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Verfahren zum Biegen eines Paares übereinandergelegter Glasscheiben
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf das Biegen von Glasscheiben und insbesondere
auf ein neues Verfahren zum Reinigen der einander gegenüberstehenden Flächen mehrerer
Glasscheiben, die gleichzeitig gebogen werden sollen.
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Es wurde gefunden, daß es bei der Herstellung einer gebogenen Glasschichtung,
z. B. einer Windschutzscheibe, am wirtschaftlichsten ist, beide Scheiben einer gegebenen
Schichtung zur gleichen Zeit zu biege.n, so daß die Krümmung der beiden Scheiben
im wesentlichen identisch ist. Allerdings ergab sich durch die Anwesenheit von Frerndteilen
zwischen den Scheiben ein Problem: Ein gewisser Prozentsatz der gebogenen Scheiben
mußte als Ausschuß betrachtet werden, weil die zwischen den Scheiben während des
Biegens eingeschlossenen Frerndteilchen ein Verschrammen hervorrufen.
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Bei der Herstellung von scharf gebogenen Scheiben wird dieses Problem
noch bedeutsamer, da es zur Herstellung verhältnismäßig scharfer Biegungen in bestimmten
Teilen der Scheiben notwendig ist, daß diese Scheiben auf eine relativ hohe Temperatur
erhitzt werden, daher weicher werden und somit empfänglicher für die Schrammwirkung
der zwischen den Scheiben befindlichen Fremdteilchen.
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Um dieses Schrammproblem teilweise zu eliminieren ist es vorgeschlagen
worden, die Glasscheiben zu
schrubben und zu waschen, bevor sie paarweise
auf einer Biegeform an-eordn"-t und dann unter Anpassung an diese gebogen wurden.
Trotz all dieser Vorsichtsmaßnahmen ist der Ausschuß bei scharf gebogenen Scheiben
verhältnismäßig groß; er beträgt im Fall bestimmter Biegungen sogar 3011/9. Dies
scheint daran zu liegen, daß während der dem Waschen folgenden Bearbeitungsgänge
eine gewisse Menge Fremdteilchen zwischen den Scheib#enoberflächen abgelagert wird.
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Dies tritt insbesondere dann ein, wenn die Scheiben miteinander in
Berührung gebracht werden, wodurch gewöhnlich an den Scheibenkanten kleine Teilchen
absplittern, die dann zwischen den Scheibenoberflächen eingeschlossen werden.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden zwischen einem Paar voll Glasscheiben
eingeschlossene Fremdteilchen entfernt, indem die Scheiben derart erhitzt werden,
daß sich wenigstens eine der Scheiben von der anderen wegbiegt und einen Spalt dazwischen
frei läßt und daß dann ein Strömungsmittel, vorzugsweise Luft, durch den Spalt zwischen
den Scheiben geblasen wird, wodurch die auf den sich gegenüberstehenden Scheibenflächen
abgelagerten Fremdteilchen ausgeblasen werden.
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Es ist deshalb ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Reinigen der sich gegenüberliegenden Flächen bei mehreren zu z#
biegenden Glasscheiben vorzusehen, welches unmittelbar vor dem Biegen und während
die Scheiben heiß sind, durchgeführt wird.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung, bei welcher die Scheibenflächen weniger als auf Biegetemperatur
erhitzt und dann gereinigt werden, wobei die Scheiben nur geringfügig gekühlt werden,
so daß sie unmittelbar danach gebogen werden können.
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Die Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 eine räumliche Darstellung
einer in einem Kraftwagen eingebauten Windschutzscheibe, Fig. 2 eine Draufsicht
auf einen kontinuierlich arbeitenden Ofen mit der neuen Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 einen Teil im Querschnitt längs der Linie 3-3
der Fig. 2, Fig.
