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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines flächigen Werkstücks, insbesondere von Verbundsicherheitsglas, mit einer oberen und einer unteren Druckebene, welche relativ zueinander verstellbar ausgebildet sind.
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Üblicherweise werden zur Herstellung von Verbundsicherheitsglas zum Einsatz im Baubereich oder Automobilbau Autoklaven eingesetzt. In diese werden die zu einem Vorverbund zusammengestellten Scheiben samt Klebfolien bei entsprechendem Druck zu Verbundsicherheitsglas in einem besonders kosten- und zeitaufwendigen Prozess verpresst. Gegenstand der
DE 10 2009 048 999 sind eine kompakt bauende Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verbundsicherheitsglas mittels einer Grund- und einer Abdeckplatte, die relativ zueinander zwischen einer Betriebs- und einer Entnahmeposition verstellbar sind. In der Betriebsposition liegt ein Dichtungsrahmen an der Grund- und der Abdeckplatte druckdicht an, es wird ein Unterdruck in einem Hohlraum hergestellt, der sich zwischen einem die Glasscheiben in der Betriebsposition überdeckenden Hüllmaterial und der Grundplatte befindet. Anschließend wird ein Überdruck in dem zwischen der Abdeckplatte und dem auf den Glasscheiben angeordneten flexiblen Hüllmaterial gebildeten Arbeitsraum erzeugt, woraufhin die zu verbindenden Glasscheiben erhitzt werden. Über entsprechende Heizmittel wird bei bestehendem Unterdruck im Hohlraum bzw. Überdruck im Arbeitsraum der Vorverbund aus Glasscheiben auf die erforderliche Prozesstemperatur gebracht und über einen festgelegten Zeitraum aufrechterhalten.
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Der vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die für die Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen von Verbundsicherheitsglas besonders geeignet ist, indem dieses vor allem zur Aufnahme der hohen entstehenden Druckkräfte geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse der Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Traversen ausgerüstet ist, die jeweils einen der oberen Druckebene zugeordneten Träger und einen der unteren Druckebene zugeordneten Träger und diese Träger verbindende Flansche aufweisen.
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Über die Vorrichtung werden von der Ober- wie von der Unterseite Druckkräfte auf die zu einem Vorverbund zusammengestellten Scheiben oder Platten ausgeübt. Hierzu dient ein aus mehreren Traversen bestehender Geräterahmen, in den der Vorverbund eingesetzt wird. Die Traversen ihrerseits bestehen aus einem oberen und einem unteren Träger, welche an ihren Enden über Flansche fest miteinander verbunden sind. Dank einer besonders massiven Ausbildung der Traversen ist es möglich, die hohen bei der Herstellung des Werkstücks entstehenden Kräfte aufzunehmen und die Produktion von gleichmäßig ausgebildeten und gut verarbeiteten flächigen Werkstücken zu gewährleisten.
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Eine vorteilhaft massive Ausführungsform der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Träger ein Doppel-T-Profil mit gegenüber den Flanschen des Profils verstärktem Steg aufweisen. Ein solches Doppel-T-Profil hat sich insbesondere zur Aufnahme der Biegekräfte als besonders geeignet erwiesen. Weil dabei der Steg wesentlich höheren Beanspruchungen ausgesetzt ist als die Flansche dieses Profils, sollte diesen Kräften durch besonders massive Ausbildung des Stegs entsprochen werden.
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Alternativ zu nur einem, dafür umso massiver ausgebildeten Steg ist daran gedacht, dass die Träger mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Stege zwecks Erhöhung des Widerstandsmoments der oberen und unteren Träger aufweisen.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Träger drei bis sieben, vorzugsweise fünf parallel zueinander angeordnete Stege aufweisen. Der Steg des Doppel-T-Profils weist also nach einer geometrisch besonders geeigneten Variante der Erfindung gleich einen fünffach verstärkten Steg auf.
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Im Hinblick auf die Verbindung dieses mehrteiligen Steges mit den Flanschen des Doppel-T-Profils wird vorgeschlagen, dass die Verbindung der Stege und der Flansche des Trägers durch Zapfen und dazu korrespondierende Ausnehmungen gebildet ist. Ein oder vorzugsweise mehrere der Stege weisen an ihrer Ober- und/oder Unterseite Zapfen auf, zu denen die als Flansche vorgesehenen Bleche bezüglich Anordnung, Anzahl und Größe korrespondierende Ausnehmungen aufweisen. Bei der Montage durchdringen die Zapfen diese Ausnehmungen. Zapfen und Ausnehmungen können anschließend auf geeignete Weise miteinander fixiert werden.
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Wie bereits angesprochen, ist es in diesem Sinne besonders zweckmäßig, wenn die Zapfen den Stegen und die Ausnehmungen den Flanschen des Profils des Trägers zugeordnet sind.
