DE102021133071A1

DE102021133071A1 - Forming device and method for forming a thin glass

Info

Publication number: DE102021133071A1
Application number: DE102021133071.8A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-15
Also published as: WO2023110021A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umformvorrichtung (100, 200, 400, 500) zum Umformen, insbesondere zum nicht-isothermen Umformen, eines Dünnglases, umfassend mindestens eine Heizstation (106, 114, 118, 214) mit einer Heizeinheit (108, 116, 120, 208, 216), die angeordnet und ausgebildet ist, eine thermische Strahlung zu emittieren, mindestens eine benachbart zu der Heizstation (106, 114, 118, 214) angeordnete Umformstation (124, 224, 406, 506) zur Umformung des Dünnglases, eine Transfereinheit (126, 218, 226) mit einem Halterahmen (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) zum Halten des Dünnglases, und eine Transfervorrichtung (412, 414, 420, 512, 514) zum Bewegen der Transfereinheit (126, 218, 226) entlang einer Transferstrecke, die die mindestens eine Heizstation (106, 114, 118, 214) und die mindestens eine Umformstation (124, 224, 406, 506) umfasst, wobei die Transfervorrichtung (412, 414, 420, 512, 514) angeordnet und ausgebildet ist, die Transfereinheit (126, 218, 226) diskontinuierlich zu bewegen, wobei die Heizeinheit (108, 116, 120, 208, 216) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das mit dem Halterahmen (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) gehaltene Dünnglas mit der von der Heizeinheit (108, 116, 120, 208, 216) emittierten thermischen Strahlung erwärmbar ist.

The invention relates to a forming device (100, 200, 400, 500) for forming, in particular for non-isothermal forming, of thin glass, comprising at least one heating station (106, 114, 118, 214) with a heating unit (108, 116, 120, 208, 216) which is arranged and designed to emit thermal radiation, at least one forming station (124, 224, 406, 506) arranged adjacent to the heating station (106, 114, 118, 214) for forming the thin glass, a transfer unit (126, 218, 226) with a holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) for holding the thin glass, and a transfer device (412, 414, 420, 512, 514) for moving the transfer unit (126 , 218, 226) along a transfer line, which comprises the at least one heating station (106, 114, 118, 214) and the at least one forming station (124, 224, 406, 506), wherein the transfer device (412, 414, 420, 512 , 514) is arranged and designed to move the transfer unit (126, 218, 226) discontinuously, wherein the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) is arranged and designed in such a way that the part connected to the holding frame (128, 132 , 220, 228, 300, 404, 504) held thin glass can be heated with the thermal radiation emitted by the heating unit (108, 116, 120, 208, 216).

Description

Die Erfindung betrifft eine Umformvorrichtung und ein Verfahren zum Umformen, insbesondere zum nicht-isothermen Umformen, eines Dünnglases.The invention relates to a forming device and a method for forming, in particular for non-isothermal forming, of thin glass.

Umformvorrichtungen zum Umformen von Dünnglas sind grundsätzlich bekannt. Die Prozessführung kann isotherm oder nicht-isotherm erfolgen. Bei isothermen Prozessführungen wird das Dünnglas auf dem Formwerkzeug, beispielsweise einer Matrize, positioniert und mit dem Formwerkzeug zusammen erwärmt. Die Erwärmung erfolgt beispielsweise mittels Heizpatronen, die in der Regel in einem Prägestempel integriert sind. Infolgedessen haben das Dünnglas und der Prägestempel dieselbe Temperatur. Üblicherweise haben auch das Dünnglas und das Formwerkzeug dieselbe Temperatur.Forming devices for forming thin glass are known in principle. The process can be carried out isothermally or non-isothermally. In isothermal processes, the thin glass is positioned on the mold, for example a die, and heated together with the mold. The heating takes place, for example, by means of heating cartridges, which are usually integrated in an embossing die. As a result, the thin glass and the embossing die are at the same temperature. Usually, the thin glass and the mold are also at the same temperature.

Da das Formwerkzeug für jede Umformung mit dem Dünnglas erwärmt und nach der Umformung wieder zu kühlen ist, ergeben sich lange Erwärmungsdauern und lange Taktzeiten. Ein weiterer Nachteil der isothermen Prozessführung besteht in einem erhöhten Werkzeugverschleiß, der durch das Vielfache Erwärmen und Abkühlen bedingt ist. Eine Reduktion der Taktzeit ist lediglich durch eine Vielzahl an parallel angeordneten Formwerkzeugen möglich. Infolgedessen sind Umformvorrichtungen mit einer isothermen Prozessführung teuer und die Formwerkzeuge weisen eine kürzere Lebensdauer auf.Since the forming tool is heated for each forming with the thin glass and has to be cooled again after forming, long heating times and long cycle times result. Another disadvantage of isothermal process control is increased tool wear, which is caused by repeated heating and cooling. A reduction in the cycle time is only possible with a large number of molds arranged in parallel. As a result, forming devices with an isothermal process control are expensive and the forming tools have a shorter service life.

Bei nicht-isothermen Verfahren wird das Dünnglas unabhängig von dem Formwerkzeug in einer dafür vorgesehenen Heizvorrichtung erwärmt und anschließend mit einem Handhabungsschritt, zum Beispiel einem Greifarm, von der Heizvorrichtung zu dem Werkzeug transportiert.In non-isothermal processes, the thin glass is heated independently of the mold in a heating device provided for this purpose and then transported from the heating device to the tool with a handling step, for example a gripper arm.

Für Dünnglas ist der Transport von der Heizvorrichtung zu dem Formwerkzeug ein prozesskritischer Schritt, da das Dünnglas im erwärmten Zustand forminstabil und lediglich bedingt oder nicht greifbar ist. Darüber hinaus führt der Transport zu einer thermischen Beeinflussung des erwärmten Dünnglases, wodurch dieses bei der Umformung regelmäßig nicht die gewünschte Temperatur beziehungsweise die gewünschte Temperaturverteilung aufweist.For thin glass, the transport from the heating device to the mold is a process-critical step, since the thin glass is dimensionally unstable in the heated state and can only be grasped to a limited extent or not at all. In addition, the transport leads to a thermal influence on the heated thin glass, as a result of which it regularly does not have the desired temperature or the desired temperature distribution during the forming process.

Ein weiterer Nachteil des Transports besteht darin, dass währenddessen äußere Einflüsse, beispielsweise Partikel, die Qualität des Dünnglases und des aus dem Dünnglas herzustellenden Glasproduktes negativ beeinflussen. Aufgrund dessen werden derzeit für die Umformung von Dünnglas überwiegend isotherme Verfahren eingesetzt, da nicht-isotherme Verfahren in der Regel nicht oder nur bedingt anwendbar sind und mit Qualitätseinbußen einhergehen.A further disadvantage of the transport is that external influences, for example particles, have a negative effect on the quality of the thin glass and the glass product to be produced from the thin glass. Because of this, isothermal processes are currently predominantly used for the forming of thin glass, since non-isothermal processes are generally not applicable or can only be used to a limited extent and are associated with losses in quality.

Um die genannten Qualitätseinbußen zu überwinden, werden derartige Dünngläser gegebenenfalls geschliffen und/oder poliert. Das Schleifen und das Polieren von Dünngläsern ist jedoch nicht oder lediglich bedingt skalierbar, sodass dieses nicht zur Anwendung in der Serienfertigung geeignet ist.In order to overcome the quality losses mentioned, such thin glasses are optionally ground and/or polished. However, the grinding and polishing of thin glass is not scalable or only to a limited extent, so that it is not suitable for use in series production.

Eine weitere Lösung besteht in dem Einsatz einer Vielzahl an Formwerkzeugen, die bestückt mit Dünnglas sequenziell erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt mittels Heizpatronen. Bei dieser Lösung werden die Formwerkzeuge mit dem Dünnglas gleichzeitig erwärmt, sodass es sich um ein isothermes Verfahren mit hohen Kosten und in der Regel einem hohen Werkzeugverschleiß handelt.Another solution is to use a large number of molds that are loaded with thin glass and heated sequentially. The heating takes place by means of heating cartridges. With this solution, the mold tools are heated at the same time as the thin glass, making it an isothermal process with high costs and usually high tool wear.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Umformvorrichtung und ein Verfahren zum nicht-isothermen Umformen eines Dünnglases bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die ein effizientes Umformen eines Dünnglases ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a forming device and a method for non-isothermal forming of thin glass which reduce or eliminate one or more of the disadvantages mentioned. It is also an object of the invention to provide a solution that enables thin glass to be formed efficiently.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Umformvorrichtung und einem Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.This object is achieved with a forming device and a method according to the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of these aspects are specified in the respective dependent patent claims. The features listed individually in the patent claims and the description can be combined with one another in any technologically meaningful way, with further embodiment variants of the invention being shown.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Umformvorrichtung zum Umformen, insbesondere zum nicht-isothermen Umformen, eines Dünnglases, umfassend mindestens eine Heizstation mit einer Heizeinheit, die angeordnet und ausgebildet ist, eine thermische Strahlung zu emittieren, mindestens eine benachbart zu der Heizstation angeordnete Umformstation zur Umformung des Dünnglases, eine Transfereinheit mit einem Halterahmen zum Halten des Dünnglases, insbesondere in einem Randbereich, und eine Transfervorrichtung zum Bewegen der Transfereinheit entlang einer Transferstrecke, die die mindestens eine Heizstation und die mindestens eine Umformstation umfasst, wobei die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, die Transfereinheit diskontinuierlich zu bewegen, wobei die Heizeinheit derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das mit dem Halterahmen gehaltene Dünnglas mit der von der Heizeinheit emittierten thermischen Strahlung erwärmbar ist.According to a first aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a forming device for forming, in particular for non-isothermal forming, of thin glass, comprising at least one heating station with a heating unit that is arranged and designed to emit thermal radiation, at least one adjacent to forming station arranged in the heating station for forming the thin glass, a transfer unit with a holding frame for holding the thin glass, in particular in an edge region, and a transfer device for moving the transfer unit along a transfer path which comprises the at least one heating station and the at least one forming station, the transfer device is arranged and designed to move the transfer unit discontinuously, wherein the heating unit is arranged and designed such that the held with the holding frame Thin glass can be heated with the thermal radiation emitted by the heating unit.

Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass der Prozess zur isothermen Umformung von Dünnglas mittels Transfermatrizen in einen nicht-isothermen Prozess überführbar ist, wenn die Heizeinheit zur Emission von thermischer Strahlung ausgebildet ist. Durch eine Heizeinheit, die eine thermische Strahlung emittiert, kann das Dünnglas gezielt erwärmt werden, ohne dass eine gegebenenfalls vorhandene Umformeinheit gleichermaßen erwärmt wird. Insbesondere im Falle, dass die Transfereinheit eine Umformeinheit aufweist, wie es im weiteren Verlauf noch näher beschrieben wird, kann mittels einer derartig strahlend wirkenden Heizeinheit vermieden werden, dass diese Umformeinheit auf die gleiche Temperatur erwärmt wird wie das Dünnglas.The invention is based, inter alia, on the finding that the process for isothermal forming of thin glass by means of transfer dies can be converted into a non-isothermal process if the heating unit is designed to emit thermal radiation. The thin glass can be heated in a targeted manner by a heating unit, which emits thermal radiation, without a shaping unit that may be present being heated in the same way. In particular if the transfer unit has a forming unit, as will be described in more detail below, such a radiant heating unit can prevent this forming unit from being heated to the same temperature as the thin glass.

