DE3640892A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen einer glasscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen einer Glasscheibe, bei dem die Glasscheibe auf Biegetemperatur erwaermt, in horizontaler Lage von oben von einer Saugvorrichtung erfasst, ueber eine die gewuenschte Kontur der Glasscheibe definierende Rahmenbiegeform verbracht und auf die Rahmenbiegeform abgelegt wird, deren Form die Glasscheibe an ihrem Umfang annimmt und mit der sie anschliessend in eine Kuehlstation transportiert wird.

Verfahren dieser Art sind in der DE-C2 29 45 776 und EP-A1 00 03 391 beschrieben. Der Offen, in dem die Glasscheiben auf Biegetemperatur erwaermt werden, ist vorzugsweise ein Horizontal-Durchlaufofen, in dem die Glasscheiben auf Rollen oder auf einem Gaskissen aufliegend durch den Ofen transportiert werden: Am Ende des Ofens ist eine heb- und senkbare Saugvorrichtung mit einer ebenen oder einer leicht gebogenen Saugplatte angeordnet, die sich auf die erwaermte Glasscheibe absenkt, die Glasscheibe ergreift und anschliessend wieder angehoben wird. Sodann wird unter die angehobene Glasscheibe eine Rahmenbiegeform verbracht. Sobald diese unter der Glasscheibe ausgerichtet ist, wird der Unterdruck in der Saugvorrichtung aufgehoben, so dass die Glasscheibe auf die Rahmenbiegeform faellt und sich unter der Wirkung der kinetischen Energie und ihres Eigengewichts an die Rahmenbiegeform anschmiegt. Anschliessend wird die Rahmenbiegeform mit der Glasscheibe in eine der Biegestation benachbarte Kuehlstation transportiert, wo sie beispielsweise durch schroffe Abkuehlung mit Luftstrahlen vorgespannt wird.

Dieses bekannte Verfahren hat verschiedene Nachteile. Zu diesen Nachteilen zaehlt insbesondere, dass die Glasscheibe unter der Wirkung ihres Eigengewichts und/oder der kinetischen Fallenergie sich innerhalb der Rahmenbiegeform in nicht kontrollierbarer Weise durchbiegt, so dass sich beispielsweise rein zylindrische Biegungen hiermit nicht durchfuehren lassen. Ferner lassen sich mit diesen Verfahren nur mehr oder weniger schwache Biegungen erzeugen, weil die Biegekraefte durch die kinetische Energie, das heisst durch die Fallhoehe und das Eigengewicht der Glasscheiben, begrenzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Biegeverfahren, der gattungsgemaessen Art zu schaffen, bei dem die Glasscheibe einerseits keine unerwuenschte Durchbiegung innerhalb der Rahmenbiegeform erfaehrt, und das andererseits auch staerkere Biegungen der Glasscheibe ermoeglicht, als sie sich allein aufgrund des Eigengewichts der Glasscheibe oder aufgrund ihrer kinetischen Fallenergie erreichen lassen.

Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass die Glasscheibe waehrend des Biegevorgangs durch eine den Raum innerhalb der Rahmenbiegeform ausfuellende der gewuenschten Form der Glasscheibe entsprechenden Biegeform abgestuetzt wird, und dass durch Aufblasen eines heissen Gasstroms von oben auf die Glasscheibe diese an die aus der Rahmenbiegeform und der inneren Biegeform zusammengesetzte Biegeform angedruckt wird.

Bei dem erfindungsgemaessen Verfahren wird also gewissermassen die Rahmenbiegeform durch eine zweiteilige Vollform ersetzt, und die Biegekraefte werden durch einen Heissgasstrom gleichmaessig auf die gesamte Glasscheibe aufgebracht, und zwar in einer Hoehe, die ausreicht, um die Glasscheibe auch bei staerkeren und komplizierten Biegungen mit ihrer gesamten Flaeche an die Formflaeche der Vollform anzulegen. Auf diese Weise wird erreicht, dass einerseits alle unerwuenschten Durchbiegungen vermieden und andererseits hinreichend hohe Biegekraefte aufgebracht werden koennen. Anschliessend an den Biegevorgang wird die innere Biegeform von der Rahmenbiegeform getrennt, und das Verfahren laesst sich dann in der bekannten Weise weiterfuehren, indem die Rahmenbiegeform nun als Transportrahmen dient, mit dem die Glasscheibe in die nachgeschaltete Kuehlstation transportiert wird.