4 einen Teillängsschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 in perspektivischer
Ansicht einen Teil des Inneren des Ofens gemäß Fig. 2 und die Vorrichtung gemäß
der Erfindung, Fig. 6 eine schematische Ansicht der Of enheizmittel, welche
verwendet werden können, und
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht
wie Fig. 6 aber mit einer anderen Art von Ofenheizmitteln.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Biegen eines Paares
übereinandergelegter Glas-Scheiben, bei welchem die Scheiben durch einen Ofen ,geleitet
und währenddessen gebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß, während sich die
Scheiben in dem Ofen befinden, Wärme gegen eine Oberfläche einer Scheibe gerichtet
wird, bis diese Scheibe sich von der anderen Scheibe wegbiegt und einen Spalt dazwischen
frei läßt, und daß dann ein Gas durch den Spalt zwischen den Scheiben gerichtet
wird, um Fremdteilchen zu entfernen.
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Es wird nunmehr auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig.
1 Bezug genommen, in welcher eine Windschutzscheibe 10 gezeigt ist,
die in einem Kraftwagen 11 eingebaut ist. Die dargestellte Windschutzscheibe
hat die übliche Panoramaform. Es hat sich erwiesen, daß wegen der scharfen Krümmung
nahe der nach hinten gebogenen Endteile große Herstellungskosten entstehen, da eine
verhältnismäßig große Wärmemenge auf die Teile maximaler Krümmung konzentriert werden
muß ' wodurch diese Teile wiederum stärker für ein Verschrammen empfänglich
gemacht werden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist in den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Sie weist einen Tunnel-Biegeofen 12 mit
Eintritts-und Austrittsöffnungen und einen kontinuierlichen Walzenförderer
13 auf, der durch den Ofen hindurchführt und die Biegeformen 14, die ein
Paar zu biegender Glasscheiben 15 und 16 tragen, durch den Ofen transportieren
kann, wodurch die Temperatur der Scheiben allmählich auf Biegetemperatur gesteigert
wird, wonach die Scheiben unter Anpassung an die formgebende Fläche der Form gebogen
werden.
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Die Art der verwendeten Form spielt für die Erfindung keine wesentliche
Rolle. Sie kann, wie in Fig. 5
gezeigt, eine übliche Mehrabschnittsform mit
einem Mittelabschnitt 17 und Endabschnitten 18 sein, auf welcher die
Glasscheiben derart abgestützt sind, daß sie auf den äußersten Enden der Endabschnitte
ruhen.
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Öfen der hier beschriebenen Art sind im allgemeinen in wenigstens
zwei Beheizungszonen eingeteilt, nämlich eine Eintritts- oder Vorheizzone
A, in welcher die Glasscheiben allmählich auf Biegetemperatur gebracht werden,
und eine Biegezone B höherer Temperatur, in ,velcher die Glasscheiben unter Anpassung
an die Form gebogen werden. Der Ofen 12 kann mittels oberhalb und/oder unterhalb
des Förderers 13 angeordneter Strahlungsheizmittel beheizt werden. Die besten
Ergebnisse wurden erzielt, wenn Öfen benutzt werden, die mit Wärmestrahlungsdecken
arbeiten, die, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Anzahl relativ dicht benachbarter Strahlungsbrenner
19 aufweisen, die einen Teil der Decke 20 des Ofens 12 bilden und Wärmestrahlungsbündel
nach unten in Richtung auf die Bewegungsbahn der durch den Ofen geförderten Glasscheiben
richten.
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In den nunmehr betrachteten Fig. 3 bis 5 weist die Reinigungsvorrichtung
eine kohranordnung 21 auf, die am hinteren Ende der Ofenzone A unmittelbar
vor der Biegezone B aufgebaut ist. Die Rohranordnung 21 besitzt obere und untere
Längsrohrabschnitte 22 und 23, die miteinander durch Querrohrabschnitte 24
verbunden sind. An ihren beiden Enden sind die Rohrabschnitte 22, 23 - wenn
sie vertikal, wie in Fig. 4 gezeigt, ausgerichtet sind - nach vorn und gegeneinander
gebogen, und sie sind dort mit verhältnisel mäßig kurzen Rohrabschnitten verbunden,
die außerdem als Drehachsen für die Anordnung 21 dienen und in Lagern
26 in den Of enseitenwänden 27 und 28 gelagert sind. Das äußere
Ende einer der Achsen 25 ist m;t einem Pfropfen 29 verschlossen, während
die andere Rohrachse 25 sich außerhalb des Ofens erstreckt und derart gebogen
ist, daß ein Hebelabschnitt 30 entsteht, in welchem ein Abschlußventil
31 angeordnet ist und welcher mit einer geeigneten Druchgasquelle verbunden
ist, so daß beispielsweise Luft durch eine mit dem Hebelabschnitt 30 verbundene
Leitung 32 zugeführt werden kann. Falls gewünscht, kann die Luft erhitzt
werden, so daß die Glasscheiben nicht abgeschreckt werden.
