DE2219161C2 - Verfahren zum Verformen und Aushärten von Glasscheiben und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verformen und Aushärten von Glasscheiben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 3.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt, wobei in der herkömmlichen Weise verhältnismäßig dicke Glasscheiben mit einer Stärke von 6 mm und mehr gebogen worden sind.

In diesem Zusammenhang ist insbesondere auf zwei bekannte Biebeverfahren hinzuweisen (US-PS 32 b4 078 und DE-OS 15 96 293). bei denen zur Ausformung eines gekrümmten Verlaufes von Glasscheiben die Masseträgheit und die Gravitationskraft zusätzlich ausgenutzt werden, wobei eine flache Glasscheibe auf einer Gelenkbiegeform angeordnet ist. die durch einen Biegeoder Tunnelofen befördert wird, bis die Scheibe durch Wärmebeaufschlagung genügend erweicht ist. so daß der Biegevorgang durch Schwerki J' in Anlage an die formgebende Oberfläche des Ausformstempels sichergestellt ist. Jedoch erfolgt die Aushärtung dieser Glasscheiben erst, nachdem die bereits gebogenen Glasscheiben vollständig gebogen sind und den Biegeofen verlassen haben. Mit Sicherheit kann die Glasscheibe bei den bekannten Biegeverfahren nicht schnell abgekühlt werden, da diese während ihrer Formgebung weiter in der erhitzten Atmosphäre des Ofens gehalten wird.

In der USPS 22 23 124 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen und Härten von Cilasvcheiben beschrieben, wobei die flache Glasscheibe in einer Kammer auf einer Reihe von Walzen angeordnet wird. Die Atmosphäre der Kammer wird bis zur Erhitzung der Glasscheibe auf ihren Erweichungspunkt mit aufgeheizter Luft beaufschlagt. Durch die mit dem nachfolgenden Absenken der Walzen entstehende gewölbte Oberfläche erfolgt die Formgebung des Glases. Nach Beendigung des Biegevorgangs wird die Heißluft abgesaugt und zur Aushärtung des Glases Kühlluft in die Kammer eingelassen. Bei diesem bekannten Biegeverfahren erfolgt weder eine schnelle Abkühlung während des Biegevorgangs der Glasscheibe noch ist das das Kühlmedium abgebende Element auf den Walzen oder auf anderen formgebenden Mitteln angeordnet.

In der US-PS 34 88 178 wird ein weiteres Biegeverfahren beschrieben, demzufolge eine durch Hitze

erweichte Glasscheibe zur Formgebung derselben zwischen zwei ergänzende Ausformstempel gepreßt wird. Während die Glasscheibe sich noch auf dem Ausformstempel befindet, erfolgt die Kühlung, damit die gebogene Glasscheibe in der gewünschten Verformung gehalten wird. Die Kühlung der Glasscheibe geschieh' deshalb noch auf dem unteren Ausformstempel, damit die Oberfläche der Glasscheibe fest und die ihr bereits gegebene Formgebung erhalten wird. Die Aushärtung erfolgt jedoch erst nach Absenken der Glasscheibe auf dem Förderer und Weiterbewegung derselben durch ein Aushärtungsfeld, in dem die Temperatur der Scheiben schnell abgesenkt wird bis zur Erreichung der gewünschten Härte.

Die Entwicklung der letzten Jahre hat insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung von mehrdimensional gewölbten Scheiben für Automobile einen stark ansteigenden Bedarf an besonders dünneren Glasscheiben, deren Dicke bei ca. 4 mm und darunter liegt, aufgezeigt. Auf derartiges Scheibenmaterial lassen sich die bekannten Biegeverfahren nicht übertragen, da die bisher angewendete Abkühlung zu starken Verzögerungen des Verfahrensablaufes bzw. zu Beschädigungen und Deformationen der bereits gebogenen Scheibe führt.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. der die Aufgabe zugrunde liegt. Verfahren und Vorrichtung ium Verformen und Aushärten besonders dünner Glasscheiben zu gestalten, daß bei zeitlich gestrafftem Biege- und Abkühlungsverlauf keine Deformationen der bereits gebogenen Scheibe nach Verlassen der Biegeform mehr zu befürchten sind.

