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Biegeform und Verfahren zum Biegen von Glasscheiben Die Erfindung
betrifft eine Biegeform mit gelenkig mit einander verbundenen, die formgebende Fläche
tragenden Rahmenabschnitten, die aus einer offenen Spreizstellung in eine geschlossene
Ruhestellung schwenkbar sind und zusätzliche, an der Scheibe angreifende Elemente
aufweisen.
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Bei Gelenkhiegeformen wird die zu biegende flache Scheibe zunächst
auf die offene gespreizte Form gelegt, wobei die Scheibe lediglich mit ihren Enden
auf den äußeren Enden der Form aufliegt und durch das Zusammenwirken von ihrem Gewicht
und ihrer Steifigkeit die Form offen hält. Wird nun die Scheibe beim Erhitzen weich,
so verliert sie ihre Steifigkeit, die Form beginnt sich zu schließen, und die Scheibe
paßt sich der formgebenden Fläche an.
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Es ist bekannt, an den äußeren Enden der Gelenkbiegeform relativ dazu
unbewegliche Elemente anzuordnen, welche an den Endkanten der Scheibe anliegen und
hier den Druck auf die als Strebe wirkende, flache Scheibe übertragen, welcher zum
Offenhalten der Form erforderlich ist. Allerdings tritt, insbesondere bei langen
Glasscheiben, wie sie heutzutage für Kraftwagenwindschutzscheiben verwendet werden,
der -.L\achteii auf, daß sich die Scheibe unter diesem sehr starken Druck vorzeitig
verzieht. Ferner wirkt der Druck auch noch während des Biegens und kann zu einem
unkontrollierten Durchsacken und sogar zum Brechen der Scheibe führen. Auch ist
dieses Vorgehen nicht brauchbar für Scheiben, die bezüglich ihrer Längsmittellinie
nicht symmetrisch sind. da sie entweder gar nicht auf der geöffneten Form liegenbleiben
würde oder aber zumindest während des Biegens nicht genau auf die zugeordneten Stellen
der formgebenden Fläche abgesenkt werden könnten.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß Tragbügel verwendet
werden, die sich von den Enden der Form nach innen erstrecken, um eine Scheibe an
ihrer Unterseite und zwar an ihren Enden sowie an weiter innen liegenden Stellen
zu unterstützen und daß diese Tragbügel über Hebel mit den Formabschnitten derart
verbunden sind, daß sie bei offener Stellung der Form eine obere Lage über der formgebenden
Fläche einnehmen und während des Schließens der Form in eine untere Lage unter der
formgebenden Fläche abgesenkt werden.
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Auf diese Weise ist es möglich. die Scheiben abzustützen, ohne daß
vor dem Biegen zu starke Druckkräfte von den Enden her auf sie ausgeübt werden.
Die vorhandenen Druckkräfte können keine unerwünschte Verformung der Scheibe bewirken,
weil diese noch an weiter innen liegenden Stellen unterstützt wird. Ferner ist diese
Unterstützung der Scheibe über einen gewissen Teil ihrer Länge während des ganzen
Biegevorganges wirksam, so daß ein unkontrolliertes Durchsacken oder gar ein Brechen
unmöglich ist. Im Gegenteil, der Biegevorgang wird genau gesteuert, wobei insbesondere
zunächst der Mittelteil der Scheibe auf der formgebenden Fläche zur Auflage kommt
und dann die Anpassung zu den Enden hin fortschreitet. Insgesamt lassen sich auf
diese Weise längere Scheiben und stärkere Krümmungen biegen, als es bisher möglich
war; gleichzeitig ist auch noch die Genauigkeit der Biegung gesteigert worden.
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Hinzu kommt, daß infolge der Tragbügelabstützung auch Scheiben. die
bezüglich ihrer Längsmittellinie unsymmetrisch sind, in flachem Zustand ausbalanciert
auf der Form gehalten und dann genau gebogen werden können.
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Insbesondere empfiehlt es sich, die Hebel der Tragbügel mit den Formabschnitten
derart zu verbinden, claß die Tragbügel die Scheibe auf der Form niederlegen, wenn
sie sich von der offenen in die geschlossene Stellung bewegt. Eine solche genaue
zeitliche Zuordnung der Bewegung der Biegeform und der Biegung der Scheibe führt
zu den besten Biegeergebnissen.