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Um einen im wesentlichen kontinuierlichen Gasstrom zwischen ein Paar
sich bewegender Glasscheiben zu richten, und zwar in einer Richtung entgegen ihrer
Bewegung, wie es später noch im einzelnen beschrieben wird, ist der untere Rohrabschnitt
23 mit einer Anzahl verhältnismäßig dicht benachbarter Öffnungen
33 vert' el sehen, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Abschnitts
23 erstrecken. Vorzugsweise haben die Öffnungen einen Mittelpunktabstand
von 25 mm und einen Durchmesser von 1,6 mm.
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Um geeignete Arbeitshedingungen zu erzielen, ist die Reibung zwischen
den Rohrachsen 25 mit den Lagern 26 auf einen Wert gehalten, der ausreicht,
daß die Rohranordnung 21 in jeder Lage verbleibt, in welche sie gedreht ist. Außerdem
wurde es als wünschenswert empfunden, die Rohranordnung vertikal so einiustieren
zu können, daß ein Ausgleich für die Höhenunterschiede zwischen verschiedenen Formarten
möglich ist, somit die Rohranordnung in Zusammenhang mit verschiedenen Formen genau
eingestellt werden kann. Dies kann bewirkt werden, indem die Lager 26 einfach
auf einstellbaren Stützen befestigt werden und indem vertikale Längsschlitze in
den Ofenseitenwandungen vorgesehen sind.
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Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird ein Paar Glasscheiben
15 und 16 auf einer Form 14 angeordnet, kontinuierlich quer oder parallel
zu ihren kurzen Achsen durch den Ofen 12 gefördert und im wesentlichen kontinuierlich
beheizt, während sie sowohl durch die Vorheiz- als auch durch die Biegezonen läuft.
Nach Durchqueren der Vorheizzone A des Ofens sind die Scheiben kontinuierlich
derart erhitzt worden, daß wenigstens eine von ihnen sich von der anderen wegbiegt,
um einen Spalt dazwischen zu erzeugen, durch welchen ein im wesentlichen kontinuierlicherLängsgasstrom
von den Öffnungen 33 gerichtet wIrd, der beide einander gegenüberstehenden
Flächen der Scheiben berührt und sie von Fremdteilchen reinigt. Die Ofenheizleistung
und auch die Lage der Rohranordnung in dem Ofen kann so eingeregelt werden, daß
unmittelbar nach Vorbeilauf an der Anordnung 21 die Glasscheiben, die kontinuierlich
weiter der Erhitzung ausgesetzt werden, so stark erhitzt sind, daß sie aneinander
anschließen, im wesentlichen Biegetemperatur haben und beginnen, sich in Anpassung
an die Form zu biegen. Bevor die Rohranordnung 21 erreicht ist, werden die Glasscheiben
15 und 16, welche in Fig. 3 an ihren Enden auf einer Form 14
gehalten sind, voneinander getrennt und neigen daher dazu, einen bestimmten Anteil
von Fremdteilchen innerhalb des Ofens aufzunehmen. Zur Zeit, wenn die Scheiben eine
Stellung unmittelbar vor der Rohranordnung erreichen, haben sie noch einen Abstand
voneinander, so daß ein Spalt oder eine Lücke a zwischen ihren sich gegenüberstehenden
Oberflächen befindet. Zu dieser Zeit wird die Rohranordnung aus der Horizontalstellung,