Die Lösung dieser Aufgabe wird für das vorliegende Verfahren erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und für die Vorrichtung entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 3 erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In vorteilhafter Weise werden damit ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, welche geeignet sind, verhältnismäßig dünnes Scheibenmaterial wirtschaftlich bei verkürzter Verfahrensdauer zu biegen und zu härten, wobei die Glasscheiben bezüglich ihrer Größe und Formgebung sehr unterschiedlich sein können, und wobei im wesentlichen von einer herkömmlichen Verfahrensgrundlage zur Herstellung fester Glaseinheilen ausgegangen werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben, die der Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen sollen, und es bedeutet

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Biege- und Aushärtevorrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 von F i g. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Biegevorrichtung in vergrößerter Darstellung entlang der I-inie 3-3 von Fi g 2;

F ι g. 4 eine Teilv. icdergabe der Vorrichtung nach F i g_: 1. en'lang der Linie 4-4 von F i g. 3 gesehen:

Fig. 5 eine Da: stellung, entsprechend F i g. 4. zur Verdeutlichung der Hcwegung der Teile der Vorrichtung w ährend des BicKevorgangcs;

F i g. 6 eine Ansic'ht entsprechend F i g. 4 für ein abgewandeltes Ausführungsbcispicl;

F i g. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 6:

Fig.8 eine Teildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Blaskopfes für die Vorrichtung; und Fig.9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 von Fig. 8.

In F i g. 1 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum Verformen und Aushärten von Glasscheiben wiedergegeben. Wie dargestellt, besteht die Vorrichtung aus einem Aufheizabschnitt A in Form eines Tunnelofens 12, einem Abschnitt B, der als in Verformungs- bzw. Biege- und Abschreckungsabschnitt bezeichnet werden kann, und zwei Kühlabschnitten C und D. Um die Glasscheiben G durch die verschiedenen Abschnitte entlang einer geraden Bahn zu bewegen, ist eine Förderanordnung £ vorgesehen, welche aus einer Reihe von Walzen 10 innerhalb des Abschnittes 17 und in den an diesen angrenzenden Bereichen aus relativ dünnen Walzen 11 zusammengesetzt ist.

Innerhalb des Abschnittes B ist ein Schlitten 13

vertikal bewegbar an einem Ende einer Kolbenstange 14 befestig;, die von einem Kolben 16 pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ist. Der Schi' ;n 13 besteht aus zwei vertikal im Abstand und ftucl.ie-'d zueinander ausgerichteten Platten 17 und 18. von denen die untere eine Mehrzahl im Abstand zueinander liegender, und Blasköpfen 20 beinhaltender Rohre 19 trägt, die quer hierzu li.'gen.

Oberhalb der Rohre 19 ist an senkrechten Stangen 21

eine aus einzelnen Segmenten bestehende ringförmige Biegeform 22 angebracht, deren einzelne Segmente irn

^!n Abstand zueinander zwischen den jeweils benachbarten Walzen 11 der Förderanordnung Fliegen.

Eine zweite Reihe von Rohren 23 mit Blasköpfen ist

von oben her auf die Form gerichtet und wird von der oberen Platte 17 aufgenommen, wobei jede Reihe der

^Ji Rohre 19 und 23 an ihren Enden an Rohrverbindungen 24 und 25 angeschlossen ist. die ihrerseits an eine Zuführungsleitung angeschlossen sind, durch welche Luft oder ein anderes für die Abschreckung der heißen Glasscheibe geeignetes Medium, unter Dru-k ztifiiführt

■ίο werden kann.

