устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании, содержащее элемент воздействия на стекло и рукоятку, отличающееся тем, что элемент воздействия на стекло выполнен в виде спирали, свитой из электропроводника, концы которого соответственно присоединены к концам терморазвязывающих электропроводящих стоек, другие концы которых закреплены к рукоятке, выполненной из изоляционного материала, и являются соответственно электроконтактами для электропроводов, размещенных в рукоятке, снабженных электрокнопкой включения.

2. Устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании, содержащее элемент воздействия на стекло, отличающееся тем, что элемент воздействия на стекло выполнен в виде электропроводников в количестве n1, где n - натуральное число, уложенных по заданной геометрии на огнеупорной диэлектрической плите, имеющей кривизну поверхности, соответствующую кривизне поверхности разрезаемого стекла, причем концы электропроводников являются электроконтактами.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к области резки листового стекла и может применяться при резке стекла как с прямой, так и с изогнутой поверхностью, как по прямой, так и по криволинейной линии реза в промышленности и в быту.

Известно устройство для резки стекла - стеклорез, выбранный в качестве прототипа, который содержит рукоятку с закрепленным на ней молоточком с элементом воздействия на стекло - линия грани молоточка и резца, выполненного из алмаза. С помощью стеклореза, а именно алмазного резца, осуществляется нанесение линии надреза на поверхность стекла вдоль линии реза. Стеклорез по отношению к разрезаемому стеклу, при нанесении на него линии надреза устанавливают вертикально и осуществляют надавливание на стекло с одновременным перемещением стеклореза. Вызывают трещину, вдоль линии реза постукивая элементом воздействия - линией грани молоточка, закрепленного на рукоятке с противоположной стороны линии надреза (см. паспорт стеклореза алмазного ТУ 41-13-1.001-95, который выпускается предприятием, находящимся по адресу: 601650 Владимирская область, г. Александров, ул. Свердлова, д.2).

Применение молоточка для вызова трещины по криволинейной линии реза, тем более искривленной поверхности, затруднительно, а при резке стеклянной трубы нанести удар с противоположной стороны стекла становится практически невозможным. Применение такого устройства, т.е. молоточка стеклореза для вызова трещины, становится серьезным тормозом в процессе автоматизации производства, когда изделия вырезаются по определенным шаблонам в больших количествах.

Решаемая техническая задача заключается в обеспечении возможности вызова трещины на стекле с ровным торцевым сколом вдоль линии реза, по надрезу, предварительно нанесенному стеклорезом по прямой или кривой линии на ровной или искривленной поверхности стекла.

Решаемая техническая задача в устройстве для вызова трещин в стекле при его разрезании, в его первом варианте, содержащем элемент воздействия на стекло и рукоятку, достигается тем, что элемент воздействия на стекло, выполнен в виде спирали, свитой из электропроводника, концы которого соответственно присоединены к концам терморазвязывающих электропроводящих стоек, другие концы которых закреплены к рукоятке, выполненной из изоляционного материала, и являются соответственно электроконтактами для электропроводов, размещенных в рукоятке, снабженных электрокнопкой включения.

Решаемая техническая задача в устройстве для вызова трещин в стекле при его разрезании, в его втором варианте, содержащем элемент воздействия на стекло, достигается тем, что элемент воздействия на стекло выполнен в виде электропроводников в количестве n1, где n натуральное число, уложенных по заданной геометрии на огнеупорной диэлектрической плите, имеющей кривизну поверхности, соответствующую кривизне поверхности разрезаемого стекла, причем концы электропроводников являются электроконтактами.

На фиг.1 изображено стекло с нанесенной на него линией надреза.

На фиг.2 изображено устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании по первому варианту технического решения.

На фиг.3 изображено стекло с нанесенными на него основной и дополнительными линиями надреза.

На фиг.4 изображено устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании по замкнутой линии реза, по второму варианту технического решения.

На фиг.5 изображен в разрезе фрагмент устройства для вызова трещин в стекле при его разрезании по второму варианту технического решения для незамкнутой линии реза и первый пример крепления электропроводников к диэлектрической огнеупорной плите.

