DE69109723T2 - Verfahren und Formenanordnung zum Biegen von schwerformbaren Flachglasprofilen wie einer S-förmigen Glasscheibe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von schwer formbaren Biegeformen, wie eine Glasscheibe mit einer S-Form, wobei bei dem Verfahren:
• - eine Glasscheibe auf die Biegetemperatur erwärmt wird
• - die erwärmte Glasscheibe auf einer Umrißform mit einer formgebenden Oberfläche abgestützt wird, welche zu der Endbiegeform komplementär ist, und
• - die Glasscheibe durch Durchhängebiegen in ihre Endform gebogen wird.
• Die Erfindung betrifft des weiteren eine Biegeformanordnung, die umfaßt:
• - eine Umrißform mit einer formgebenden Oberfläche, welche zu der Endbiegeform komplementär ist.
• Die US Patentbeschreibung 4 260 409 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zum Biegen von schwer formbaren Biegeformen, wie eine Glasscheibe mit einer S-Form. Eine erwärmte Glasscheibe wird auf einer Umrißform getragen. Für den Endbiegeschritt wird die Glasscheibe von der Umrißform abgehoben und zwischen einer oberen und einer unteren Preßformgebungsfläche gebogen. Die formgebenden Flächen sind mit dem Glas in Kontakt. In den Bereichen der schwierigen Biegeformen wird das Glas örtlich gestreckt, wobei eine Glasscheibe zwischen den formgebenden Oberflächen verschoben wird. Das führt zum Abrieb der Glasoberfläche. In jedem Fall hinterlassen die Ganzkontaktoberflächenformen Spuren auf der Glasfläche, da eine schwierige Form nicht hergestellt werden kann, wenn das Glas nicht relativ weich ist (leicht verformbar).
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Formanordnung zu schaffen, mit der schwierige Formen so in eine Glasscheibe gebogen werden, daß sich das Biegen auch in den Bereichen, in denen eine Glasscheibe stark gestreckt wird, auf gesteuerte Weise ausführen läßt, ohne nachteilige optische Fehler in diesen Bereichen oder in ihrer unmittelbaren Umgebung zu erzeugen.
• Der Begriff Teiloberfläche bedeutet im folgenden Kontext, daß die Oberfläche einer Form nur einen Teil, normalerweise 10 - 30 %, der Oberfläche der Glasscheibe darstellt. Auch dann, wenn zwei separate Teiloberflächenformen eingesetzt werden, beträgt ihre gesamte Oberfläche normalerweise deutlich weniger als 30 % der Oberfläche einer Glasscheibe. Die untere Teiloberflächenformauflage betrifft eine Auflage, wobei die gesamte untere formgebende Oberfläche 50 % der Oberfläche nicht überschreitet, die durch den Außenumfang der formgebenden Oberfläche 15 der Umrißform 5 begrenzt wird.
• Die obengenannten Aufgaben werden mit dem Verfahren nach Anspruch 1 und der Biegeformenanordnung nach Anspruch 7 erfüllt.
• Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung ist, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, wobei eine untere Teiloberflächenform 6 im Schnitt dargestellt ist.
• Fig. 1A eine Seitenansicht einer Ofeneinheit ist, bei der die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann.
• Fig. 2 eine als Vertikalschnitt ausgeführte Perspektivansicht eines Teils der oberen Form in einer Formanordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung ist.
• Fig. 3 das Biegen einer S-Form mittels einer oberen Teiloberflächenpreßform und einer unteren Teiloberflächenpreßform schematisch darstellt.
• Fig. 4 das Biegen einer S-Form mittels einer oberen Ganzoberflächenpreßform und einer unteren Teiloberflächenauflageform darstellt.
• Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Anordnung ist, wobei das Schwerkraftbiegen einer S-Form durch eine nicht-eingreifende untere Teiloberflächenform unterstützt wird.
• Fig. 6 Beispiele schwieriger Biegeformen zeigt, die sich mittels des Verfahrens und der Anordnung der Erfindung herstellen lassen.
• Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung enthält eine untere Teiloberflächenform 6, die in einem Biegeabschnitt 4 für schwierige Biegeformen angeordnet ist. Eine Glasscheibe 9, die auf einer Umrißform 5 aufliegt, wird in aufeinanderfolgenden Erwärmungsabschnitten 2 befördert und allmählich erwärmt. Aus dem Enderwärmungsabschnitt 3 wird die Umrißform 5 zusammen mit ihrer Glasscheibe 9 in den Biegeabschnitt 4 transportiert, in dem eine schwierige Form mittels der erfindungsgemäßen Formenanordnung, die im folgenden ausführlicher beschrieben wird, gebogen wird. Die gebogene Glasscheibe wird in Kühlabschnitten 3', 2' allmählich abgekühlt. Die gebogene Glasscheibe kann, falls erforderlich, auch auf der Umrißform 5 in einen Härteabschnitt befördert werden, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auch beim Biegen von Kraftfahrzeugrücklichtern eingesetzt werden kann. Jedoch eignet sich das Verfahren insbesondere zum Biegen von Windschutzscheiben. Ein Windschutzscheiben-Biegeofen, der allgemein mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist, ist ausführlicher in der US Patentbeschreibung 4 497 645 beschrieben.