Innerhalb des Abschnittes Csind die sich gegenüberlieg .nden Kammerräume 26 mit Blaskopfen 27 herkömmlicher Bauart verschen und in der Lage, ein Kühlmittel unmittelbar gegen die sich geger.überliegenden Oberflächen der Glasscheibe so zu richten, daß innerhalb dieses Abschnittes entweder eine schnelle oder auch eine langsame Kühlung möglich ist. Innerhalb des Kühlabschnittes D sind zweite Köpfereihen 27' in der dargestellten Weise angeordnet, die jedoch nur ⁵ⁿ einer langsamen Kühlung der Glasscheibenoberflächen bis auf Raumtemperatur dienen.

Zur Durchführung des Verformungs- und Aushärte Verfahrens werden die flachen Glasscheiben G nacheinander iem nicht dargestellten Eintrittsende des ^5x5 Tunnelofens 12 zugeführt. Nachdem die auf den Erweichungspunkt der Glasscheiben erh i/te flache Scheibe den Tunnelofen 12 verläßt, gelangt sie im Abschnitt B mit geeigneten Anschlägen 28 (siehe F i g. 3 und 4) in Eingriff, wodurch die Glasscheibe eine bO vorgegebene Ausr .htung erfährt und ihre Vorwärtsbe wegung fluchtend zur Bearbeitungsstellung unterbrochen wird.

Unmittelbar hieran anschließend wird ein Druckmittel in das untere Ende des Zylinders 16 über die Leitung ^h" 29 eingebracht, so daß die Biegeform 22 in vertikaler Richtung nach oben· gestoßen wird und dafeei die erweichte Glasscheibe G von den Walzen Π abhebend zufolge der auftretenden Trägheitskrafte in Untersiüt-

/ling mit der Gravitationskraft vcrfornit entsprechend der Wölbung der Oberfläelu'nform 30 des Formsteinpels (siehe gestrichelte Linien in I'ig. 5). Zu dieser /eil wird ein Kühlmedium unter hohem Druck gegen die gegenüberliegenden Oberflächen der gebogenen 5k'hcibe geblasen, welche aus den Blasköpfen 20 in den sich gegenüberstellenden Reihen der Rohre 19 und 23 austritt, um die heiße Scheibe schnell abzukühlen bzw. abzuschrecken. Dieser Kühlvorgang wird fortgesetzt, während sich der Formstempel 22 wieder nach unten bewegt, indem ein Druckmedium in das obere linde des Zylinders 16 eingebracht wird, bis die gewölbte Scheibe wenigstens teilweise abgeschreckt auf die Walzen Il zurückgeführt ist.

In einigen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die gebogene Glasscheibe während ihres Absenkens bis auf den Förderer vollständig abzuschrecken, d. h. fertig auszuhärten, wobei hier das den Blasköpfen 27 in dem Abschnitt Γ zugeführte Kühlmittel so eingestellt wird, daß es eine langsame Kühlung der bereits ausgehärteten Scheibe bis auf Raumtemperatur oder eine Handhabungstemperaiur bewirkt. Wenn andererseits die gebogene Scheibe in der Zeit des Zurücklegens auf den Förderer nicht vollständig ausgehärtet wird, ist es erforderlich, das den Blasköpfen 27 zugeführte Kühlmediiim in dem angrenzenden Abschnitt bezüglich Temperatur und Druck so zu bemessen, daß eine schnelle Kühlung und Abschreckung der Glasscheibe im Abschnitt Cfortgesetzt wird.

In jedem Falle ist eine der wesentlichsten Gesichtspunkte des vorliegenden Verfahrens die erste schnelle Abkühlung und Abschreckung der Glasscheibe zu beginnen, während die Scheibe noch gebogen wird, d. h. entweder bevor oder gerade wenn der Formstempel die oberste Stellung in seiner Aufwärtsbewegung erreicht hat. Diese schnelle Kühlung und Abschreckung wird dann ohne Unterbrechung fortgesetzt, bis die Glasscheibe vollständig auf den Förderer zurückgelegt ist und bis sie ausgehärtet ist.