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In Zusammenhang mit der Herstellung von großen und flächigen Werkstücken wie etwa Verbundsicherheitsglas ist das Aufbringen von möglichst gleichmäßigen, hohen Druckkräften auf das Werkstück geboten. Es gilt daher unter anderem, Verzugskräfte beim Herstellen der Profile durch Temperatureinflüsse und die damit einhergehenden Verarbeitungsfehler zu verhindern. Daher wird empfohlen, dass Stege und Flansche durch Punktschweißung miteinander verbunden sind, um ein solches Verziehen ausschließen zu können. Durch Präzisionslasern mit verzugfreiem Verbund kann jegliches Durchbiegen des Profils, was sich später nachteilig beim Aufbringen der Druckkräfte auswirken könnte, von vornherein vermieden werden.
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Die oberen Träger sind der oberen Druckebene zugeordnet und die unteren Träger der unteren Druckebene. Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass den Druckebenen Zylinder und/oder Druck verteilende Platten zugeordnet sind. Vorteilhafterweise erfolgt eine Betätigung der der unteren Druckebene zugeordneten Balgzylinder beim Anheben des zwischen die Traversen eingelegten Werkstücks.
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In Zusammenhang mit der Herstellung der flächigen Werkstücke wie zum Beispiel Verbundglas werden hohe Temperaturen aufgebracht, was entsprechende Dehnungen und Spannungen mit sich bringt. Um dem entgegenzuwirken ist daran gedacht, dass die Traversen mit dem Gehäuse der Vorrichtung teils durch ein Festlager und teils durch ein Gleitlager verbunden sind, damit durch entsprechende Ausweichbewegungen der Entstehung der hohen Temperaturen Rechnung getragen werden kann.
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Eine bevorzugte Variante sieht dabei vor, dass mindestens eine Traverse mittels eines Festlagers mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden ist, wobei es sich bei dieser um eine in der Mitte des Gehäuses angeordnete Traverse handelt, sodass beidseitig des Festlagers ein Ausweichen aufgrund der durch die Temperaturdifferenzen erfolgenden Dehnungen in dem Gehäuse möglich ist.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine zum Herstellen von unterschiedlichsten Verbundwerkstoffen besonders geeignete Vorrichtung geschaffen ist. Der aus einzelnen Scheiben bestehende Vorverbund wird in diese Vorrichtung in Art einer Schublade so eingelegt, dass ihn dann mehrere hintereinander in Art eines Rahmens angeordnete Traversen umgeben. In Art eines Rings ausgebildet, umfassen die Traversen jeweils einen oberhalb und unterhalb des Arbeitsraumes positionierten Träger. Beide Träger sind an ihren Enden über Flansche miteinander fixiert. Die Träger ihrerseits bestehen aus einem Doppel-T-Profil mit zwei waagerecht angeordneten Flanschen und einem quer zu diesen verlaufenden, ein- oder mehrteiligen Steg. Eine Verstärkung dieses Stegs ist aufgrund der enormen herrschenden Beanspruchung auf Biegung notwendig. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein solches Profil fünf nebeneinander angeordnete Stege zur Erhöhung des Widerstandsmoments des Profils. Die erfindungsgemäße Vorrichtung baut vergleichsweise einfach, zumal die Anzahl der Traversen beliebig variierbar ist. Durch entsprechende Auswahl kann eine Anpassung an die Größe des Werkstücks leicht vorgenommen werden, zumal keinerlei Umrüstung an den massiven Traversen notwendig ist. Pneumatische Balgzylinder zur Verstellung der beiden Druckebenen ergänzen diese Anpassbarkeit. Damit ist eine Art Baukastensystem zur Herstellung unterschiedlichster Werkstücke, bezogen auf deren Dicke wie deren Erstreckung, geschaffen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
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2 eine Vorrichtung im Längsschnitt,
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3 einen Querschnitt durch die Traverse,
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4 einen Ausschnitt aus 3,
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5 eine Traverse in perspektivischer Ansicht und
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6 eine Traverse in Seitenansicht.
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 dient zur Herstellung eines hier nicht gezeigten flächigen Werkstücks, das zunächst auf die Heizplatte 7 aufgelegt wird, die einen beispielhaft mit dem Bezugszeichen 41 versehenen Anschluss aufweist. Mitsamt der Heizplatte 7 wird das Werkstück dann in das Gehäuse 4 und damit in den Bereich der Traversen 11 bis 17 verfahren. Beispielhaft ist mit dem Bezugszeichen 42 in der Darstellung gemäß 1 einer von zahlreichen Balgzylindern bezeichnet, über welche die untere Druckebene 6 in Richtung oberer Druckebene 5 verstellbar ist. Über die Platte 27 in Form eines Aluminiumprofils wird dann ein Dichtungsrahmen ausgebildet, wobei die Platte 27 zugleich eine Druck verteilende Wirkung ausübt. Anschließend werden durch ein Zusammenspiel von Über- und Unterdruck sowie dem Aufbringen von Temperatur geeignete Druckverhältnisse zur Herstellung des Verbundwerkstoffs erzeugt. Hierzu dienen die Traversen 11 bis 17, bestehend jeweils aus einem oberen Träger 2 und einem unteren Träger 3, wobei die beiden Träger 2, 3 endseitig durch Trägerflansche 9, 10 miteinander verbunden sind, hier beispielhaft an der Traverse 11 veranschaulicht. Eine Erweiterung des Gehäuses 4 der Vorrichtung 1 durch Vorsehen zusätzlicher Träger ist jederzeit mit einfachen Mitteln möglich.