• Bei dem vorliegenden Fall ist die untere Teiloberflächenform 6 mit einem konvexen formgebenden Oberflächenabschnitt 8 zu beiden Seiten eines Stützstegs 5' versehen, der zu Umrißform 5 gehört. Die Form 6 enthält des weiteren einen formgebenden Oberflächenabschnitt 7, der im wesentlichen eben oder leicht konvex bzw. konkav ist.
• Die formgebende Oberfläche 7, 8 ist mit Öffnungen 10 versehen, die über ein in die Form integriertes Verteilungsrohr 16, 161, 18 mit einem Druckgasrohr 12 verbunden sind. Die formgebende Oberfläche kann zumindest in der unmittelbaren Nähe einer Biegelinie auch mit Ansaugöf fnungen 11 versehen sein, die über ein Sammelrohr 17, 171, 19 mit einem Ansaugkanal 13 verbunden sind. Die Ansaugseite eines Gebläses 22 ist mit einem Dreiwegeventil 21 verbunden, das die Verhältnisbeziehung zwischen der Menge der aus dem Ansaugrohr 13 und einem Rohr 20 kommenden Luft gesteuert, das mit dem Inneren des wärmsten Ofenabschnitts 3 verbunden ist. So kann Ventil 20 eingesetzt werden, um die Wirkung eines an der formgebenden Oberfläche herrschenden Sogs in bezug auf die Auswirkung des Blasens zu steuern. Eine Regulierung der Drehgeschwindigkeit von Gebläse 22 oder eines in Rohr 12 angebrachten Ventils kann genutzt werden, um die Wirkung des durch die öffnungen eintretenden Stroms zu steuern. Die Temperatur des Gebläse- bzw. Blasgases kann mittels einer Heizeinrichtung 23 reguliert werden, die durch ein Thermostat 24 gesteuert wird.
• Beim Biegen einer Glasscheibe ist eine größere Wärmewirkung in den Bereichen erforderlich, in denen eine Glasscheibe am meisten verformt (gebogen und/oder gestreckt) wird. Diese Aufgabe wird mittels einer unteren Teiloberflächenform 6 erfüllt, die dazu dient, ein Gas mit einer Temperatur, die wenigstens der des Glases an einer Glasbiegelinie oder der Umgebung derselben entspricht, durch Öffnungen 10 einzublasen. Gleichzeitig dient das Gas als Glasträger, der verhindert, daß es herunterfällt oder zu stark nach unten durchhängt. Der Bereich, in dem die Stützrippe 5' von Umrißform 5 und die Biegelinie einer Glasscheibe zusammenfallen, enthält möglicherweise eine schwer zu steuernde Zone, wobei dieser Zone zusätzliche Wärme zugeführt wird. Diese spezielle Zone muß, wenn erforderlich, mehr erwärmt werden als andere, so daß Form 6 über dieser Zone einen dichteren Öffnungsabstand, größere Gebläseöffnungen 10, einen höheren Gebläsedruck aufweist, oder die in diese Zone eingeblasene Luft heißer ist als die in den Rest des Bereiches eingeblasene. In letzterem Fall ist es möglich, entweder einen separaten Gebläseverteilerabschnitt oder Heizwiderstände einzusetzen, die in einigen der Verteilungskanäle 16 angeordnet sind. Es ist auch möglich, ein System von Ansaugdüsen 11 nur in kritischen Zonen für eine leicht verbesserte Wärmeübertragung vorzusehen.
• Die Verteilungskanäle 16 im Inneren der Form 6 sind über Querverbindungskanäle 161 miteinander verbunden, so daß ein leiterförmiges oder gitterförmiges Verteilungssystem entsteht. Das gleiche gilt für die Sammelkanäle 17 und ihre Verbindungskanäle 171. Das Verfahren zur Herstellung einer solchen Form und ihres internen Verteilungssystem ist in den gleichzeitig eingereichten europäischen Patentanmeldungen Nr. 0 448 959 und 0 451 469 des Anmeldenden beschrieben.
• Fig. 2 stellt eine obere nicht-eingreifende Teil- oder Ganzoberflächenform dar, die beim Biegen schwieriger Formen zusammen mit der unteren Form 6 eingesetzt werden kann. Die Öffnungssysteme und die Kanäle einer formgebenden Oberfläche 7', 8', die zu einer oberen Form 6' gehören, sind im Prinzip so aufgebaut, wie dies im Zusammenhang mit Form 6 beschrieben ist. Daher sind die entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, das jedoch apostrophiert ist.