Der Abstand zwischen den übereinander geordneten Mitteln zur Halterung in Form von Platten 17 und 18 und entsprechend auch die Entfernung zwischen den sich gegenüberstehenden Rohrfolgen 18 und 23, die die Blasköpfe 20 beinhalten, ist steuerbar über Spindeln 31 oder dergleichen. Die fluchtende Ausrichtung des Schlittens 13 während der Vertikalbewegung wird durch Teleskopführungen 32 sichergestellt.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel werden beispielsweise Glasscheiben von ca. 3,2 mm Dicke mittels der in F i g. 3 gezeigten ringförmigen Biegeform 22 verformt, wobei die vollständige Ausformung und Aushärtung einer solchen Scheibeneinheit annähernd Sekunden dauert, nachdem diese den Tunnel verlassen hat

Im einzelnen sind etwa 1¹A Sekunden erforderlich, um die heiße Scheibe aus dem Tunnelofen in die Biegestellung zu bringen. In weiteren 2V₄ Sekunden bewegt die Biegeform die Glasscheibe nach oben, wobei sie zufolge der wirkenden Trägheitskräfte und der Gravitationskraft gebogen wird und hierbei bereits der schnelle Abkühlprozeß eingeleitet worden ist In 3'/₄ Sekunden wird der Formstempel für seine Abwärtsbewegung nach unten gestartet wobei die schnelle Abkühlung der gebogenen Scheibe kontinuierlich fortgesetzt wird. In 3³USekunden ist die Scheibeneinheit bereits auf den Förderer zurückgelegt, wobei auch dann noch der Abkühlprozeß fortgesetzt wird, während die Glasscheibe in weiteren 6 Sekunden aus der

Biegeform herausgetragen wird und die schnelle Abkühlung für zwei weitere Sekunden aufrechterhalten wird, während der Hewegungsvorgang entlang des Förderers aufgenommen w ird.

In dem genannten Ausführungsbeispiel beträgt die tatsächliche Vishärtungszeit für eine Glasscheibe von ca. 5 nun Dicke 4.2 Sekunden. '3ei der Verformung und Aushärtung von 23 mm und 3.55 mm dicken Glasscheiben betrug die Abschreck/cit 3 bzw. 5 Sekunden.

Gute F.rgebnisse wurden bei Verwendung von sowohl 19 · 38.3 mm und 25.4 ■ 38.3 mm dünnen Wandungen aufweisenden rechtwinkligen Rohren 19 und 2.3 erzielt, in denen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. Lb mm in der aus F i g. 3 ersichtlichen Anordnung eingebracht sind, wobei sich Liberiappungen bezüglich der Luftstrahlung gegen die Glasoberflächen ergeben. Die Abstände der Rohre zur Glasoberfläche betrugen ca. 28.5 mm ± 6.4 mm bei der Verformung von 3,2 mm dickem Glas, wobei Abstände von annähernd 9,6 mm für Glasscheiben mit einer Dicke von rund 2 mm bis 2,5 mm zu entsprechend guten F.rgebnissen führten. Die zueinander benachbarten Wandungen der die Blasköpfe beinhaltenden Rohre 19 und 23 sind in den Zeichnungen grundsätzlich parallel zu den Glasscheiben G liegend dargestellt, wenn sich diese noch in ihrem ebenen Zustand befinden. Diese Rohre können jedoch z. B. auch so angeordnet sein, daß sie in ihrer Formgebung der Wölbung der verformten Scheibe entsprechen.