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Vorzugsweise entspricht die offene, auseinandergespreizte Stellung
der Formabschnitte etwa der Länge der Glasscheibe vor dem Biegen, und die Tragbügel
sind derart befestigt, daß sie eine Bewegung relativ zu den Formabschnitten durchführen
können. Auf diese Weise ist die formgebende Fläche der
Form der
Oberfläche der daraufgelegten, flachen Glasscheibe ziemlich erheblich genähert,
so daß die freie, nach unten gerichtete Bewegung, welche das Glas ausführen muß,
um in Kontakt mit der formgebenden Fläche zu kommen, wesentlich herabgesetzt ist.
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In diesem Zusammenhang ergibt sich die feste Abwicklung der formgebenden
Fläche, wenn die Achsen der Gelenke, welche benachbarte Formabschnitte miteinander
verbinden, etwa in gleicher Höhe mit der formgebenden Fläche angeordnet sind. Hierdurch
bleibt die formgebende Fläche durchgehend von ihrer offenen bis in ihre geschlossene
Stellung immer als kontinuierliche Fläche bestehen, so daß die bei entsprechender
Unterteilung der Form in einzelne Abschnitte zunächst gestreckte formgebende Fläche
ohne Verschiebung der benachbarten Oberflächenabschnitte gegeneinander in die Krümmungsendform
gebracht werden kann.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform tragen die Tragbügel Scheibenanschläge,
und die Hebel sind als Gelenkverbindungen zwischen wenigstens einem der Mittelabschnitte
der Form und den Tragbügeln ausgebildet, welche die Tragbügel aus ihrer ersten Stellung
in ihre zweite Stellung bringen, und zwar in zeitlicher Beziehung zu der Bewegung
der Formabschnitte von der offenen in die geschlossene Stellung.
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Im einzelnen ist es vorteilhaft, wenn die Tragbügel V-förmig sind
und auf Wellen sitzen, die drehbar derart in keilförmigen Endteilen befestigt sind,
daß sich die Tragbügel aus einer Stellung, in welcher sich die Unterstützungsflächen
für die Scheibe oberhalb der Form befinden und etwa miteinander ausgerichtet sind,
in eine zweite Stellung bewegen können, in welcher sie die gebogene Glasscheibe
auf der formgebenden Fläche der Endabschnitte niederlegen, und wenn jede Welle mit
einer Kröpfung versehen ist und Hebelverbindungen zwischen wenigstens einem der
Mittelabschnitte und den Kröpfungen bestehen, um die Tragbügel aus ihrer ersten
Stellung in ihre zweite Stellung zu überführen, und zwar in zeitlicher Beziehung
zu der Bewegung der Formabschnitte aus der offenen in die geschlossene Stellung.
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Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben
in Anpassung an eine Gelenkbiegeform gewünschter Krümmung mit dem Kennzeichen, daß
die Scheibe an ihren Enden und daran anschließenden, weiter innen liegenden Stellen
abgestützt und über der Form gehalten wird, und daß sie, wenn sie auf Biegetemperatur
erhitzt ist, unter Beibehaltung der Abstützung auf die Form abgesenkt wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im
Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Biegeform
mit Traggestell gemäß der Erfindung in geschlossener Stellung, Fig. 2 einen senkrechten
Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.3 eine Schnittansicht, ähnlich Fig.
2, mit der Form in geöffneter Stellung, Fig. 4 in vollausgezogenen Linien die Hälfte
einer Glasscheibe, die auf der Form gemäß der Erfindung gebogen worden ist, und
in strichpunktierten Linien dieselbe Hälfte in flachem Zustand vor dem Biegen, Fig.
5 eine schematische Ansicht eines Endes der Form mit Tragbügel zur richtigen Auflage
und Unterstützung der Enden der Glasscheibe, Fig. 6 einen vergrößerten senkrechten
Querschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 1, Fig.7 einen vergrößerten Längsschnitt
durch ein Ende der From nach der Linie 7-7 der Fig. 1 und Fig. 8 eine bruchstückartige
Querschnittseinzelheit dreier Gelenkabschnitte der Form.
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Die Biegeform 10 besteht aus gelenkig miteinander verbundenen Abschnitten,
nämlich den parallel zueinander verlaufenden Mittelabschnitten 11 und den Endabschnitten
12 und 13, welche zusammen eine vollständige Umfangsbiegeform bilden. Damit die
Form in eine möglichst gestreckte Lage gebracht werden kann, in der sie die flache
Glasscheibe aufnimmt, sind die Endabschnitte jeweils noch weiter in eine Reihe gelenkig
miteinander verbundener Teilabschnitte unterteilt.
