DE69012199T2

DE69012199T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen und Härten von Glasscheiben.

Info

Publication number: DE69012199T2
Application number: DE69012199T
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Kuster; Luc Vanaschen
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2010-04-11
Also published as: KR900016055A; HU902546D0; DE69012199D1; DD293802A5; AU5318690A; AU628963B2; BR9001904A; HUT57168A; JPH03109226A; CA2015238A1; US4990170A; MX173019B; EP0395467A2; ES2062434T3; YU72690A; DE3913571C1; EP0395467B1; YU47144B; HU207693B; PT93840A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen und Vorspannen von Glasscheiben. Sie bezieht sich insbesondere auf Biege- und Vorspanntechniken, bei denen die Glasscheibe in horizontaler Lage bis auf ihre Biegetemperatur erhitzt und oberhalb der Transportbahn von einer Saugplatte ergriffen wird, die sie auf einen Biegering mit konkavem Umfangsprofil fallen läßt, dessen Biegung die Glasscheibe annimmt und auf dem sie durch Aufblasen kalter Luft auf ihre beiden Oberflächen vorgespannt wird.
Diese Biegetechniken, die beispielsweise aus den EP-A 3391 und EP-A 164823 bekannt sind, werden in der Praxis in großem Umfang angewendet. Bei diesen Techniken wird, sobald die Glasscheibe durch die Saugplatte abgehoben ist, der Biegering in den Ofen eingeführt. Dort übernimmt er die Glasscheibe und wird zusammen mit der gebogenen Glasscheibe aus dem Ofen heraus und in die neben dem Ofen angeordnete Vorspannstation verbracht.
Diese Technik hat sich für die Herstellung von Glasscheiben mit geringem Biegeradius, wie Kraftfahrzeug-Seitenscheiben, sehr bewährt. Wegen der Überführungszeiten für den Biegering vom Ofen zur Biegestation und der für die Übernahme der Glasscheibe durch die Saugplatte erforderlichen Zeit sind jedoch die Arbeitstaktfolgen begrenzt.
Aus der DE-A 2000271 ist ein Verfahren ohne Biegering bekannt, bei dem die Glasscheibe mit Hilfe einer horizontal verfahrbaren Saugplatte von der Transportbahn abgehoben, durch Saugwirkung gegen die Saugform angelegt und gebogen, mit der Saugform zwischen die Blaskästen verbracht und dort auf einen Bandförderer aufgelegt wird, der sich vom Ofen bis zur Äbschreckvorrichtung erstreckt. Während des Vorspannprozesses liegt die Glasscheibe unmittelbar auf dem Bandförderer, was zu schwerwiegenden optischen Fehlern führen kann.
Ferner ist in der DE-A 3640892 eine Saugplatte beschrieben, die zwischen einem Rollenofen und einer Biegestation hin- und herfährt. In diesem Fall wird die Glasscheibe in der Biegestation auf eine Form abgelegt, die aus einem Biegerahmen und einer den Raum innerhalb des Rahmens ausfüllenden Vollform besteht. Die Biegung der Glasscheibe wird mit Hilfe eines gegen die Glasscheibe gerichteten nach unten strömenden Gasstroms erreicht. Anschließend wird die gebogene Glasscheibe von dem Biegerahmen in die Vorspannstation verbracht. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer Formen, nicht jedoch eine Verkürzung des Arbeitstaktes.
Aus dem Dokument LU 65146 ist außerdem eine Technik zum Biegen und Vorspannen bekannt, bei der schon mit dem Abschrecken der Glasscheiben begonnen wird, während diese noch gebogen werden. Die Glasscheiben werden dabei während der Bewegung auf einem Förderer erhitzt, anschließend auf eine Form übergeben, auf der sie unter der Wirkung ihrer Trägheit und ihrer Schwerkraft gebogen werden, und dann wieder auf die Forin abgelegt werden, um ihre Bewegung fortzusetzen. Während die Glasscheiben auf die vorm übergeben werden, das heißt also während des Biegens, werden sie auf beiden Seiten mit Hilfe von Blasdüsenreihen schroff abgeschreckt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnt Verfahren zum Biegen und Vorspannen im Hinblick auf eine Verkürzung der Zykluszeiten zu verbessern und weiterzuentwickeln und so eine Erhöhung der Produktivität der Anlage zu erreichen.
Entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umfaßt das Verfahren zum Biegen und Vorspannen eine Phase zum Aufheizen der Glasscheibe in horizontaler Lage auf ihre Biegetemperatur, Eine Phase ihrer Übernahme oberhalb eines Förderers durch eine verfahrbare Saugplatte, die sie oberhalb eines Umfangsbiegerings mit konkavem Profil verbringt, auf den die Glasscheibe abgelegt wird, die in Kontakt mit dem Ring gebogen ird, und schließlich eine Phase des Vorspannens durch Aufblasen kalter Luft auf die beiden Seiten der Glasscheibe. Gemäß der Erfindung wird die Glasscheibe innerhalb des Ofens von der Saugplatte ergriffen, in eine außerhalb des Ofens gelegene Biege- und Vorspannstation verbracht, dort auf den zwischen zwei Blaskästen befindlichen Biegering abgeworfen und in dieser Position nach Zurückfahren der Saugplatte vorgespannt, wobei der Biegering für den Transport der Glasscheibe aus der kombinierten Biege- und Vorspannstation heraus dient.
Das Verfahren kann mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, die einen Rollenofen und eine zwischen dem Endabschnitt des Ofens und einer Biegestation verfahrbare Saugplatte umfaßt, wobei die Biegestation einen auf einem verfahrbaren Schlitten angeordneten Umfangsbiegering mit konkavem Profil aufweist. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch zwei in der außerhalb des Ofens befindlichen Biegestation angeordnete Blaskästen zum Abschrecken der Glasscheiben.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Produktionskapazität der Anlage aufgrund des Wegfalls eines Produktionsschrittes, nämlich der Übergabe der gebogenen Glasscheibe zwischen der Biegestation und der Transportstation, beträchtlich erhöht.
Ferner haben die Erfinder festgestellt, daß das Verfahren die Herstellung von Glasscheiben mit einer deutlich geringeren Querbiegung ermöglicht als die Glasscheiben aufweisen, die nach dein bekannten Verfahren hergestellt werden.
Unter Querbiegung wird bei einem derartigen Verfahren die Durchbiegung im Querschnitt im Mittelfeld der Glasscheibe infolge des Einsinkens des Glases unter der Wirkung des Eigengewichts verstanden. Diese Querdurchbiegung ist im allgemeinen nicht erwünscht, aber sie ist immer unvermeidbar.
Die unerwartete Verbesserung der Formgebung kann dadurch erklärt werden, daß bei den bekannten Verfahren die Durchbiegung im wesentlichen während der Phase des Übergangs von der Biegephase zur eigentlichen Vorspannphase erfolgt. Erfindungsgemäß fällt diese Phase fort, und die gesamte Biegephase kann ausschließlich in der Zeitspanne ablaufen, die die Glasscheibe braucht, damit ihr anfangs ebener Umfang vollständig auf dem Umfangsbiegering zur Anlage kommt. In dieser eigentlichen Biegephase liegt der Umfang der Glasscheibe ganz am Anfang nur auf bestimmten Zonen des Umfangsbiegeringes auf. Das Gewicht der Glasscheibe - oder genauer gesagt ihre kinetische Energie - kann in dieser ersten Phase nicht zur Querbiegung des Mittelfeldes der Glasscheibe beitragen, sondern wird dazu verbraucht, um der Glasscheibe die gewünschte zylindrische Biegung in Längsrichtung der Unterstützung der Glasscheibe zu erteilen. Erst wenn die Glasscheibe auch auf dem tiefsten Teil des konkaven Biegeringes aufliegt, können ihr Eigengewicht einerseits und die Auflagepunkte mit diesem tiefsten Abschnitt andererseits ein Kräftepaar bilden, das zu der unerwünschten Querbiegung führt. In dem Augenblick jedoch, in dem sich dieses Kräftepaar bildet, ist der eigentliche Biegeprozess schon beendet. Da dieser Augenblick ohne jede Verzögerung dem Beginn des Vorspannprozesses entspricht, der jede weitere Möglichkeit einer Verformung der Glasscheibe gewaltsam unterbricht, ist verständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Entstehung der Querbiegung vermeidet.
Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren vor, das nicht nur unter Wahrung aller Vorteile dieser Verfahrungsart eine Reduzierung der Zykluszeiten der Anlage erlaubt, sondern das außerdem eine wesentliche Verbesserung der Biegequalität im Hinblick auf die Formhaltigkeit ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden zwei nebeneinander angeordnete Biegeringe synchron verfahren, wobei die Glasscheiben von der Saugplatte abwechselnd auf den einen oder den anderen Biegering abgelegt werden. Auf diese Weise kann in dem Augenblick, in dem eine erste vorgespannte Glasscheibe die kombinierte Biege- und Vorspannstation verläßt, bereits eine zweite Glasscheibe in diese Station hineinfahren und dort gebogen werden, während die erste Glasscheibe entladen wird. Das ermöglicht eine weitere Reduzierung der Zykluszeiten.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Biege- und Vorspannanlage nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Anlage, und
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Biege- und Vorspannanlage gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Biege- und Vorspannanlage handelt es sich um eine in einer Linie angeordnete Anlage mit einer Biege- und Vorspannstation, die in Richtung der Ofenachse angeordnet ist, in dem die Glasscheiben auf ihre Biegetemperatur erwärmt werden.
Der Ofen 1 ist ein üblicher Durchlaufofen, durch den die Glasscheiben 2 auf angetriebenen Transportrollen 3 in Richtung des Pfeiles F mit gleichbleibender Geschwindigkeit hindurchtransportiert werden. Mittels elektrischer Heizwiderstände 4 werden die Glasscheiben 2 auf die erforderliche Biegetemperatur von etwa 650 Grad Celsius erwärmt. In der Stirnwand 5 des Ofens 1 befindet sich eine ffnung 6, die durch eine Tür 7 geschlossen werden kann.
Die Biege- und Vorspannstation, die sich unmittelbar an den Ofen anschließt, umfaßt einen unteren Blaskasten 11 mit nach oben gerichteten Blasdüsen 12 und einen oberen Blaskasten 13, der auf seiner Unterseite mit Blasdüsen 14 versehen ist. Der obere Blaskasten 13 ist mit einer Hebe- und Absenkvorrichtung versehen. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Blaskästen 11 und 13 sind quer zur Achsrichtung des Ofens verlaufende schienen 15, 16 angeordnet. Auf diesen Schienen 15, 16 ist ein Wagen 17, hier in Form eines Rahmens, auf Radern 18 verfahrbar.
Auf dem Rahmen sind nebeneinander mit einem gewissen Abstand zwei Umfangsbiegerahmen 19 und 20 angeordnet.
Zwei parallel zur Ofenachse angeordnete Schienen 23 und 24 dienen zur Führung der Räder 26 eines Wagens 25, der eine Saugplatte 27 trägt und den Schlitten zwischen dem Endabschnitt des Ofens und der kombinierten Biege- und Vorspannstation bildet. Eine Unterdruckpumpe 28 auf dem Wagen 25 dient dazu, eine ausreichende Saugkraft zu erzeugen, um die Glasscheiben anzuheben und sie in die Biege- und Vorspannstation 10 zu transportieren. Die Steuerleitungen für die Saugplatte und für die Bewegungen des Wagens 25 sind dank eines flexiblen Kabels 29 durch die Ofendecke hindurchgeführt.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt die Anlage ferner zwei Entladestationen 32 und 33, die auf den beiden Seiten der kombinierten Biege- und Vorspannstation angeordnet sind. Der Rahmen 17 fährt auf den Schienen 15 und 16 so weit in die Entladestationen 32 und 33 hinein, daß die Entladung des Biegerings 19 in der Station 32 oder in der Station 33 erfolgen kann. In jeder der beiden Entladestationen 32 und 33 befindet sich ein Sauggreifer 35 auf einem Wagen 36, der über Räder 37 entlang der Schienen 38 verfahrbar ist. Der Sauggreifer 35 erlaubt es, die gebogenen und vorgespannten Glasscheiben auf einen Förderer 39 bzw. 40 abzulegen, der eine Verlängerung der Entladestation 32 bzw. 33 darstellt und die gebogene Glasscheiben übernimmt.
