FI94233C - Menetelmä ja uuni lasilevyjen taivuttamiseksi - Google Patents

Description

94233

Menetelmä ja uuni lasilevyjen taivuttamiseksi. - Förfarande och ugn för bending av glasskivor.

Keksinnön kohteena on menetelmä lasilevyjen taivuttamiseksi, jossa menetelmässä kylmä, taivuttamaton lasilevy asetetaan muotille, kuljetetaan muottia ja sen kannattamaa lasilevyä muottivaunulla kuumennusosastosta toiseen, kuumennetaan muotin kannattamaa lasilevyä kussakin kuumennusosastossa, kunnes lasilevy saavuttaa taivutuslämpötilan, siirretään muotin kannattama, esitaipunut lasilevy taivutusosastoon ja kuumennetaan lasilevyä taivutusosastossa samalla kun taivutusmuodosta huolehditaan säteilylämmön jakauman säätöohjelmalla niin, että haluttu taipuminen tapahtuu osittain tai kokonaan painovoiman vaikutuksesta.

Keksinnön kohteena on myös lasilevyjen taivutusuuni, johon kuuluu joukko peräkkäisiä kuumennusosastoja, taivutusosasto, joukko peräkkäisiä jäähdytysosastoja mainittujen kuumennusosas-tojen alapuolella, muotit lasilevyjen kannattamiseksi kuumennuksen, taivutuksen ja jäähdytyksen aikana, ja vaunut muottien kuljettamiseksi osastosta toiseen, kuumennusosastoihin kuuluessa ainakin yksi esilämmitysosasto, jossa on lämmitysvastukset lasilevyjen säteilylämpökuumennusta varten.

. , , ^ Edellä mainittua tyyppiä oleva menetelmä ja uunilaitteisto * · 41 · 1 lasilevyjen taivuttamiseksi on tunnettu hakijan patenttijulkaisuista US-4,497,645 ja US-4,986,842. Kyseinen uunityyppi on tarkoitettu erityisesti laminoitujen tuulilasien taivuttamiseen painovoimaisesti reunamuotilla. Luonnollisesti myös puristus-taivutusta voidaan käyttää painovoimaisen taivutuksen apuna. Tyypillisiä tuulilasimuotoja taivutettaessa kuumennusvastuk-silla huolehditaan siitä, että lasilevyn lämpötilajakauma edistää halutun taivutusmuodon syntymistä. Esim. päätyihin tulevien jyrkempien taivutuskaarien takia niihin kohdistetaan enemmän säteilylämpöä kuin keskialueelle, joka jää suhteellisen suoraksi .

• · 2 94233 US-julkaisuista 5,009,691 ja 4,441,907 on ennestään tunnettua pakotetun konvektion käyttö taivutusta edeltävässä lämmitys-vaiheessa. Kumpikaan ei esitä pakotettua konvektiota silloin kun lasilevy on muotissa, jossa sitä kuumennetaan ja taivutetaan. US-julkaisusta 2,967,378 tunnetaan säteilylämmön paikallinen kohdistaminen muotissa taivutettavaan lasilevyyn.

Tuotantokapasiteetin lisääminen on yksi perustavoite edelleen kehitettäessä ajoneuvojen tuulilasien ja takalasien taivutus-linjoja .

Lisäksi on ilmennyt tarve saada aikaan myös sellaisia taivutusmuotoja, joissa lasilevyn keskialue taipuu progressiiviselle eli tasaisesti jatkuvalle kaarelle, ilman että keskialue jää muuta aluetta suoremmaksi. Tällainen muoto on edullinen esim. siitä syystä, että tuulilasin pyyhkimet toimivat tehokkaammin kun niiden paine lasipintaan pysyy tasaisempana. Myös aerodynaamiset syyt voivat olla perustana sille, että halutaan progressiivinen taivutuskaari. Tämä ei ole mahdollista toteuttaa tavanomaisten tuulilasimuotojen taivutukseen käytetyillä vastuskentillä. Periaatteessa olisi mahdollista muuttaa vastus-kenttärakennetta ja vastusten sijoittelua siten, että samalla laitteella voidaan taivuttaa sekä tavanomaisia tuulilasimuotoja että muotoja, joissa keskialue on taipunut progressiiviselle kaarelle. Vastuskenttien uudelleenjärjestely tätä tarkoitusta • « * ·' « varten on kuitenkin hankala ja kallis toimenpide. Muodon hallinta tulee sitä vaikeammaksi, mitä syvemmälle pussille lasilevy kokonaisuudessaan tulee taivuttaa ja mitä suurempi on lasilevyn pinta-ala.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan edellä mainittua tyyppiä oleva menetelmä ja uunilaitteisto, joilla voidaan olennaisesti parantaa tuotantokapasiteettia ja tavanomaisten tuulila-simuotojen ohella saada aikaan myös lasilevyn keskialueen tehostettu taivutus erilaisia taivutusmuotoja silmälläpitäen, ilman että tarvitsee turvautua vastuskenttien rakenteelliseen ;· uudelleenjärjestelyyn.