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In der Seitenansicht (Fig. 2) hat die Form in geschlossener Stellung
etwa U-Form mit verhältnismäßig flachem unterem Bogen und scharf nach oben abgekrümmten
Enden. In der Draufsicht (Fig. 1) ergibt sich an den Enden eine Keilform, wobei
die Keilspitzen einseitig außerhalb der Längsmittellinie der Form liegen.
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Die Form 10 hängt innerhalb eines Traggestells 14 an Gelenkhebeln
15, die an den Ecken des Gestells angeordnet und mit den Endabschnitten 12 und 13
verbunden sind. Das Gestell 14 umfaßt Endrahmen 16 und Seitenschienen 17, die etwa
parallel zu den mittleren Formabschnitten 11 verlaufen und so gekrümmt sind,
daß sie der Krümmung der Form 10 etwa entsprechen.
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Die Endrahmen 16 sind im Umriß rechtwinklig und besitzen geschlitzte
Ständer 18 an gegenüberliegenden Ecken. Diese Ständer 18 setzen sich aus einer Reihe
von vier senkrechten, nebeneinander angeordneten Stangen 19 zusammen, die an ihren
oberen Enden durch eine waagerechte Rippe 20 verbunden sind, und damit drei senkrechte,
nebeneinanderliegende Schlitze 21 bilden, durch welche die Enden der Seitenschienen
17 eingeführt werden können. Die Enden 22 der Seitenschienen 17 (Fig. 6 und 7) sind
mit Schulterabschnitten 23. und 24 ausgestattet, die an einer Seite der geschlitzten
Ständer 18 zur Anlage kommen; eine Zunge 25 greift in einen der Schlitze 21. Durch
Öffnungen 26 in jeder dieser Zungen 25, vorteilhaft mit dreieckigem Umriß, sind
die Keile 27 geschlagen, welche die Schultern 23, und 24 an den Ständer 18 drücken
und damit das Traggestell 14 starr und fest zusammenhalten. Durch entsprechende
Auswahl der Schlitze in dem Ständer 18 kann man das Gestell 14 der Breite der jeweils
eingehängten Form 10 anpassen.
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Die innerste Stange 19 eines jeden Ständers 18 setzt sich nach oben
über die waagerechte Rippe 20 als Säule 28 fort; ein waagerecht angeordneter Arm
20 ist von dort nach innen gerichtet und durch eine geeignete Strebe 30 verstärkt.
Die Enden 31 der Arme sind gegabelt, um die oberen Enden der Gelenkhebel 15 aufzunehmen,
die dort durch Zapfen 32 gehalten werden. Im unteren Ende eines jeden Gelenkhebels
15 ist eine Welle 33 gelagert, die am anderen Ende über senkrechte Halter 34 die
Endabschnitte 12 und 13 der Form trägt (Fig. 6). Die Form 10 kann sich somit bei
einer Schwingbewegung der Gelenkhebel 15, aus ihrer geschlossenen in eine offene
Stellung bewegen.
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In Fig. 4 ist als Beispiel die Hälfte einer nach der Erfindung gebogenen
Glasscheibe 35 veranschaulicht. Sie besitzt eine verhältnismäßig lange mittlere
Fläche 36 von großem Halbmesser und Endflächen 37, die über Flächen 38 von verhältnismäßig
geringem Halbmesser zu Flächen 39 von größerem Halbmesser führen. Die Endflächen
39 können im Verhältnis zu
der mittleren Fläche 36 als praktisch
nach oben gefaltet betrachtet werden.
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Die Endflächen 37 haben einen keilförmigen Umriß mit einem gekrümmten
Rand 40, der auf den gegenüberliegenden, gekrümmten Rand 41 zuläuft, der aber eine
größere Krümmung besitzt. Infolgedessen ergibt sich eine Linie a - durch die Spitzen
42 gelegt -, die sich nicht mit der normalen Längsmittellinie b (Gleichgewichtsachse)
deckt.
