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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Glasscheiben-
Erhitzungsverfahren und insbesondere auf ein Verfahren zum
Erhitzen von Glasscheiben für Verbundglas.
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Verbundglas, welches breite Anwendung als
Front-Windschutzscheiben von Automobilen findet, wird hergestellt, indem man
zuerst die zu Paaren zusammenzufassenden zweiten Glasscheiben
in einem Heizofen erhitzt, die Glasscheiben formt und abkühlt
und dann die Glasscheiben mit einander gegenüberliegenden
Flächen zusammenfügt. Die Glasscheiben können durch einen
Preßformungsprozeß, einen Schwerkraftformungsprozeß oder einen
Rollenformungsprozeß geformt werden. Die ersten und zweiten
Glasscheiben werden durch eine Klebeverbindung mit einem
zwischen den Glasscheiben liegenden Film, etwa aus
Polyvinylbutyral, zusammengefügt, so daß Fläche auf Fläche liegt.
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Wenn die ersten und zweiten Glasscheiben aneinander geklebt
werden sollen, ist es erforderlich, daß sie in einer
Biegekonfiguration mit im wesentlichen gleicher Form vorliegen. Bei
einem bekannten Verfahren werden die ersten und zweiten
Glasscheiben grundsätzlich unter denselben Bedingungen in dem
Heizofen erhitzt, welcher bei einer konstanten Temperatur
gehalten wird, so daß sie die gleiche Temperatur To am Ausgang
des Heizofens haben. Die ersten und zweiten Glasscheiben werden
abwechselnd in Einer-, Zweier- oder Dreiergruppen in den
Heizofen eingeführt.
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Die ersten und zweiten Glasscheiben, aus denen Verbundglas
hergestellt werden soll, müssen nicht notwendigerweise stets
die gleichen Charakteristiken, wie Dicke, Materialeigenschaften
und Farbzustände haben. So können beispielsweise die ersten und
zweiten Glasscheiben unterschiedliche Dicken aufweisen, oder
die erste Glasscheibe kann eine gefärbte transparente
Glasscheibe sein, wohingegen die zweite Glasscheibe eine farblose
transparente Glasscheibe sein kann. Falls die ersten und
zweiten Glasscheiben derartige unterschiedliche Charakteristiken
aufweisen, so tendieren sie dahin, am Ausgang des Heizofens
unterschiedliche Temperaturen To zu haben. Infolgedessen können
die ersten und zweiten Glasscheiben nicht in der gewünschten
Weise geformt - und nicht in entsprechend geeigneter Weise
miteinander verbunden werden, nachdem sie geformt und abgekühlt
wurden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt das Bemühen zugrunde, die
vorstehend genannten Probleme des konventionellen Verfahrens
zum Erhitzen von Glasscheiben für Verbundglas wirksam zu lösen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Erhitzen erster und zweiter Glasscheiben für Verbundglas
bereitzustellen, so daß die ersten und zweiten Glasscheiben
auch dann, wenn sie unterschiedliche Charakteristiken
aufweisen, die gleiche Temperatur To am Ausgang des Heizofens haben
können, in die gewünschte Konfiguration geformt werden können
und gut in der Weise Fläche auf Fläche miteinander verbunden
werden können, nachdem sie geformt und abgekühlt worden sind.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt zum Erhitzen
einer ersten Glasscheibe und einer mit der ersten Glasscheibe
zu einer einzelnen Verbundglasscheibe zu kombinierenden zweiten
Glasscheibe in einem auf konstanter Temperatur gehaltenen
Heizofen, bevor die erste Glasscheibe und die zweite
Glasscheibe geformt werden, wobei die erste Glasscheibe einfacher
zu erhitzen ist als die zweite Glasscheibe. Das Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Glasscheibe und die
zweite Glasscheibe über die gleiche Distanz durch den Heizofen
bewegt werden, wobei die erste Glasscheibe längs dieser Distanz
mit einer mittleren Geschwindigkeit bewegt wird, die um so viel
größer als die mittlere Geschwindigkeit ist, mit der die zweite
Glasscheibe bewegt wird, daß die Temperaturen der ersten
Glasscheibe und der zweiten Glasscheibe am Ausgang des Heizofens im
wesentlichen gleich sind.