Die in den F i g. 6 bis 9 dargestellte Ausführungsform geht grundsätzlich von den gleichen Vorrichtungselementen aus, wie die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5. Zusätzlich sind jedoch eine Mehrzahl von Andrückelementen ii vorgesehen, mittels welcher sichergestellt werden soll, daß die durch Wärmebeaufschlagung erweichte Glasscheibe sich vollständig der Wölbung der Biegeform 22 anpaßt, wenn diese ihre oberste Stellung in der Vertikalbewegung erreicht hat. Bei einer unregelmäßigen Form, etwa bei einer aus Fig. 3 ersichtlichen Schnittform, für eine Scheibe, können beispielsweise vier derartige Andrückebmente 33 vorgesehen und so in Stellung gebracht werden, daß sie in Eingriff mit den vier Kantenbereichen der Glasscheibe stehen, wenn die zu biegende Glasscheibe in Aufwärtsrichtung auf der Biegeform 22 aufliegend bewegt wird und hierbei durchhängend in Kontakt mit der Oberfläche steht. Derartige Ausrichtungen sind in den F i g. 6 und 7 dargestellt, wobei eine Halterungsplatte 34 über dem Schlitten 13 von horizontal angeordneten U-Eisen 35 gehalten wird, die dem Rahmenaufbau 36 der Vorrichtung zugeordnet sind. Die vier Andrückelemente 33 hängen von der Platte 34 herab, und zwar unter Zwischenschaltung von Stangen 37, welche in Aufwärtsrichtung verlaufend in der dargestellten Weise befestigt sind. Elemente 38 in Form von Muffen, Ringen oder dergleichen begrenzen die Abwärtsbewegung der Andrückelemente 33 in der aus der Darstellung ersichtlichen Weise. Die Andrückelemente 33 werden kontinuierlich nach unten gedruckt und in ihrer untersten Stellung mittels der Druckfedern 40 gehalten. Das Gehäuse 39 ist an der Platte 34 mittels geeigneter Befestigungselemente 42 angebracht und Ringe oder Ansätze 38 und 41 sind auf die Stangen 37 aufgeschraubt und auf diesen in einer anderen Weise befestigt und hierdurch verstellbar gehalten.

In den F i g. 6 'ind 7 ist ein mögliches Ausführungsbeisp:e! für bewegbar gelagerte Anschläge 28 dargestellt, die entweder in Eingriff mit der Scheibe oder außer Eingriff mit derselben bringbar sind. Wie dargestellt

sind die Anschläge 28 an den oberen F.ndeti von vertikalen Stangen 43 gehalten, die mit den Kolben der Druckluft/ylindcr 44 in Verbindung stehen und der durch Einbringung des Druckmittels in eine der Leitungen 45 und 46 entweder angehoben oder abgesenkt werden kann.

Die in den F i g. 6 bis 9 dargestellten, die Blasköpfe aufweisenden Rohre, können beweglich oder so ausgebildet sein, daß ein und dieselben Blasköpfe in verschiedenen Biege- und Aushärtungsvorrichtungen Anwendung finden können. Wie insbesondere aus den F i g. 8 und 9 ersichtlich, bestehen die Blasköpfc 47 aus Rohren 48. die in ihrem Aufbau den Rohren 23 entsprechen, wobei die Zuführung des Kühlmediums über gleichartige Rohrverbindungen 49 und die Speisungsleitung 50 erfolgt. Wie aus F i g. 7 entnommen werden kann, sind die oberen und unteren Rohre 49 zusammen an einer Platte 5t befestigt, so daß es den sich gegenüberliegenden Blasköpfen möglich ist, als eine in sich geschlossene Finheit gleitend in die Betätigungsstellung und aus dieser heraus gebracht zu werden. In ihrer Betätigungsstellung (siehe F i g. 6 und 7) kann die Einheit starr an ihren Platz festgelegt werden, wofür zwei der mittleren Rohre 48 an der oberen Platte des Schlittens 13 über geeignete Halterungen 52 (Fig. 6) gesichert und befestigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Verformen und Aushärten von Glasscheiben, bei dem eine flache Glasscheibe während ihrer Bewegung über eine vorzugsweise horizontale Bahn auf die erforderliche Biegetemperatur erhitzt wird, danach von einem Ausform- oder Biegeelement mit einer Geschwindigkeit aus der Bahn heraus angehoben wird, die im Zusammenwirken mit der Schwerkraft so hohe Trägheitskräfte aufbringt, daß der gewünschte Biegevorgang für die Scheibe sichergestellt ist, indem diese Anlage mit der formgebenden Oberfläche der ringförmigen Biegeform gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abkühlprozeß eingeleitet wird während durch die wirkenden Trägheits- und Gravitationskräfte der Biegevorgang ausgeführt wird, und daß die wenigstens teilweise erfolgende Abschreckung während des Absenkens der ringförmigen Biegeform fortgesetzt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abküiilprozeß fortgesetzt wird, bis die Glasscheibe auf die Bahn zurückgegeben worden ist und während sich dieselbe entla.ig dieser weiterbewegt.

