DE1020159B

DE1020159B - Verfahren zum Biegen von Glasplatten

Info

Publication number: DE1020159B
Application number: DEL21430A
Authority: DE
Inventors: Ival Gale Fowler; Donald William Dunipace
Original assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Current assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Priority date: 1954-10-27
Filing date: 1955-03-14
Publication date: 1957-11-28
Also published as: US2897632A; LU33391A1; BE535465A; FR1123688A; ES220018A1

Description

DEUTSCHES

Nach der Patentanmeldung L 21296 IVc/32a ist bei einem Verfahren zum Biegen von Glasplatten auf einer Form in erhitztem Zustand und zum Herausschneiden einer gewünschten Scheibenform mach dem Abkühlen der Glasplatten unter Schutz gestellt, daß das Abkühlen so geregelt wird, daß Druckspannungsibereiche längs der Schnittlinie der gewünschten Scheibenform derart in den Glasplatten entstehen, daß wenigstens ein ausgewählter Teil oder Teile des äußeren Randes jeder herausgeschnittenen, gebogenen Scheibe unter Druckspannung stehen.

Ein solcher Druckspannungsbereich am Rand der fertigen Glasscheibe vermindert deren Anfälligkeit gegenüber vom Rand ausgehenden Brüchen und gegenüber Splittern. Besonders wertvoll sind diese Vor- ig schläger im Zusammenhang mit gebogenen Windschutzscheiben für Kraftwagen, z. B. den sogenannten »Panoramae-Windschutzsciherben, weil bei diesen Scheiben wegen der starken, sich zudem über ihre Breite ändernden Krümmungen sehr leicht innere Spannungen auftreten, die einen Bruch begünstigen. Es kommt noch hinzu, daß solche Scheiben zumeist paarweise unter Zwischenlage eines geschmeidigen thermoplastischen Kunststoffes unter Hitze und Druck zur Bildung von Sicherheitsglas aufeinandergeschichtet werden, wobei sich ebenfalls starke Belastungen ergeben. Des weiteren sind in Kraftwagen eingebaute Windschutzscheiben außerordentlich großen Beanspruchungen durch Stöße usw. ausgesetzt. Fast alle auftretenden Brüche gingen bei den älteren Scheiben von deren Rand aus, bis erkannt wurde, daß diesem Übelstand in der angegebenen Weise begegnet werden kann,

Es wurde nun gefunden, daß es weitere wesentliche Vorteile mit sich bringt, wenn während des Abkühl-Vorganges die Temperatur eines dem späteren Druckspannungsbereich entsprechenden Zwischenbereichs schneller herabgesetzt wird als diejenige zweier benachbarter, durch diesen Zwischenbereich voneinander getrennter Bereiche der Scheibe.

Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise ein Band von erheblich größerer Druckspannung erzielt werden kann als auf jedem anderen Wege. Ferner können hierdurch, die Druck- und Zugspannungsbereiche sehr genau lokalisiert werden, auch unter Berücksichtigung eines möglichen Spannungsausgleichs. Des weiteren gelingt es, den Druckspannungsbereich verhältnismäßig weit an den Außenrand des Glasplattenrohlings, aus dem die Scheibe herausgeschnitten werden soll, heranzurücken, so daß der Schnittabfall gering bleibt.

Bei der Ausführung der Erfindung kann man entweder so vorgehen, daß die Abkühlung des dem späteren Druckspannungsbereich entsprechenden Zwischenbereichs gegenüber der Abkühlung der benachbarten Verfahren zum Biegen von Glasplatten

Zusatz zur Patentanmeldung L 21296 IVc/32 a
(Auslegeschrift 1 011 593)

Anmelder:

Libbey-Owens-Ford Glass Company,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,

Berlin-Grunewald, Lynarstr. 1,
und Dipl.-Ing. H. Stehmann, Nürnberg 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Oktober 1954

Ival Gale Fowler, Toledo, Ohio,
und Donald William Dunipace, Perrysburg, Ohio

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Bereiche beschleunigt wird oder daß die Abkühlung der benachbarten Bereiche gegenüber der Abkühlung des Zwischenbereichs verzögert wird. Das Druckspannungsband kann demnach durch direkte Einflußnahmeauf den Zwischenbereich erzeugt werden oder auch dadurch, daß die benachbarten Bereiche beeinflußt werden, wodurch indirekt infolge des auftretenden Spannungsausgleichs das Druckspannungsband entsteht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in welcher einige Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert sind. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer rechteckigen, flachen Glasplatte, aus welcher gemäß der Erfindung der Umriß der gewünschten Scheibenform herausgeschnitten werden soll,

. Fig. 2 eine Seitenansicht eines Glasplattenpaares nach dem Biegen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der gebogenen Platten in Fig. 2, aus welchen die gewünschte· Scheibenform längs der -strichpunktierten Linie herausgeschnitten werden soll,