Das erfindunggemaesse Verfahren kann grundsaetzlich so gefuehrt werden, dass die Glasscheibe ueber eine konvex nach oben gewoelbte Form herumgebogen, oder in eine konkav nach unten gewoelbte Form hineingepresst wird. Die Verwendung von konkaven Formen, in die die Glasscheibe hineingepresst wird, ist fuer bestimmte Scheibenformen vorteilhafter, waehrend sich andere Formen mit dem gleichen Ergebnis mit einer nach oben gewoelbten Form herstellen lassen.

Das Verfahren nach der Erfindung und ein bevorzugtes Ausfuehrungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnungen naeher beschrieben, ohne dass die Erfindung auf diese Ausfuehrungsform beschraenkt ist.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 den grundsaetzlichen Ablauf des erfindungsgemaessen Verfahrens anhand der Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte;

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Biegen einer Glasscheibe nach dem erfindungsgemaessen Verfahren und zum anschliessenden Vorspannen in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 2 ausschnittsweise dargestellte Vorrichtung entlang der Linie III-III.

In Fig. 1 sind jeweils in einem vertikalen Laengsschnitt durch den Endabschnitt eines Durchlauf-Erwaermungsofens und durch eine sich daran anschliessende Biegestation die aufeinanderfolgenden Schritte einer bevorzugten Ausfuehrungsform des erfindungsgemaessen Verfahrens dargestellt.

Die Anlage fuer die Durchfuehrung des Verfahrens umfasst im wesentlichen einen Horizontaldurchlaufofen 1, in dem die Glasscheiben auf einer aus angetriebenen Transportwalzen 2 bestehenden Transportbahn in horizontaler Lage auf die erforderliche Biegetemperatur von etwa 650°C erwaermt werden. Der Ofen 1 kann am Ende durch eine in vertikaler Richtung verschiebbare Schiebetuer 3 verschlossen werden. Unmittelbar hinter dem Erwaermungsofen 1 ist ein senkrechter Stroemungskanal 5 angeordnet, durch den ein heisser Gasstrom, insbesondere ein heisser Luftstrom, in senkrechter Richtung von oben nach unten stroemt, wenn der eigentliche Biegevorgang durchgefuehrt wird. Der Stroemungskanal 5 weist eine Oeffnung 6 auf, durch die die erwaermte Glasscheibe 7 in den Stroemungskanal 5 hineingebracht wird, und eine durch eine Tuer 9 verschliessbare Oeffnung 8, durch die die Glasscheibe 7 nach dem Biegen aus dem Stroemungskanal 5 heraus in die nachfolgende Abkuehlstation verbracht wird.

Unterhalb der Transportebene der Glasscheibe 7 ist in dem Stroemungskanal 5 die Biegevorrichtung angeordnet. Die Biegevorrichtung besteht aus einer Rahmenbiegeform 11 und einer innerhalb der Rahmenbiegeform 11 angeordneten Biegeform 12. Die Rahmenbiegeform 11 und die innere Biegeform 12 sind so einander angepasst, dass sie gemeinsam die Formflaeche bilden, an die die erwaermte Glasscheibe 7 angepresst wird. Die Rahmenbiegeform 11 kann von der Form 12 getrennt werden und dient nach dem Biegen der Glasscheibe als Tragring, um die gebogene Glasscheibe zur nachfolgenden Bearbeitungsstation zu transportieren.

Gemaess einer ersten Ausfuehrungsform ist die innere Biegeform 12 ortsfest innerhalb des Stroemungskanals angeordnet, beispielsweise mit Hilfe der angedeuteten Streben 22. Die Rahmenbiegeform 11 ist so gelagert, dass sie einerseits in horizontaler Richtung zwischen der Biegestation und der sich anschliessenden Kuehlstation verfahrbar, und andererseits innerhalb der Biegestation zwischen einer unteren Position, in der sie mit der Biegeform 12 zusammenwirkt, und einer oberen Position, in der sie in horizontaler Richtung verfahren werden kann, heb- und senkbar gelagert. Nach einer anderen Ausfuehrungsform ist die innere Biegeform 12 innerhalb des Stroemungskanals 5 heb- und senkbar gelagert, waehrend die Rahmenbiegeform 11 lediglich in horizontaler Richtung verfahrbar ist.

