FI92816B

FI92816B - Menetelmä ja uunilaitteisto rengasmuotilla kannatetun lasilevyn taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi

Info

Publication number: FI92816B
Application number: FI931828A
Authority: FI
Inventors: Jukka Vehmas; Juha Paavola
Original assignee: Tamglass Eng Oy
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-09-30
Also published as: FI931828A0; CN1116237C; EP0621244A1; ATE175950T1; DE69416028T2; CN1097401A; CA2120577A1; DE69416028D1; US5501717A; AU669778B2; FI92816C; AU5914294A; JPH0710572A; EP0621244B1; RU2122528C1

Description

9281 6

Menetelmä ja uuni 1aitteisto rengasmuoti11 a kannatetun lasilevyn taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi. - Förfarande och ungs- anordning för böjning och härdning av pä en ringform understödd glasskiva.

Keksinnön kohteena on menetelmä rengasmuoti11 a kannatettujen lasilevyjen taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi, jossa menetelmässä - kylmä lasilevy asetetaan rengasmuoti11 e, - rengasmuotti 1asi1evyineen siirretään ainakin yhden esikuu-mennusosaston kautta taivutusuuniin, - esikuumennettu lasilevy kuumennetaan taivutusuunissa taivutus- ja karkaisulämpöti1 aan ja - taipunut lasilevy siirretään karkaisuosastoon, jossa sen vastakkaisiin pintoihin puhalletaan jäähdytysilmaa.

Keksinnön kohteena on myös uuni 1 aitteisto lasilevyjen taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi, laitteistoon kuuluessa lastaus-ja purkausasema, useita reunamuotteja kuljetusvaunuineen, ainakin yksi esikuumennusosasto, erillinen taivutusuuni ja erillinen karkaisuosasto, jossa on suuttimet karkaisuilman puhaltamiseksi taivutetun lasilevyn vastakkaisiin pintoihin.

Keksintö soveltuu erityisen hyvin suhteellisen helppojen lasi-muotojen taivuttamiseen, jotka voidaan taivuttaa painovoimai-sesti reunamuottia käyttäen. Suuri osa autojen sivulaseista ja takalaseista ovat tällaisia suhteellisen helppoja muotoja, jotka voidaan taivuttaa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta käyttäen. Olennaisesti vastaavaan tarkoitukseen tunnetaan ennestään menetelmä, jossa tasalämpöinen lasi pudotetaan reuna-muotin päälle ja lasi saa oikean muotonsa hitausvoiman ja reu-namuotin muodon ansiosta. Tämän tunnetun menetelmän etuina on suuri kapasiteetti ja varmatoimisuus, mutta sen haittoina ovat kalleus, pitkähkö mallin vaihtoaika (4-5 h), tiputuksen aiheuttamat jäljet lasin reuna-alueilla ja 1asikohtaisten työkalujen 2 9281 6 kaileus.

Toisaalta tunnetaan reunamuottiperiaatteel1 a toimivia yksit-täisuuneja, joissa lasia vain lämmitetään yläpuolelta päin ja lasi taipuu muotoonsa, jonka taivutussyvyys määrätään lämmitys-aikaa säätämällä. Yksittäisuunien etu on yksinkertaisuus ja halpuus, mutta haittoina voidaan mainita pieni kapasiteetti, suhteellisen suuri minimilasipaksuus (tyypillisesti 5 mm, joskus 4 mm), taivutusmuodot yksinkertaisia ja taivutustarkkuus välttävä (koska taivutussyvyyttä kontrolloidaan ainoastaan tai-vutusajan avulla).

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu menetelmä ja uuni 1 ai11ei sto, jolla on kapasiteettiin nähden edullinen hinta ja pieni koko sekä halvat muottikustannukset, minkä lisäksi mahdollistuu paksuudeltaan vaihtelevien ja myös ohuiden lasien taivutus.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnöllä oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen tunnusmerkkien perusteella.

Joustavaan tuotantoon ja helppoon lasimallien vaihtoon päästään keksinnöllä erityisesti siitä syystä, että kunkin lasin liikkeet ja lämmitys on järjestetty yksilöllisesti lasin paksuuden ja mitatun lämpötilan perusteella. Tämän yksilöllisen liikejärjestelmän aikaansaamiseksi on avainasemassa taivutusuunin riittävä pituus, joka mahdollistaa lasilevyjen siirron aloittamisen kiihtyvällä liikkeellä kohti karkaisuosastoa ja suhteellisen pitkän kiihdytysiiikkeen taivutusuunissa jo ennen kuin lopullinen taivutusmuoto on saavutettu. Kun lasilevy saavuttaa ennalta määrätyn karkaisulämpöti1 an, joka on sitä korkeampi, mitä ohuempi lasi on, käynnistetään siirtoliike uunissa, jolloin lasilevy saavuttaa lopullisen muotonsa siirtoliikkeen aikana ja samalla lasilevy saavuttaa riittävän suuren siirtymänopeuden siirtyäkseen uunista karkaisuosastoon mahdollisimman lyhyessä

II

9281 6 3 a jassa.

