DE1105572B - Rahmenbiegeform zum Biegen und Haerten von Glasscheiben - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Glasscheiben, insbesondere zum Biegen und Härten von Glasscheiben.

Glasscheiben werden auf Rahmenformen gebogen und gehärtet. Die Rahmenformen haben wenigstens einen schienenartigen Teil, der randständig angeordnet ist, so daß sein oberer Rand der Form entspricht, in die wenigstens ein Teil der Glasscheibe gebogen werden soll. Gewöhnlich bestehen solche Formen aus schienenartigen Teilstücken, die randständig angeordnet sind. Flachglasscheiben biegt und härtet man einzeln in der Weise, daß man sie so auf die Form legt, wie sie gebogen werden sollen, und man sie dann Glasbiegetemperaturen aussetzt, bis die einzelne Scheibe die Gestalt angenommen hat, die durch den oberen Rand der Form bestimmt wird. Die gebogene Glasscheibe wird, während sie sich noch auf der Form befindet, der Wirkung einander gegenüberstehender Gebläse ausgesetzt, aus denen ein zum Härten benutztes Gas, vorzugsweise Luft, gegen sie geblasen wird, um die Oberfläche der gebogenen Glasscheibe plötzlich abzukühlen, bevor die Temperatur der gebogenen Glasscheibe unter den Glühbereich abgesunken ist. Durch die plötzliche Abkühlung bei erhöhter Temperatur wird die Glasscheibe gehärtet.

Da die Biege- und Härteformen Rahmenformen sind, ist es allgemein üblich geworden, sie entweder durch runde Verstärkungsstangen zu verstärken, die gegenüberliegende Teile der schienenartigen Formstücke verstreben, oder eine die schienenartige Form umgebende Verstärkungsschiene vorzusehen, wobei mit Abständen voneinander angeordnete Streben die Schienen der Form mit der Versteifungsanordnung verbinden. Die Notwendigkeit zur Verstärkung der Form zwecks Erzielung einer zum Tragen der Scheiben ausreichenden Starrheit ist mit der von den Kraftwagenherstellern geforderten zunehmenden Größe der gebogenen und gehärteten Glasscheiben immer bedeutsamer geworden.

Bisher hat man Rahmenformen verwendet, bei denen runde Verstrebungsstangen kreuz und quer den Raum innerhalb des Formrahmens durchzogen, oder bei denen ein peripher verlaufender Rahmen außen die Form umgab und durch in Abständen angeordnete Streben mit ihr verbunden war. Beide Lösungen verursachten in der Glasscheibe unerwünschte Spannungen.

Runde Verstrebungen, die quer zur Form verlaufen, behindern erheblich den Strom des zum Härten verwendeten, in Richtung gegen die Unterseite einer auf der Form befindlichen Glasscheibe strömenden Gases, wodurch eine örtliche Turbulenz bei dem in Richtung auf das Glas hin fließenden Strom sowie eine ungleichmäßige Kühlung entsteht und damit ungleichmäßige Rahmenbiegeform zum Biegen und Härten von Glasscheiben

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Hödhst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. September 1957

James Sidney Golightly, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Spannungen auftreten. Für Rahmenformen mit außerhalb der Auflageschiene angeordneter Verstärkungskonstruktion hat der Rahmen durch die Metallmasse eine verhältnismäßig hohe Wärmekapazität. Die verhältnismäßig hohe Wärmekapazität des Rahmens im Vergleich zu derjenigen der Glasscheibe verlangsamt die Erwärmung wie die Abkühlung der Glasscheibe an der Peripherie und schwächt damit das Spannungsschema ab. Ferner wird der Wärmewirkungsgrad des benutzten Biegeofens schlechter, wenn große Metallmassen gleichzeitig mit der Glasscheibe auf deren Erweichungstemperatur erwärmt werden müssen.

Die Erfindung betrifft eine besondere Art von starren Rahmenformen, bei denen die Turbulenz der zum Härten des Glases erforderlichen Luftströme, die auf das Dazwischenliegen der Verstrebung zwischen der Gasstromquelle und dem Glas zurückzuführen ist, auf ein Mindestmaß verringert wird.

Diese Rahmenformen werden durch eine Anzahl von Verstrebungen versteift, die im Verhältnis zu ihrer Breite (in der Höhe) eine geringe Dicke (in der Waagerechten) haben, am Rand befestigt sind und zwischen den .einander gegenüberliegenden Schienen des Formrahmens eine starre Verbindung herstellen, so daß der aufsteigende Gasstrom zum Härten möglichst wenig behindert wird.