На фиг.6 изображен в разрезе фрагмент устройства для вызова трещин в стекле при его разрезании по второму варианту технического решения для незамкнутой линии реза и второй пример крепления электропроводников к диэлектрической огнеупорной плите, выполненных в виде спиралей.

На фиг.7 изображен в разрезе фрагмент устройства с возможностью его использования и в вертикальном положении для вызова трещин одновременно в двух стеклах при их разрезании по второму варианту технического решения для незамкнутой линии реза и третий пример крепления электропроводников к диэлектрической огнеупорной плите.

На фиг.8 схематично изображено устройство для вызова трещин в стекле по второму варианту технического решения для нескольких прямых линий реза.

На фиг.9 схематично изображено устройство для вызова трещин в стекле по второму варианту технического решения для нескольких взаимопересекающихся линий реза.

На фиг.1 изображено стекло 1 с нанесенной на его поверхность линией надреза 2.

Устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании, по его первому варианту, (фиг.2) содержит элемент воздействия на стекло, выполненный в виде спирали 3, свитой из электропроводника с большим удельным сопротивлением, например из нихрома, концы которой соответственно присоединены к одним концам терморазвязывающих электропроводящих стоек - первой 4 и второй 5, другие концы которых закреплены к рукоятке 6, выполненной из изоляционного материала, и являются соответственно электроконтактами для электропроводов (на чертеже не показаны), размещенных в рукоятке 6, снабженных электрокнопкой включения 7.

На фиг.3 изображено стекло 1 с нанесенной на его поверхность основной замкнутой линией надреза 2 и дополнительными 2₁ линиями надреза на отходной части стекла.

Устройства для вызова трещин в стекле при его разрезании, для второго варианта технического решения, (фиг.4, 5, 6, 7, 8, 9) содержат элемент воздействия на стекло, выполненный в виде электропроводников 8 и дополнительных электропроводников 8₁ в количестве n1, где n натуральное число, которые уложены по заданной геометрии на огнеупорной диэлектрической плите 9, имеющей кривизну поверхности, соответствующую кривизне поверхности разрезаемого стекла 1, концы электропроводников 8 и дополнительных электропроводников 8 ₁ являются электроконтактами. На фиг.4 к плите 9 закреплены терморазвязывающие ножки 10. Устройства по первому и второму вариантам технического решения подключены к источнику электропитания (на чертежах не показано). Электропроводники 8 и дополнительные электропроводники 8₁ в устройствах фиг.4, 8, 9 могут быть закреплены к огнеупорной диэлектрической плите 9 по одному из трех примеров крепления, показанных на фиг.5, 6, 7.

На фиг.5 ко второму варианту технического решения приведен первый пример, в разрезе, крепления электропроводников 8 к огнеупорной диэлектрической плите 9, продетых через сквозные отверстия 11, выполненные в плите 9, через определенные расстояния по заданной геометрической линии при помощи петель крепления 12. Сквозные отверстия 11 являются термокомпенсаторами линейного расширения электропроводников 8. Концы электропроводников 8 соответственно закреплены к винтам 13, на чертеже показан один из них, являющимся электроконтактами.

На фиг.6 ко второму варианту технического решения приведен второй пример, в разрезе, крепления электропроводников 8 к огнеупорной диэлектрической плите 9, выполненных в виде спиралей. Электропроводники 8 уложены на огнеупорной диэлектрической плите 9 и закреплены к плите 9 через сквозные отверстия 11, выполненные в плите 9, посредством шплинтов 14, на чертеже показан один из них. Концы электропроводников 8 соответственно закреплены к винтам 13₁, являющимся электроконтактами, имеющим острый конец, на чертеже показан один из них. Возможно крепление электропроводников 8, свитых в спираль, к плите 9 через сквозные отверстия, проделанные через определенные расстояния в плите 9, посредством только винтов 13₁ электроконтактов без использования шплинтов 14.