Tämä eroaa olennaisesti tunnetuista uuni laitteistoista, joissa siirtoliike taivutusuunista karkaisuosastoon käynnistetään kun lasilevyn etureuna on mahdol1isimman lähellä taivutusuunin uiosmenoaukkoa, jotta muodonmuutos siirron aloittamisen ja karkaisun välillä olisi mahdollisimman vähäinen.

Lasilevyä kannatetaan samalla reunamuoti11 a koko käsittelyprosessin ajan. Lastaus ja purkaus suoritetaan samassa asemassa, jolloin lastauksesta esikuumennukseen menevät lasilevyt joutuvat kulkemaan karkaisuosaston alitse. Esikuumennusosastoja on kahdessa tasossa, jolloin ainakin yksi esikuumennusosasto sijaitsee taivutusuunin alapuolella.

Seuraavassa keksinnön yhtä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää perspektiivikuvana keksinnön mukaista taivutusuunia.

Yhdistetyssä lastaus- ja purkausasemassa 1 taivutettava lasilevy asetetaan kylmänä reunamuotin 3 päälle. Reunamuottia 3 kuljetetaan vaunulla 2 pitkin alempaa vaakarataa, joka kulkee karkaisuosaston 16 alitse aukosta 4 esikuumennusosastoon 5. Aukko 4 on suljettavissa ja avattavissa esittämättä jätetyllä ' kannella. Esikuumennusosastossa 5 on vastukset 6 lasilevyn kuumentamiseksi ainakin ylhäältäpäin säteily1ämmöl1ä. Esikuu-mennusosastosta 6 vaunu 2 muotteineen 3 ja 1asi1evyineen siirretään toisen esikuumennusosaston 8 alapuoliseen tilaan 7 ja nostetaan hissillä esikuumennusosastoon 8, jossa lämmitystä jatketaan vastuksilla 9. Kuten tunnettua, esikuumennus voidaan tehdä suhteellisen nopeasti, koska lämpö siirtyy tehokkaasti kylmään lasiin. Esikuumennuksessa lasilevy saavuttaa tyypillisesti lämpötilan noin 500*C. Luonnollisesti esikuumennuksen 1oppulämpöti1 a voi vaihdella huomattavasti suuntaan tai toiseen.

4 92816

Esikuumennettu lasi siirretään reunamuoti11 a 3 taivutusuuniin 10, joka samalla toimii tehokkaana kuumennuskammiona, jonka lämpötila on tyypillisesti alueella 800 - 1000 C. Taivutus- uunissa 10 olevilla tehokkailla vastuksilla 11, 12, 13 lasilevyä lämmitetään niin nopeasti, että se saavuttaa karkaisuläm-pöti1 ansa ennen kuin lopullisen muotonsa. Esim. 4 mm:n lasi lämpiää 500°C:sta noin 15 - 20 sekunnissa karkaisulämpöti1 aan 600° - 630 ° C, tyypillisesti 615° - 620°C. Tämän nopean lämmityksen aikana lasin annetaan samalla taipua. Pyrometrilla seurataan kuumenevan ja taipuvan lasin lämpötilaa. Kun saavutetaan ennalta määrätty lämpötila, joka vastaa olennaisesti karkaisu-lämpötilaa tai on lähellä sitä, aloitetaan lasilevyn siirto kiihtyvällä nopeudella kohti karkaisuosastoa 16 ennen kuin lasilevy on taipunut lopulliseen muotoonsa. Taipuminen lopulliseen muotoon tapahtuu siis suhteellisen pitkän siirtoliikkeen aikana taivutusuunissa 10.