Die Umformvorrichtung ist zum nicht-isothermen Umformen eines Dünnglases ausgebildet. Unter einem Dünnglas wird insbesondere ein Glasrohling verstanden, dessen flächige Erstreckung um ein Vielfaches größer ist als seine Dicke. Das Dünnglas kann durch eine ebene und/oder flache Ausbildung oder durch eine definierte Halbzeuggeometrie gekennzeichnet sein. Das Dünnglas kann beispielsweise als eine Rechteckplatine oder auch als Freiformzuschnitt bereitgestellt werden.The forming device is designed for the non-isothermal forming of thin glass. Thin glass is understood to mean, in particular, a glass blank whose areal extent is many times greater than its thickness. The thin glass can be characterized by a planar and/or flat design or by a defined geometry of the semi-finished product. The thin glass can be provided, for example, as a rectangular blank or as a free-form blank.

Das Dünnglas kann beispielsweise ein profiliertes Glas, ein Flachglas und/oder ein Glashalbzeug sein. Das Dünnglas kann beispielsweise eine Dicke zwischen 200 µm und 5 mm, insbesondere zwischen 500 µm und 3 mm, aufweisen. Derartige umgeformte Dünngläser können beispielsweise als Bildschirmabdeckungen für Smartphones, Bedienfelder im Automobilinterieur oder als Kapselungsgläser in medizinischen Sensoren eingesetzt werden.The thin glass can be, for example, profiled glass, flat glass and/or a semi-finished glass product. The thin glass can, for example, have a thickness between 200 μm and 5 mm, in particular between 500 μm and 3 mm. Formed thin glasses of this type can be used, for example, as screen covers for smartphones, control panels in automobile interiors or as encapsulating glasses in medical sensors.

Die Umformvorrichtung umfasst die mindestens eine Heizstation mit der Heizeinheit. Die Heizeinheit ist zur Emission von thermischer Strahlung ausgebildet, sodass die Heizeinheit das Dünnglas mittels dieser Strahlung, umgangssprachlich auch als Wärmestrahlung bezeichnet, erwärmen kann. Die Heizeinheit kann beispielsweise ein Strahlungsheizer sein oder diesen umfassen. Die Heizeinheit kann mehrteilig ausgebildet sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Heizeinheit zwei oder mehrere Heizstrahler und/oder Reflektoren aufweist. Die Heizstrahler und Reflektoren können beispielsweise als U-Profil oder als Halbkreisprofil angeordnet sein.The forming device includes the at least one heating station with the heating unit. The heating unit is designed to emit thermal radiation, so that the heating unit can heat the thin glass by means of this radiation, also known colloquially as thermal radiation. The heating unit can be or include a radiant heater, for example. The heating unit can be designed in several parts. It is particularly preferred that the heating unit has two or more radiant heaters and/or reflectors. The radiant heaters and reflectors can be arranged, for example, as a U-profile or as a semicircular profile.

Die Heizeinheit ist ferner derart angeordnet und ausgebildet, dass das mit dem Halterahmen gehaltene Dünnglas mit der thermischen Strahlung erwärmbar ist. Die Heizeinheit ist zur Emission der thermischen Strahlung ausgebildet. Die Heizeinheit hat den Vorteil, dass mit dieser gezielt ein Objekt, hier das Dünnglas, erwärmbar ist. Das Dünnglas kann mit der Heizeinheit gezielt erwärmt werden und eine gegebenenfalls unter dem Dünnglas befindliche Umformeinheit wird nicht in gleichem Maße erwärmt wie das Dünnglas. Es handelt sich um einen nicht-isothermen Prozess.The heating unit is also arranged and designed in such a way that the thin glass held by the holding frame can be heated with the thermal radiation. The heating unit is designed to emit the thermal radiation. The heating unit has the advantage that an object, here the thin glass, can be heated in a targeted manner. The thin glass can be heated in a targeted manner with the heating unit and a forming unit that may be located under the thin glass is not heated to the same extent as the thin glass. It is a non-isothermal process.

Die Umformvorrichtung umfasst ferner die mindestens eine benachbart zu der Heizstation angeordnete Umformstation zur Umformung des Dünnglases. Die Umformstation ist insbesondere entlang der Transferstrecke in Bewegungsrichtung der Transfereinheit hinter der Heizstation angeordnet. Die Transferstrecke ist vorzugsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Ferner vorzugsweise kann die Transferstrecke linear und/oder kurvenförmig ausgebildet sein. Eine kurvenförmige Ausbildung der Transferstrecke ist beispielsweise durch einen Aufbau der Umformvorrichtung mit einem oder als ein Rundtisch möglich.The forming device also includes the at least one forming station, which is arranged adjacent to the heating station, for forming the thin glass. The forming station is arranged in particular along the transfer section behind the heating station in the direction of movement of the transfer unit. The transfer section is preferably aligned essentially horizontally. Further preferably, the transfer path can be linear and/or curved. A curved design of the transfer section is possible, for example, by constructing the forming device with or as a rotary table.

Die Umformung des Dünnglases an der Umformstation kann auf zwei unterschiedliche Weisen erfolgen. Einerseits kann lediglich die Umformstation die Umformeinheit aufweisen. Das Dünnglas wird mit der Transfereinheit entlang der Transferstrecke bewegt und an der Umformstation der Umformeinheit übergeben, sodass das Dünnglas mit der Umformeinheit umformbar ist. Andererseits kann die Transfereinheit die Umformeinheit aufweisen, sodass die Umformeinheit mit der Transfereinheit entlang der Transferstrecke bewegt wird. Auf diese Varianten wird im Folgenden noch näher eingegangen.The thin glass can be formed at the forming station in two different ways. On the one hand, only the forming station can have the forming unit. The thin glass is moved along the transfer line with the transfer unit and transferred to the forming unit at the forming station, so that the thin glass can be formed with the forming unit. On the other hand, the transfer unit can have the forming unit, so that the forming unit is moved with the transfer unit along the transfer path. These variants are discussed in more detail below.

Die Umformstation kann beispielsweise eine mit einer Umformeinheit koppelbare Vakuumeinheit aufweisen, die angeordnet und ausgebildet ist, in einer Kavität der Umformeinheit ein Vakuum zu erzeugen, sodass das Dünnglas in die Kavität einformbar ist. Die Umformstation weist vorzugsweise einen, zwei oder mehrere Heizstrahler auf, um das Dünnglas vor, während und/oder nach der Umformung mit thermischer Strahlung zu beaufschlagen.The forming station can have, for example, a vacuum unit that can be coupled to a forming unit, which is arranged and configured to generate a vacuum in a cavity of the forming unit, so that the thin glass can be formed into the cavity. The forming station preferably has one, two or more radiant heaters in order to apply thermal radiation to the thin glass before, during and/or after the forming.

Ferner umfasst die Umformvorrichtung die Transfereinheit mit dem Halterahmen zum Halten des Dünnglases. Der Halterahmen kann beispielsweise rechteckig ausgebildet sein. Es ist bevorzugt, dass der Halterahmen derart ausgebildet ist, dass mit diesem das Dünnglas in einem Randbereich des Dünnglases gehalten werden kann. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Halterahmen einen Umformabschnitt des Dünnglases nicht oder lediglich bedingt beeinflusst. Die Transfereinheit ist insbesondere angeordnet und ausgebildet, von der mindestens einen Heizstation zu der mindestens einen Umformstation bewegt zu werden.Furthermore, the forming device includes the transfer unit with the holding frame for holding the thin glass. The holding frame can be rectangular, for example. It is preferred that the holding frame is designed in such a way that it can be used to hold the thin glass in an edge region of the thin glass. It is particularly preferred that the holding frame does not influence a forming section of the thin glass or only influences it to a limited extent. In particular, the transfer unit is arranged and designed to be moved from the at least one heating station to the at least one forming station.

Die Umformvorrichtung umfasst die Transfervorrichtung. Die Transfervorrichtung ist zum Bewegen der Transfereinheit entlang der Transferstrecke, die die mindestens eine Heizstation und die mindestens eine Umformstation umfasst, ausgebildet. Das bedeutet insbesondere, dass die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, die Transfereinheit von der mindestens einen Heizstation zu der mindestens einen Umformstation zu bewegen.The forming device includes the transfer device. The transfer device is designed to move the transfer unit along the transfer section, which includes the at least one heating station and the at least one forming station. This means in particular that the transfer device is arranged and designed to move the transfer unit from the at least one heating station to the at least one forming station.

Ferner ist die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet, die Transfereinheit diskontinuierlich entlang der Transferstrecke zu bewegen. Diskontinuierlich bedeutet insbesondere Schritt für Schritt, wobei die Transfereinheit in einer Position, beispielsweise der Heizstation für eine vordefinierte Zeit verbleibt und danach weiterbewegt wird, insbesondere zu der Umformstation. Es kann gewährleistet werden, dass das Dünnglas in der mindestens einen Heizstation ausreichend lange verbleibt, um vordefiniert erwärmt zu werden, und die entsprechende Zeit anschließend in der Umformstation verbleibt, um die Umformung des Dünnglases zu bewirken.Furthermore, the transfer device is arranged and designed to move the transfer unit discontinuously along the transfer path. Discontinuous means, in particular, step by step, with the transfer unit remaining in one position, for example the heating station, for a predefined time and then being moved on, in particular to the forming station. It can be ensured that the thin glass remains in the at least one heating station long enough to be heated in a predefined manner and then remains in the forming station for the corresponding time in order to bring about the forming of the thin glass.

Neben der Erwärmung des Dünnglases mit thermischer Strahlung kann zusätzlich eine Erwärmung mittels Induktion oder Heizpatronen vorgesehen sein.In addition to heating the thin glass with thermal radiation, heating by means of induction or heating cartridges can also be provided.

Nachdem das Dünnglas entlang der Transferstrecke bewegt wurde, wird das Dünnglas mit dem Halterahmen vorzugsweise durch eine Austrittsschleuse bewegt und anschließend aus der Umformvorrichtung entnommen. Dies erfolgt insbesondere in einer Entnahmerichtung, die orthogonal zu der Transferstrecke ausgerichtet ist.After the thin glass has been moved along the transfer path, the thin glass is preferably moved with the holding frame through an exit lock and then removed from the forming device. This takes place in particular in a removal direction that is aligned orthogonally to the transfer section.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Umformvorrichtung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Umformstation eine Umformeinheit, insbesondere eine Matrize, aufweist und die Transfereinheit an der Umformeinheit derart anordenbar ist, dass das von dem Halterahmen gehaltene Dünnglas mit der Umformeinheit und der Umformstation umformbar ist.In a preferred embodiment variant of the forming device, it is provided that the at least one forming station has a forming unit, in particular a die, and the transfer unit can be arranged on the forming unit in such a way that the thin glass held by the holding frame can be formed with the forming unit and the forming station.