На фиг.7 ко второму варианту технического решения приведен третий пример, в разрезе, крепления электропроводников 8, продетых навстречу друг другу через сквозные отверстия 11, выполненные в огнеупорной диэлектрической плите 9 через определенные расстояния по заданной геометрической линии. Концы электропроводников 8 закреплены соответственно к винтам 13, на фиг.7 изображен один из них, которые являются электроконтактами.

Рассмотрим устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании, его первый вариант, в применении. Предварительно, на поверхности стекла 1 (фиг.1) вдоль всей линии реза необходимо нанести стеклорезом, его алмазным резцом, линию надреза 2, после чего к линии надреза 2 приложить спираль 3 устройства, изображенного на фиг.2, и нажать на электрокнопку 7 включения электропитания, устройство подключено к источнику электропитания, что на чертеже не показано. Спираль 3 при этом разогреется до температуры 700-800°С. После образования трещины в стекле 1 под спиралью 3 производят перемещение спирали 3 вдоль всей линии надреза 2, тем самым продлевая трещину в стекле 1. Перемещение спирали 3 производят до образования одной трещины вдоль всей линии реза стекла 1. Благодаря пружинящим свойствам спирали 3, при ее легком прижатии к надрезу 2, она образует много точек разогрева стекла 1 (точек термоудара) вдоль линии реза, как на ровной поверхности, так и на искривленной, например стеклянной трубе, как по прямой, так и по кривой линии реза. При разрезании стекла по замкнутой линии реза изделие, находящееся внутри замкнутой - основной линии реза 2 (фиг.3), оказывается внутри замкнутого кольца отходной части стекла. После образования трещины вдоль основной линии реза 2, чтобы сломать кольцо отходной части стекла, стеклорезом наносятся дополнительные надрезы 2₁ например, как показано на фиг.3, и с помощью устройства фиг.2 вызывают трещины вдоль них. После чего производят разлом - физическое отделение отходной части стекла от изделия. Без предварительного нанесения надреза на поверхность стекла 1 с помощью устройства фиг.2 можно образовать в стекле 1 трещину, но процесс ее образования будет дольше и не будет отличаться точностью относительно линии реза. Процесс образования трещины происходит быстрее, если спираль 3 будет иметь температуру выше указанной, но в этом случае возможно прилипание спирали 3 к расплавленному стеклу и изменение структуры стекла 1 после его остывания (внутренние напряжения), что может сказаться при дальнейшей его обработке. Например, образование трещин при шлифовке торца стекла. Учитывая выше сказанное, температуру спирали 3 лучше подобрать экспериментально.

На фиг.5 в разрезе показан фрагмент устройства для вызова трещины в стекле 1 при его разрезании вдоль одной незамкнутой линии реза для второго варианта технического решения. Электропроводники 8 через сквозные отверстия 11 закреплены к огнеупорной диэлектрической плите 9 при помощи петель 12. Концы электропроводников 8 закреплены соответственно к винтам 13, являющимся электроконтактами. С помощью электропроводов и винтов 13 электроконтактов электропроводники 8 параллельно (если n>1) подсоединены к источнику электропитания, снабженному электровыключателем, на чертеже не показано.

Рассмотрим устройство, изображенное на фиг.5, для второго варианта технического решения в применении. Для осуществления разрезания стекла 1 на его поверхность наносят стеклорезом надрез вдоль линии реза и прикладывают стекло 1 линией надреза 2 к электропроводникам 8, которые уложены на огнеупорной диэлектрической плите 9 по геометрической линии, соответствующей линии реза. Как видно из чертежа фиг.5, благодаря такому креплению электропроводников 8 к плите 9, они могут быть уложены по любой геометрической линии и кривизне поверхности плиты 9. При подаче электроэнергии на электропроводники 8 они нагреваются и нагревают стекло 1, в результате чего в нем образуется трещина вдоль всей линии реза. Трещина в стекле 1 также образуется, если стекло 1 приложить к уже разогретым электропроводникам 8, совмещая их с линией надреза 2. Электропроводник 8 может быть один. Но при большой длине линии реза требуется и большое напряжение источника электропитания. Поэтому целесообразнее разрезать электропроводник 8 на одинаковые отрезки с одинаковым омическим сопротивлением и подсоединить их к источнику электропитания с небольшим напряжением (например<36V) параллельно. При нагреве электропроводников 8 происходит их линейное расширение. С целью уменьшения величины линейного расширения электропроводники 8 крепятся к плите 9 через определенные расстояния 5-30 мм и отверстия 11, кроме как крепежных, несут в себе, в данном случае, еще и функцию термокомпенсаторов. При разрезании стекла 1 по прямой линии реза, в стекле 1 в результате нагрева также происходит его линейное расширение. Но так как стекло 1 нагревается по прямой линии, трещина в стекле 1 образуется ровной и без предварительного нанесения на его поверхность линии надреза. Однако процесс образования трещины происходит дольше.