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Die einzelnen Abschnitte der Form 10 sind durch Gelenke 43 miteinander
verbunden. Jeder Endabschnitt 12 und 13 ist in einen äußeren V-förmigen Teilabschnitt
44 und zwischen diesen und den Mittelabschnitten 11 befindliche Teilabschnitte 45
und 46 auf einer Seite sowie 47 und 48 auf der anderen Seite unterteilt (Fig. 6
und 7). Jeder Abschnitt oder Teilabschnitt ist aus einer inneren Schiene 49, einer
äußeren Schiene 50 und Querstegen 51 zwischen diesen Schienen aufgebaut. Die innere
Schiene bildet mit ihrer Oberkante die formgebende Fläche 52 der Umrißform.
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Die Gelenke werden durch Ohrenpaare 53 am Ende eines Formabschnittes,
durch Ohrenpaare 54 am benachbarten Ende des anschließenden Formabschnittes und
durch beide Ohrenpaare mit ein miteinander verbindende Gelenkzapfen 55 gebildet.
Die Ohren können Verlängerungen der äußeren Schienen 5.0 sein. Vorzugsweise greifen
die Ohren 5.4 außen um die Ohren 53. Die Achse des Gelenkzapfens befindet sich in
gleicher Höhe mit der formgebenden Fläche 52.
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Bei einer derartigen Ausbildung der Form können die Gelenkschnitte
ungefähr in eine gerade Linie angehoben und gestreckt werden (Fig. 3). Der Abstand
zwischen den äußeren Punkten der Form an den Endgliedern 44 entspricht ungefähr
der Länge der flachen Glasscheibe zwischen den Spitzen 42. Dabei ist die formgebende
Fläche 52 der Oberfläche der flachen Glasscheibe ziemlich erheblich genähert, so
daß nur eine kurze Absenkstrecke für das Glas bis zum Kontakt mit der formgebenden
Fläche erforderlich ist.
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Damit die Form nicht über ihre geschlossene Stellung hinaus verschwenkt
wird, tragen die Ohren 53 der Gelenke 43 als Anschläge 56 wirkende Nasen, die mit
einer Fläche 57 auf dem benachbarten Quersteg 51 zur Auflage kommen (Fig. 8). Eine
Verriegelung erfolgt noch dadurch, daß mit den Formabschnitten verbundene, zwischen
den Ohren 53 befindliche Haken 58 mit nach oben gerichteten, gegebenenfalls polierten
Enden 5.9 hinter den Steg 51 zwischen den Ohren 54 greifen, und zwar im gleichen
Augenblick, wenn die Anschläge 56 oben auf dem Steg auftreffen. Es ist klar, daß
sich diese Verriegelung nur bei einer Öffnungsbewegung der Form löst.
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Um eine Glasscheibe, insbesondere eine Glasscheibe 35, deren Gleichgewichtsachse
nicht durch die äußeren Scheitel der keilförmigen Enden geht, in geeigneter Weise
zu tragen, ist die Form nach der Erfindung an jedem Endabschnitt 12 und 13 mit einem
V-förmigen Tragbügel 60 versehen, der mit einer Welle 61 vereinigt ist und von dieser
getragen wird. Jede Welle 61 ist in Ständern 62 (Fig. 6) gelagert, die an dem V-förmigen
Teilabschnitt 44 eines jeden Abschnittes 12 und 13 angebracht sind. Jede Welle 61
ist an einem Ende mit einem Kurbelteil 63 versehen, der gelenkig mit einem Ende
eines Hebels 64 verbunden ist. Jeder Hebel 64 hat einen gekrümmten Teil 65, wie
dies aus den Fig. 5 und 7 hervorgeht, so daß dieser Hebel mit den Formabschnitten
während deren Aufwärts- und Abwärtsbewegung nicht in Eingriff gelangt. Die gegenüberliegenden
Enden der Hebel sind durch Zapfen 66 mit Augen 67 verbunden, die an den Enden des
mittleren Formabschnittes 11 in der Nähe der Ohren 53 gebildet sind.
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Die Tragbügel 60 besitzen Keilform und lehnen sich eng an die
Form der V-förmigen Teilabschnitte 44 der Form 10 an. Hierbei sind die Schenkel
68 dazu bestimmt, die Enden der flachen Glasscheibe 35 über der Form 10 aufzunehmen
und zu unterstützen. Die Schenkel sind so lang, daß die Enden der Scheibe auf den
oberen Flächen 69 der Schenkel im Gleichgewicht, ausgerichtet mit der Form, getragen
werden.
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Scheibenanschläge 70 an den äußeren Seiten der Schenkel 68 sorgen
dafür, daß die Scheibe schnell und genau ihre richtige Lage bezüglich der Form findet.