   3. Vorrichtung zum Verformen und Aushärten von Glasscheiben mit einer horizontalen Fördereinrichtung für die Aufnahme der unverformten ebenen und der verformten gebogenen Glasscheiben, sowie ihre Bewegung entlang der Förderbahn einer Biegeform mit einer die gewünschte Verformung vorgebenden Oberfläche, Mitteln zur Vertikalbewegung der Form zwischen einer abgelenkten unterhalb der Bewegungsbahu liegenden und einer angehobenen Stellung, wobei durch das Anheben der erhitzten Glasscheiben unter dem F.influu der Trägheits- und Gravitationskräfte ein Kontakt der Scheibe mit der formgebenden Oberfläche hergestellt wird, und wobei nachfolgend die gebogene Scheibe wieder abgesenkt und auf die Förderbahn zurückgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ringörmigen Biegeform (22) Blasköpfe (20) aufweisende Rohre (19, 23) fest verbunden sind, die d~s Kühlmedium gegen die Oberfläche der Glasscheibe (G) blasen, während sich diese auf der ringförmigen Biegeform (22) befinden.

   4. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß gegen vorgegebene Abschnitte der oberen Oberfläche der Scheibe (6) drückende, nachgiebig gehaltene beziehungsweise federnde mechanische Andrückelemente (33) vorgesehen sind, die in Anlage mit der Scheibe, während diese auf der Form aufliegend angehoben wird, stehen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß etn Kühlmedium gegen die sich gegenüberliegenden Oberflächen der geobenen Ciasscheibe (6) blasende Blasköpfe (27). die die auf die Bewegungsbahn zurückgegebene Glasscheibe (G) während sich diese entlang der Bahn bewegt, beaufschlagen.

   §, Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Blaskopfanordnung der oberen und unteren Rohre (19, 23) im Abstand parallel zueinander liegen und mit staffeiförmig angeordneten Öffnungen in den sich gegenüberliegenden Flächenabschnitten versehen sind, wobei die Rohrreihen über Rohrverbindungen (24, 25) verbunden sind, und Mittel (17, 18) zur Halterung dieser

   Rohrreihen besitzen, die in Verbindung mit dem Ausformstempel und der Fördereinrichtung stehen.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbindungen (24, 25) die Rohre (19, 23) nur an einem Ende miteinander verbinden, und daß Mittel zur Verbindung der Rohrverbindungen (24, 25) untereinander vorhanden sind, so daß die Kühlungsvorrichtung als eine geschlossene Einheit zusammen mit dem Ausformstempel und der Fordereinrichtung handhabbar ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die automatische und federnde Beaufschlagung ausgewählte Abschnitte der Glasscheibe (G) mit einem mechanischen Druckmittel vorgesehen sind, welche die Glasscheibe gegen den Formstempel drücken, während die ringförmige Biegeform angehoben wird.