На фиг.8 схематично изображено устройство для вызова трещин в стекле для нескольких линий реза (по второму варианту технического решения).

На фиг.9 схематично изображено устройство для вызова трещин в стекле для нескольких взаимопересекающихся линий реза (по второму варианту технического решения).

Работа устройств фиг.8, 9 аналогична описанной выше - для устройства фиг.5. Электропроводники 8 (фиг.9) одного направления соединены соответственно с одной парой электропроводов (электрическое соединение электропроводников 8 параллельное). Электропроводники 8 другого направления соединены соответственно со второй парой электропроводов (электрическое соединение параллельное). Для уменьшения электрической нагрузки на источник питания процесс образования трещин в стекле 1 лучше разбить на два этапа и обе пары электропроводов подсоединить к источнику электропитания, дополнительно снабженному не только электровыключателем, но и электропереключателем. Во избежание электрического контакта электропроводников 8 в местах пересечения линий разных направлений, один из электропроводников 8 через сквозные отверстия 11 в плите 9 укладывается с противоположной стороны плиты. Для того чтобы произвести разрезание, лист стекла 1 кладут на электропроводники 8 устройства фиг.9 и подают электроэнергию сначала на электропроводники 8 одного направления. После получения трещин в стекле 1 вдоль всех линий реза данного направления с помощью электропереключателя производят переключение электроэнергии на электропроводники 8 другого направления. В местах пересечения электропроводников 8 разных направлений участки ˜10 мм, где электропроводники 8 проходят с противоположной стороны плиты 9, перекрываются трещиной в стекле 1 при ее образовании вдоль линии реза. После разрезания стекла 1 источник электропитания выключается.

Для разрезания стекла 1 (фиг.3) по криволинейной замкнутой линии реза на поверхности стекла 1 наносят стеклорезом надрез 2 вдоль линии реза, после чего стекло 1 линией надреза 2 прикладывают к электропроводникам 8 устройства (фиг.4). Электропроводники 8 расположены на диэлектрической огнеупорной плите 9 с кривизной поверхности соответствующей кривизне поверхности разрезаемого стекла 1 (фиг.3) и закреплены к ней, как показано на примере фиг.5, по геометрической линии, соответствующей линии реза стекла 1 (фиг.3). Количество электропроводников 8 может быть n1, где n натуральное число. Концы электропроводников 8, соответственно, присоединены к винтам 13 (фиг.3), являющимся электроконтактами, на чертеже показан один из них. Электропроводники 8 посредством винтов 13 и электропроводов подсоединены к источнику электропитания, снабженному электровыключателем, на чертежах не показано. Электрическое соединение электропроводников 8 к источнику электропитания параллельное (если n>1). При подаче электроэнергии на электропроводники 8 они нагреваются и нагревают прижатое к ним стекло 1, в результате чего в прослабленном надрезом 2 стекле 1 (фиг.3) образуется трещина вдоль всей линии реза, но из-за нагрева стекла 1 изделия, находящегося внутри замкнутой линии реза, и его температурного расширения, трещины образуются и на отходной части стекла, находящегося вне замкнутой линии реза. Отходная часть стекла 1 разрывается и отделяется от изделия с образованием большого количества мелких осколков.