Jotta edellä selostettu toimintatapa olisi mahdollinen, on taivutusuuni 10 samoin kuin lasilevyn ylä- ja alapuolisten vastuskenttien rakenne tehty lasilevyn liikesuunnassa tavanomaista pitemmäksi. Tyypillisessä tapauksessa taivutusuunin 10 pituus on noin 1,5 kertaa pitempi kuin esikuumennusosastojen 5 ja 8 pituus. Vastaavasti taivutusuunin 10 ylemmän vastuskentän 11, 12, 13 ja alemman vastuskentän 14, 15 pituus lasilevyn 1iikesuunnasa noin 1,5 kertaa suurempi kuin vastuskenttien 6 ja 9 pituus. Myös vastuskenttien 6 ja 9 pituus ylittää selvästi tyypillisen lasilevyn (esim. auton takalasi) 1iikesuuntaisen pituuden. Taivutusuunissa 10 vastuskenttien pituus on yli kaksi kertaa suurempi kuin tyypillinen auton takalasin korkeus. Tämä mahdollistaa sen, että lasilevy pystyy liikkumaan uunissa 10 1iikesuuntaista dimensiotaan vastaavan matkan ylä- ja alapuolisten vastuskenttien välissä. Toisin sanoen siirtoliike kohti karkaisuosastoa aloitetaan kohdasta, jossa lasilevyn etureuna on ainakin lasilevyn korkeutta eli sen siirtosuuntaista dimensiota vastaavan matkan päässä taivutusuunin 10 uiosmenoaukosta 9281 6 5 20. Huomioonottaen, että reunamuotin kannattamaan pehmyeen lasilevyyn voidaan kohdistaa vain tietty rajallinen kiihtyvyys, voidaan lasilevylle antaa liikenopeus noin 1 m/s (ainakin noin 0,8 m/s) ennen kuin lasilevyn liikesuunnassa etummainen reuna poistuu taivutusuunista 10. Osittain taipuneen lasilevyn liik-kellelähtö voi tapahtua joko siitä päästä uunia 10, joka on kauimpana karkaisuosastosta 16, tai myös keskeltä uunia 10, jolloin lasilevy liikkuu ensin taaksepäin ja aloittaa sitten kiihtyvän liikkeen kohti karkaisuosastoa 16. Ensin mainittu vaihtoehto on 1iikejärjestelyn kannalta yksinkertaisin, jolloin esikuumennusosastosta 8 taivutusuuniin 10 saapuva lasilevy pysähtyy heti uunin 10 sisääntulopäähän kun se on kokonaan vastuskenttien välissä.

Lämmönjakaumaa uunissa 10 hallitaan vastusten sijoittelulla. Tällöin on edullista, että ylemmässä vastuskentässä on liike-suuntaiset vastukset 11 pääasiassa uunin koko pituudella. Vastusten 11 päätyä 1uei11 a on lisäksi poikittaiset vastukset 12 ja 13, joiden avulla estetään lämmitystehon liian jyrkkä pieneneminen vastuskentän päädyissä. Uunin 10 alempi vastuskenttä muodostuu poikittaissuuntaisista vastuksista 14, jotka kattavat olennaisesti uunin koko 1ämmityskenttäalueen ja joiden päädyissä on pitkittäisvastukset 15.

Taivutusuunin 10 vastuskenttien 11, 12, 13 ja 14, 15 ennalta määrätyt vastukset on järjestetty kytkeytymään päälle tietyn ennakkoajän verran ennen kuin lasilevy tulee taivutusuuniin 10. Ennalta määrätyt vastukset on järjestetty myös kytkeytymään pois päältä kun lasilevy poistuu taivutusuunista. Väliajan, jonka uuni on tyhjänä, pidetään pääl1ekytkettynä ainoastaan se osa vastuksista, joilla tyhjän taivutusuunin 10 lämpötilaa voidaan pitää olennaisesti stabiilina. Tällä järjestelyllä pyritään siihen, että vaikka lasilevyjä liikutetaan ja lämmitetään yksilöinä, voidaan uunissa ylläpitää stabiili ja toistettava tila, eli vastusten massaviiveen vaikutus saadaan poistetuksi.

6 9281 6

Kuten tunnettua, tarvitaan sitä korkeampi karkaisulämpötila, mitä ohuempi lasi on. Vastaavasti uunin tulee olla kuumempi. Tällöin ihanteellinen lämpötila uunissa on haettava erikseen jokaiselle lasin paksuudelle. Tämä edellyttää myös sellaisen liikejärjestelmän käyttämistä, jossa jokainen lasilevy liikkuu yksilönä, eli niiden liike on ajallisesti ja paikallisesti toisistaan riippumatonta. Toimintasykli on tyypillisesti noin 1 minuutti, eli uunista valmistuu noin 60 taivutettua ja karkaistua lasilevyä tunnissa. Määrä voi olla vähäisempi, esim. 40 kpl/h jos aina kahden lasilevyn jälkeen ajetaan yhä vaunu lämpötilan tasausta varten. Ohut lasi viipyy taivutusuunissa 10 tyypillisesti vain noin 10-15 sekuntia. Väliajan taivutusuuni 10 on tyhjänä. Uunin 10 vastuskenttien tarpeelliset vastukset kytketään päälle esim. noin 10 sekuntia ennen kuin uusi lasilevy tulee tyhjään uuniin.