Zum Transport der erwaermten Glasscheibe 7 vom Ofen 1 in die Biegestation innerhalb des Stroemungskanals 5 dient eine in horizontaler Richtung verschiebbare Saugvorrichtung, beispielsweise in Form einer Saugplatte 14. Auf dieser Saugplatte 14 sind Unterdruckpumpen 15 angeordnet, die fuer den erforderlichen Unterdruck innerhalb der Saugplatte 14 sorgen. Die Saugplatte 14 ist an Schienen 16 angeordnet, mit deren Hilfe sie zwischen der Position oberhalb der Biegevorrichtung 11, 12 und einer Position innerhalb des Erwaermungsofens 1 verfahrbar ist.

Der Ablauf des Biegevorgangs ist wie folgt: Die im Erwaermungsofen 1 auf Biegetemperatur erwaermte Glasscheibe wird innerhalb des Erwaermungsofens mit Hilfe der Saugplatte 14 von den Transportwalzen 2 abgehoben. Sodann wird die Schiebetuer 3 geoeffnet, und die Saugplatte 14 faehrt mit der Glasscheibe 7 durch die Oeffnung 6 in den Stroemungskanal 5 in eine Position oberhalb der Biegevorrichtung 11, 12. Dieser Zustand ist in Position A der Fig. 1 dargestellt.

Wenn die Saugplatte 14 mit der Glasscheibe 7 ihre genaue Position oberhalb der Biegevorrichtung 11, 12 erreicht hat, wird der Unterdruck in der Saugplatte 14 aufgehoben. Dadurch wird die Glasscheibe 7 auf der aeusseren Rahmenbiegeform 11 abgelegt. Unter der Wirkung ihres Eigengewichts biegt sich die Glasscheibe 7 bereits geringfuegig durch (Position B). Unmittelbar nachdem die Glasscheibe 7 auf der Biegevorrichtung abgelegt ist, wird die Saugplatte 14 in ihre Ausgangsstellung im Ofen 1 zurueckgezogen und die Schiebetuer 3 wird geschlossen.

Nun wird im Stroemungskanal 5 von oben auf die auf der Biegevorrichtung aufliegende Glasscheibe 7 ein heisser Luftstrom mit einer Temperatur von etwa 650°C gerichtet. Der Volumenstrom und der Druck des Gasstroms werden in Abhaengigkeit von der Dicke, der Temperatur und der gewuenschten Form der Glasscheibe so eingestellt, dass sich die Glasscheibe unter der Wirkung dieses Gasstroms formschluessig an die Rahmenbiegeform 11 und die innere Form 12 anlegt (Position C). Waehrend der Zeit der Einwirkung des heissen Gasstroms bleiben die Oeffnungen 6 und 8 des Stroemungskanals 5 durch die Schiebetueren 3 und 9 geschlossen. Der heisse Gasstrom tritt unterhalb der Biegevorrichtung 11, 12 in eine Rohrleitung 20 ein und wird im Kreislauf in den Stroemungskanal 5 zurueckgefuehrt.

Wenn die Glasscheibe 7 sich der Formflaeche der Biegevorrichtung 11, 12 angelegt hat, wird der Heissgasstrom abgeschaltet. Sodann wird die Rahmenbiegeform 11 angehoben (Position D). Sodann wird die Tuer 9 geoeffnet, und die Glasscheibe 7 wird mit Hilfe der Rahmenbiegeform 11, die jetzt als Transport- oder Tragring dient, durch die Oeffnung 8 aus dem Stroemungskanal 5 heraus in eine benachbarte Kuehlstation verbracht. Bei der Kuehlstation kann es sich beispielsweise um einen Durchlauf-Kuehlofen handeln, in dem die Glasscheibe langsam abgekuehlt wird. Insbesondere kann die Kuehlstation aber auch eine Vorspannstation sein, in der die Glasscheibe durch schroffe Abkuehlung beispielsweise mit Kuehlluft thermisch vorgespannt wird.

Eine Vorrichtung zum Herstellen von gebogenen und thermisch vorgespannten Glasscheiben, beispielsweise von Autoglasscheiben aus Einscheibensicherheitsglas, ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Stroemungskanal 5 wird von einem Gehaeuse mit rechteckigem Querschnitt gebildet, das in senkrechter Ausrichtung unmittelbar hinter einem der besseren Uebersicht wegen nicht dargestellten Horizontal-Durchlaufofen angeordnet ist. Die Saugplatte 14, die mit geeigneten Unterdruckpumpen 15 versehen ist, nimmt in der Darstellung ihre Ruhestellung innerhalb des Durchlaufofens ein. Durch die Oeffnung 6 kann die Saugplatte 14 in den Stroemungskanal 5 hineinfahren, um die Glasscheiben von dem Erwaermungsofen in den Stroemungskanal zu bringen und dort auf der Biegevorrichtung abzulegen.