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Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß man die einander gegenüberliegenden Schienen des Formrahmens durch eine Anzahl von besonders angeordneten Verstrebungen, die die Form von Bändern, haben, miteinander verbindet. Die Bänder sind weniger starr als die Formteile und sind an deren Rändern angeordnet, wobei ihre oberen Ränder mit Abstand unter die formende Oberfläche der Form zu liegen kommen. Die bandartigen Verstrebungen verlaufen schräg zu den Formrändern, wobei zweckmäßig ein Ende einer Verstrebung an einer Randschiene und das andere Ende an einer anderen bandartigen Verstrebung befestigt ist. Die Verstrebungen sind dadurch so angeordnet, daß sie einer Rahmenform innerhalb des gesamten Temperaturbereichs von Normal- bis zur Glasbiegetemperatur eine zum Tragen der Scheiben ausreichende Steifheit verleihen. Gleichzeitig verringert die besondere Randanordnung der bandartigen Verstrebung den Strömungswiderstand für das Fließen des Kühlgasstromes aufs Äußerste.

Falls die bandartigen Verstrebungen nicht am Rand des Rahmens mit Abstand unter der formgebenden Oberfläche der Form angeordnet sind, wird der Fluß des Kühlgasstromes beträchtlich beeinträchtigt. Falls diese Verstrebungen aus dickeren Metallteilen bestehen, wirkt sich außerdem die erhöhte Wärmekapazität nachträglich auf das Spannungsschema in den Glasscheiben aus.

Ein anderer Vorteil der neuen Bauart liegt in der Anordnung der Verstrebungen nahe dem Rahmenrand, wo zwischen der Verstrebung und der Scheibe eine Luftschicht bleibt, um die örtlichen Bereiche der flachen Glasscheiben durch eine Art Jalousiewirkung gegen verschiedene örtliche Temperaturschwankungen zu schützen, die sonst durch die unter dem Förderband angeordneten Heizelemente des Ofens hervorgerufen werden können, über die die flachen Glasscheiben, auf den Formen liegend, zum Biegen und Härten hinweggefahren werden. Diese Luftschicht überträgt die Strahlung von Wärmequellen unterschiedlicher Stärke, so daß diejenigen Bereiche der Glasscheibe, die verhältnismäßig flach bleiben sollen, nur der Strahlung von schwächeren Wärmeelementen ausgesetzt werden, während die stark zu biegenden Bereiche von energiereichen Wärmeelementen bestrahlt werden. Die Wirksamkeit einer derartigen Luftschicht ist besonders bei der Herstellung von gehärteten Seitenfenstern für Eisenbahnwagen mit einem großen flachen Teil von Bedeutung, der nur an einer Seite scharf zu biegen ist.

In den Zeichnungen zeigt·

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer typischen Biege- und Temperform von oben her, die in ihrer geschlossenen Stellung in durchgehenden Linien und in ihrer offenen Stellung in gestrichelten Linien dargestellt wird,

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt entlang den Linien IHI der Fig. 1,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt entlang den Linien ■III-III der Fig. 2.

Die hier wiedergegebene besondere Ausführungsform bezieht sich auf eine typische Biegevorrichtung zum Biegen und Härten der hinteren Fensterviertel für Eisenbahnwagen. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch sehr gut bei der Herstellung von anderen Formen für Glasscheiben angewendet werden, die in unterschiedliche Gestalten gebogen und gehärtet werden sollen.

Die in den Zeichnungen gezeigte Biegeform besteht aus einem Hauptformteil 10 und einem hochklappbaren Flügelteil 12. Der Hauptformteil 10 besteht aus einer länglichen, zurücklaufend gekrümmten Schiene, die zwei in der Längsrichtung verlaufende und in Abständen voneinander angeordnete Schienenstücke 14 und 16 enthält, die durch einen Schienenteil 18 miteinander verbunden sind. Die Schienen enthalten Löcher 20 in solcher Anordnung, daß der Gasstrom, nachdem er die Unterseiten der zu härtenden Glasscheiben abgekühlt hat, seitlich entweichen kann.