In dieser Ausführungsvariante weist lediglich die mindestens eine Umformstation eine Umformeinheit auf. Bei zwei oder mehr Umformstationen weisen diese vorzugsweise jeweils eine Umformeinheit auf, sodass insgesamt zwei oder mehr Umformeinheiten vorgesehen sind. Das Dünnglas wird mit der mindestens einen Heizstation aufgewärmt, währenddessen dieses von dem Halterahmen der Transfereinheit gehalten wird. Innerhalb der Heizstation ist vorzugsweise keine Umformeinheit vorgesehen.In this embodiment variant, only the at least one forming station has a forming unit. If there are two or more forming stations, these preferably each have a forming unit, so that a total of two or more forming units are provided. The thin glass is heated with the at least one heating station, while it is held by the holding frame of the transfer unit. Preferably no forming unit is provided within the heating station.

Prozessual wird das Dünnglas mittels der Transfereinheit in die Umformvorrichtung eingebracht, mittels der mindestens einen Heizstation erwärmt und anschließend mittels der Transfereinheit zu der Umformstation bewegt, wobei dort die Transfereinheit an der Umformeinheit angeordnet und anschließend das Dünnglas mit der Umformeinheit und der Umformstation umgeformt wird. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass durch die Umformstation ein Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum in einer Kavität der Umformeinheit bewirkt und das Dünnglas in die Kavität eingeformt wird. Ferner kann die Umformung durch eine Beaufschlagung der Oberseite des Dünnglases mit einem Überdruck bewirkt werden.In terms of process, the thin glass is introduced into the forming device by means of the transfer unit, heated by means of the at least one heating station and then moved to the forming station by means of the transfer unit, where the transfer unit is arranged on the forming unit and then the thin glass is formed with the forming unit and the forming station. This can be brought about, for example, by the forming station causing a negative pressure or vacuum in a cavity of the forming unit and the thin glass being formed into the cavity. Furthermore, the reshaping can be effected by subjecting the upper side of the thin glass to an overpressure.

Die Umformeinheit kann beispielsweise aus Stahl, Keramik und/oder Graphit bestehen oder diese Materialien umfassen. Die Umformeinheit ist vorzugsweise zum vakuumunterstützten Senken und/oder Biegen und/oder zum vakuumunterstützten Tiefziehen ausgebildet. Ferner kann die Umformeinheit zum Druckluftumformen ausgebildet sein.The forming unit can consist of steel, ceramics and/or graphite, for example, or can include these materials. The forming unit is preferably designed for vacuum-assisted sinking and/or bending and/or for vacuum-assisted deep-drawing. Furthermore, the forming unit can be designed for compressed air forming.

Es ist bevorzugt, dass die Umformeinheit vertikal bewegbar angeordnet ist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Umformeinheit zwischen einer unteren Position und einer oberen Position vertikal bewegbar ist, wobei das Dünnglas in der oberen Position der Umformeinheit mit dieser umgeformt wird. Die Umformeinheit ist vorzugsweise bei einer Bewegung der Transfereinheit in der unteren Position, sodass eine Bewegung der Transfereinheit mit dem Dünnglas ungestört von der Umformeinheit erfolgen kann. Das aufgewärmte Dünnglas kann eine Durchbiegung aufweisen, wobei ein durchgebogener Abschnitt des Dünnglases mit der in der oberen Position befindlichen Umformeinheit kollidieren könnte. Nachdem die Transfereinheit vertikal über der in der unteren Position angeordneten Umformeinheit positioniert ist, wird die Umformeinheit vorzugsweise in die obere Position verfahren.It is preferred that the forming unit is arranged so that it can move vertically. It is particularly preferred that the forming unit can be moved vertically between a lower position and an upper position, with the thin glass being formed with the forming unit in the upper position of the latter. The forming unit is preferably in the lower position when the transfer unit is moving, so that the transfer unit with the thin glass can move without being disturbed by the forming unit. The heated thin glass may have a deflection, whereby a deflected portion of the thin glass could collide with the forming unit located in the upper position. After the transfer unit is positioned vertically above the forming unit arranged in the lower position, the forming unit is preferably moved to the upper position.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Transfereinheit eine Umformeinheit, insbesondere eine Matrize, aufweist, wobei das von dem Halterahmen gehaltene Dünnglas mit der Umformeinheit und der Umformstation umformbar ist.A further preferred embodiment of the forming device is characterized in that the transfer unit has a forming unit, in particular a die, wherein the thin glass held by the holding frame can be formed with the forming unit and the forming station.

In dieser Ausführungsvariante umfasst die Transfereinheit als solche die Umformeinheit, sodass die Umformeinheit durch die Umformvorrichtung bewegt wird. Die Transfereinheit mit dem Halterahmen und der Umformeinheit wird also in die Umformvorrichtung eingebracht, durchläuft die mindestens eine Heizstation, wird zur Umformstation gebracht, sodass an der Umformstation das aufgewärmte Dünnglas mit der Umformeinheit und der Umformstation umformbar ist. Hierfür ist die Umformeinheit insbesondere an der Umformstation derart anordenbar, dass anschließend das erwärmte Dünnglas umformbar ist.In this embodiment variant, the transfer unit as such includes the forming unit, so that the forming unit is moved by the forming device. The transfer unit with the holding frame and the forming unit is thus introduced into the forming device, runs through the at least one heating station and is brought to the forming station, so that the heated thin glass can be formed with the forming unit and the forming station at the forming station. For this purpose, the forming unit can be arranged in particular at the forming station in such a way that the heated thin glass can then be formed.

Der Halterahmen ist im bestimmungsgemäßen Betrieb der Transfereinheit vorzugsweise vertikal über der Umformeinheit angeordnet. Der Halterahmen kann darüber hinaus schräg versetzt zu der Umformeinheit derart angeordnet sein, dass sich das Dünnglas vertikal über der Umformeinheit befindet und an der Umformstation mit der Umformeinheit umformbar ist. Der Halterahmen und die Umformeinheit sind ferner vorzugsweise miteinander verbunden. Da das Dünnglas mit der Heizeinheit gezielt erwärmbar ist, ist auch mit einer solchen Umformvorrichtung eine nicht-isotherme Prozessführung möglich, da die Umformeinheit nicht auf die gleiche Temperatur wie das Dünnglas zu erwärmen ist. Dies begründet sich unter anderem durch die schnellere Erwärmbarkeit des dünnen Glases im Vergleich zur massiven Umformeinheit.When the transfer unit is operated as intended, the holding frame is preferably arranged vertically above the forming unit. The holding frame can also be arranged offset at an angle to the forming unit in such a way that the thin glass is located vertically above the forming unit and can be formed with the forming unit at the forming station. Furthermore, the holding frame and the forming unit are preferably connected to one another. Since the thin glass can be heated in a targeted manner with the heating unit, a non-isothermal process control is also possible with such a forming device, since the forming unit cannot be heated to the same temperature as the thin glass. This is due, among other things, to the fact that the thin glass can be heated more quickly than the solid forming unit.

An der Umformstation kann das Dünnglas entweder mit einer Vakuumumformung oder mit einem Tiefziehen umgeformt werden. Die Umformeinheit kann eine Induktionseinheit aufweisen, die angeordnet und ausgebildet ist, die Umformeinheit induktiv zu erwärmen.At the forming station, the thin glass can be formed using either vacuum forming or deep drawing. The forming unit can have an induction unit which is arranged and designed to inductively heat the forming unit.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizeinheit derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Dünnglas unabhängig von der Umformeinheit, insbesondere der Umformeinheit der Transfereinheit, erwärmbar ist. Dass das Dünnglas unabhängig von der Umformeinheit erwärmbar ist, bedeutet insbesondere, dass das Dünnglas und die Umformeinheit eine voneinander abweichende Temperatur nach der Erwärmung des Dünnglases aufweisen.A preferred embodiment variant of the forming device is characterized in that the heating unit is arranged and designed in such a way that the thin glass can be heated independently of the forming unit, in particular the forming unit of the transfer unit. The fact that the thin glass can be heated independently of the forming unit means in particular that the thin glass and the forming unit have different temperatures after the thin glass has been heated.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizeinheit ein einstellbares Strahlungsprofil aufweist, um die thermische Strahlung auf das Dünnglas auszurichten, sodass das Dünnglas unabhängig von der Umformeinheit erwärmbar ist.A further preferred development of the forming device is characterized in that the heating unit has an adjustable radiation profile in order to direct the thermal radiation onto the thin glass, so that the thin glass can be heated independently of the forming unit.

Heizeinheiten zur Emission von thermischer Strahlung haben den Vorteil, dass ein zu erwärmender Bereich mit einem Strahlungsprofil eingestellt werden kann. Infolgedessen wird weniger Energie benötigt, da die eingesetzte Energie im Wesentlichen ausschließlich auf das Dünnglas gerichtet ist und dieses erwärmt wird. Ferner kann die Umformvorrichtung mit dem einstellbaren Strahlungsprofil auf unterschiedliche Dünnglasgrößen adaptiert werden.Heating units for emitting thermal radiation have the advantage that an area to be heated can be set with a radiation profile. As a result, less energy is required since the energy used is directed essentially exclusively at the thin glass and this is heated. Furthermore, the forming device with the adjustable radiation profile can be adapted to different sizes of thin glass.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Heizeinheit eine austauschbare Strahlungsblende aufweist, um das Strahlungsprofil einzustellen. Beispielsweise kann die Umformvorrichtung eine erste Strahlungsblende und eine zweite Strahlungsblende aufweisen, die manuell oder automatisiert austauschbar sind. Beispielsweise kann die erste Strahlungsblende für ein kleineres Dünnglas und die zweite Strahlungsblende für ein größeres Dünnglas verwendet werden.It is particularly preferred that the heating unit has an exchangeable radiation shield in order to adjust the radiation profile. For example, the forming device can have a first radiation screen and a second radiation screen, which can be exchanged manually or automatically. For example, the first radiation shield can be used for smaller thin glass and the second radiation shield can be used for larger thin glass.