94233 3 Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että esikuumennusosastossa tapahtuvan säteilylämpökuu-mennuksen aikana lasilevyn lämpötilajakaumaan vaikutetaan kohdistamalla pakotettu virtaus vaunun pohjan läpi lasilevyn alapintaan.

Pakotettu virtaus voidaan kohdistaa mihin tahansa kohtaan, jossa taipumista pussille halutaan tehostaa. Tyypillisessä tapauksessa pakotettu virtaus kohdistetaan lasilevyn keskialueelle, jolloin se taipuu progressiiviselle kaarelle.

Pakotettua virtausta voidaan käyttää koko sen ajan, jonka lasi on paikallaan esikuumennusosastossa (tai sitä seuraavassa esi-taivutus- tai taivutusosastossa), jolloin tarvitaan vain hyvin heikko puhallus, joka ei paikallisesti ylikuumenne lasin pintaa niin, että muodostuisi "lämpölinssi".

Haluttaessa voidaan pakotettua virtausta käyttää myös taivutus-osastoa edeltävässä esitaivutusosastossa ja/tai taivutusosastossa. Monissa tapauksissa voi olla riittävää, että pakotettua virtausta käytetään vain esikuumennusosastoissa.

Keksinnön mukaiselle uunilaitteistolle on tunnusomaista, että esikuumennusosastossa on konvektioilman puhallusputki, joka on johdettu lämpöeristetyn katon tai seinän läpi ja jonka puhal- t · * lusaukko avautuu esikuumennusosastossa olevan lasilevyn alle Vaunun avoimen pohjan alapuolella.

Konvektioilman puhallusputkeen voidaan liittää pyrometri lasin lämpötilan mittaamiseksi. Tällöin puhallusta voidaan ohjata pyrometrin lämpötilamittauksen perusteella.

Seuraavassa keksinnön yhtä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa • · 4 94233 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen uunilaitteiston loppupään (taivutusosaston) pystyleikkausta; kuvio 2 esittää saman uunilaitteiston alkupään pystyleikkaus-ta; kuvio 3 esittää saman uunilaitteiston pystyleikkausta esikuu-mennusosastojen kohdalta ja kuvio 4 esittää koeajokäyriä lasilevyn taipumista kun keksinnön mukainen puhallus kohdistetaan lasilevyn alapintaan, yläpintaan ja ilman puhallusta. Kaikissa tapauksissa oli vakio taivutusaika 200 s.

Uuniin kuuluu joukko peräkkäisiä kuumennusosastoja 1, 2, 3. Kylmä lasilevy tuodaan taivutusmuotin 11 kannattamana ensimmäiseen uuniosastoon 1. Muottia 11 lasilevyineen siirretään eteenpäin osastosta toiseen muottivaunulla 9, jonka päätyseinä 9a erottaa peräkkäiset osastot toisistaan. Ensimmäisissä osastoissa 1 lasilevyä kuumennetaan pääasiassa pakotetulla konvektiol-la, jonka lämpöenergia saadaan alemmissa jäähdytysosastoissa 7 jäähtyvältä taivutetulta lasilevyltä, kuten on tarkemmin esitetty hakijan patentissa US-4,986,842. Osastoissa 1 pakotetun konvektion osuus lasilevyn lämmitystehosta on tyypillisesti 90 % ja säteilyn osuus 10 %. Lämmön talteenottoon perustuvia < · < kuumennusosastoja 1 voi olla 3-6 kappaletta ja lasilevy saavuttaa niissä lämpötilan 230°C - 300°C ennen siirtymistään seuraa-vaan esikuumennusosastoon 2. Esikuumennusosastoissa 2 lämmitys tapahtuu osittain kuumennusvastusten 12' avulla ja osittain kuljetusvaunujen 9 pohjan läpi ja/tai reunojen ympäri tulevalla konvektiolämmöllä, joka saadaan alemmissa jäähdytysosastoissa 6 jäähtyvistä lasilevyistä. Osastoissa 2 säteilyn osuus on esim. 40 % ja konvektiolämmityksen osuus 60 %. Esikuumennusosastojen lukumäärä on tyypillisesti 3-6 kappaletta. Esikuumennusosas-coista 2 lasilevy siirtyy esitaivutusosastoon 3, kun lasin lämpötila on esim. noin 530°C - 550°C. Esitaivutusosastossa 3 :·. lämpötila nostetaan muutamia kymmeniä asteita, jolloin lasilevy 5 94233 jo lievästi taipuu. Lopuksi lasilevy siirretään varsinaiseen taivutusosastoon 4, jossa sen lämpötilaa nostetaan esim. lämpötila-alueella 590°C - 635°C. Taipumislämpötilassa lasi on hyvin herkkä lämpötilamuutoksille niin, että jo muutaman asteen muutos lasilevyn lämpötilassa vaikuttaa voimakkaasti sen taipu-misherkkyyteen. Taivutusosastossa 4 tapahtuu lämmön siirtyminen lasiin tyypillisesti niin, että säteilyn osuus on 90 % ja kon-vektion osuus 10 %.