Der aufklappbare Flügelteil 12 besteht aus in bestimmten Abständen voneinander angeordneten, in der Längsrichtung verlaufenden kurzen Schienenabschnitten 22 und 24, die durch ein Ouerstück 26 miteinander verbunden sind. Ein Metallbügel 28 ist seitlich davon an der Außenseite eines jeden Schienenabschnittes 22 und 24 angebracht und endet in einem Gegengewicht 30. Jeder Bügel 28 ist um einen Zapfen 32 drehbar gelagert, der mit seinem inneren Ende entweder an dem Schienenstück 14 oder dem Schienenstück 16 des Hauptformteils 10 befestigt ist. Je ein Anschlag 34 sitzt am unteren Rand der Schienenteile 14 und 16 und ragt seitlich so weit nach außen, daß der entsprechende Bügel 28 dagegen stoßen kann, wodurch ein übermäßiges Hochklappen des Flügelteils 12 gegenüber dem Hauptformteil 10 verhindert wird. Auch die Schienenabschnitte 22, 24 und 26 sind gelocht, so daß der Gasstrom nach Kühlung der Unterseite der auf der Form liegenden Glasscheibe auch dort seitlich entweichen kann.

Der Hauptformabschnitt 10 ist derart angeordnet, daß sein oberer Rand 36 eine formgebende Auflage bildet, die nach Auf- und Umriß der Gestalt für die zu biegende Glasscheibe entspricht. In ähnlicher Weise ist der hochklappbare Flügelteil 12 derart angeordnet, daß sein oberer Rand 38 in angehobenem Zustand nach Auf- und Umriß einem anderen Teil der zu formenden Fläche der Glasscheibe entspricht. Die Endanschläge 40 sind an dem anderen Ende des Schienenstückes 18, und Seitenanschläge 42 und 44 sind außen seitlich an den Längsschienen 14 und 16, alle aneinander diagonal gegenüberliegenden Stellen des Hauptformabschnitts 10, befestigt, um die richtige Lage der auf die Form aufgelegten Glasscheiben zu sichern. Am Außenrand des Endschienenstücks 26 des klappbaren Flügelteils 12 ist noch eine Halteleiste 46 angebracht.

Nach unten hohle U-Teile 47 sind durch Verbindungsstücke 48 auf der Unterseite des Hauptformteils angebracht; site passen locker auf Stangen, die einen Teil des Traggestells (hier nicht gezeigt) bilden, so daß keine verschieden starken Wärmeausdehnungen zwischen der Form und ihremTraggestell beim Durchgang durch den Ofen durch die beim Biegen und Härten der Glasscheiben auftretenden Temperaturschwankungen möglich sind.

Verstrebungen 50 in Form von schmalen, langgestreckten Rippen sind mit je einem Ende 51 auf der Innenseite eines der Schienenteile 14, 16, 18, 22, 24 oder 26 befestigt. Jede der Verstrebungen ist schmaler als die Formschiene, und ihr oberer Rand 52 liegt unterhalb des als Auflagefläche für die Glasscheibe dienenden oberen Randes 36 und 38 der benachbarten Rahmenschienen, während ihr unterer Rand 53 etwa in derselben Ebene wie der untere Rand dieser Schiene liegt. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Verstrebungen 50 breiter und höher als dick und an ihren Enden so angebracht, daß sie das Formskelett versteifen.

Die Verstrebungen 50 sind so zu Gruppen zusammengefaßt, daß sie zwischen den verschiedenen Schienen Verbindungen herstellen. Jede Verstrebung verläuft schräg zur Längsachse des Formrahmens. Jede Verstrebung 50 endet bei 54 an einem Knotenpunkt,

der von dem an der einen Schiene 16 befestigten Ende 51 weit entfernt ist, und ist dort mit einer anderen Verstrebung 50 verbunden.

Der schräge Verlauf der Verstrebungen und deren Richtungswechsel verbessert die Steifheit des Rahmens noch besonders und dient außerdem dazu, in besonders vorteilhafter Weise eine Art Jalousiewirkung zu erzielen, so daß die verschiedenen Bereiche der Unterseite der Glasscheibe nur derjenigen Bestrahlung ausgesetzt werden, die von den unmittelbar darunterliegenden Heizelementen ausgeht. Die randweise Anordnung der schräg verlaufenden Verstrebungen sperrt die seitwärts schräg nach oben gegen die Unterseite der Glasscheibe eines gegebenen Scheibenbereichs gerichtete Streustrahlung vor und hinter derjenigen Stellung ab, die die das Glas tragende Form jeweils bei ihrem Durchgang durch den Ofen einnimmt. Außerdem wird die Strahlung von solchen Stellen, die seitlich von dem von jedem Scheibenbereich durchlaufenen Weg liegen, gleichzeitig so gerichtet, daß sie keine Glasteile trifft, die seitlich des jeweiligen Strahlenbündels liegen. Wenn hingegen parallel verlaufende Verstrebungen rechtwinklig zur Längsachse einer länglichen Form angeordnet sind, dann ergeben sie überraschenderweise nicht eine solche Steuerungswirkung und verbessern auch weitaus nicht so gut die Steifheit des Rahmens, wie man es durch die schräge Anordnung der Verstrebungen erreicht.