Darüber hinaus können die unterschiedlichen Strahlungsblenden auch zur Einstellung unterschiedlicher Temperaturen an dem Dünnglas verwendet werden. Es ist ferner bevorzugt, dass die Heizeinheit eine einstellbare Strahlungsblende aufweist, um das Strahlungsprofil einzustellen. Es kann darüber hinaus bevorzugt sein, dass die Strahlungsblenden austauschbar und einstellbar sind.In addition, the different radiation screens can also be used to set different temperatures on the thin glass. It is further preferred that the heating unit has an adjustable radiation screen in order to adjust the radiation profile. In addition, it can be preferred that the radiation screens are exchangeable and adjustable.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine Heizstation eine Heizposition definiert und ein in der Heizposition positioniertes Dünnglas vertikal unter der Heizeinheit angeordnet ist, sodass die thermische Strahlung vertikal auf das Dünnglas trifft. Dass die thermische Strahlung vertikal auf das Dünnglas trifft, bedeutet insbesondere, dass hier ein vertikaler Richtungsanteil besteht.A further preferred development of the forming device is characterized in that the at least one heating station defines a heating position and a thin glass positioned in the heating position is arranged vertically under the heating unit, so that the thermal radiation hits the thin glass vertically. The fact that the thermal radiation strikes the thin glass vertically means in particular that there is a vertical directional component here.

Es ist ferner bevorzugt, dass zur Einstellung eines Erwärmungsprofils des Dünnglases eine thermische Strahlung in einer vertikalen Richtung auf das Dünnglas und/oder die Transfereinheit trifft. Das vertikal unter der Heizeinheit positionierte Dünnglas, das mit der thermischen Strahlung vertikal beaufschlagt wird, weist ein vorteilhaftes Temperaturprofil sowie eine schnelle Erwärmung auf. Vorzugsweise weist die Heizeinheit Heizstrahler auf, die halbschalenförmig angeordnet sind.It is also preferred that thermal radiation strikes the thin glass and/or the transfer unit in a vertical direction in order to set a heating profile of the thin glass. The thin glass positioned vertically under the heating unit, which is vertically exposed to the thermal radiation, has an advantageous temperature profile and heats up quickly. The heating unit preferably has radiant heaters which are arranged in the shape of a half-shell.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizeinheit höhenverstellbar angeordnet ist, um das Strahlungsprofil und/oder um eine Strahlungsintensität einzustellen. Eine höhenverstellbare Heizeinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die die thermische Strahlung emittierenden Elemente der Heizeinheit vertikal bewegbar sind. Mit einer höhenverstellbar angeordneten Heizeinheit kann ein verbessertes Temperaturprofil und eine schnellere Erwärmung des Dünnglases bewirkt werden.A further preferred development of the forming device is characterized in that the heating unit is arranged so that it can be adjusted in height in order to set the radiation profile and/or a radiation intensity. A height-adjustable heating unit is characterized in particular by the fact that the elements of the heating unit that emit the thermal radiation can be moved vertically. With a height-adjustable heating unit, an improved temperature profile and faster heating of the thin glass can be achieved.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Temperatur der Heizeinheit, insbesondere des mindestens einen Heizstrahlers, einstellbar ist, sodass die Erwärmung des Dünnglases angepasst werden kann.Furthermore, it is preferred that the temperature of the heating unit, in particular of the at least one radiant heater, can be adjusted so that the heating of the thin glass can be adjusted.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung umfasst zwei oder mehr Heizstationen, die eine Heizstrecke ausbilden, entlang der die Transfereinheit diskontinuierlich hindurchbewegbar ist, wobei die zwei oder mehr Heizstationen derart eingerichtet sind, dass eine Glastemperatur des Dünnglas entlang der Heizstrecke in Richtung der mindestens einen Umformstation steigt.A further preferred embodiment variant of the forming device comprises two or more heating stations which form a heating section along which the transfer unit moves discontinuously can be moved through, the two or more heating stations being set up in such a way that a glass temperature of the thin glass increases along the heating section in the direction of the at least one forming station.

Die Heizstrecke ist insbesondere als ein Teil der Transferstrecke zu verstehen. Die Heizstrecke ist insbesondere ein erster Teil der Transferstrecke. An die Heizstrecke kann sich eine Umformstrecke anschließen. Es ist bevorzugt, dass die zwei oder mehr Heizstationen jeweils eine eine thermische Strahlung emittierende Heizeinheit aufweisen. Insbesondere sind die Heizeinheiten der zwei oder mehr Heizstationen eingerichtet, um die Glastemperatur des Dünnglases entlang der Heizstrecke zu steigern. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die hintereinander angeordneten Heizeinheiten unterschiedlich hohe thermische Strahlungen abgeben.The heating section is to be understood in particular as part of the transfer section. The heating section is in particular a first part of the transfer section. A forming section can follow the heating section. It is preferable that the two or more heating stations each have a heating unit emitting thermal radiation. In particular, the heating units of the two or more heating stations are set up to increase the glass transition temperature of the thin glass along the heating section. This can be achieved, for example, in that the heating units arranged one behind the other emit thermal radiation of different levels.

Beispielsweise kann zu Beginn der Transferstrecke eine erste Heizstation, anschließend eine zweite Heizstation und darauffolgend eine Umformstation angeordnet sein. Das Dünnglas würde mit dem Halterahmen der Transfereinheit zunächst zu der ersten Heizeinheit bewegt werden und dort auf eine erste Temperatur, beispielsweise 100° C, erwärmt werden. Nachdem diese Temperatur erreicht wird, wird das Dünnglas mit dem Halterahmen der Transfereinheit weiter zur zweiten Heizstation bewegt, sodass hier das Dünnglas beispielsweise auf eine Glastemperatur von 200° C erwärmt wird. Nachdem diese Temperatur erreicht wird, wird das Dünnglas mit dem Halterahmen der Transfereinheit zu der Umformstation bewegt und dort umgeformt.For example, a first heating station can be arranged at the start of the transfer line, followed by a second heating station and then a forming station. The thin glass would first be moved with the holding frame of the transfer unit to the first heating unit and heated there to a first temperature, for example 100°C. After this temperature has been reached, the thin glass is moved on to the second heating station with the holding frame of the transfer unit, so that the thin glass is heated here, for example, to a glass temperature of 200°C. After this temperature has been reached, the thin glass is moved with the holding frame of the transfer unit to the forming station and formed there.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Umformvorrichtung umfasst eine Positionierungseinheit, die angeordnet und ausgebildet ist, den Halterahmen an der Umformeinheit zu positionieren, insbesondere zu befestigen, wobei die Positionierungseinheit den Halterahmen derart positioniert, dass ein Umformabschnitt des Dünnglases aus vertikal von oben betrachteter Perspektive unabgeschattet angeordnet ist.A further preferred development of the forming device comprises a positioning unit which is arranged and designed to position, in particular to fasten, the holding frame on the forming unit, the positioning unit positioning the holding frame in such a way that a forming section of the thin glass is arranged without shadows when viewed vertically from above .

Damit eine prozesssichere Umformung erfolgt, ist vorgesehen, dass der Halterahmen an der Umformeinheit positioniert und vorzugsweise fixiert wird. Damit einerseits eine ungestörte Umformung und darüber hinaus eine gegebenenfalls weitere Erwärmung des Dünnglases möglich ist, ist das Dünnglas unabgeschattet. Unabgeschattet ist ein dem Fachmann bekannter Begriff aus der Dünnglasumformung, der insbesondere bedeutet, dass über dem Dünnglas keine nicht erforderlichen Elemente vorhanden sind.So that a process-reliable forming takes place, it is provided that the holding frame is positioned and preferably fixed on the forming unit. The thin glass is not shaded so that, on the one hand, undisturbed forming and, moreover, a possible further heating of the thin glass is possible. Unshadowed is a term from thin glass forming known to those skilled in the art, which means in particular that there are no unnecessary elements above the thin glass.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Umformvorrichtung umfasst diese eine Prozesskammer, wobei in der Prozesskammer die mindestens eine Heizstation und die mindestens eine Umformstation angeordnet sind und wobei ein Eintritt in und ein Austritt aus der Prozesskammer derart ausgebildet sind, dass innerhalb der Prozesskammer eine Schutzgasatmosphäre ausbildbar ist.In a further preferred embodiment variant of the forming device, it comprises a process chamber, with the at least one heating station and the at least one forming station being arranged in the process chamber, and with an entry into and an exit from the process chamber being designed in such a way that a protective gas atmosphere can be formed inside the process chamber .

Mit einer Schutzgasatmosphäre in der Prozesskammer ist eine qualitativ hochwertigere Herstellung von Produkten aus Dünnglas möglich. Beispielsweise kann in der Prozesskammer eine Stickstoffatmosphäre durch die Einleitung von Stickstoff herrschen.With a protective gas atmosphere in the process chamber, a higher quality production of products made of thin glass is possible. For example, a nitrogen atmosphere can prevail in the process chamber due to the introduction of nitrogen.

Die Prozesskammer kann auch zwei oder mehr Eintritte und/oder zwei oder mehr Austritte aufweisen. Es ist bevorzugt, dass die Prozesskammer eine Eintrittsschleuse und eine Austrittsschleuse aufweist, durch die die Transfereinheit bewegbar ist.The process chamber can also have two or more inlets and/or two or more outlets. It is preferred that the process chamber has an entry lock and an exit lock, through which the transfer unit can be moved.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Transfervorrichtung zwei voneinander benachbarte Schienen aufweist, die parallel zu der Transferstrecke ausgerichtet sind und die Transfereinheit zwischen den Schienen anordenbar und von den Schienen geführt ist.A further preferred embodiment variant of the forming device is characterized in that the transfer device has two adjacent rails which are aligned parallel to the transfer section and the transfer unit can be arranged between the rails and guided by the rails.

Vorzugsweise erstrecken sich die zwei voneinander benachbarten Schienen von dem Eintritt bis hin zum Austritt. Die Transfereinheit ist mit den zwei voneinander benachbarten Schienen insbesondere linear bewegbar angeordnet, wobei diese lineare Bewegung vorzugsweise horizontal ausgerichtet ist.Preferably, the two rails adjacent to each other extend from the inlet to the outlet. The transfer unit is arranged to be linearly movable with the two rails that are adjacent to one another, with this linear movement preferably being aligned horizontally.

Jede der Schienen umfasst vorzugsweise eine Tragschiene, auf denen die Transfereinheit, insbesondere der Halterahmen, aufliegt. Ferner kann jede Schiene eine Führungsschiene aufweisen, die eine seitliche Führung der Transfereinheit bewirkt.Each of the rails preferably includes a support rail on which the transfer unit, in particular the holding frame, rests. Furthermore, each rail can have a guide rail, which guides the transfer unit laterally.