Die innere Biegeform 12 der Biegevorrichtung ist mit Hilfe von Streben 22 innerhalb des unteren Teils des Stroemungskanals 5 fest angeordnet. Die Formflaeche der Biegeform 12, gegen die die Glasscheibe angepresst wird, entspricht der gewuenschten Form der Glasscheibe. Die Biegeform 12 ist mit einer Reihe von durchgehenden Bohrungen 23 versehen, durch die beim Pressvorgang die zwischen der Glasscheibe und der Formflaeche vorhandene Luft entweichen kann. Zweckmaessigerweise sind diese Bohrungen 23 mit einer unterhalb der Form 12 angeordneten nicht dargestellten Kammer verbunden, die am Ende des Biegevorgangs kurzzeitig unter Ueberdruck gesetzt wird, um auf diese Weise mit Hilfe des aus den Bohrungen 23 austretenden Gases die Glasscheibe erforderlichenfalls von der Biegeform 12 zu loesen. Entlang ihrem Umfang ist die Biegeform 12 mit einer stufenartigen Ausnehmung 24 versehen. In dieser stufenartigen Ausnehmung 24 findet waehrend des Biegevorgangs die Rahmenbiegeform 11 Platz,

Bei der dargestellten Vorrichtung ist neben dem Stroemungskanal quer zur Laengsrichtung des Erwaermungsofens auf jeder Seite des Stroemungskanals 5 eine Vorspannstation 26 vorgesehen, so dass zwei Rahmenbiegeformen 11 abwechselnd eine Glasscheibe uebernehmen und in die zugehoergie Vorspannstation verbringen. Jede Rahmenbiegeform 11 ist ueber seitliche Streben 28 an einem Transportrahmen 29 befestigt, der seinerseits mit Hilfe der Raeder 30 auf Schienen 31 zwischen der Biegestation im Stroemungskanal und der jeweiligen Vorspannstation verfahrbar ist.

Innerhalb der Vorspannstation 26 sind die Schienen 31 ortsfest angeordnet. Der mittlere Abschnitt 31′ der Schienen im Bereich des Stroemungskanals 5 ist heb- und senkbar gelagert, um die Rahmenbiegeform 11 in die stufenfoermige Ausnehmung 24 der Biegeform 12 absenken bzw. die Glasscheibe nach dem Biegevorgang auf das Niveau der ortsfesten Schienen 31 anheben zu koennen. Zum Absenken und Anheben der Schienenabschnitte 31′ dienen pneumatische oder hydraulische Zylinder 32, die ausserhalb des Stroemungskanals 5 angeordnet sind.

Die Vorspannstationen 26 weisen den ueblichen Aufbau auf, indem oberhalb und unterhalb der Transportebene fuer die gebogenen Glasscheiben jeweils eine Blaseinheit 33 angeordnet ist. Jede Blaseinheit 33 besteht beispielsweise aus einer Reihe von nebeneinander angeordneten Rohrkoerpern 34, in deren der Glasscheibe zugewandten Oberflaechen Blasoeffnungen 35 angebracht sind. Nach dem Vorspannvorgang innerhalb der Vorspannstation 26 werden die vorgespannten Glasscheiben mit dem Transportrahmen 29 in Richtung der Pfeile F in eine anschliessende Entladestation gefahren, in der die Glasscheibe von der Rahmenbiegeform 11 abgenommen wird. Anschliessend steht die Rahmenbiegeform 11 fuer einen neuen Biegevorgang zur Verfuegung.