Die Anlage arbeitet wie folgt Die Glasscheibe 2 wird in dem Durchlaufofen 1 auf ihre Biegetemperatur von etwa 650 Grad Celsius erwärmt. Sobald die Glasscheibe 2 eine definierte Position unterhalb der Saugplatte 27 erreicht, die zu diesem Zeitpunkt ihre Endstellung innerhalb des Ofens einnimmt, wird die Unterdruckpumpe 28 eingeschaltet, und die Saugplatte 27 hebt die Glasscheibe 2 von den Transportwellen 3 ab. Nun wird die Tür 7 geöffnet, und der Wagen 25 mit der Saugplatte 27 fährt durch die Öffnung 6 in die Biege- und Vorspannstation 10. Der obere Blaskasten 13 nimmt währenddessen seine obere Stellung ein. Spätestens in dem Augenblick, in dem der Wagen 25 seine Endposition in der Biege- und Vorspannstation 10 erreicht, hat auch die Umfangsbiegeform 19 ihre Endposition in der Biege- und Vorspannstation 10 eingenommen. Sobald sowohl die Umfangsbiegeform 19 als auch die von der Saugplatte 27 gehaltene Glasscheibe 2 in der Biege- und Vorspannstation 10 ihre Endposition eingenommen haben, wird die Glasscheibe 2 von der Saugplatte 27 gelöst. Sie fällt auf die Umfangsbiegeform 19 und legt sich unter der Wirkung ihrer kinetischen Energie und ihrer Schwerkraft an diese Umfangsbiegeform an.
Nachdem sich die Glasscheibe 2 von der Saugplatte 27 gelöst hat, fährt der Wagen 25 wieder in den Ofen 1, und die Tür 7 verschließt wieder die Öffnung 6. Der obere Blaskasten 13 wird darauf abgesenkt und beginnt mit dem Abblasen der Glasscheibe. Nach Beendigung dieses Abblasvorgangs wird der Blaskasten 13 wieder in seine obere Endstellung gefahren und der die Umfangsbiegeform 19 tragende Rahmen 17 fährt in seine andere Endstellung, um die Entladung der Umfangsbiegeform 19 in der Entladesation 32 zu ermöglichen, während die Umfangsbiegeform 20 sich in der Biege- und Vorspannstation befindet.
Während der Entladung der Umfangsbiegeform 19 übernimmt die Umfangsbiegeform 20 die nächste Glasscheibe. Der beschriebene Biege- und Vorspannvorgang wiederholt sich, und die auf der Umfangsbiegeform 20 gebogene und vorgespannte Glasscheibe wird in der Entladestation 33 von der Umfangsbiegeform 20 abgenommen und auf den Förderer 40 aufgelegt. Der beschriebene Vorgang beginnt danach von neuem.
Die in Fig. 3 dargestellte Anlage unterscheidet sich von der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Anlage dadurch, daß die auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheiben 43 aus dem Ofen 44 nicht in Achsrichtung des Ofens, sondern seitlich herausgefahren werden. Zu diesem Zweck ist die Saugplatte 45 in Richtung quer zur Ofenlängsachse auf Schienen 46, 47 verfahrbar. Hierdurch wird zum einen erreicht, daß die für den Transport der Glasscheibe in die Biege- und Vorspannstation erforderliche Zeitspanne deswegen verkürzt werden kann, weil die Breitenabmessungen B der Glasscheibe geringer sind als die in der Achsrichtung des Ofens verlaufenden Längenabmessungen L der Glasscheibe. Der Weg, den die Glasscheibe durchlaufen muß, ist mithin kürzer. Eine weitere Erhöhung der Kapazität einer solchen Anlage wird bei einer derartigen Ausführungsform erreicht, wenn auf beiden Längsseiten des Ofens jeweils ein Ausgang vorgesehen ist, entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, hat der Durchlaufofen 44 eine geschlossene Stirnwand 48 und seitliche Öffnungen 49 und 50, die einander gegenüber liegen und die durch Türen 51 bzw. 52 geschlossen werden. Die auf den Schienen 46, 47 verfahrbare Saugplatte 45 bringt die auf Biegetemperatur erhitzten Glasscheiben abwechselnd durch die Öffnung 49 in die Biege- und Vorspannstation 54, und durch die Öffnung 50 in die Biege- und Vorspannstation 55.
