään siten, että jäähdytysnopeus on suurempi reunan alueella, kuin keskialueella.

15 Kaaren muotoisen muotin 10 rakenne esitetään tarkemmin kuviossa 2. Kaarimuotissa 10 on metallirunko 30, jonka poikkileikkaus on olennaisesti T:n muotoinen. Metallirunko 30 on tehty edullisimmin lämpöä kestävästä terässeoksesta tai valurautaseoksesta. Muotin yläpinta 31 vastaa taivutuspuristimen käyttölämpötilassa 20 hyvin tarkasti taivutetun lasilevyn toivottua muotoa, mutta siinä on luonnollisesti otettu huomioon se lasilevyn päinvastainen vääntyminen puristuksen jälkeen, joka on seurausta vään-tymisen kimmoisesta osavoimasta. Muotin pinnassa 31 on kimmoinen päällyste 32, joka on esimerkiksi metallikuituhuopaa.

25

Metallirungon 30 pystysuoran osan 34 kummallekin puolelle on sijoitettu sähkökuumennuslangat, jotka ovat esimerkiksi vaippa-lämmityskaapelien 35 muodossa. Ne ulottuvat kaarimuotin koko kehän ympäri ja ne on kiinnitetty kaapelinpuristimilla 36.

30 Vaippalämmityskaapelit 35 muodostuvat sopivimmin ytimenä olevasta lämmitysvastuslangasta, eristyskerroksesta, joka koteloi lämmitysvastuslangan ja joka on tehty esimerkiksi keraamisista hiukkasista sekä jostain sopivasta metallista tehdystä ulommasta vaipasta. Vaippalämmityskaapelit 35 on kytketty lämpöä kestävään 35 kaapeliin 37, joka on rakennettu joustavaksi kaapeliksi ja joka johtaa tehon säätimeen 38, joka sijaitsee kuuman vyöhykkeen ulkopuolella. Signaalijohto 39 johtaa myös tehon säätimeen. Tämä signaalijohto 39 on kytketty lämpöpariin 40, joka sijaitsee kaaren muotoisen muotin 10 metallirungossa 30 olevassa reiässä.

6 100524

Samalla, kun lämpötilan todellinen arvo ohjaa tehon säädintä 38 signaalijohdon 39 kautta, syötetään toivottu lämpötilan ase-tusarvo johdon 41 kautta, jolloin kaaren muotoisen muotin 10 lämpötila saadaan tällä tavalla säädettyä haluttuun arvoon.

5

Kaaren muotoisen metallirungon 30 keskiuuma 34 on ympäröity kaikilta puolilta lämpöä eristävällä vaipalla 43, joka on tehty jostain sopivasta, eristävästä aineesta. Tämä eristysvaippa 43 estää kaaren muotoisen muotin liiallisen jäähtymisen jäähdytys-10 asemassa ja myötävaikuttaa näin kaarimuotin lämpötilan pysymiseen kapealla lämpötila-alueella.

Toisen suoritusmuodon mukaisesti metallirungon 30 muotin pinta 31 on varustettu päällyksellä, joka käsittää keraamisen kuumen-15 nuskerroksen. Päällyste voi olla kasa kerroksia, joka käsittää (alkaen muotin pinnasta 31) kiinnityskerroksen, jonka avulla voidaan kompensoida metallirungon 30 laajenemiskertoimen ja keraamisen kerroksen laajenemiskertoimen välinen ero, eristys-kerroksen (keraamisen kerroksen), toisen eristyskerrososan, joka 20 on kosketuksessa lasilevyn ja pintakerroksen kanssa.

Voidaan käyttää seuraavia kerroksia: Ni-Al (130 mikronia), A1203 (330 mikronia), MoSi2 (90 - 130 mikronia), paksuus voi olla paikallisesti erilainen, jotta saadaan paikallisesti erilainen 25 kuumennus), Zr0a-Y203 (70 mikronia) ja lopuksi kerros alumiinia (40 mikronia).

Kerrokset asetetaan esimerkiksi liekki- tai plasmapolttimella.

30 Mainitun kerroskasan avulla saadaan noin 650° C lämpötila syöttämällä alle 42 voltin jännite.

Korostamme, että tämä kuumennuspäällyste ei estä sähkölämmitys-kaapeleita (35) kuumentamasta raetallirunkoa 30 ottaen huomioon 35 kaaren muotoisessa muotissa kehittyvien jännitysten välttäminen.

Lasilevy voi olla suorassa kosketuksessa päällyksen kanssa tai niiden väliin voidaan asettaa kimmoinen pintakerros 32.

Claims (10)

1. Menetelmä kaarevien lasilevyjen valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan lasilevyt, kun ne on kuumennettu uudelleen taivu-tuslämpötilaan, puristetaan toinen toisensa jälkeen ylhäällä 5 olevan taivutusmuotin ja liikkuvan alemman, kaaren muotoisen muotin väliin, ja siirretään sitten jäähdytysasemaan niiden levätessä liikkuvassa alamuotissa, tunnettu siitä, että kaarimuotti pidetään ennakolta määritetyssä lämpötilassa taivutus- ja siirtovaiheen aikana. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ennakolta määritetty lämpötila valitaan 250’ ja 400’ C väliltä.

3. Kaarevien lasilevyjen valmistuslaite, joka käsittää taivutus- puristimen, joka sisältää ylemmän kiinteäpintaisen taivutusmuotin ja alemman, vaakasuoraan kulkevan, kaaren muotoisen muotin, sekä jäähdytysaseman, jossa taivutetut lasilevyt voidaan jäähdyttää, kun ne lepäävät liikkuvassa, kaaren muotoisessa muotis-20 sa,tunnettu siitä, että kaaren muotoinen muotti (10) on varustettu sähkölämmityskaapelilla (35), jolla se voidaan kuumentaa määrättyyn lämpötilaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnett u 25 siitä, että kaaren muotoisessa muotissa (10) on metallirunko (30), jonka poikkileikkaus on T:n muotoinen, ja että kaaren muotoisen muotin (10) keskiosan (34) kummallekin puolelle on sijoitettu sähkölämmityskaapeli (35).

5. Patenttivaatimusten 3 ja 4 mukainen laite, tunnett u siitä, että kaaren muotoisen muotin (10) keskiosa (34) on ympäröity lämpöä eristävällä vaipalla (43).

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 3-5 mukainen laite, 35 tunnettu siitä, että kaaren muotoisen muotin (10) metal- lirunkoon (30) on sijoitettu lämpöanturi (40).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaaren muotoisen muotin (10) lämpötila voidaan säätää mää- 8 100524 rättyyn lämpötilaan säätimen avulla, jota ohjataan lämpöanturis-ta (40).

7 100524

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 3-7 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että muotin pinta (31) on varustettu päällyksellä, joka käsittää keraamisen kuumennuskerroksen. ,

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu keraaminen kuumennuskerros on tehty MoSi02:sta, ja 10 sen paksuus on 90 ja 130 mikronin välillä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että keraamisen kuumennuskerroksen paksuus eroaa paikallisesti. 15