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Das obengenannte und weitere Ziele, Einzelheiten und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich.
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Figur 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine
Glasscheibenbiegevorrichtung, die ein Verfahren zum Erhitzen
von Glasscheiben für Verbundglas gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt.
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Figur 2 ist eine fragmentarische Längsschnittdarstellung
eines Heizofens der in Figur 1 gezeigten
Glasscheibenbiegevorrichtung.
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Figur 3A bis 3C zeigen verschiedene Sequenzen des Heizens von ersten
und zweiten Glasscheiben.
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Figur 4 ist eine schematische Draufsicht auf eine
Glasscheibenbiegevorrichtung, die ein Verfahren zum Erhitzen
von Glasscheiben für Verbundglas gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt.
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Figur 5 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen
Heizzeiten und Temperaturen am Ausgang des Heizofens,
wenn mehrere Glasscheiben in dem auf einer konstanten
Innentemperatur gehaltenen Heizofen erhitzt werden.
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Figur 6 zeigt die Beziehung zwischen Heizzeiten und
Glastemperaturen am Ausgang eines Heizofens, wenn vier Arten
von Glasscheiben in dem Heizofen erhitzt werden,
dessen Innentemperatur Ti konstant gehalten wird.
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Die vier Glasscheiben haben alle die Abmessung 450 mm x 450
mm. Die horizontale Ache des Diagramms nach Figur 5
repräsentiert eine Heizzeit t, und die vertikale Achse repräsentiert
die Glastemperatur To am Ausgang des Heizofens. Die
Charakteristiken der erhitzten Glasscheiben sind durch die
betreffenden Kurven X1, X2, Y1, Y2 angegeben.
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Bei dem Experiment zur Ermittlung der in Figur 5 gezeigten
Daten hatte der Heizofen Keramikrollen zum Fördern der
Glasscheiben und elektrische Heizer innerhalb der Ofenwand. Die
Oberflächentemperatur jedes der Heizer wurde mittels eines
Thermoelementes so kontrolliert, daß sie den gewünschten Wert
hatte. Im spezifischen Fall wurde die Oberflächentemperatur der
Heizer oberhalb der Rollen bei 660 ºC gehalten, und die
Oberflächentemperatur der Heizer unterhalb der Rollen wurde bei 650
ºC gehalten.
Dicke Farbe
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X1: 2,0 mm Blau (= gefärbtes transparentes Glas)
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X2: 2,3 mm Blau (= gefärbtes transparentes Glas)
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Y1: 2,0 mm Farblos (= farbloses transparentes Glas)
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Y2: 2,3 mm Farblos (= farbloses transparentes Glas)
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Der Figur 5 ist entnehmbar, daß die Temperaturen To der
gefärbten Glasscheiben am Ausgang des Heizofens allgemein höher sind
als die Temperaturen To der farblosen Glasscheiben am Ausgang
des Meizofens, wenn die Glasscheiben unter den gleichen
Bedingungen erhitzt werden. Ein Vergleich zwischen den gefärbten
Glasscheiben oder den farblosen Glasscheiben zeigt, daß die
Glastemperatur To am Ausgang des Heizofens höher ist, wenn die
Glasscheibendicke kleiner ist.
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Falls die Form, Materialeigenschaft oder Farbe einer ersten
Glasscheibe für Verbundglas sich von der Form,
Materialeigenschaft oder Farbe einer zweiten Glasscheibe unterscheidet, so
haben die erste Glasscheibe und die zweite Glasscheibe daher am
Ausgang des Heizofens unterschiedliche Temperaturen, wenn sie
unter den gleichen Bedingungen erhitzt worden sind.
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Figur 1 zeigt eine allgemein mit dem Bezugszeichen 100
gekennzeichnete Glasscheibenbiegevorrichtung, die ein Verfahren zum
Erhitzen von Glasscheiben für Verbundglas gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt. Es wird
angenommen, daß eine einzelne Verbundglasscheibe aus einer
ersten Glasscheibe G1 und einer zweiten Glasscheibe G2
hergestellt wird und daß die erste Glasscheibe G1 leichter erhitzt
werden kann als die zweite Glasscheibe G2.