Die Anschläge können aus in Fassungen 72 gehaltenen Blöcken 71 aus Marinit od. dgl.
bestehen.
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Der Tragbügel 60 ist also einerseits unmittelbar gelenkig am Endabschnitt
12 oder 13 befestigt und andererseits über Kröpfungen 63 und Hebel 64 mit den mittleren
Formabschnitten 11 gelenkig verbunden. Die ganze Anordnung ist derart, daß beim
Spreizen der Form die Tragbügel 60 nach oben schwenken. Wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist, werden nämlich hierbei die mittleren Abschnitte 11 angehoben und drücken damit
den unteren Teil der Hebel 64 ebenfalls nach oben. Gleichzeitig werden die Endabschnitte
aus der geschlossenen Stellung d, in der sie nach oben weisen, nach außen in die
Spreizlage g geschwenkt, wo ihre formgebende Fläche 52 etwa mit derjenigen der mittleren
Abschnitte 11 ungefähr horizontal ausgerichtet ist. Hierdurch wird die Länge der
Sehnenlinie e (offene Stellung) zwischen der Achse des Zapfens 66 und der Achse
des Zapfens 61 gegenüber der Länge der Sehnenlinie f (geschlossene Stellung) beträchtlich
vergrößert. Dies wiederum führt dazu, daß die Tragbügel 60 aus einer Stellung h
unterhalb der formgebenden Fläche 52 der Formendabschnitte 12, 13 in eine Stellung
i oberhalb dieser formgebenden Fläche geschwenkt werden, in der sie eine flache
Glasscheibe aufnehmen und unterstützen können. Die Tragbügelstellung ist demnach
abhängig von der jeweiligen Stellung der Form. Die Anordnung ist so getroffen, daß
die Scheibenenden während des Biegens bis praktisch zum Abschluß des Biegevorganges
von den Schenkeln 68 der Tragbügel gehalten werden, das Absenken der Glasscheibe
also automatisch gesteuert wird.
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Im Zusammenhang mit den vorstehenden Darlegungen ist zu beachten,
daß beim Öffnen der Form die Hebel 15 nach außen in eine nicht senkrechte Stellung
geschwenkt werden. Die Form würde sich unter ihrem eigenen Gewicht wieder schließen,
wenn nicht eine flache Glasscheibe auf sie gelegt würde, die teils infolge ihrer
Steifigkeit als Strebe über die Anschläge 70 auf sie ausgeübte Druckkräfte aufnimmt,
teils infolge ihres Gewichts ein dem Schließen entgegenwirkendes Drehmoment über
die Tragbügel auf die Form ausübt. Wird die Glasscheibe erhitzt, so erweicht sie
und sinkt unter dem Eigengewicht und den von den Enden her wirkenden Druckkräften
zunächst mit dem mittleren Teil auf die Form ab. Hierbei beginnt sich die Form lapgsam
zu schließen. Die Glasscheibe setzt sich von der Mitte zu den Enden hin immer weiter
auf der formgebenden Fläche ab. Erst wenn die Form ihre geschlossene Stellung vollständig
oder nahezu erreicht hat, senken sich die Tragbügel 60 unter die zugehörige formgebende
Fläche ab, so daß die Scheibe dann auch mit ihren Enden auf der formgebenden Fläche
zur Auflage kommen kann.
Hierbei ist zu beachten, daß die Scheibe
wegen ihrer Unsymmetrie von einer normalen Form nicht im Gleichgewicht gehalten
werden kann. Erst mit Hilfe der Tragbügel 60 ist eine solche Halterung möglich,
daß die Scheibe trotzdem genau auf die Umrißform abgesenkt werden kann. Die Stützhalterung
wird dabei fast während des gesamten Biegevorganges aufrecht gehalten, damit an
jeder einzelnen Stelle der Form die Scheibe genau zur Auflage kommt.
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Die Form kann wie üblich einen Biegeofen kontinuierlich durchlaufen.
Da die Seitenschienen 17 des Gestells 14 und der Umriß der Form in Seitenansicht
in ihrer Krümmung etwa übereinstimmen, kann die Form mit darauf befindlicher gebogener
Glasscheibe in Querrichtung durch eine Kühlzone geführt werden, wo aus der Form
angepaßten Düsen Kühlluftströme gegen die untere und obere Seite des Glases gerichtet
werden.