Die zwei voneinander benachbarten Schienen können als durchgängige Schienen ausgebildet werden, wobei es bei dieser Ausführungsvariante bevorzugt ist, dass die Umformeinheit an der Umformstation höhenverstellbar angeordnet ist. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass im Bereich der Umformstation die Schienen unterbrochen sind und der Halterahmen an die Umformeinheit übergeben wird.The two rails that are adjacent to one another can be designed as continuous rails, it being preferred in this embodiment variant that the forming unit is arranged in a height-adjustable manner at the forming station. In addition, it can be preferred that the rails are interrupted in the area of the forming station and the holding frame is transferred to the forming unit.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Umformvorrichtung zwei Umformstationen umfasst, die zur Herstellung einer gleichen Glasgeometrie ausgebildet sind, wobei die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, die Transfereinheit diskontinuierlich zwei Stationen zu bewegen. Unter den zwei Stationen sind die Heizstationen und die Umformstationen zu verstehen. Mit dieser Ausführungsvariante kann die Taktzeit weiter reduziert werden.It is also preferred that the forming device comprises two forming stations, which are designed to produce the same glass geometry, the transfer device being arranged and designed to move the transfer unit discontinuously to two stations. Among the two stations The heating stations and the forming stations are to be understood here. The cycle time can be further reduced with this embodiment variant.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, zwei oder mehr Transfereinheiten diskontinuierlich entlang der Transferstrecke zu bewegen. Es ist insbesondere bevorzugt, dass bei Volllast an jeder Heizstation und Umformstation eine Transfereinheit angeordnet ist und diese entsprechend jeweils diskontinuierlich von der Transfervorrichtung zur nächsten oder übernächsten Station bewegbar sind.A further preferred variant is characterized in that the transfer device is arranged and designed to move two or more transfer units discontinuously along the transfer path. It is particularly preferred that, at full load, a transfer unit is arranged at each heating station and forming station and that these can be moved discontinuously from the transfer device to the next station or the station after that.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung umfasst mindestens eine Kühlstation zum Kühlen des umgeformten Dünnglases, wobei die Transfervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, die Transfereinheit von der mindestens einen Umformstation zu der Kühlstation zu bewegen.A further preferred embodiment variant of the forming device comprises at least one cooling station for cooling the formed thin glass, the transfer device being arranged and designed to move the transfer unit from the at least one forming station to the cooling station.

Es kann darüber hinaus bevorzugt sein, dass die Umformvorrichtung zwei oder mehr Kühlstationen zur graduellen Abkühlung des umgeformten Dünnglases aufweist. Die Kühlstation kann einen, zwei oder mehrere Heizstrahler aufweisen, um einen Temperaturverlauf des umgeformten Dünnglases einzustellen. Die mindestens eine Kühlstation kann ferner eine Abschreckstation zum Kühlen und/oder Erstarren des Dünnglases sein. Die Abschreckstation kann beispielsweise zur Emission von Gas mit einer niedrigen Temperatur ausgebildet sein.In addition, it can be preferred that the forming device has two or more cooling stations for the gradual cooling of the formed thin glass. The cooling station can have one, two or more radiant heaters in order to adjust the temperature profile of the formed thin glass. The at least one cooling station can also be a quenching station for cooling and/or solidifying the thin glass. The quenching station can be designed, for example, to emit gas at a low temperature.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese einen optischen Sensor zur Erfassung der Glastemperatur des Dünnglases umfasst. Die Glastemperatur kann insbesondere eine Oberflächentemperatur des Dünnglases sein. Der optische Sensor ist vorzugsweise entlang der Transferstrecke, insbesondere der Heizstrecke, angeordnet. Vorzugsweise ist der optische Sensor innerhalb oder zwischen zwei Stationen angeordnet. Beispielsweise kann der optische Sensor innerhalb der mindestens einen Heizstation angeordnet sein. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass der optische Sensor zwischen der mindestens einen Heizstation und der mindestens einen Umformstation angeordnet ist.Another preferred embodiment of the forming device is characterized in that it includes an optical sensor for detecting the glass temperature of the thin glass. The glass transition temperature can in particular be a surface temperature of the thin glass. The optical sensor is preferably arranged along the transfer section, in particular the heating section. The optical sensor is preferably arranged within or between two stations. For example, the optical sensor can be arranged within the at least one heating station. In addition, it can be preferred that the optical sensor is arranged between the at least one heating station and the at least one forming station.

Darüber hinaus kann die Umformvorrichtung eine innerhalb der Prozesskammer angeordnete Graphiteinheit zur Reduktion des Sauerstoffgehaltes umfassen. Es ist bevorzugt, dass die Graphiteinheit oberhalb der mindestens einen Umformstation und/oder der mindestens einen Heizstation angeordnet ist. Es ist bevorzugt, dass die Graphiteinheit im bestimmungsgemäßen Betrieb eine höhere Temperatur aufweist als die Umformeinheit. Infolgedessen erfolgt eine chemische Reaktion mit Sauerstoff primär an der Graphiteinheit und nicht an den Umformeinheiten, die ebenfalls aus Graphit bestehen oder Graphit aufweisen können.In addition, the forming device can include a graphite unit arranged inside the process chamber for reducing the oxygen content. It is preferred that the graphite unit is arranged above the at least one forming station and/or the at least one heating station. It is preferred that the graphite unit has a higher temperature than the forming unit during normal operation. As a result, a chemical reaction with oxygen occurs primarily at the graphite unit and not at the forming units, which are also made of graphite or may include graphite.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Umformvorrichtung umfasst eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, die mindestens eine Heizeinheit derart zu steuern, dass das Dünnglas auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird. Es ist bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung bei der Steuerung der Heizeinheit eine vorbestimmte Durchbiegung des Dünnglases berücksichtigt und die Heizeinheit derart steuert, dass die vorbestimmte Durchbiegung des Dünnglases nicht überschritten wird. Alternativ kann die Durchbiegung des Dünnglases akzeptiert werden, wenn das durchgebogene Dünnglas beispielsweise von einer vertikal bewegten Umformeinheit aufgenommen wird.A further preferred embodiment variant of the forming device comprises a control device which is set up to control the at least one heating unit in such a way that the thin glass is heated to a predetermined temperature. It is preferred that the control device takes into account a predetermined deflection of the thin glass when controlling the heating unit and controls the heating unit in such a way that the predetermined deflection of the thin glass is not exceeded. Alternatively, the deflection of the thin glass can be accepted if the deflected thin glass is picked up by a vertically moving forming unit, for example.

Insbesondere Dünnglas weist eine forminstabile Eigenschaft ab einer definierten Temperatur auf. Eine Bewegung des erwärmten Dünnglases mit dem Halterahmen ist ab einer bestimmten Temperatur nicht mehr möglich. Durch eine zielgerichtete Steuerung der Temperatur kann eine effiziente und sichere Bewegung des Dünnglases durch die Umformvorrichtung gewährleistet werden.Thin glass, in particular, has a dimensionally unstable property above a defined temperature. A movement of the heated thin glass with the holding frame is no longer possible above a certain temperature. Efficient and safe movement of the thin glass through the forming device can be ensured through a targeted control of the temperature.

Die Steuerungsvorrichtung ist vorzugsweise zur Steuerung der Umformstation und der Umformeinheit derart eingerichtet, dass das Dünnglas mittels eines stufenweisen Tiefziehens umformbar ist. Hierfür wird beispielsweise die Vakuumeinheit so angesteuert, dass für eine erste Zeitspanne ein Vakuum zwischen dem Dünnglas und der Umformeinheit angelegt wird, anschließend für eine Pausenspanne im Wesentlichen kein Vakuum angelegt wird, sodass das Dünnglas relaxieren kann und anschließend für eine zweite Zeitspanne ein Vakuum angelegt wird.The control device is preferably set up to control the forming station and the forming unit in such a way that the thin glass can be formed by means of step-by-step deep-drawing. For this purpose, for example, the vacuum unit is controlled in such a way that a vacuum is applied between the thin glass and the forming unit for a first period of time, then essentially no vacuum is applied for a pause period, so that the thin glass can relax and then a vacuum is applied for a second period of time .

Vorzugsweise ist die Steuerungsvorrichtung mit einem Sauerstoffsensor signaltechnisch gekoppelt, der angeordnet und ausgebildet ist, einen Sauerstoffgehalt in der Prozesskammer zu ermitteln, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, bei Überschreiten eines ersten Schwellwertes des Sauerstoffgehaltes ein Warnsignal auszugeben und bei Überschreiten eines zweiten Schwellwertes des Sauerstoffgehaltes einen Betrieb der Heizstation und/oder der Umformstation zu unterbrechen.The control device is preferably coupled in terms of signals to an oxygen sensor, which is arranged and configured to determine an oxygen content in the process chamber, the control device being set up to output a warning signal if the oxygen content exceeds a first threshold value and to initiate operation if the oxygen content exceeds a second threshold value to interrupt the heating station and/or the forming station.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Umformvorrichtung eingerichtet ist, um bereits vor dem Eintritt in die Prozesskammer ein Inertgas in der Kavität der von der Transfereinheit umfassten Umformeinheit bereitzustellen, sodass im Wesentlichen kein Sauerstoff zwischen Umformeinheit und Dünnglas verbleibt.It is also preferred that the forming device is set up to provide an inert gas in the cavity of the forming unit comprised by the transfer unit even before it enters the process chamber, so that essentially no acid material remains between the forming unit and the thin glass.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Umformvorrichtung eine Temperaturmesseinheit umfasst, insbesondere ein Pyrometer, die angeordnet und ausgebildet ist, eine Temperatur des Dünnglases und/oder der Umformeinheit zu bestimmen, und die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Heizeinheit derart anzusteuern, dass eine vorgegebene Temperatur des Dünnglases und/oder der Umformeinheit einstellbar ist.In a further preferred embodiment variant it is provided that the forming device comprises a temperature measuring unit, in particular a pyrometer, which is arranged and designed to determine a temperature of the thin glass and/or the forming unit, and the control device is set up to control the heating unit in such a way that a predetermined temperature of the thin glass and / or the forming unit is adjustable.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Temperaturmesseinheit angeordnet und ausgebildet ist, die Temperatur des Dünnglases und/oder der Umformeinheit nach der Umformung des Dünnglases zu bestimmen, und die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Kühleinheit derart anzusteuern, dass das Dünnglas mit einem vorgegebenen Kühlprofil gekühlt wird. Dies kann beispielsweise mit einem stufenweisen Beblasen des Dünnglases erfolgen. Das stufenweise Beblasen kann beispielsweise ein alternierendes Beblasen mit Blaspausen umfassen. Ferner kann ein Kühlmedium der Kühleinheit temperiert werden. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung die Kühleinheit derart ansteuert, dass das Dünnglas keinen Thermoschock erfährt.Furthermore, it is preferred that the temperature measuring unit is arranged and designed to determine the temperature of the thin glass and/or the forming unit after the forming of the thin glass, and the control device is set up to control the cooling unit in such a way that the thin glass is cooled with a predetermined cooling profile . This can be done, for example, by blowing the thin glass step by step. The gradual blowing can, for example, comprise alternating blowing with blowing pauses. Furthermore, a cooling medium of the cooling unit can be tempered. It is particularly preferred that the control device controls the cooling unit in such a way that the thin glass does not experience any thermal shock.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, einen Eintritt durch die Eintrittsschleuse und einen Austritt aus der Austrittsschleuse von Transfereinheiten mit einer Umformung an der Umformstation zu koppeln. Somit werden Spulvorgänge und Transferbewegungen miteinander getaktet.In a further preferred embodiment variant it is provided that the control device is set up to couple an entry through the entry lock and an exit from the exit lock of transfer units with a forming at the forming station. In this way, winding processes and transfer movements are synchronized with one another.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Umformen, insbesondere zum nicht-isothermen Umformen, eines Dünnglases, umfassend die Schritte: Anordnen eines Dünnglases in einem Halterahmen, Bewegen des Halterahmens zu einer Heizeinheit und Erwärmen des mit dem Halterahmen gehaltenen Dünnglases mit einer thermischen Strahlung, Bewegen des Halterahmens zu einer Umformstation und Umformen des erwärmten Dünnglases mit einer Umformeinheit und vorzugsweise Bewegen des Halterahmens aus der Umformstation heraus.According to a further aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a method for forming, in particular for non-isothermal forming, of a thin glass, comprising the steps: arranging a thin glass in a holding frame, moving the holding frame to a heating unit and heating the part held by the holding frame Thin glass with thermal radiation, moving the holding frame to a forming station and forming the heated thin glass with a forming unit and preferably moving the holding frame out of the forming station.

Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale beziehungsweise Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für die Umformvorrichtung und ihre Fortbildungen verwendet zu werden.The method and its possible developments have features or method steps that make them particularly suitable for being used for the forming device and its developments.

Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Verfahrens und seiner möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Umformvorrichtung verwiesen.For further advantages, design variants and design details of the method and its possible developments, reference is also made to the previously given description of the corresponding features and developments of the forming device.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Umformvorrichtung;
2: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Umformvorrichtung;
3: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Halterahmens;
4: eine schematische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Umformvorrichtung;
5: eine schematische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Umformvorrichtung;
6: eine schematische Detailansicht der in 5 gezeigten Umformvorrichtung; und
7: eine schematische Ansicht eines beispielhaften Verfahrens.

Preferred exemplary embodiments are explained by way of example with reference to the accompanying figures. Show it:

1 1: a schematic, two-dimensional view of an exemplary embodiment of a forming device;
2 1: a schematic, two-dimensional view of a further exemplary embodiment of a forming device;
3 1: a schematic, two-dimensional view of an exemplary embodiment of a holding frame;
4 1: a schematic view of a further exemplary embodiment of a forming device;
5 1: a schematic view of a further exemplary embodiment of a forming device;
6 : a schematic detail view of the in 5 shown forming device; and
7 : a schematic view of an exemplary method.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the figures, identical or essentially functionally identical or similar elements are denoted by the same reference symbols.

In 1 ist eine Umformvorrichtung 100 zum nicht-isothermen Umformen eines Dünnglases 102, 104 gezeigt. Die Umformvorrichtung 100 umfasst insgesamt drei Heizstationen 106, 114, 118. Die Heizstationen 106, 114, 118 weisen jeweils Heizeinheiten 108, 116, 120 auf. Die Heizeinheit 108 weist eine Strahlungsblende 112 und die Heizeinheit 120 weist eine Strahlungsblende 122 auf. Die Heizeinheiten 108, 116, 120 weisen jeweils eine Vielzahl an Heizelementen 110 zur Emission einer thermischen Strahlung auf.In 1 a forming device 100 for non-isothermal forming of a thin glass 102, 104 is shown. The forming device 100 comprises a total of three heating stations 106, 114, 118. The heating stations 106, 114, 118 each have heating units 108, 116, 120. The heating unit 108 has a radiation shield 112 and the heating unit 120 has a radiation shield 122 . The heating units 108, 116, 120 each have a large number of heating elements 110 for emitting thermal radiation.

Die Dünngläser 102, 104 sowie die weiteren, nicht mit einem Bezugszeichen versehenen Dünngläser, werden mittels Transfereinheiten 126 von rechts nach links bewegt. Hierfür weisen die Transfereinheiten 126 Halterahmen 128, 132 auf, mit denen die Dünngläser 102, 104 gehalten werden. Die Halterahmen 128, 132 können zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei diese insbesondere einen oberen Rahmen und einen unteren Rahmen umfassen, sodass ein Dünnglas 102, 104 zwischen dem oberen und dem unteren Rahmen einklemmbar ist. Die Transfereinheiten 126 treten an einem Kammereintritt 152 in die Prozesskammer 150 ein, in der die Heizstationen 106, 114, 118, eine Umformstation 124 sowie eine Kühlstation 144 angeordnet sind.The thin glasses 102, 104 and the other thin glasses not provided with a reference number are moved from right to left by means of transfer units 126. For this purpose, the transfer units 126 have holding frames 128, 132 with which the thin glasses 102, 104 are held. The holding frame 128, 132 can be formed in two or more parts, these include in particular an upper frame and a lower frame, so that a thin glass 102, 104 between the upper and the lower frame can be clamped. The transfer units 126 enter the process chamber 150 at a chamber inlet 152, in which the heating stations 106, 114, 118, a forming station 124 and a cooling station 144 are arranged.

Die Transfereinheiten 126 gelangen, nachdem diese in die Prozesskammer 150 eingetreten sind, zunächst zur Heizstation 106. Dort wird das Dünnglas mit der Heizeinheit 108 erwärmt. Dies kann zielgerichtet erfolgen. Nachdem das Dünnglas 102 eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat oder eine vorbestimmte Zeit in der Heizstation 106 verbracht hat, wird dieses zu der Heizstation 114 bewegt, mit einer hier nicht gezeigten Transfervorrichtung. In der Heizstation 114 wird das Dünnglas weiter erwärmt, um danach in der Heizstation 118 weiter erwärmt zu werden, um anschließend zur Umformstation 124 bewegt zu werden.After they have entered the process chamber 150, the transfer units 126 first reach the heating station 106. There the thin glass is heated with the heating unit 108. This can be done in a targeted manner. After the thin glass 102 has reached a predetermined temperature or has spent a predetermined time in the heating station 106, it is moved to the heating station 114 with a transfer device, not shown here. The thin glass is further heated in the heating station 114 in order to then be further heated in the heating station 118 in order to then be moved to the forming station 124 .

An der Umformstation 124 ist eine Umformeinheit 134 angeordnet. Die Umformeinheit 134 weist eine Kavität 136 auf, die eine Negativform des mit dem Dünnglas herzustellenden Glasproduktes darstellt. Die Kavität 136 ist mit einer Vakuumeinheit 130 fluidisch gekoppelt, sodass in der Kavität 136 unter dem Dünnglas 104 ein Unterdruck oder ein Vakuum herstellbar ist, sodass das erwärmte und verformbare Dünnglas 104 mittels des Unterdrucks oder des Vakuums in die Kavität 136 einformbar ist.A forming unit 134 is arranged at the forming station 124 . The forming unit 134 has a cavity 136 which represents a negative form of the glass product to be produced with the thin glass. The cavity 136 is fluidically coupled to a vacuum unit 130, so that a negative pressure or a vacuum can be produced in the cavity 136 under the thin glass 104, so that the heated and deformable thin glass 104 can be molded into the cavity 136 by means of the negative pressure or the vacuum.

Hierfür ist der Halterahmen 132 auf der Umformeinheit 134 angeordnet. Zu diesem Zweck wurde die Umformeinheit 134 zuvor in eine vertikal untere Position bewegt, sodass der Halterahmen 132 vertikal über der Umformeinheit 134 positioniert werden konnte. Anschließend wurde die Umformeinheit 134 vertikal in die gezeigte obere Position bewegt. Der Halterahmen 132 ist darüber hinaus mit einer Positionierungseinheit 138 an der Umformeinheit 134 positioniert und befestigt, indem die Positionierungseinheit 138 den Halterahmen 132 mittels eines Längselements 142 an die Umformeinheit 134 herandrückt. Das Längselement 142 ist mit Führungselementen 140 vertikal geführt, sodass dieses in vertikaler Richtung bewegbar ist. Nachdem das Dünnglas 104 umgeformt wurde, kann das Längselement 142 vertikal nach oben gefahren werden, sodass der Halterahmen 132 mit der Transfervorrichtung zu der Kühlstation 144 bewegt werden kann.The holding frame 132 is arranged on the forming unit 134 for this purpose. For this purpose, the forming unit 134 was previously moved into a vertically lower position, so that the holding frame 132 could be positioned vertically above the forming unit 134 . Subsequently, the forming unit 134 was moved vertically to the upper position shown. The holding frame 132 is also positioned and fastened to the forming unit 134 with a positioning unit 138 in that the positioning unit 138 presses the holding frame 132 against the forming unit 134 by means of a longitudinal element 142 . The longitudinal element 142 is guided vertically with guide elements 140 so that it can be moved in the vertical direction. After the thin glass 104 has been formed, the longitudinal element 142 can be moved vertically upwards, so that the holding frame 132 can be moved to the cooling station 144 with the transfer device.

Die Kühlstation 144 weist eine Kühleinheit 146 mit einer Vielzahl an Kühlelementen 148 auf. Die Kühlelemente 148 können beispielsweise gasemittierende Elemente sein, die derart angeordnet sind, dass das unter diesen angeordnete Dünnglas 158 mit dem Gas beaufschlagt wird und abgeschreckt und/oder gekühlt wird. Es können auch zwei oder mehr Kühlstationen 144 vorgesehen werden.The cooling station 144 has a cooling unit 146 with a large number of cooling elements 148 . The cooling elements 148 can be gas-emitting elements, for example, which are arranged in such a way that the thin glass 158 arranged below them is exposed to the gas and is quenched and/or cooled. Two or more cooling stations 144 can also be provided.

Nachdem das Dünnglas mit dem Halterahmen die Kühlstation 144 durchlaufen hat, kann das Dünnglas mit dem Halterahmen aus dem Kammeraustritt 154 entnommen werden. An dem Kammereintritt 152 ist eine Eintrittsschleuse und an dem Kammeraustritt 154 ist eine Austrittsschleuse angeordnet, die jeweils bewirken, dass bei einem Eintritt und einem Austritt einer Transfereinheit in bzw. aus der Prozesskammer 150 heraus keine Kontamination der Prozesskammer mit Luft erfolgt.After the thin glass with the holding frame has passed through the cooling station 144, the thin glass with the holding frame can be removed from the chamber outlet 154. An entry lock is arranged at the chamber entry 152 and an exit lock is arranged at the chamber exit 154 , each of which has the effect that when a transfer unit enters and exits the process chamber 150 , there is no contamination of the process chamber with air.

Die Umformvorrichtung 100 weist darüber hinaus fünf Graphiteinheiten 156 auf, die als sogenannte Sauerstoffopferstrukturen vorgesehen sind, um den Sauerstoffgehalt in der Prozesskammer 150 zu minimieren. Vertikal unter den Heizeinheiten 108, 116, 120 können Heizelemente 123, beispielsweise Heizpatronen oder Heizschlangen, angeordnet werden, um die Erwärmung zu unterstützen. Derartige Heizpatronen oder Heizschlangen können auch an der Umformstation 124 vorgesehen sein. An der Kühlstation 144 sind dies vorzugsweise Kühlleitungen.The forming device 100 also has five graphite units 156 which are provided as so-called oxygen sacrificial structures in order to minimize the oxygen content in the process chamber 150 . Heating elements 123, for example heating cartridges or heating coils, can be arranged vertically under the heating units 108, 116, 120 in order to support the heating. Such heating cartridges or heating coils can also be provided at the forming station 124 . At the cooling station 144, these are preferably cooling lines.