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Es versteht sich, dass mit 135°C und mehr hohe Temperaturen zur Herstellung des Verbundwerkstoffs aufgebracht werden können müssen. In diesem Zusammenhang entstehen entsprechende Spannungen und Dehnungen, die auch dadurch aufgefangen werden, dass nur eine der hier dargestellten Traversen, nämlich die Traverse 14 über ein Festlager 30 fest mit dem Gehäuse 4 bzw. den Schienen 43, 44 verbunden ist. Die übrigen Traversen 11 bis 13 und 15 bis 17 hingegen sind über Gleitlager 31 bis 36 lose mit dem Rahmengehäuse 4 bzw. den Schienen 43, 44 verbunden, um beim Entstehen entsprechender Spannungen ausweichen zu können.
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2 zeigt die Vorrichtung 1 im Längsschnitt mit wiederum sieben Traversen 11 bis 17, bestehend aus den hier beispielhaft mit den Bezugszeichen 2 und 3 versehenen Trägern oben und unten. Zwischen den beiden verstellbaren Druckebenen 5 und 6 befindet sich die Platte 27 bzw. die Heizplatte 7 mit dem dazwischen ausgebildeten Arbeitsraum 8 zur Aufnahme des Vorverbundes.
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In 3 ist eine Traverse 11 im Querschnitt dargestellt. Gut erkennbar ist beim oberen Träger 2 der Steg 18, der hier durch fünf einzelne, parallel zueinander angeordnete Einzelstege 21 bis 25 gebildet ist. Profilflansche 19, 20 bilden mit dem mehrteiligen Steg 18 zusammen das Doppel-T-Profil des Trägers 2. Gezeigt ist unterhalb des Arbeitsraums 8 im Bereich des unteren Trägers 3 neben dem aus den einzelnen Stegen 21' bis 25' bestehenden Steg 18', den Trägerflanschen 9' sowie 19' und 20' auch ein Balgzylinder 37 und eine darauf positionierte Gewichtsplatte 26. Über die Balgzylinder 37 kann ein vorteilhaft gleichmäßiger Andruck nach oben auf das hier nicht gezeigte Werkstück ausgeübt werden. Des Weiteren ist durch das Vorsehen der Balgzylinder 37 als Druckmittel eine Um- bzw. Nachrüstung der Anlage auf zusätzliche Traversen jederzeit praktikabel.
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Neben den Stegen 21–25 und den Flanschen 19 und 20 sind in der Darstellung aus 4 mit den Bezugszeichen 45 bis 50 Schrauben bezeichnet, über welche eine Fixierung des Doppel-T-Profils – bestehend aus den Stegen 21 bis 25 und den Profilflanschen 19 und 20 – an dem Trägerflansch 9 erfolgt. Gut erkennbar ist zudem die zapfenartige Ausbildung der einzelnen Stege 21 bis 25. Genauer gesagt sind die beiden äußeren Profile 21 und 25 sowie das mittlere Profil 23 abschnittsweise länger ausgebildet, sodass sich Zapfen 28, 28', 28'' ausbilden, die korrespondierend zu Ausnehmungen 29, 29', 29'' in dem Flansch 19 ausgebildet sind. An diesen Stellen kann nun eine besonders präzise Punktschweißung vorgenommen werden, die ein Verziehen des Materials infolge der dabei entstehenden Temperaturen ausschließt. Insofern ist ein besonders präzises Doppel-T-Profil geschaffen, das dann seinerseits im erfindungsgemäßen Zusammenhang besonders gut einsetzbar ist.
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5 zeigt eine einzelne Traverse 11, bestehend im Wesentlichen aus dem oberen Träger 2, dem unteren Träger 3 und den beiden diese verbindenden Trägerflanschen 9 und 10. Ihrerseits weisen die Träger ein Doppel-T-Profil auf, das – hier nur bezogen auf den Träger 2 – zusammengesetzt ist aus dem mehrteiligen Steg 18, dem oberen Flansch 19 und dem unteren Flansch 20. Beispielhaft sind darüber hinaus einige Zylinder dargestellt und mit den Bezugzeichen 37 bis 40 versehen. Diese Zylinder 37 bis 40 sind oben mit Gewichtsplatten 26, 51, 52, 53 ausgerüstet.
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Schließlich zeigt 6 eine Traverse 11 in Seitenansicht. Die Traverse 11 bildet eine Art Ring um das hier nicht dargestellte Werkstück, bestehend aus dem oberen Träger 2, dem unteren Träger 3 und den Flanschen 9, 10. Mit den Bezugszeichen 45, 46 und 47 wiederum sind die Schrauben zur Verbindung des Trägers 2 mit dem Trägerflansch 9 bezeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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