Die Einrichtung zur Erzeugung des Heissgasstroms ist in Fig. 3 dargestellt, die einen vertikalen Schnitt entlang der Linie III-III der anhand der Fig. 2 beschriebenen Anlage zeigt. Der Heissluftstrom wird mit Hilfe eines Querstromgeblaeses 38 erzeugt. Das Querstromgeblaese 38 erzeugt mit Hilfe des als Schaufelrad ausgebildeten Rotors 39 einen Gasstrom mit grossem Stroemungsquerschnitt und einem homogenen Stroemungsfeld und eignet sich deshalb besonders gut fuer den vorliegenden Zweck. Der Stroemungskanal 5 geht unten in eine Rohrleitung 20 ueber, durch die das Gas im Kreislauf wieder dem Ansaugkanal 41 des Querstromgeblaeses 38 zugefuehrt wird. Vor dem Ansaugkanal 41 ist ein Kanalabschnitt 42 angeordnet, der mit einem elektrischen Heizregister zum Aufheizen des Gasstroms auf die erforderliche Temperatur von etwa 650°C versehen ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum Biegen einer Glasscheibe, bei dem die Glasscheibe auf Biegetemperatur erwaermt, in horizontaler Lage von oben von einer Saugvorrichtung erfasst, ueber eine die gewuenschte Umfangskontur der Glasscheibe definierende Rahmenbiegeform verbracht und auf die Rahmenbiegeform abgelegt wird, deren Form die Glasscheibe an ihrem Umfang annimmt und mit der sie anschliessend in eine Kuehlstation verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe waehrend des Biegevorgangs durch eine den Raum innerhalb der Rahmenbiegeform ausfuellende, der gewuenschten Form der Glasscheibe entsprechende Biegeform abgestuetzt wird, und dass durch Aufblasen eines heissen Gasstroms von oben auf die Glasscheibe diese an die aus der Rahmenbiegeform und der inneren Biegeform zusammengesetzte Biegeform angedrueckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe mit Hilfe des heissen Gasstroms ueber eine aus der Rahmenbiegeform und der inneren Biegeform zusammengesetzte, eine nach oben konvex gewoelbte Biegeflaeche aufweisende Biegeform herumgebogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe mit Hilfe des heissen Gasstroms in eine aus der Rahmenbiegeform und der inneren Biegeform zusammengesetzte, eine nach unten gewoelbte konkave Biegeflaeche aufweisende Biegeform hineingebogen wird.

4. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach einem der Ansprueche 1 bis 3, mit einem Erwaermungsofen zum Erwaermen der Glasscheiben in horizontaler Lage, einer an den Erwaermungsofen anschliessenden Biegestation mit einer in der Biegestation positionierbaren Rahmenbiegeform, und mit einer in horizontaler Richtung zwischen dem Erwaermungsofen und einer Position oberhalb der Rahmenbiegeform in der Biegestation verfahrbaren Saugvorrichtung zum Uebergeben der auf Biegetemperatur erwaermten Glasscheibe auf die Rahmenbiegeform, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Rahmenbiegeform (11) angeordnete Biegeform (12) und durch einen die Biegestation umgebenden Stroemungskanal (5), in dem ein von oben auf die auf die zusammengesetzte Biegeform (11, 12) abgelegte Glasscheibe einwirkender heisser Gasstrom, insbesondere ein Heissluftstrom erzeugt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Biegeform (12) ortsfest in dem Stroemungskanal (5) angeordnet ist und die Rahmenbiegeform (11) heb- und senkbar angeordnet und in der angehobenen Stellung in horizontaler Richtung verfahrbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenbiegeform (11) innerhalb eines auf Raedern (30) verfahrbaren Transportrahmens (29) angeordnet und auf Schienen (31) verfahrbar ist, deren Abschnitte (31′) im Bereich des Stroemungskanals (5) in eine obere und eine untere Endstellung bewegbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenbiegeform (11) in horizontaler Richtung zwischen einer Endstellung innerhalb des Stroemungskanals (5) und einer Endstellung in einer neben dem Stroemungskanal (5) angeordneten Kuehlstation verfahrbar ist, und dass die innere Biegeform (12) zwischen einer durch das Zusammenwirken mit der Rahmenbiegeform (11) bestimmten Endstellung und einer die horizontale Bewegung der Rahmenbiegeform (11) ermoeglichenden Endstellung heb- und senkbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprueche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenbiegeform (11) und die innere Biegeform (12) zusammen eine nach oben konvex gewoelbte Formflaeche bilden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprueche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenbiegeform (11) und die innere Biegeform (12) zusammen eine nach unten gewoelbte konkave Formflaeche bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die innere Biegeform (12) zum Entlueften des Zwischenraums zwischen der Glasscheibe und der Formflaeche waehrend des Biegevorgangs mit Oeffnungen oder Bohrungen (23) versehen ist.