2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Umformvorrichtung 200. Die Umformvorrichtung 200 weist zwei Heizstationen 206, 214 auf, die jeweils Heizeinheiten 208, 216 mit Heizelementen 210 zur Emission von thermischer Strahlung aufweisen. Darüber hinaus sind Strahlungsblenden 212 vorgesehen. Die Transfereinheiten 218, 226 sind verschieden zu denen in der 1 ausgebildet, da diese jeweils eine Umformeinheit 222, 230 aufweisen. 2 12 shows a further embodiment variant of a forming device 200. The forming device 200 has two heating stations 206, 214, each of which has heating units 208, 216 with heating elements 210 for emitting thermal radiation. In addition, radiation screens 212 are provided. The transfer units 218, 226 are different from those in FIG 1 formed, since they each have a forming unit 222, 230.

Die Dünngläser 202 werden mit dem Halterahmen 228, 220 und den Umformeinheiten 222, 230 durch die Prozesskammer der Umformvorrichtung 200 bewegt. Insbesondere bei dünnen Dünngläsern 202 oder solchen Dünngläsern aus stark unter Temperatureinfluss verformenden Materialien ist diese Ausführungsvariante bevorzugt, da das Dünnglas 202 bei einer zu großen Verformung von der mitbewegten Umformeinheit 222, 230 gestützt werden kann. Da die Umformeinheiten 220, 230 durch die schnellere Erwärmung des Dünnglases eine geringere Temperatur aufweisen als die Dünngläser, handelt es sich um eine nicht-isothermen Prozessführung.The thin glasses 202 are moved through the process chamber of the forming device 200 with the holding frame 228 , 220 and the forming units 222 , 230 . This embodiment variant is preferred in particular for thin, thin glasses 202 or such thin glasses made of materials that deform strongly under the influence of temperature, since the thin glass 202 can be supported by the forming unit 222, 230 that is moved along with it if the deformation is too great. Since the forming units 220, 230 have a lower temperature than the thin glass due to the faster heating of the thin glass, this is a non-isothermal process control.

In dieser Ausführungsvariante weist die Umformstation 224 keine dauerhafte Umformeinheit auf, sondern nimmt jeweils die Umformeinheit 222, 230 der an der Umformstation 224 angeordneten Transfereinheit 218, 226 auf. Hierfür weist die Umformstation 224 eine Vakuumeinheit 234 auf, die fluidisch mit den Umformeinheiten 222, 230 koppelbar ist. Das Dünnglas 202 kann in analoger Weise wie in der 1 gezeigt und im Vorherigen beschrieben an der Umformstation 224 umgeformt werden.In this embodiment variant, the forming station 224 does not have a permanent forming unit, but instead accommodates the forming unit 222 , 230 of the transfer unit 218 , 226 arranged at the forming station 224 . For this purpose, the forming station 224 has a vacuum unit 234 which is fluidically coupled to the forming units 222, 230 is cash. The thin glass 202 can in a manner analogous to that in FIG 1 shown and described above may be formed at the forming station 224.

3 zeigt eine schematische Ansicht eines Halterahmens 300, mit dem ein Dünnglas 302 gehalten wird. Das Dünnglas 302 ist in dem Rahmen 300 wie in den 1 und 2 ersichtlich, eingeklemmt. Vorliegend ist das Dünnglas 302 lediglich in einem Randbereich mit dem Halterahmen 300 gekoppelt, sodass insbesondere der Umformabschnitt des Dünnglases 302 unabgeschattet ist. 3 shows a schematic view of a holding frame 300 with which a thin glass 302 is held. The thin glass 302 is in the frame 300 as in FIGS 1 and 2 apparent, trapped. In the present case, the thin glass 302 is only coupled to the holding frame 300 in an edge region, so that in particular the deformed section of the thin glass 302 is not shaded.

Der Halterahmen 300 ist vorliegend von unten dargestellt. Weiter ist zu erkennen, dass der Halterahmen 300 mit einer Positionierungseinheit 304 zusammenwirkt. Hierfür weist die Positionierungseinheit 304 einen Positionierungsrahmen 306 auf, der zwei Längselemente 308, 310 und zwei Querelemente 312, 314 aufweist. Die Längselemente 308, 310 und die Querelemente 312, 314 sind an ihren Enden miteinander verbunden, sodass der Positionierungsrahmen 306 ausgebildet wird. An den Ecken des Positionierungsrahmens 306 sind Führungssäulen 316, 318, 320, 322 vorgesehen, sodass eine vertikale Bewegung des Positionierungsrahmens 306 möglich ist.The holding frame 300 is shown here from below. It can also be seen that the holding frame 300 interacts with a positioning unit 304 . For this purpose, the positioning unit 304 has a positioning frame 306 which has two longitudinal elements 308, 310 and two transverse elements 312, 314. The longitudinal members 308, 310 and the transverse members 312, 314 are connected together at their ends so that the positioning frame 306 is formed. Guide columns 316, 318, 320, 322 are provided at the corners of the positioning frame 306, so that a vertical movement of the positioning frame 306 is possible.

Darüber hinaus wirken an dem Positionierungsrahmen 306 die Zylinder 324, 326, um den Positionierungsrahmen 306 in vertikaler Richtung zu bewegen. Wenn der Positionierungsrahmen 306 aus der Bildebene herausbewegt wird, wird auch der Halterahmen 300 in diese Richtung bewegt. Wenn an dieser Position eine Umformeinheit vorgesehen ist, wird der Halterahmen 300 zwischen der Umformeinheit und dem Positionierungsrahmen 306 eingeklemmt, sodass der Halterahmen 300 positioniert ist und in vorteilhafter Weise eine Umformung des Dünnglases 302 erfolgen kann.In addition, on the positioning frame 306, the cylinders 324, 326 act to move the positioning frame 306 in the vertical direction. If the positioning frame 306 is moved out of the image plane, the holding frame 300 is also moved in this direction. If a forming unit is provided at this position, the holding frame 300 is clamped between the forming unit and the positioning frame 306 so that the holding frame 300 is positioned and the thin glass 302 can advantageously be formed.

4 zeigt eine schematische Ansicht einer Umformvorrichtung 400. Die 4 zeigt insbesondere eine Ausführungsvariante einer Transfervorrichtung 412, 414, 420. Vorliegend wird das Dünnglas 402 mit einem Halterahmen 404 gehalten. Der Halterahmen 404 wird in einer Transferstation 410, die als Eintrittsschleuse wirkt, der Umformvorrichtung 400 übergeben. Mittels einer ersten Transfervorrichtung 412 wird der Halterahmen 404 mit dem Dünnglas 402 zu einer zweiten Transfervorrichtung 414 in einer Prozesskammer der Umformvorrichtung 400 bewegt. Mittels der zweiten Transfervorrichtung 414 wird der Halterahmen 404 zur Umformstation 406 bewegt und an die Umformstation 406 übergeben. Hierfür ist die Umformstation 406 vertikal bewegbar angeordnet, um an den Halterahmen 404 heranzufahren. An der Umformstation 406 wird das Dünnglas 402 umgeformt. Nach der Umformung wird der Halterahmen 404 einer dritten Transfervorrichtung 420 übergeben. 4 shows a schematic view of a forming device 400. The 4 shows in particular an embodiment variant of a transfer device 412, 414, 420. In the present case, the thin glass 402 is held with a holding frame 404. The holding frame 404 is transferred to the forming device 400 in a transfer station 410, which acts as an entry lock. The holding frame 404 with the thin glass 402 is moved to a second transfer device 414 in a process chamber of the forming device 400 by means of a first transfer device 412 . The holding frame 404 is moved to the forming station 406 by means of the second transfer device 414 and transferred to the forming station 406 . For this purpose, the forming station 406 is arranged so that it can move vertically in order to move up to the holding frame 404 . The thin glass 402 is formed at the forming station 406 . After the forming, the holding frame 404 is transferred to a third transfer device 420 .

Die Transfervorrichtungen 412, 414, 420 weisen jeweils zwei Schienen auf, wobei jede Schiene eine Tragschiene 416 und eine Führungsschiene 418 aufweist. In der 6 ist ersichtlich, dass der Halterahmen auf der Tragschiene 416 aufliegt und seitlich durch die Führungsschiene 418 geführt ist.The transfer devices 412, 414, 420 each have two rails, each rail having a support rail 416 and a guide rail 418. In the 6 it can be seen that the holding frame rests on the support rail 416 and is guided laterally by the guide rail 418.

In 5 ist eine weitere Variante einer Umformvorrichtung 500 gezeigt, die eine von der 4 verschiedene Transfervorrichtung aufweist. Mit der Umformvorrichtung 500 wird ein Dünnglas 502, das in einem Halterahmen 504 gehalten wird, an einer Umformstation 506 mit einer Umformeinheit 508 umgeformt.In 5 Another variant of a forming device 500 is shown, which is one of the 4 has different transfer device. A thin glass 502 held in a holding frame 504 is formed with the forming device 500 at a forming station 506 with a forming unit 508 .

Hierfür wird der Halterahmen 504 von einer Transferstation 510 in eine Prozesskammer der Umformvorrichtung 500 bewegt und dort mit einer zweiten Transfervorrichtung 514 diskontinuierlich bewegt. Nachdem der Halterahmen 504 durch die Heizstrecke bewegt wurde, gelangt der Halterahmen 504 zu der Umformstation 506. Hier wird der Halterahmen weiterhin von der Transfervorrichtung 514 gehalten. Die Umformeinheit 508 ist höhenverstellbar eingerichtet, sodass diese an das Dünnglas 502 heranbewegbar ist. Der Halterahmen 504 liegt auf Tragschienen 516, 524 auf. Ferner wird der Halterahmen 504 seitlich mittels Führungsschienen 518, 526 geführt. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass keine Übergabe des Halterahmens 504 an die Umformeinheit 508 und eine anschließende Übergabe an eine nachgelagerte Transfervorrichtung erforderlich ist.For this purpose, the holding frame 504 is moved from a transfer station 510 into a process chamber of the forming device 500 and is moved there discontinuously with a second transfer device 514 . After the holding frame 504 has been moved through the heating section, the holding frame 504 arrives at the forming station 506. Here the holding frame is still held by the transfer device 514. The forming unit 508 is adjustable in height so that it can be moved towards the thin glass 502 . The holding frame 504 rests on support rails 516, 524. Furthermore, the holding frame 504 is guided laterally by means of guide rails 518, 526. The advantage of this variant is that no transfer of the holding frame 504 to the forming unit 508 and subsequent transfer to a downstream transfer device is required.