Die Anordnung der Verstrebungen 50 schräg zur Längsachse des länglichen Rahmens in der Weise, daß nur ein Ende 51 an einer jeden Verstrebung eine Schiene und das andere Ende 54 an einem Knotenpunkt mit einer anderen Verstrebung befestigt ist, die nicht dieselbe Schiene berührt, hat noch zwei besondere vorteilhafte Wirkungen: er verhütet nämlich weitgehend die Wärmeverformung der Form und vermindert die Ableitung der Luftströme an den Verbindungsstellen zwischen den Verstrebungen und den anderen Formteilen, z. B. an den Punkten 51 und 54.

Da die Verstrebungen schmaler und deshalb weniger steif sind als die Rahmenschienen, verformen sich die Verstrebungen eher als die Schienen, als Folge durch die Wärme erzeugter Spannungen bei Schwankungen der Umgebungstemperatur während des Biegens und Härtens. Diese vorzugsweise die Verstrebungen treffende Verformung wird dadurch noch stärker, daß die Verstrebungen an einem Ende nur an einer Rahmenschiene und an dem anderen Ende an einer anderen Verstrebung befestigt sind.

Jede Verstrebung 50 endet an den Verbindungspunkten 51, 54, die immer von den Endpunkten anderer Verstrebungen etwas entfernt liegen. Wenn man bisher schräg verlaufende Verstrebungen vorsah, beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 2 736140, so verliefen sie immer kreuzweise zueinander und endeten dicht beieinander. Die Anhäufung größerer Metallmassen an den Enden lind Kreuzungspunkten störte aber das den Glasscheiben mitzuteilende Spannungsschema und erzeugte durch Luftströme stark örtliche Wirbelbereiche. Diese Übelstände lassen sich durch die Verbindungsweise der Verstrebungen nach vorliegender Erfindung weitgehend vermeiden.

Es hat sich ferner gezeigt, daß bei Benutzung der bandartigen Verstrebungen 50 an Stelle von runden Verstrebungen der Formrahmen überraschenderweise bedeutend besser versteift wird und die Härtung der auf solchen Formen behandelten Glasscheiben bedeutend besser ausfällt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rahmenbiegeform zum Biegen und Härten von Glasscheiben mit wenigstens einem aus aufrecht stehenden Schienen gebildeten Rahmen, wobei die oberen Ränder eine formgebende Oberfläche bilden, die im Auf- und Umriß der gewünschten Gestalt der Glasscheibe nach dem Biegen entspricht, wobei dieser Rahmen so verstärkt ist, daß er innerhalb des Temperaturbereichs von Normaltemperatur bis zur Glasbiegetemperatur ausreichend steif und tragfähig für die aufzulegende Glasscheibe ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Form durch eine Gruppe von bandartigen Verstrebungen (50) verstärkt ist, die im Verhältnis zu ihrer Breite verhältnismäßig dünn sind und die an den Rändern und den einander gegenüberliegenden Schienenteilen (14, 16) des Rahmens mit Abstand zur Oberkante dieser Schienen angeordnet sind.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende einer jeden Verstre-

. bung an einem Formteil befestigt ist.

3. Form nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen im Verhältnis zu dem schienenartigen Formteil, an dem sie befestigt sind, schräg verlaufen.

4. Form nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende der Verstrebung an einer anderen Verstrebung befestigt ist.

5. Form nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende einer jeden Verstrebung an einer Stelle mit einer anderen Verstrebung verbunden ist, die mit Abstand von der Verbindungsstelle von anderen Verstrebungen angeordnet ist.

6. Form nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen an einem Ende mit der benachbarten Verstrebung und am anderen Ende mit dem schienenartigen Formteil einen schrägen Winkel bilden.

7. Form nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen (50) mit ihren Rändern auf den verhältnismäßig flachen Formabschnitt ausgerichtet, aber etwas entfernt davon und auch voneinander angebracht sind, derart, daß sie nur eine Strahlung zulassen, die von einer Strahlungsquelle aus hauptsächlich von unten her gegen einen örtlich begrenzten Teil der Glasscheibe gerichtet ist und diesen Teil trifft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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