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Die Glasscheibenbiegevorrichtung 100 umfaßt einen Heizofen 1,
der auf eine konstante Temperatur Ti im Inneren erhitzt ist,
eine Preßvorrichtung 2, die stromabwärtig vom Heizofen 1
vorgesehen ist, einen Kühlofen 3, der stromabwärtig von der
Preßvorrichtung 2 vorgesehen ist, und eine Aufnahmeeinrichtung 4,
die stromabwärtig von dem Kühlofen 3 vorgesehen ist. Eine Folge
der ersten Rollen (Figur 2), die als Vorschubförderer dienen,
ist in einem stromaufwärtigen Bereich in dem Heizofen 1
vorgesehen, um die ersten und zweiten Glasscheiben G1, G2 in den
Heizofen 1 einzuführen. Die ersten Rollen 5 sind über eine
Distanz L1 längs der Richtung, in der Glasscheiben durch den
Heizofen 1 transportiert werden, aufgereiht. Eine weitere Folge
von zweiten Rollen 6, die den ersten Rollen 5 folgen und auch
als Förderer dienen, ist in dem Heizofen 1 vorgesehen. Die
zweiten Rollen 6 sind längs einer Strecke L3 entlang der
Glasscheibenförderrichtung aufgereiht.
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Die ersten Rollen 5 sind selektiv mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten drehbar, so daß sie Glasscheiben mit einer
höheren Geschwindigkeit Vh und einer relativ niedrigen,
konstanten Geschwindigkeit V1 fördern können. Die zweiten Rollen 6
sind jedoch mit einer festen Geschwindigkeit drehbar, so daß
sie Glasscheiben mit einer relativ niedrigen, konstanten
Geschwindigkeit V1 fördern können.
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Anfänglich wird eine einzelne erste Glasscheibe G1 in den
Heizofen 1 mittels der ersten Rollen 5 eingeführt und über die
Strecke L1 mit der höheren Geschwindigkeit Vh verschoben. Dann
wird die Glasscheibe G1 mit der kleineren Geschwindigkeit V1
mittels der zweiten Rollen 6 über die Distanz L3 gefördert.
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Wenn die Glasscheibe G1 die Strecke L1 zurückgelegt hat, wird
eine zweite Glasscheibe G2 in den Heizofen 1 mittels der ersten
Rollen 5 eingeführt. Zu dieser Zeit wird die eingeführte zweite
Glasscheibe G2 mit der höheren Geschwindigkeit Vh über die
Strecke L2 bewegt, die kürzer ist als die Strecke L1. Die
Geschwindigkeit, mit der die zweite Glasscheibe G2 gefördert
wird, wird dann von der höheren Geschwindigkeit Vh zu der
kleineren Geschwindigkeit V1 durch einen Steuermechanismus
(nicht gezeigt) geändert. Die zweite Glasscheibe G2 wird darauf
folgend über eine Distanz L4 mit der kleineren Geschwindigkeit
V1 gefördert, wobei die Strecke L4 die Beziehung : L1 + L3 = L2
+ L4 erfüllt.
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Vom Ausgang oder vom Anschlußende des Heizofens 1 aus werden
die Glasscheiben G1, G2 aufeinanderfolgend der Preßvorrichtung
2 zugeführt, wo sie in Form gepreßt werden.
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Wenn die ersten und zweiten Glasscheiben G1, G2 in der oben
erwähnten Weise erhitzt werden, so sind die Temperatur To1 der
ersten Glasscheibe G1 am Ausgang des Heizofens und die
Temperatur To2 der zweiten Glasscheibe G2 am Ausgang des Heizofens
aneinander angeglichen. Das Verhältnis zwischen den Distanzen
L1, L3, das Verhältnis zwischen den Distanzen L2, L4 und die
spezifischen Werte der Geschwindigkeiten Vh, V1 werden in
Abhängigkeit von der voreingestellten Temperatur Tin in dem
Heizofen 1 und von Solltemperaturen To1, To2 der Glasscheiben
G1, G2 am Ausgang des Heizofens 1 bestimmt.