• Da die formgebende Oberfläche der oberen Form 6' erheblich größer sein kann als die der unteren Form 6, muß die obere Form 6' ebenfalls mit Ansaugöffnungen 11' versehen sein, die einer gesteuerten Abführung der Gebläseluft dienen. Die unteren Formen 6, die eine ziemlich große formgebende Oberfläche aufweisen, müssen ebenfalls mit einer Anordnung von Ansaugöffnungen 11 versehen sein. Das Druckgasrohr 12' und das Ansaugrohr 13' können mit einem ähnlichen Gaszirkulationssystern wie dem in Fig. 1 dargestellten versehen sein. Es ist, falls erforderlich, möglich, separate Kanäle und ein separates Heißgasrohr 14 vorzusehen, die heißeres Gas in schwer zu steuernde Flächen blasen. Die obere Form kann wie die untere Form auf einer bestimmten wirksamen Formfläche einen dichteren Öffnungsabstand, größere Öffnungen oder größeren Gebläsedruck aufweisen. Dadurch kann Wärme ohne separate Kanäle auf einen bestimmten wirksamen bzw. aktiven Bereich übertragen werden. Es kann auch ein Heizwiderstand 28, der in Verteilungskanal 16' angebracht wird, für eine konzentrierte Wärmewirkung eingesetzt werden. Widerstand 28 ist über Drähte 29 mit einer Spannungsquelle 30 verbunden.
• Fig. 6 stellt eine 5-förmige Kraftfahrzeugwindschutzscheibe dar, die unter Verwendung des Verfahrens und der Formenanordnung der Erfindung gebogen werden kann. Bezugszeichen A kennzeichnet einen Abschnitt, der einer existierenden, herkömmlichen Windschutzscheibenform entspricht. Wenn die Windschutzscheibe über diesen Abschnitt bzw. Bereich hinaus ausgedehnt wird, krümmt sich die untere Glaskante horizontal nach vorn und die obere Kante horizontal nach hinten, so daß eine S-Form entsteht. Darüber hinaus krümmen sich die seitlichen Glaskanten nach hinten. Dadurch kommt es zum Überkreuzen von Biegelinien BL, deren Kreuzpunkte als eine sphärische Oberfläche B oder ein anderer mehrfach gekrümmter Oberflächenabschnitt C ausgebildet sind. In den Bereichen B und C wird das Glas neben dem Biegen außerordentlich stark gestreckt.
• Fig. 3 stellt die Anwendung der Erfindung für den Fall dar, daß eine obere Teiloberflächenform 6' und eine untere Teiloberflächenform 6 zum Biegen einer Glasplatte 9, die auf einer Umrißform 5 aufliegt, eingesetzt werden. Die obere Teiloberflächenform ist des weiteren mit einem mechanischen Preßelement 25 versehen, das dazu beiträgt, den äußeren Kantenabschnitt des Glases nach unten zu biegen. Die obere Form 6' kann mit einer Anordnung von Gebläseöffnungen und Ansaugöffnungen versehen sein (siehe Fig. 2). Ein Druckrohr 12' und ein Ansaugrohr 13' können mit einem Gaszirkulationssystern 3, 20-24 verbunden sein, das dem in Fig. 1 dargestellten ähnelt. Die untere Teiloberflächenform 6 kann nur mit einer Anordnung von Gebläseöffnungen versehen sein, die mit dem Druckrohr 12 verbunden ist, wobei ein Heißgas von Ofenabschnitt 13 zugeführt wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
• Der Unterschied der Ausführung in Fig. 4 zu der in Fig. 3 besteht im Einsatz einer oberen Ganzoberflächenform 6".
• Die Ausführung in Fig. 5 unterscheidet sich von den vorangehenden darin, daß nur eine untere Teiloberflächenforrn 6 eingesetzt wird, die nur mit Gebläseöffnungen oder mit Gebläse- und Ansaugöffnungen versehen sein kann, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Auch in diesem Fall besteht das Hauptmerkmal darin, eine konzentrierte Wärmewirkung und eine konzentrierte forrngebende Auflage (Stützwirkung) an den vorgegebenen Bereich unterhalb einer Glasscheibe mittels einer mit der Glasscheibe nicht-eingreifenden Teiloberflächenform zu erzeugen. Die Wärmewirkung muß an einer Biegelinie und ihrer Umgebung örtlich konzentriert sein. Das eingeblasene Gas muß eine Temperatur haben, die wenigstens der des Glases entspricht. Bei fortschreitendem Biegevorgang wird die untere Teiloberflächenform 6 näher an eine Biegelinie gebracht und es kann erforderlich sein, die Gebläseluft zu verstärken oder weiter zu erwärmen.
• Nach dem Biegen kann die untere Teiloberflächenform 6 auch zum Abkühlen einer Biegelinie durch Einblasen von kälterer Luft durch die Gebläseöffnungen 10 auf die Biegelinie oder ihre Umgebung eingesetzt werden.
• Es ist auch möglich, die untere Teiloberflächenform in bezug auf die Umrißform 5 stationär anzubringen, so daß die Teiloberflächenform nicht verschoben werden kann, sondern sie im Anfangsstadium der Erwärmung beispielsweise als eine Auflage für das Glas dient. Es wird, wie oben beschrieben beim Biegen des Glases Heißgas eingesetzt. Die Form hat ebenfalls den oben beschriebenen Aufbau.
• Das eingesetzte Gas ist vorwiegend Luft, der möglicherweise verschiedene Gase oder Dämpfe zugesetzt werden. So kann beispielsweise SO&sub2; eingesetzt werden, um einen schützenden Beschichtungsfilm zu erzeugen, so daß ein möglicher Kontakt zwischen der Form und der Oberfläche nicht so leicht zu Spuren auf der Glasoberfläche führt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Biegen von schwer formbaren Biegeformen, wie eine Glasscheibe (9) mit einer S-Form, wobei das Verfahren umfaßt:

Erwärmen der Glasscheibe auf die Biegetemperatur, Abstützen der Glasscheibe auf einer Umriß- bzw. Konturenform (5) (outline mould) mit einer formgebenden Oberfläche (15), welche zu der Endbiegeform komplementär ist,

die Glasscheibe verbleibt in Kontakt mit der Umrißform und wird in die Endkonfiguration durch nach unten gerichtetes Durchhängen der Glasscheibe (9) gebogen, welches von einer nichteingreifenden unteren Teiloberflächenform (6) unterstützt wird, das heißt einer Form, die die Oberfläche der Glasscheibe teilweise bedeckt, Abstützen der Glasscheibe von unten, entweder mit oder ohne diese von oben zu pressen, wobei die untere Form verwendet wird, um zu einer Biegelinie (BL) oder in deren Nähe ein Gas mit einer Temperatur, welche wenigstens der des Glases entspricht, zu blasen bzw. auszuströmen, wobei das Gas gleichzeitig als ein Glasträger dient, um dessen Fallen und übermässiges nach unten gerichtetes Durchhängen zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen, welches durch das Ausströmen von heißem Gas bewirkt wird, auf die problematischten Bereiche der Biegelinie konzentriert wird, insbesondere auf die Kreuzpunkte (B) einiger Biegelinien (BL).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Gas von Gebläseöffnungen (10) der formgebenden Oberfläche (7, 8) der unteren Form (6) ausgeströmt wird, während das Gas gleichzeitig durch Ansaug- oder Auslaßöffnungen (11) der formgebenden Oberfläche angesaugt oder freigesetzt wird, und daß das Druckverhältnis zwischen dem Ausströmen und Ansaugen eingestellt wird, wenn sich die forrngebende Oberfläche (7, 8) der Glasscheibe (9) nähert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen durch nach unten gerichtetes Durchhängen der Glasscheibe von einer nicht-eingreifenden oberen Teiloberflächenform (6', 6") unterstützt wird, die eingesetzt wird, um eine Biegekraft auf die Glasscheibe gleichzeitig mit einer lokal konzentrierten thermischen Wirkung auszuüben.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen der Glasscheibe (9) durch Ausströmen von Luft, welche kälter als das Glas ist, durch die Gebläseöffnungen (10, 10') der Form (6) oder der Formen (6, 6') beendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Gas, welches in die Formen (6, 6', 6") befördert wird, teilweise von einem Heizofen (1, 3) und teilweise von der Form oder den Formen durch Ansaugöf fnungen (11, 11'), welche in dessen oder deren formgebender Oberfläche (7, 8; 7', 8') ausgebildet sind, angesaugt wird.