Vastuksilla aikaansaadun lämmityksen ohella pakotettua virtausta voidaan käyttää apuna aikaansaamaan nopeutettu taivutus, samalla kun taivutus voidaan hallitusti suorittaa haluttuun muotoon. Erityisesti on ilmennyt tarve taivuttaa myös pinta-alaltaan suurehkoja laseja siten, että niiden keskialue saadaan taipumaan progressiiviselle kaarelle. Tätä varten on keksinnössä järjestetty konvektioilman puhallusputki 13, joka on johdettu esikuumennusosaston 2 lämpöeristetyn seinän tai katon läpi ja suunnattu kohti lasilevyn alapintaa (kuvio 3) vaunun avoimen pohjan läpi. Alapintaan puhaltavan putken 13 pään ja lasilevyn välimatka on niin pitkä, että lasilevyn keskelle suunnatun puhalluksen konvektiolämpövaikutus jakautuu oikein lasilevyn pinta-alalle, kuten ilmenee kuvion 4 ylimmästä käyrästä, joka on saatu käyttämällä esikuumennusosastoissa 2 alapuolista puhallusta. Taivutusosastossa ei tällöin ole käytetty lainkaan , puhallusta. Alapintaan kohdistuva puhallus on tehokkaampi siitä ( · i syystä, että normaalisti alempi lasi on kylmempi kuin ylempi, ja estää tällöin taipumisen alkamista. Tästä syystä voi olla riittävää käyttää alapuolista puhallusta ainoastaan esikuumennusosastoissa 2. Haluttaessa voidaan puhaltaa myös yläpintaan, jolloin katon läpi johdettuun puhallusputkeen 13 voidaan asen-, taa pyrometri 14 lasin lämpötilan mittaukseen.

Putken 13 halkaisija voi olla esim. 8-12 mm. Tyypillisessä tapauksessa putkesta 13 puhalletaan hyvin heikosti konvektioil-maa koko lämmitysvaiheen ajan kun lasilevy on pysähtyneenä, olennaisesti lasilevyn keskialueelle. Puhallusmäärä on pienempi : kuin 0,5 1/s ja on tyypillisesti alueella 0,1 - 0,03 1/s. Hyvin 6 94233 pientä puhallusta (esim. 0,05 1/s) voidaan käyttää myös tavanomaisilla taivutusmuodoilla tekemällä tarvittavat muutokset tai-vutusosaston 4 vastuskentän 12 lämpötilajakauman säätöohjel-maan.

Kuviossa 1 on esitetty puhallusputki 13 myös esitaivutusosas-tossa 3 ja taivutusosastossa 4. Putkeen 13 liitetyllä pyromet-rilla 14 voidaan mitata taipuvan lasin lämpötilaa. Ohjausyksikkö 1 5 voi olla järjestetty ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti ohjaamaan venttiileitä 16 ja 16' lämpötilamittauksen perusteella. Venttiili 16 on säätöventtiili virtauksen määrän säätöä varten ja venttiili 16' on auki/kiinni-venttiili. Luonnollisesti molempia venttiilityyppejä voidaan käyttää erikseen tai yhdessä puhallusajan ja -määrän säätöön. Normaalisti puhalluksen säätöä tai päälle/pois-kytkemistä ei lainkaan tarvita yhden lasilevyn taivutuksen aikana. Puhalluksen päälle/pois-kytkemistä tarvitaan silloin, kun lasilevy siirretään osastosta toiseen, jotta siirron aikana puhallus ei kohdistuisi reuna-alueisiin. Tämä on tarpeen, koska puhalluksen kohdistuksella myös esikuumennusosastoissa 2 huolehditaan siitä, että haluttu taivutusmuoto saavutetaan.

Tarvittavan konvektiopuhalluksen aikaansaamiseen tarvitaan hyvin pienitehoinen pumppu 17. Koska puhallettavan ilman määrä on hyvin pieni, voidaan puhallusilma ottaa suoraan uunia ympä- l · i röivästä huonetilasta. Kuvion 3 putkien 13 yhteydessä voidaan käyttää pumppua ja venttiileitä samalla tavoin kuin kuviossa 1 on näytetty.