wie sie gestrichelt in Fig. 4 gezeigt ist,
in die vertikale Stellung
geschwenkt, wodurch die öffnungen33 in dem unteren Rohr23 etwa mit der Mittellinie
des Spaltesa zwischen den Glasscheiben ausgerichtet werden, so daß nach öffnen des
Ventils 31 durch einen Ofenarbeiter Luftströme durch die Öffnungen
33 austreten und zwischen sowie in Kontakt mit den sich gegenüberstehenden
Flächen der Glasscheibe in einer Ebene etwa parallel dazu strömen, wodurch diese
Oberflächen von Fremdteilchen frei gefegt werden. Es ist im allgemeinen ausreichend,
wenn der Luftstrom eine Dauer von lediglich 1 Sekunde oder weniger hat. Aber
in einigen Fällen ist es erwünscht, zwei oder drei praktisch augenblicklich wirkende
Luftstöße zuzuführen, welche die Scheiben nicht merklich abkühlen, auch wenn die
Luft nicht erwärmt ist. Die Rohranordnung kann dann in die horizontale Stellung
zurückgedreht werden, damit die Form unter ihr hinweg laufen kann. Durch genaue
Regelung der Ofentemperatur werden die Scheiben genügend beheizt, nachdem sie unter
der Rohranordnung hindurchgelaufen sind, daß die obere Scheibe wieder ihre normale
flache Form annimmt, wodurch der Zutritt weiterer Fremdteilchen zwischen das Scheibenpaar
verhindert wird, und genügend stark erweicht wird, daß sie in Berührun- mit der
formgebenden Fläche der Form 14 absacken kann.
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Die Zahl der Öffnungen in dem unteren Rohr bestimmt natürlich die
Breite der Luftströme. Vorzuasweise ist der Abstand zwischen den äußeren Öffnungen
größer gewählt als die Breite jedes Glasscheiben-Paares, das in dem Ofen zu biegen
ist, so daß der aus den öffnungen austretende Gasstrom über die gesamte Länge des
Spaltes zwischen jedem Scheibenpaar hindurchtritt.
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Obwohl die Größe des Luftdrucks, um die Fremdteilchen von den Scheibenflächen
zu entfernen, nicht kritisch ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn
der Luftdruck in dem unteren Rohr 23 zwischen etwa 1,4 und 5,6 at
liegt, wobei 4,2 at äußerst zufriedenstellende Resultate brachte, da solch ein Druck
sich als ausreichend herausgestellt hat, urn im wesentlichen sämtliche Fremdteilchen
zu entfernen, aber nicht nachteilig das Temperaturbild innerhalb des Ofens oder
die Lage der Glasscheiben zueinander stört. Solch ein Druck führt auch noch nicht
dazu, die wasserlöslichen Trennmaterialien zu entfernen, die vor dem Zusammenlegen
der Scheiben auf die einander zugewandten Oberflächen gesprüht werden.
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Es ist bereits erwähnt worden, daß die Scheiben derart erwärmt werden,
daß wenigstens eine von ihnen sich von der anderen wegbiegt, um einen Spalt dazwischen
zu erzeugen. Vorzugsweise ist die derart beheizte Scheibe die obere Glasscheibe.
In den Fig. 6
und 7 sind schematische Teilansichten von Heizmitteln
dargestellt, die bei dem Ofen 12 oberhalb des Förderers 13 verwendet werden
können, um Strahlungshitze nach unten zu richten und die obere Glasscheibe zu beheizen.