7. Biegeformenanordnung zum Biegen von schwer formbaren Biegeformen, wie einer Glasscheibe mit einer S-Form, wobei die Anordnung umfaßt:

eine Umrißform (5) mit einer formgebenden Oberfläche (15), welche zu der Endbiegeform komplementär ist, eine nichteingreifende untere Teiloberflächenform (6), das heißt eine Form, die die Oberfläche der Glasscheibe teilweise bedeckt, mit einer formgebenden Oberfläche (7, 8), welche zu der Endbiegeform komplementär ist, und welche mit Gebläseöffnungen (10) versehen ist, die über ein Verteilungsrohr (16, 161, 18) in dem Formenkörper mit einem Druckgasrohr (12) verbunden sind, das mit einer Zufuhr (23, 22; 3) für heißes Gas verbunden ist, wobei die Gebläseöffnungen (10) der formgebenden Oberfläche geeignet sind, eine größere Menge an Luft welche von der Zufuhr für heißes Gas und/oder von heißerer Luft bereitgestellt wird, das heißt, heißes Gas, welches durch ein zusätzliches Erwärmen des Gases in der Zufuhr für heißes Gas oder getrennt davon bereitgestellt wird, in den Bereichen (8) der formgebenden Oberfläche, die mehr gekrümmt sind und den Flächen mit den stärksten Deformationen der Glasscheibe entsprechen, insbesondere an den Kreuzpunkten (W, C) mehrerer Biegelinien (BL), zu konzentrieren.

8. Anordnung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des weiteren umfaßt:

eine nicht-eingreifende obere Teil- oder Volloberflächenform (6', 6") mit einer formgebenden Oberfläche (7', 8'), welche mit Gebläse- und Ansaugöffnungen (10', 11') versehen ist, und daß die Gebläseöffnungen (10') über ein Verteilungsrohr (16', 161') in dem Formenkörper mit einem Druckgasrohr (12') verbunden sind, welches mit der Zufuhr (23, 22; 3) für heißes Gas verbunden ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Teiloberflächenform (6) desweiteren mit Ansaugöffnungen (11) versehen ist, welche über ein Verteilungsrohr (17, 171, 19) in dem Formenkörper mit einem Entgasungs- oder Ansaugrohr (13) verbunden sind.

10. Anordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite eines Gebläses (22) für heißes Gas mit den Druckgasrohren (12, 12') verbunden ist und das die Ansaugseite mit einem einstellbaren Dreiwegeventil (21) verbunden ist, welches die Entgasungsrohre (13, 13') der Formen (6, 6'), wie auch ein Luftrohr (20), welches zu einem Heizofen (1, 3) führt, aufnimmt.

11. Anordnung gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungs- und/oder Sammelverteilungsrohre (16, 161; 17, 171 und 16', 161'; 17', 171') in dem Formenkörper ein leiterförmiges oder gitterförmiges Kanalsystem bilden.

12. Anordnung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der unteren Teiloberflächenform (6) 10% bis 30% der Oberfläche der Glasscheibe (9) entspricht.

13. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der unteren Teiloberflächenform (6) oder die kombinierte Oberfläche zweier gleichzeitig verwendeter unterer Teiloberflächenformen weniger als 50%, vorzugsweise 10% bis 30% der Oberfläche beträgt, die von dem äußeren Umfang der formgebenden Oberfläche (15) der Kantenform (5) begrenzt wird.