Jotta lasilevyä ei tarvitsisi ylikuumentaa uunissa 10, se on saatava mahdollisimman nopeasti siirretyksi karkaisuun. Tätä palvelee jo edellä selostettu kiihdytysliike uunissa 10 lasilevyn lopputaipumisen aikana. Siirtymistä taivutuksesta karkaisuun voidaan edelleen nopeuttaa siten, että karkaisuosaston 16 suutinkoteloiden 17 ja 18 lähestymisliike on ajoitettu käynnistymään heti kun lasilevyn etureuna on ohittanut suutinkoteloiden keskialueella sijaitsevan alimman kohdan. Kysymyksessä ovat siis lasilevyn taivutettua muotoa noudattavat suutinkotelot, jotta suuttimet saadaan puhaltamaan riittävän läheltä lasilevyä. Kun lasilevy pysähtyy suutinkoteloiden 17 ja 18 väliin, ovat nämä lähestyneet jo lähelle lopullista asemaansa. Puhaltimet 19 syöttävät jäähdytysilmaa suutinkoteloihin 17 ja 18.

Karkaisun tapahduttua suutinkotelot 17 ja 18 loitonnetaan toisistaan niin, että lasilevy voidaan siirtää lastaus- ja purkausaseman 1 viereen sen yläpuolella olevaan tasoon. Kun lastaus- ja purkausasema on tyhjä, voidaan taivutettu ja karkaistu lasilevy laskea alas alemmalle ratatasolle, jolla se

II

9281 6 7 siirretään lastaus- ja purkausasemaan 1. Taivutettu ja karkaistu lasilevy siirretään pois muotilta 3 ja tilalle asetetaan taivuttamaton, kylmä lasilevy, joka siirretään karkaisuosaston 16 alitse esikuumennusosastoon 5.

Lasilevyjä kannatetaan siis samalla reunamuoti11 a koko käsittelyprosessin ajan. Tämä olennaisesti yksinkertaistaa laitteiston rakennetta ja toimintaa verrattuna tapauksiin, joissa lasilevy joudutaan siirtämään yhdeltä kannatusalustalta toiselle. Uuni-laitteiston toiminta on täysin automatisoitavissa, jolloin käyttäjän tarvitsee ainoastaan syöttää tieto kulloinkin taivutettavan lasin paksuudesta.

Claims

1. Menetelmä rengasmuoti11 a kannatettujen lasilevyjen taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi, jossa menetelmässä - kylmä lasilevy asetetaan rengasmuoti11 e (3), - rengasmuotti lasilevyilleen siirretään ainakin yhden esikuu-mennusosaston (5, 8) kautta taivutusuuniin (10), - esikuumennettu lasilevy kuumennetaan taivutusuunissa (10) taivutus- ja karkaisulämpöti1 aan ja - taipunut lasilevy siirretään karkaisuosastoon (16), jossa sen vastakkaisiin pintoihin puhalletaan jäähdytysilmaa, tunnettu siitä, että osittain taipunutta lasilevyä siirretään taivutusuunissa vastuskenttien välissä kiihtyvällä nopeudella kohti karkaisuosastoa ja että mainittu siirtoliike kohti karkaisuosastoa aloitetaan kohdasta, jossa lasilevyn etureuna on ainakin lasilevyn korkeutta eli sen siirtosuun-taista dimensiota vastaavan matkan päässä taivutusuunin (10) uiosmenoaukosta (20), jolloin mainitun siirtoliikkeen aloitushetki määrätään lasilevyn lämpötilan ja/tai taipumisasteen perusteella siten, että lasilevy saavuttaa lopullisen muotonsa taivutusuunissa mainitun siirtoliikkeen lopussa.