Fig· 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3,

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Fig. 5 eine räumliche Darstellung einer fertigen Windschutzscheibe,

Fig. 6 einem Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 5 durch einen Teil der Windschutzscheibe-,

Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Biegeform, auf welcher die Platten gebogen werden können,

Fig. 8 in einem Schnitt durch einen Teil der Form längs der Linie 8-8 der Fig. 7 eine Ausf ührungsmöglichkeit der Erfindung,

Fig. 9 in einem Schnitt ähnlich wie in Fig. 8 eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung,

Fig. 10 in einer Draufsicht ähnlich wie in Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Schildplatte, welche· von der formgebenden Fläche dieser Biegeform gehalten und unter ihr angeordnet ist, besitzt einen Umriß, welcher der Form der aus der Platte herauszuschneidenden Scheibe entspricht, 5 ist aber von etwas geringerer Größe. Die Schildplatte ist vorzugsweise aus einem Mittelteil 24 und Endteilen 25 und 26 zusammengesetzt, welche jeweils durch Stangen 27 gehalten werden, die sich quer zwisehen den entsprechenden Formabschnitten erstrecken i° und an ihnen befestigt sind.

Die Schirmplatte 23 besteht aus einer verhälrnismäßig dünnen Membran 28, die durch einen Körper29 abgestützt ist, beispielsweise eine Stange, eine Schiene

gp g oder eine andere MetaMinasse:, welche nahe der Glas-

Fig. 11 in einer Ansicht ähnlich wie in Fig. 3 ein 15 platte angeordnet ist und dem Umriß der au.s der Paar von Glasplatten, die auf der Form der Fig. 10 Platte herauszuschneidenden Scheibe entspricht. Es gebogen worden sind. ist zu beachten, daß der Körper 29 mit Abstand inner -

In Fig. 1 ist eine rechteckige Glastafel oder -platte halb der Schiene 21 verläuft, so daß zu beiden Seiten 10 dargestellt, die im nachfolgenden als Glasrohling der beabsichtigten Schnittlinie Metallmassen angeord- oder Platte bezeichnet wird. Auf dieser Platte ist mit 20 net sind und die Abkühlung des Glases in den: Beder strichpunktierten Linie α der Umriß einer Scheibe reichen, welche mit ihnen in Berührung stehen oder angegeben, welche aus dem Rohling herausgeschnitten ihnen unmittelbar benachbart sind, während des worden soll und welche vorzugsweise zu beiden Seiten Kühlens verzögern.

der Mittellinie & symmetrisch ist. Die Umrißlinie α ist Nachdem die Platten gebogen und in die Kühlzone

natürlich nur als Beispiel für eine der vielen. Scheiben- 25 des Ofens gebracht worden sind, wirkt die in den formen angegeben, die aus dem Glasrohling heraus- Oberflächenbereichen 30 der Schienen 21 verbleibende geschnitten werden können. Wärme derart, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit

Wie bereits ausgeführt wurde, ist es bei der Her- längs der Ränder des Glases verlangsamt wird. Gleichstellung geschichteter Glaswindschutzscheiben üblich, zeitig jedoch wirkt auch der Körper 29 auf die über die Glasscheiben paarweise zu biegen. In Fig. 2 sind 3° ihm liegenden Flächen der Platten und verzögert in zwei Platten 10 und 11 dargestellt, die gemeinsam in ähnlicher Weise die Abkühlung längs einer Linie eine gewünschte Krümmung gebogen worden sind, be- innerhalb des Glasrandes. Diese Verzögerung der Abvor aus ihnen die gewünschte Scheibenform heraus- kühlung der Glasplatten in voneinander getrennten geschnitten wird. Die beiden Platten, passen genau in- Bändern, welche über den Fo'rmflächen 30 und den einander. Sie können nach dem Zurechtschneiden mit 35 Körpern 29 verlaufen, erzeugt in den derart behandeleiner Zwischenlage aus einem nicht spröden, thermo- ten Bereichen c und d Zugspannungen, während der plastischen Material, wie Polyvinylbutyralharz, auf- dazwischenliegende Bereich 31 unter Druckspannung einandergeschichtet werden. gerät. Dabei steht dieser Bereich zwischen den Zugin den Fig. 5 und 6 ist eine solche Sicherheitsglas- spannungsbändern, in welchem der Schnitt 32 ver-Windschutz'scheibe 15 gezeigt, die aus zwei zurecht- 4° laufen soll, nicht unter einer geringen Druckspannung, geschnittenen Glasscheiben 12 und 13 mit einer Kunst- sondern es wurde festgestellt, daß wegen des Spanstofrzwiscbemlage 14 besteht. Bei dieser Ausführungs- nungsausgleichs zwischen Druck- und Zugspannungsform sind die Endabschnitte e und / in bezug auf den bereichen die zusätzliche Anwesenheit des die Ab-Mittelabschnitt g scharf abgekrümmt. Ein ununter- kühlung verzögernden Körpers 29 während des broehenes Druckspannungsband h erstreckt sich am +5 Kühlens ein stärkeres Druckspannungsband ergibt, als Rand und längs des ganzen Umfangs der Glasscheibe. man es auf andere Weise erhalten könnte.