Для того чтобы это не происходило и трещины в стекле 1 (фиг.3) на отходной части стекла 1 образовывались в определенных местах, на поверхности стекла 1, кроме основной - замкнутой линии надреза 2, на отходной части стекла 1, в определенных местах, наносятся стеклорезом дополнительные надрезы 2₁ - вдоль дополнительных линий реза.

На поверхности огнеупорной диэлектрической плиты 9 устройства фиг.4 кроме основных электропроводников 8, уложенных по замкнутой линии, соответствующей основной линии реза стекла 1 (фиг.3), вне ее уложены дополнительные электропроводники 8₁ в местах, соответствующих дополнительным линиям реза. Электропроводников 8 и дополнительных электропроводников 8₁ может быть n1, где n натуральное число, и закреплены они к плите 9, как показано на фиг.3. С целью уменьшения термического расширения разрезаемого стекла 1 (фиг.3) и его влияния на процесс образования трещин(ы) необходимо уменьшить количество тепла, поглощаемого стеклом 1. Это достигается следующим образом. Теоретически обозначение электропроводников 8 и дополнительных электропроводников 8₁ условно, так как это может быть один электропроводник (n=1), подсоединенный через определенные участки с одинаковым омическим сопротивлением к винтам 13, являющимся электроконтактами, на чертеже фиг.3 показан один из них, и посредством электропроводов, подсоединенным к источнику электропитания, снабженному электровыключателем и электропереключателем, на чертежах не показано. Стекло 1 (фиг.3) с нанесенными на его поверхность основным надрезом 2 и дополнительными надрезами 2 ₁ прикладывают к электропроводникам устройства фиг.4, совмещая линию надреза 2 (фиг.3) с электропроводниками 8 (фиг.4), а дополнительные надрезы 2₁ (фиг.3) с дополнительными электропроводниками 8₁(фиг.4). После чего подают электроэнергию от источника питания к электропроводникам 8 в определенной последовательности. Поочередно, сначала на электропроводник 8, или его участок, после получения трещины в разрезаемом стекле 1 вдоль основной линии надреза 2 с помощью электропереключателя переключают электроэнергию поочередно по электропроводникам 8 (участкам), как бы продлевая ее до получения сначала одной трещины вдоль основной замкнутой линии надреза 2, а затем вдоль дополнительных линий надрезов 2₁.

Процесс образования трещин(ы) в стекле 1 напоминает процесс, описанный для устройства фиг.2 по первому варианту технического решения. Благодаря локальности нагрева стекла 1 и малому количеству выделяемого электропроводниками 8 тепла, стекло 1 почти не нагревается и отходная часть стекла 1 отделяется с минимальным количеством мелких осколков.

Используя сочетание параллельного и последовательного соединения электропроводников 8 и поочередное их подключение к источнику электропитания, процесс разрезания стекла 1 (фиг.3) можно ускорить, если устройство фиг.4 подключать в другой последовательности. Сначала одновременно подключаются несколько электропроводников 8, ближайших к дополнительным электропроводникам 8₁ , образуется сразу несколько трещин в стекле 1 (фиг.3) вдоль основной линии надреза 2. После их образования электроэнергию переключают на дополнительные электропроводники 8₁ с целью образования трещин в стекле 1 (фиг.3) вдоль дополнительных надрезов 2₁ от края стекла 1 и до уже полученных в виде буквы "Т". После этого электроэнергию переключают на оставшиеся электропроводники 8 (фиг.4) и заканчивают формирование трещины в стекле 1 (фиг.3) вдоль основной замкнутой линии реза.

Параллельное и последовательное соединения электропроводников 8 и поочередное их подключение к источнику электропитания применимо для всех устройств по второму варианту технического решения.

С помощью одного устройства (фиг.4) возможно поочередное извлечение изделий из листового стекла, на поверхности которого нанесены основные 2 и дополнительные 2₁ надрезы для нескольких изделий. Также возможно изготовление устройства (фиг.4) для вызова трещин в стекле при его разрезании для одновременного вырезания нескольких изделий.