Die Biege- und Vorspannstation 54 ist mit Entladestationen 56 und 57 durch die parallel zur Ofenachse verlaufenden Schienen 60, 61 verbunden, auf denen der auf Rädern 62 verfahrbare Wagen 63 läuft. Der Wagen 63 trägt zwei Umfangsbiegeringe 64, 65, die im Abstand der Entfernung der Biege- und Vorspannstation 54 von der einen oder anderen Entladestationen 56, 57 angeordnet sind. Während in der Biege- und Vorspannstation 54 eine Glasscheibe auf dem Umfangsbiegering 64 gebogen und vorgespannt wird, wird (gleichzeitig die voraufgehend gebogene und vorgespannte Glasscheibe von dem Umfangsbiegering 65 in der Entladestation 57 abgenommen und auf den Horizontalförderer 66 aufgelegt. Die Übergabevorrichtung hat einen üblichen Aufbau und ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Den gleichen Aufbau hat die Anlage auf der anderen Längsseite des Ofens. Auf dieser Seite werden die Biege- und Vorspannstation 55 und die Entladestationen 58 und 59 durch die parallel zur Ofenachse verlaufenden Schienen 70, 71 miteinander verbunden. Auf den Schienen 70, 71 läuft der Wagen 72 auf Rädern 73. Der Wagen 72 trägt wiederum zwei Umfangsbiegeringe 74 und 75. Die Umfangsbiegeringe 74 und 75 werden in gleicher Weise wie die Umfangsbiegering 64 und 65 abwechselnd in den Entladestationen 58 und 59 entladen. In den Entladestationen 58 und 59 werden die Glasscheiben mit Hilfe nicht dargestellter Übergaberichtungen von den Umfangsbiegeringen auf den Horizontalförderer 76 übergeben.

Claims

1. Verfahren zum Biegen und Vorspannen einer Glasscheibe, bei dem die Glasscheibe (2;43) in horizontaler Lage auf ihre Biegetemperatur, erwärmt oberhalb eines Förderers (3) durch eine verfahrbare Saugplatte (27;45) ergriffen und über einen konkaven Umfangsbiegering (19,20;64,65;74,75) verbracht, durch Fallenlassen auf den Umfangsbiegering gebogen, und auf dem Umfangsbiegering durch beidseitiges Aufblasen von Kühlluft vorgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe (2;43) innerhalb des Ofens von der Saugplatte (27;45) ergriffen, aus dem Ofen heraus in eine kombinierte Biege- und Vorspannstation verbracht, dort auf den zwischen zwei Blaskästen (11;13) befindlichen Biegering abgeworfen und in dieser Position nach Zurückfahren der Saugplatte (27;45) vorgespannt wird, und daß der Biegering für den Transport der Glasscheibe (2;43) aus der kombinierten Biege-Vorspann-Station (10;54;55) heraus dient.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit Transportrollen (3) versehenen Erwärmungsofen (1;44) und einer zwischen dem letzten Ofenabschnitt und einer Biegestation (10;54;55) verfahrbaren Saugplatte (27;45), wobei die Biegestation einen konkaven, auf einem verfahrbaren Wagen (17;63;72) angeordneten Umfangsbiegering (19,20; 64,65; 74,75) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Blaskästen (11;13) für die Glasscheiben außerhalb des Ofens unmittelbar in der Biegestation angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umfangsbiegeringe (19,20; 64,65; 74,75) auf einem gemeinsamen, auf Schienen (15,16; 60,61; 70,71) verfahrbaren Wagen (17;63;72) angeordnet sind, wobei die Schienen quer zur Bewegungsrichtung der Saugplatte (27;45) verlaufen und zwei Entladestationen (32,33; 56,57; 58,59) seitlich der kombinierten Biege-Vorspann-Station (10;54;55) vorgesehen sind, die abwechselnd in Tätigkeit treten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Biege-Vorspann-Station (10) in der Achse des Ofens (1) hinter diesem angeordnet und der die beiden Umfangsbiegeringe (19,20) tragende Wagen (17) quer zur Ofenachse verfahrbar ist, und daß in den beiden Entladestationen (32) jeweils ein Horizontalförderer (39;40) für die Übernahme der gebogenen und vorgespannten Glasscheiben (2) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Biege-Vorspann-Station (54;55) neben dem Ofen (1) angeordnet ist, und daß der die beiden Umfangsbiegeringe (64,65; 74,75) tragende Wagen (63;72) in Richtung parallel zur Achse des Ofens (44) verfahrbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (44) in den Seitenwänden des letzten Ofenabschnitts zwei einander gegenüber angeordnete Öffnungen (49;50) aufweist, daß vor jeder dieser Öffnungen (49;50) eine kombinierte Biege-Vorspann-Station (54;55) angeordnet ist, und daß die quer zur Ofenachse verfahrbare Saugplatte (45) abwechselnd die eine oder die andere der kombinierten Stationen (54;55) versorgt.