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Vorzugsweise werden erste und zweite Glasscheiben G1, G2 derart
in den Heizofen 1 eingeführt, daß Glasscheiben G1, G2, die
paarweise zu einer Verbundglasscheibe zusammengefaßt werden
sollen, nahe beieinander angeordnet sind. Wenn die Glasscheiben
G1, G2 in der oben beschriebenen Weise erhitzt werden, so
werden sie wechselweise in den Heizofen 1 eingeführt, wie dies
in Figur 3A gezeigt ist, und aufeinander folgende erste und
zweite Glasscheiben G1, G2 werden zu Verbundglasscheiben
kombiniert.
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Wie in Figur 3B gezeigt, können alternativ Sätze von zwei
ersten Glasscheiben G1 und Sätze von zwei zweiten Glasscheiben
G2 in den Heizofen 1 eingeführt werden, und aufeinanderfolgende
zwei Gläser G1, G2 oder aufeinanderfolgende zwei Gläser G2, G1
können zu Verbundglasscheiben kombiniert werden.
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Wie in Figur 3C gezeigt, können alternativ Sätze von drei
ersten Glasscheiben G1 und Sätze von drei zweiten Glasscheiben
G2 in den Heizofen 1 eingeführt werden, und jede der
Glasscheiben G1 in einem Satz kann mit der dritten folgenden zweiten
Glasscheibe G2 in dem nächsten Satz kombiniert werden, um so
eine Verbundglasscheibe herzustellen.
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In der Glasscheibenbiegevorrichtung 100 werden die ersten und
zweiten Glasscheiben G1, G2 über die gleiche Distanz (= L1 + L3
= L2 + L4) in dem Heizofen 1 gefördert, wobei jedoch die
mittlere Geschwindigkeit, mit der die relativ leicht erhitzbare
erste Glasscheibe G1 in dem Heizofen 1 gefördert wird, größer
ist als die mittlere Geschwindigkeit, mit der die zweite
Glasscheibe G2 in dem Heizofen 1 transportiert wird.
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Figur 4 zeigt schematisch eine allgemein mit dem Bezugszeichen
200 gekennzeichnete Glasscheibenbiegevorrichtung, die ein
Verfahren zum Erhitzen von Glasscheiben für Verbundglas
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ausführt. Solche Komponenten in Figur 4, die identisch mit
entsprechenden Komponenten in Figur 1 sind, sind durch gleiche
Bezugszahlen gekennzeichnet und werden nicht im Detail
beschrieben.
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Die Glasscheibenbiegevorrichtung 200 umfaßt einen Heizofen 201,
der auf eine konstante Temperatur Ti in seinem Inneren erhitzt
ist, eine Preßvorrichtung 2, eine Kühlofen 3, und eine
Aufnahmevorrichtung 4, die aufeinanderfolgend stromabwärtig von
dem Heizofen 201 angeordnet sind.
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Wenngleich nicht gezeigt, so sind die zweiten Rollen 6 in einem
stromaufwärtigen Bereich in dem Heizofen 1 vorgesehen und über
die Distanz L3 aufgereiht, und die ersten Rollen 5 sind
stromabwärtig von den zweiten Rollen 6 angeordnet und über die
Distanz L1 in dem Heizofen 1 aufgereiht.
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Im Betrieb wird eine einzelne erste Glasscheibe G1 in den
Heizofen 201 mittels der zweiten Rollen 6 eingeführt und über
die Distanz L3 mit der niedrigeren Geschwindigkeit V1
transportiert. Die Glasscheibe G1 wird dann über die Distanz L1 mit
der höheren Geschwindigkeit Vh mittels der ersten Rollen 5
gefördert, bis die Glasscheibe G1 den Ausgang am Anschlußende
des Heizofens 201 erreicht hat.