Eine Möglichkeit des erfindungsgemäßen Vorgehens Normalerweise entsteht, wenn die Schnittlinie 32

zum Anordnen örtlicher Spannungsbereiche wird an innerhalb des Druckspannungsbandes 31 geführt wird, Hand der Fig. 7 und 8 erläutert. Eine rechteckige eine Scheibe mit unter Druckspannung stehendem Form 16 mit im wesentlichen der Gestalt und der 5° äußeren Rand. Es ist jedoch darauf zu achten, daß der Größe der rechteckigen zu biegenden Platten 10 und Schnitt nicht zu dicht an der Grenze zwischen Druck-11 besteht aus einem Mittelabschnitt 17 und einander und Zugspannungsbereichen verläuft, da sonst möggegeiTÜb erliegen den Endabschnitten 18 und 19, welche licherweise infolge des Spannungsausgleichs nach dem mittels der Gelenke 20 mit dem Mittelabschnitt ver- Schneiden sich eine Scheibe mit unter Zugspannung bunden; sind. Während jedoch die formgebenden 55 stehendem Rand ergibt. Umgekehrt läßt es sich aber Flächen der bisher bekannten Umfangsformen so< an- auch erreichen, daß der Schnitt im Zugspannungsband geordnet sind, daß sie mit der aus dem Glas heraus- geführt wird und infolge des Spannungsausgleichs zuschneidendem Scheibenfonn übereinstimmen, haben trotzdem eine Scheibe mit unter Druckspannung die hier verwendeten Biegeformen rechteckige Gestalt, stehendem Rand entsteht. Es ist demnach nicht unwobei die Schienen 21 die rechtwinklig angeordneten 60 bedingt notwendig, den Schnitt in den. Druckspanformgebenden Flächen 22 tragen, welche dazu dienen, nungsbereich zu legen, sondern es kommt lediglich den Glasplatten während des Biegens ihre endgültige darauf an, daß sich nach dem Schneiden eine unter Krümmung zu geben, und welche derart wirken, daß Druckspannung stehende Kante ergibt, sie die Abkühlgeschwindigkeit der Randteile der mit Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin-

ihnen während des Abkühlen« in Berührung stehenden 65 dung, welches in Fig. 9 dargestellt ist, können die Glasplatten verzögern. Platten auf einer Form 33 gebogen werden, wobei der

Die Breite und Lage des Druckspannungsbandes 31 Bereich 34, längs welchem der Schnitt für den. mitt-(Fig. 3 und 4) oder h (Fig. 5) können dadurch bestimmt leren Abschnitt der herauszuschneidenden, gebogenen werden, daß eine Schildplatte 23 innerhalb der form- Scheiben anschließend geführt werden soll, direkt über gebenden Fläche der Form angeordnet wird. Diese 7° und in Berührung mit der formgebenden Fläche 35 der

Form angeordnet ist. Dies ergibt eine genauere Kontrolle der gebogenen Gestallt. Die Temperatur der Form kann dabei durch wirksames Kühlen der Formschienen 36 mittels geeigneter Kühleinrichtungen 37 so geregelt werden, daß die Abkühlung des Glases, welches mit der Form in Berührung kommt, nicht verzögert, sondern sogar beschleunigt wird, so daß ein verhältnismäßig starkes. Druckspannungsband in dem Bereich 34 direkt über den Formschienen erzeugt wird. ίο

Bei den bisher besahriebenenAusführungsbeispielen wurden fortlaufende Druakspannungsbänder ringsum am Rand der fertiggestellten Scheibe angestrebt. Dieses Vorgehen ergibt maximale Festigkeitswerte und Widerstandswerte gegenüber Brüchen. Es wurde jedoch festgestellt, daß es möglich ist, gebogene Panorama-Windschutzscheiben herzustellen, die den Anforderungen vom Standpunkt der Bruchwiderstandsfähigkeit aius genügen und die erfolgreich und wiederholt unter den normalen rauhen Gebrauchsbedingungen, gestanden, haben, welche mit dem Einsetzen dieser scharf gebogenen, geschichteten Glasscheiben in die Sichtöffnung eines Kraftwagens verbunden sind, auch wennDruckspannuingsbereiche lediglich in ausgewählten Teilen der gebogenen Glasscheiben angeordnet werden. Bei der Anwendung dieser Ausführungsform der Erfindung ist es jedoch wesentlich, daß die Lage derDruckspannungsbereiche voräusbestimtnt und sehr sorgfältig ausgewählt ist.