In 7 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum nicht-isothermen Umformen eines Dünnglases gezeigt. In Schritt 600 wird ein Dünnglas in einem Halterahmen 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 angeordnet. In Schritt 602 wird der Halterahmen 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 zu einer Heizeinheit 108, 116, 120, 208, 216 bewegt und mit einer thermischen Strahlung erwärmt. In Schritt 604 wird der Halterahmen 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 zu einer Umformstation 124, 224, 406, 506 bewegt. In Schritt 606 wird das Dünnglas mit einer Umformeinheit 134, 222, 230, 408, 508 umgeformt. In Schritt 608 schließlich wird der Halterahmen 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 aus der Umformstation 124, 224, 406, 506 herausbewegt.In 7 A schematic view of a method for non-isothermal forming of a thin glass is shown. In step 600, a thin glass is placed in a holding frame 128,132,220,228,300,404,504. In step 602, the holding frame 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 is moved to a heating unit 108, 116, 120, 208, 216 and heated with thermal radiation. In step 604 the support frame 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 is moved to a forming station 124, 224, 406, 506. In step 606, the thin glass is formed with a forming unit 134, 222, 230, 408, 508. Finally, in step 608, the holding frame 128, 132, 220, 228, 300, 404, 504 is moved out of the forming station 124, 224, 406, 506.

Mit dem im Vorherigen beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Umformvorrichtung 100, 200, 400, 500 werden die Vorteile des isothermen Umformens und des nicht-isothermen Umformens kombiniert. Durch die zielgerichtete Erwärmung des Dünnglases mit thermischer Strahlung wird ein gezieltes Erwärmen des Dünnglases möglich, ohne dass die gegebenenfalls vorhandene Umformeinheit 134, 222, 230, 408, 508 gleichermaßen erwärmt wird.With the method described above and the forming device 100, 200, 400, 500 described, the advantages of isothermal forming and non-isothermal forming are combined. Targeted heating of the thin glass with thermal radiation enables targeted heating of the thin glass Lich, without the optionally present forming unit 134, 222, 230, 408, 508 being heated in the same way.

Insbesondere bei der Variante, in der die Transfereinheit keine Umformeinheit 134, 222, 230, 408, 508 aufweist, findet ein im Wesentlichen ideal nicht-isothermer Prozess statt. Dieser Prozess zeichnet sich durch eine hohe Effizienz aus, da die Umformeinheit als solche nicht aufzuwärmen ist und Energie eingespart wird. Darüber hinaus zeichnet sich die Umformvorrichtung 100, 200, 400, 500 und das Verfahren durch eine kurze Taktzeit aus, sodass das Dünnglas in Serie herstellbar ist. Ferner weisen die Umformeinheiten 134, 222, 230, 408, 508 einen geringeren Verschleiß auf.In particular in the variant in which the transfer unit has no forming unit 134, 222, 230, 408, 508, an essentially ideally non-isothermal process takes place. This process is characterized by high efficiency, as the forming unit does not need to be heated up and energy is saved. In addition, the forming device 100, 200, 400, 500 and the method are characterized by a short cycle time, so that the thin glass can be produced in series. Furthermore, the forming units 134, 222, 230, 408, 508 exhibit less wear.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Umformvorrichtungforming device
102102: Dünnglasthin glass
104104: Dünnglasthin glass
106106: Heizstationheating station
108108: Heizeinheitheating unit
110110: Heizelementheating element
112112: Strahlungsblenderadiation screen
114114: Heizstationheating station
116116: Heizeinheitheating unit
118118: Heizstationheating station
120120: Heizeinheitheating unit
122122: Strahlungsblenderadiation screen
123123: Heizelementheating element
124124: Umformstationforming station
126126: Transfereinheittransfer unit
128128: Halterahmenholding frame
130130: Vakuumeinheitvacuum unit
132132: Halterahmenholding frame
134134: Umformeinheitforming unit
136136: Kavitätcavity
138138: Positionierungseinheitpositioning unit
140140: Führungselementguide element
142142: Längselementlongitudinal element
144144: Kühlstationcooling station
146146: Kühleinheitcooling unit
148148: Kühlelementcooling element
150150: Prozesskammerprocess chamber
152152: Kammereintrittchamber entry
154154: Kammeraustrittchamber exit
156156: Graphiteinheitgraphite unit
158158: Dünnglasthin glass
200200: Umformvorrichtungforming device
202202: Dünnglasthin glass
206206: Heizstationheating station
208208: Heizeinheitheating unit
210210: Heizelementheating element
212212: Strahlungsblenderadiation screen
214214: Heizstationheating station
216216: Heizeinheitheating unit
218218: Transfereinheittransfer unit
220220: Halterahmenholding frame
222222: Umformeinheitforming unit
224224: Umformstationforming station
226226: Transfereinheittransfer unit
228228: Halterahmenholding frame
230230: Umformeinheitforming unit
232232: optischer Sensoroptical sensor
234234: Vakuumeinheitvacuum unit
236236: Bewegungseinheitmovement unit
238238: Positionierungseinheitpositioning unit
244244: Kühlstationcooling station
250250: Prozesskammerprocess chamber
256256: Graphiteinheitgraphite unit
300300: Halterahmenholding frame
302302: Dünnglasthin glass
304304: Positionierungseinheitpositioning unit
306306: Positionierungsrahmenpositioning frame
308308: Längselementlongitudinal element
310310: Längselementlongitudinal element
312312: Querelementtransverse element
314314: Querelementtransverse element
316316: Führungssäuleguide column
318318: Führungssäuleguide column
320320: Führungssäuleguide column
322322: Führungssäuleguide column
324324: Zylindercylinder
326326: Zylindercylinder
400400: Umformvorrichtungforming device
402402: Dünnglasthin glass
404404: Halterahmenholding frame
406406: Umformstationforming station
408408: Umformeinheitforming unit
410410: Transferstationtransfer station
412412: erste Transfervorrichtungfirst transfer device
414414: zweite Transfervorrichtungsecond transfer device
416416: Tragschienemounting rail
418418: Führungsschieneguide rail
420420: dritte Transfervorrichtungthird transfer device
500500: Umformvorrichtungforming device
502502: Dünnglasthin glass
504504: Halterahmenholding frame
506506: Umformstationforming station
508508: Umformeinheitforming unit
510510: Transferstationtransfer station
512512: erste Transfervorrichtungfirst transfer device
514514: zweite Transfervorrichtungsecond transfer device
516516: Tragschienemounting rail
518518: Führungsschieneguide rail
520520: Querelementtransverse element
522522: Querelementtransverse element
524524: Tragschienemounting rail
526526: Führungsschieneguide rail

Claims

Forming device (100, 200, 400, 500) for forming, in particular for non-isothermal forming, of a thin glass, comprising - at least one heating station (106, 114, 118, 214) with a heating unit (108, 116, 120, 208, 216) which is arranged and designed to emit thermal radiation, - at least one forming station (124, 224, 406, 506) arranged adjacent to the heating station (106, 114, 118, 214) for forming the thin glass, - a transfer unit (126, 218, 226) with a holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) for holding the thin glass, and - a transfer device (412, 414, 420, 512, 514) for moving the transfer unit (126, 218, 226) along a transfer path which includes the at least one heating station (106, 114, 118, 214) and the at least one forming station (124 , 224, 406, 506), wherein the transfer device (412, 414, 420, 512, 514) is arranged and designed to move the transfer unit (126, 218, 226) discontinuously, - wherein the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) is arranged and designed in such a way that the thin glass held by the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) is connected to that of the heating unit (108 , 116, 120, 208, 216) emitted thermal radiation can be heated.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to claim 1 , wherein - the at least one forming station (124, 224, 406, 506) has a forming unit, and - the transfer unit (126, 218, 226) can be arranged on the forming unit in such a way that the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) held thin glass can be formed with the forming unit and the forming station (124, 224, 406, 506).

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - the transfer unit (126, 218, 226) has a forming unit, - the thin glass held by the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) can be formed with the forming unit and the forming station (124, 224, 406, 506).

Forming device (100, 200, 400, 500) according to the preceding claim, wherein - The heating unit (108, 116, 120, 208, 216) is arranged and designed in such a way that the thin glass can be heated independently of the forming unit.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) has an adjustable radiation profile in order to direct the thermal radiation onto the thin glass, so that the thin glass can be heated independently of the forming unit.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) has an exchangeable and/or adjustable radiation screen in order to adjust the radiation profile.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - the at least one heating station (106, 114, 118, 214) defines a heating position, and - a thin glass positioned in the heating position is arranged vertically under the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) so that the thermal radiation hits the thin glass vertically.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to one of the preceding claims, wherein - the heating unit (108, 116, 120, 208, 216) is arranged so that it can be adjusted in height in order to shape the radiation profile and/or or to set a radiation intensity.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - two or more heating stations (106, 114, 118, 214), which form a heating path along which the transfer unit (126, 218, 226) can be moved discontinuously, - wherein the two or more heating stations (106, 114, 118, 214) are set up such that a glass temperature of the thin glass increases along the heating section in the direction of the at least one forming station (124, 224, 406, 506).

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - a positioning unit which is arranged and designed to position the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) on the forming unit, - wherein the positioning unit positions the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) in such a way that a forming section of the thin glass is arranged without shadows when viewed vertically from above.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - a process chamber, - wherein the at least one heating station (106, 114, 118, 214) and the at least one forming station (124, 224, 406, 506) are arranged in the process chamber, and - wherein an entry into and an exit from the process chamber are designed in such a way that a protective gas atmosphere can be formed within the process chamber.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - the transfer device (412, 414, 420, 512, 514) has two adjacent rails which are aligned parallel to the transfer path, and - The transfer unit (126, 218, 226) can be arranged between the rails and is guided by the rails.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - two forming stations (124, 224, 406, 506), which are designed to produce the same glass geometry, - wherein the transfer device (412, 414, 420, 512, 514) is arranged and adapted to intermittently move the transfer unit (126, 218, 226) two stations.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, wherein - The transfer device (412, 414, 420, 512, 514) is arranged and designed to move two or more transfer units (126, 218, 226) discontinuously along the transfer path.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - at least one cooling station for cooling the formed thin glass, - wherein the transfer device (412, 414, 420, 512, 514) is arranged and configured to move the transfer unit (126, 218, 226) from the at least one forming station (124, 224, 406, 506) to the cooling station.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - An optical sensor for detecting the glass temperature, in particular a surface temperature, of the thin glass.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - A graphite unit arranged within the process chamber for reducing the oxygen content.

Forming device (100, 200, 400, 500) according to any one of the preceding claims, comprising - a control device that is set up to control the at least one heating unit (108, 116, 120, 208, 216) in such a way that the thin glass is heated to a predetermined temperature, - Preferably, a predetermined deflection of the thin glass is not exceeded.

Method for forming, in particular for non-isothermal forming, of a thin glass, comprising the steps: - arranging a thin glass in a holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504), - Moving the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) to a heating unit (108, 116, 120, 208, 216) and heating the holding frame (128, 132, 220, 228, 300), 404, 504) held thin glass with a thermal radiation, and - Moving the holding frame (128, 132, 220, 228, 300, 404, 504) to a forming station (124, 224, 406, 506) and forming the heated thin glass with a forming unit.