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Während die Glasscheibe G1 längs der Strecke L3 transportiert
wird, wird eine zweite Glasscheibe G2 in den Heizofen 201
mittels der zweiten Rollen 6 eingeführt. Die Glasscheibe G1
wird über die Strecke L4 mit der niedrigeren Geschwindigkeit V1
zunächst mittels der zweiten Rollen 6 und dann mittels der
erscen Rollen 5 transportiert. Die zweite Glasscheibe G2 wird
ferner über die Strecke L2 mittels der ersten Rollen 5
gefördert, bevor sie den Ausgang am Anschlußende des Heizofens 201
erreicht.
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Die Glasscheiben G1, G2 werden aufeinanderfolgend von dem
Anschlußende des Heizofens 201 zu der nächst folgenden
Preßvorrichtung 2 transportiert, mittels welcher die Glasscheiben G1,
G2 in Form gepreßt werden.
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Bei dem oben unter Bezugnahme auf Figur 4 beschriebenen
Erhitzungsverfahren werden die Temperatur To1 der ersten Glasscheibe
G1 am Ausgang des Heizofens und die Temperatur To2 der zweiten
Glasscheibe G2 am Ausgang des Heizofens aneinander angeglichen.
Genauer gesagt, werden in der Glasscheibenbiegevorrichtung 200
die ersten und zweiten Glasscheiben G1, G2 über die gleiche
Distanz (= L3 + L1 = L4 + L2) in dem Heizofen 201 gefördert,
wobei jedoch die mittlere Geschwindigkeit, mit der die relativ
leicht zu erhitzende erste Glasscheibe G1 in dem Heizofen 201
transportiert wird, größer ist, als die mittlere
Geschwindigkeit, mit der die zweite Glasscheibe G2 in dem Heizofen 201
transportiert wird.
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Bei den Heizöfen 1, 201, wie sie in den Figuren 1 bzw. 4
gezeigt sind, sind die selektiv mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten drehbaren ersten Rollen 5 entweder in dem
stromaufwärtigen oder in dem stromabwärtigen Bereich in dem Heizofen
vorgesehen. Die ersten Rollen 5 können jedoch so angeordnet
sein, daß sie über der gesamten Länge des Heizofens vorgesehen
sind und so gesteuert werden können, daß sie selektiv mit
unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren.
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Die mittels der Glasscheibenbiegevorrichtungen 100, 200
auszuführenden Verfahren haben nur dem Erfordernis zu genügen, daß
die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der die erste
Glasscheibe G1 in dem Heizofen transportiert wird, höher ist, als
die Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der die zweite
Glasscheibe G2 in dem Heizofen transportiert wird. Daher ist es
möglich, daß bei Einstellung geeigneter Werte für die
niedrigere Geschwindigkeit V1 und für die höhere Geschwindigkeit Vh
nur die erste Glasscheibe G1 mit der höheren Geschwindigkeit
durch einen Abschnitt des Heizofens gefördert wird und daß die
zweite Glasscheibe G2 mit der niedrigeren Geschwindigkeit über
die gesamte Länge des Heizofens gefördert wird.
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Mit den oben beschriebenen Erhitzungsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung werden die am Ausgang des Heizofens
vorliegenden Temperaturen To1, To2 von ersten und zweiten
Glasscheiben G1, G2, die zu einer Verbundglasscheibe kombiniert
werden sollen und unterschiedliche Charakteristiken haben,
aneinander angeglichen. Die Glasscheiben G1, G2 können daher
durch Pressen oder auf andere Weise in eine gewünschte Gestalt
gebracht werden. Folglich können die Glasscheiben G1, G2 gut
miteinander verbunden werden, nachdem sie geformt und abgekühlt
worden sind.
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Bei den illustrierten Ausführungsformen ist es erforderlich,
daß die Temperaturen To1, To2 der ersten und zweiten
Glasscheiben G1, G2 am Ausgang des Heizofens einander gleich sind.
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Wenngleich beschrieben wurde, was derzeit als die bevorzugten
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird,
so wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung in anderen
spezifischen Formen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der
Ansprüche zu verlassen.