2. Menetelmä rengasmuoti11 a kannatettujen lasilevyjen taivuttamiseksi ja karkaisemiseksi, jossa menetelmässä - kylmä lasilevy asetetaan rengasmuoti11 e (3), - rengasmuotti 1asi1evyineen siirretään ainakin yhden esikuu-mennusosaston (5, 8) kautta taivutusuuniin (10), - esikuumennettu lasilevy kuumennetaan taivutusuunissa (10) taivutus- ja karkaisulämpötilaan ja - taipunut lasilevy siirretään karkaisuosastoon (16), jossa sen vastakkaisiin pintoihin puhalletaan jäähdytys!lmaa, tunnettu siitä, että lasilevyä kuumennetaan taivutusuunissa (16) niin suurella kuumennustehol1 a, että lasilevy saavuttaa karkaisulämpöti1 an ennen kuin lopullisen muotonsa ja että lasilevyn siirtoliike taivutusuunissa kohti karkaisuosas- 9281 6 9 toa aloitetaan kun lasilevy on saavuttanut ennalta määrätyn lämpötilan, joka on ainakin lähellä karkaisulämpöti1 aa, jolloin lasilevyn taipuminen lopulliseen muotoonsa tapahtuu siirtoliikkeen aikana taivutusuunissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevyn siirtoliikkeen pituus taivu-tusuunissa, ennen kuin lasilevyn etureuna poistuu taivutus-uunista, on ainakin 1,5 kertaa lasilevyn siirtosuuntainen dimensio ja että lasilevyn 1iikenopeutta lisätään koko siirto-liikkeen ajan kunnes lasilevy on osittain poistunut taivutus-uunista (10) .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - lasilevyjen lastaus ja purkaus suoritetaan samassa asemassa (1), - kylmä lasilevy siirretään karkaisuosaston (16) alitse ensimmäiseen esikuumennusosastoon (5), joka sijaitsee taivutus-uunin (10) alapuolella, ja - lasilevyä kannatetaan samalla reunamuoti11 a (3) koko käsittelyprosessin ajan.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taivutusuunin (10) lämpötilaa säädetään yksilöllisesti lasin paksuuden mukaan siten, että kullakin lasin paksuudella on ennalta määrätty lämpötila, joka on sitä korkeampi, mitä ohuempi lasi on.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin lasilevyn liikkeitä ja lämmitystä ohjataan yksilöllisesti lasilevyn paksuuden ja lämpötilamit-tauksen perusteella.

7. Uuni 1aitteisto lasilevyjen taivuttamiseksi ja karkaisemi- 10 92816 seksi, laitteistoon kuuluessa lastaus- ja purkausasema (1), useita reunamuotteja (3) kuljetusvaunuineen (2), ainakin yksi esikuumennusosasto (5, 8), erillinen taivutusuuni (10) ja erillinen karkaisuosasto (16), jossa on suuttimet (17, 18) karkai-suilman puhaltamiseksi taivutetun lasilevyn vastakkaisiin pintoihin, tunnettu siitä, että taivutusuunissa (10) olevan vastuskentän (11) pituus lasilevyn liikesuunnassa on ainakin 1,5 kertaa suurempi kuin lasilevyn 1iikesuuntainen dimensio ja taivutuksen loppuvaiheessa lasilevy on järjestetty taipumisen aikana vaakasuunnassa liikutettavaksi vastuskentän (11) alueella kohti karkaisuosastoa (16).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lasilevy saatetaan taivutusuunissa kiihtyvään liikkeeseen, jonka seurauksena lasilevy saavuttaa 1iikenopeuden vähintäin 0,8 m/s ennen kuin lasilevyn liikesuunnassa etummainen reuna poistuu taivutusuunista.

8 92816

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin yksi esikuumennusosasto (5) sijaitsee tai-vutusuunin (10) alapuolella ja lasilevyjen siirtotie lastaus-osastosta (1) mainittuun esikuumennusosastoon (5) sijaitsee karkaisuosaston (16) alapuolella.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taivutusuunin (10) vastuskentän (11) ennalta määrätyt vastukset on järjestetty kytkeytymään päälle tietyn ennakkoajan verran ennen kuin lasilevy tulee taivutusuuniin (10) ja kytkeytymään pois päältä kun lasilevy poistuu taivu-tusuunista, jolloin väliajan, jonka uuni on tyhjänä, pidetään päälle kytkettynä ainoastaan se osa vastuksista (11), joilla tyhjän taivutusuunin (10) lämpötilaa voidaan pitää olennaisesti stabii1ina.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laitteisto, II 92816 1 1 tunnettu siitä, että taivutusuunissa (10) on yläpuolinen vastuskenttä (11), jossa olevien vastusten pituussuunta on sama kuin kuljetussuunta, ja alapuolinen vastuskenttä (14), jossa olevien vastusten pituussuunta on poikittainen yläpuolen vastusten pituussuuntaan nähden.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että mainittujen vastuskenttien (11, 14) vastusten päissä on näihin vastuksiin nähden poikittaiset vastukset (13, 12 ja 15).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taivutusuunin (10) pituus lasilevyn liikesuunnassa on olennaisesti, sopivimmin noin 1,5 kertaa pitempi kuin kunkin esikuumennusosaston (5, 8) pituus. 12 9281 6