Das in Fig. 6 gezeigte Heizsystem weist eine Anzahl von haarnadelförmig gebogenen
hohlen Metallrohren 34 auf, in deren eines Ende eine Flamme gerichtet ist, um die
Rohre aufzuheizen, so daß deren äußere Fläche Wärme abstrahlt. Sülche Rohre werden
für gewöhnlich etwa 30 cm unterhalb der Deckenwandung angeordnet, und zwar
oberhalb der Bewegungsbahn der Glasscheiben. Als allgemeine Regel gilt, daß die
in der Vorheizzone des Ofens angeordneten Rohre nicht auf eine Temperatur erhitzt
werden, die ausreicht, um so viel Wärme auf die oberste Scheibe zu konzentrieren,
daß diese sich von der anderen wegbiegt; um jedoch die Scheibe wegzubiegen, muß
genügend Hitze darauf konzentriert werden, so daß die oberste Scheibenfläche in
einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne auf eine höhere Temperatur als die untere
Fläche erhitzt wird, damit eine Temperaturdifferenz zwischen beiden Flächen dazu
führt, daß sich die S-cheibe nach oben biegt, wodurch sich der Spalt zwischen den
Scheiben bildet, durch welchen der Luftstrom gerichtet wird.
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Deshalb ist es erwünscht, eine Reihe von tassenförmigen Brennern
35 in dem Eingangsteil der Vorheizzone anzuordnen, uni dadurch die zusätzliche
Hitze zu bewirken. Geeignete Heizquellen können Brenner oder Strahlungsheizmittel
derjenigen Art sein, die ein vorgeformtes Bündel von Wärmestrahlen abgeben. Obwohl
die Verwendung derartiger Brenner empfohlen wird, können auch die ersten zwei oder
drei Rohre auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt werden, aber dies wäre im allgemeinen
unwirtschaftlich, da die Lebensdauer der Rohre wesentlich verkürzt würde.
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Eine andere Heizanordnung für den Ofen 12 ist schematisch in Eig.
7 gezeigt. Sie weist Reihen von Strahlungsbrennern 36 auf, welche
den Brennern 35
entsprechen und in der Ofendeckwand angeordnet sind. Die Feuerungsleistung
der verschiedenen Brenner kann so eiligeregelt werden, daß diejenigen Brenner in
der Nähe der Ofenmitte und an dem Eingangsteil der Vorheizzone A eine größere
Wärmemenge als die anderen Brenner abgeben. Ein geeignetes Wärmernuster ist in Fig.
7 gezeigt, wobei die voll angelegten Kreise diejenigen Brenner anzeigen,
die mit einer verhältnismäßig großen Feuerungsleistung arbeiten, während die offenen
Kreise diejenigen Brenner anzeigen, die mit einer verhältnismäßig el geringen Leistung
befeuert werden.
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Obwohl es vorteilhaft ist, wenn die Glasscheiben in erster Linie wie
oben angegeben beheizt werden, können geeignete Heizquellen auch in den Seitenwandungen
oder in der Nähe der Bodenwandung des Ofens angeordnet sein, so daß die untere Fläche
der untersten Glasscheibe auf eine höhere Temperatur als deren obere Fläche beheizt
wird, so daß die untere Scheibe sich nach unten durchbiegt. Dies ist jedoch nicht
besonders erwünscht, da die Schwerkraft einer Rückkehr der unteren Scheibe in die
normale flache Stellung entgegenwirkt, wenn die Scheibe gleichmäßig beheizt wird,
und dadurch ergibt sich die Möglichkeit, daß die beiden Scheiben sich nicht in völligem
Kontakt miteinander befinden, wenn sie in Anpassung an die formgebende Oberfläche
der Form gebogen werden. Wenn deshalb Heizmittel unterhalb der Biegform benutzt
werden, ist es vorteilhaft, wenn die Form einen Schirm oder wärmeabsorbierende Elemente
unterhalb der formgebenden Fläche der Form trägt, welche die Wärme aus der Ofenatmosphäre
absorbiert, wodurch die Erhitzung der Glasscheiben verzögert und dabei die unterste
Scheibe am meisten beeinflußt wird. Bei Verwendung eines Wärmea.bsorbtionsmittels
wird nicht nur das Durchbiegen der unteren Scheibe verzögert, sondern auch deren
Biegung, wodurch sichergestellt ist, daß die beiden Scheiben nach unten durchgebogen
werden, während sie sich im wesentlichen im vollen Kontakt miteinander befinden,