Es hat sich ergeben, daß es genügt, wenn die Kanten. oder die Randteile des mittleren Abschnittes g der Windschutzscheibe, der sich zwischen den Endabschnitten e und / befindet, auf dem größeren Teil ihrer Längen unter Druckspannung stehen. Es wurde also gefunden, daß sich, wenn die Ränder des flachen oder verhältnismäßig wenig gekrümmten mittleren Abschnittes der Windschutzscheibe unter Druckspannung stehen, ein den Anforderungen genügender Gegenstand von, normalerweise aus-reichendeir Festigkeit ergibt, obwohl die Randteile des ganzen Restes der Windschutzscheibe oder des größten Teils davon, unter geringerer Druckspannung, unter einem neutralen Spannungs-zustand oder sogar unter Zugspannung stehen.

Diese Erkenntnis hat die Herstellung der sehr schwierig zu biegenden Scheiben wesentlich erleichtert und gestattet die Verwendung normaler Biegeformen ohne kostspielige Veränderungen, die sonst notwendig wären, um die Gelenke und andere verhältnismäßig massive Metallteile der Form von denjenigen Stellen zu entfernen, wo· sie die Kühlwirkung auf die Endabschnitte des Glases während des Abkühlens verzögern könnten.

In Fig. 10 ist eine vereinfachte Konstruktion der in Fig. 7 gezeigten Biegefarm dargestellt, welche zur Ausführung der gerade erwähnten Abart der Erfindung verwendet werden kann. Diese Form 16' ist mit der Form 16 der Fig. 7 identisch mit der Ausnahme, daß die Endabschnitte 25 und 26 der Schildplatte 23 entfernt worden sind, so daß lediglich der Mittelteil 24' und die ihm direkt zugeordneten Körper 29' verbleiben.

Die Arbeitsweise dieser Form stimmt mit derjenigen der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Form überein, soweit sie Einfluß auf das Entstehen der Druckspannungs- und Zugspannungsbereiche in dem mittleren Abschnitt g' der gebogenen Platte hat. Nach dem Biegen besitzen die Glasplatten 10' Druokspannungsbänder 31' auf gegenüberliegenden Randbereichen der Platte, die jeweils zwischen Zugspannungsbereichen c' und d' liegen.

Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf zahlreichen anderen Wegen als den soeben beschriebenen ausgeführt werden. Als Grundmaßnahmen kommen eine Beschleunigung des Abkühlens des späteren Druckspannungsbereichs und. eine Verzögerung des Abkühlens der späteren Zugspannungsbereiche mit Bezug auf den. Rest der Glasplatte in Betracht, wobei aiuch andere Kühl- und. Wärmespeichermittel als die hier beschriebenen zur Anwendung kommen können. Beispielsweise können Bereiche des Glases, die unter Druckspannung gesetzt werden sollen, auch direkt ge^- küfalit werden an Stelle der darunter befindlichen Formscbiene, wie es hier gezeigt wurde. Auch eine Verschiebung des Glases mit Bezug auf die Form während das Abkühlens kann zur Erzielung des gewünschten Effekts herangezogen, werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von Glasplatten auf einer Form in erhitztem Zustand und zum Herausschneiden einer gewünschten Scheibenform nach dem Abkühlen der Glasplatten, wobei das Abkühlen so geregelt wird, daß Druckspannungsbereiche längs der Schnittlinie der gewünschten Scheibenform derart in den Glasplatten entstehen, daß wenigstens ein ausgewählter Teil oder Teile des äußeren Randes jeder herausgeschnittenen, gebogenen Scheibe unter Druckspannung stehen, nach der Patentanmeldung L 21296 IVc/32 a, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abkühlvorganges die Temperatur eines dem späteren Druckspannungsbereich entsprechenden Zwischenbereichs schneller herabgesetzt wird als diejenige zweier benachbarter, durch diesen Zwischenbereich voneinander getrennter Bereiche der Scheibe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenfoirm, die die gebogene Scheibe längs des späteren Druckspannungsbereichs unterstützt, während des Abkühlvorganges besonders gekühlt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Scheiben mit flach gekrümmtem Mittel abschnitt und stärker abgebogenen Endabschnitten Druckspannungsbereiche längs der Schnittlinie der gewünschten Scheibenform lediglich innerhalb des Mittelabschnitts zwischen den stärkeren, zu den Endabschnitten überleitenden Biegungen erzeugt werden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Tafelgröße vorliegende Glasplatten aufeinandergelegt und gleichzeitig gebogen, werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 709 837/122 11.57