Процесс образования трещин в стекле 1 можно ускорить, если увеличить мощность выделяемого тепла электропроводником 8, особенно для стекла 1, толщина которого >10 мм. Этого можно достигнуть увеличением диаметра электропроводника 8, но при увеличении >1 мм уложить и закрепить его на диэлектрической огнеупорной плите затруднительно из-за его жесткости.

Количество выделяемого тепла на погонную единицу длины можно увеличить, если электропроводник свить в спираль, как показано на фиг.6. Укладка электропроводника 8 в таком виде возможна по поверхности огнеупорной диэлектрической плиты 9 с любой кривизной поверхности и по любой геометрической линии. Крепление электропроводника 8, свитого в спираль, к плите 9 производится также через определенные расстояния 5-30 мм, через сквозные отверстия 11 в плите 9 при помощи шплинтов 14, на чертеже показан один из них. Концы электропроводников 8, свитых в спираль, соответственно закреплены к винтам 13₁ являющимся электроконтактами, на чертеже показан один из них. Винты 13 находятся вне линии укладки электропроводников 8 - соответствующей линии реза стекла 1, как показано на фиг.5, 7. В данном случае винт 13₁ (фиг.6) установлен на линии укладки электропроводника 8, свитого в спираль, и шляпка винта 13₁ имеет острый конец (заострена). Благодаря такой форме шляпки винтов 13 ₁ помимо основной функции, как электроконтакта, они будут защищать электропроводники 8, свитые в спираль, от возможной деформации под действием силы тяжести разрезаемого стекла 1 при его наложении и разломе после образования в нем трещины. Для этого острые концы шляпок винтов 13₁ должны находится на высоте, обеспечивающей прилегание разрезаемого стекла к электропроводникам 8, свитым в спираль, а угол заточки и диаметр основания шляпки винтов 13₁ выполняются такими, чтобы не происходило удара стеклом 1 по электропроводникам 8, свитым в спираль, во время его разлома. Исходя из этих рассуждений можно рекомендовать установку таких винтов, но не обязательно, если жесткость электропроводников 8, свитых в спираль, достаточна и деформации не происходит.

На фиг.7 в разрезе изображен третий пример крепления электропроводников 8 для всех устройств вызова трещин в стекле при его разрезании по второму варианту технического решения. Крепление электропроводников 8 к огнеупорной диэлектрической плите 9 производится также через определенные расстояния 5-30 мм, через сквозные отверстия 11 в плите 9. Два электропроводника 8 (теоретически может быть один n=1) через отверстия 11 продеваются навстречу друг другу и укладываются на противоположные поверхности плиты 9 по геометрическим линиям соответствующим линиям реза стекол. Концы электропроводников 8 соответственно закреплены к винтам 13, являющимся электроконтактами, на чертеже показан один из них, которые обеспечивают параллельное электрическое соединение электропроводников 8. Благодаря такой укладке электропроводников 8, устройство может работать (эксплуатироваться) в вертикальном положении. Так как обе поверхности плиты 9 равнозначны, к электропроводникам 8 могут прикладываться одновременно два стекла при их разрезании. Для данного примера крепления электропроводников 8 в устройстве фиг.4 терморазвязывающие ножки 10 могут отсутствовать. Электрическое подключение устройств с креплением электропроводников 8 к плите 9, показанных на фиг.6, 7, и их работа аналогична рассмотренным выше для устройств с креплением электропроводников 8, показанным на фиг.5.

При изготовлении диэлектрической плиты 9 лучше применять огнеупорные материалы, но допустимо использование и других, например асбоцемента. С помощью специальных прессовочных форм можно получить плиту с любыми геометрическими плоскостями. Режим работы устройств по второму варианту технического решения кратковременный, поэтому срок службы таких устройств может быть довольно долгим.

Таким образом, по сравнению с прототипом, трещины на разрезаемом стекле получаются с ровным торцевым сколом вдоль линии реза по надрезу, предварительно нанесенному стеклорезом по прямой или кривой линии на ровной или искривленной поверхности стекла.