Keksinnön mukaisella pakotetulla virtauksella saavutetaan tai-vutusalueen paremman hallinnan lisäksi myöskin kapasiteetin lisäys, koska pakotettu virtaus nopeuttaa taivutustapahtumaa. Tähän tarvitaan vain hyvin pieni konvektiolla aikaansaatu lämmönsiirtymisen tehostuminen. Kuitenkin kapasiteetin lisäys on noin 30-40 % verrattuna vastaavantyyppiseen uuniin ilman puhallusta.

94235 7

Puhalluskohdan sijoituksella voidaan vaikuttaa siihen, mihin muotoon lasilevy taipuu. Keskialueen ohella tai lisäksi puhallus voidaan kohdistaa lasilevyn kulma-alueisiin, joissa tarvitaan suhteellisen jyrkät taivutukset moneen suuntaan. Haluttaessa voidaan puhallusputken 13 puhalluskohta järjestää pysty-ja/tai vaakasuunnassa siirreltäväksi. Puhalluskohdan siirtely voidaan toteuttaa uunin ulkopuolelta mekaanisesti sopivan käyt-tövivuston välityksellä. Luonnollisesti voidaan käyttää sekä ylä- että alapuolisia puhalluksia, jotka kohdistuvat lasin ylä-ja alapintaan. Kuitenkin tyypillisessä tapauksessa käytetään kiinteää puhalluskohtaa lasilevyn keskialueen alla ja muodosta huolehditaan myös säteilylämmön jakauman säätöohjelmalla.

♦ * · « * ··

Claims (9)

1. Menetelmä lasilevyjen taivuttamiseksi, jossa menetelmässä kylmä, taivuttamaton lasilevy asetetaan muotille (11), kuljetetaan muottia (11) ja sen kannattamaa lasilevyä muottivaunulla (9) kuumennusosastosta toiseen (1, 2, 3), kuumennetaan muotin (11) kannattamaa lasilevyä kussakin kuumennusosastossa (1, 2, 3. kunnes lasilevy saavuttaa taivutuslämpötilan, siirretään muotin (11) kannattama, esitaipunut lasilevy taivutusosastoon (4) ja kuumennetaan lasilevyä taivutusosastossa (4) samalla kun taipumismuodosta huolehditaan säteilylämmön jakauman säätöoh-jelmalla niin, että haluttu taipuminen tapahtuu osittain tai kokonaan painovoiman vaikutuksesta, tunnettu siitä, että esikuumennusosastossa (2) tapahtuvan säteilylämpökuumen-nuk-sen aikana lasilevyn lämpötilajakaumaan vaikutetaan kohdistamalla pakotettu virtaus vaunun (9) pohjan läpi lasilevyn alapintaan .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettua virtausta käytetään myös taivutusosastoa (4) edeltävässä esitaivutusosastossa (3) ja/tai taivutusosastossa (4) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettu virtaus kohdistetaan ainakin * # <. lasilevyn keskialueelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettu virtaus katkaistaan siksi ajaksi, kun muottivaunuja (9) siirretään osastosta toiseen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettua virtausta käytetään pääasiassa koko sen ajan, jonka lasilevy on pysähtyneenä esikuumennusosastossa (2). * * 9 94233

6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettua virtausta käytetään tehostamaan keskialueen taipumista suhteessa päätyalueiden taipumiseen niin, että lasilevy saadaan taipumaan keskialueeltaan progressiiviselle kaarelle.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettua virtausta käytetään kun lasilevyn lämpötila on yli 250°C ja ainakin silloin kun lasilevyn lämpötila on alueella 300°C - 500°C.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakotettu virtaus synnytetään puhaltamalla esikuumennusosastoon (2) ennalta määrättyyn kohtaan taipuvan lasilevyn läheisyydessä hyvin pieni määrä ilmaa.

8 94233

9. Lasilevyjen taivutusuuni, johon kuuluu joukko peräkkäisiä kuumennusosastoja (1, 2, 3), taivutusosasto (4), joukko peräkkäisiä jäähdytysosastoja (5, 6, 7) mainittujen kuumennusosas-tojen alapuolella, muotit (11) lasilevyjen kannattamiseksi kuumennuksen, taivutuksen ja jäähdytyksen aikana, ja vaunut (9) muottien (11) kuljettamiseksi osastosta toiseen, kuumennusosas-toihin kuuluessa ainakin yksi esikuumennusosasto (2), jossa on lämmitysvastukset (12') lasilevyjen säteilylämpökuumennusta varten, tunnettu siitä, että mainitun esikuumen- t · > nusosaston (2) alapuolella on konvektioilman puhallusputki (13), joka on johdettu lämpöeristetyn katon tai seinän läpi ja jonka puhallusaukko avautuu esikuumennusosastossa (2) olevan lasilevyn alle vaunun (9) avoimen pohjan alapuolella. • · Λ 10 94235