DE1246939B - Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in relativ scharfen Winkeln - Google Patents

Description

DEUTSCHES yfflWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 32 a - 23/02

Nummer: 1246 939

Aktenzeichen: L 45869 VI b/32 a

I 246 939 Anmeldetag: 16.September 1963

Auslegetag: 10. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf das Biegen von Glasscheiben in relativ scharfen Winkeln.

Ein Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Biegen einer Glasscheibe in einem verhältnismäßig scharfen Winkel, derart, daß die Verzerrung in der gebogenen Scheibe auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fläche der flachen Glasscheibe eine Nut angebracht wird, die sich von einer Kante der Scheibe zu der entgegengesetzten Kante erstreckt, und daß die Scheibe dann längs dieser Nut gebogen wird.

Durch die Anbringung der Nut vor dem Biegen wird erreicht, daß die beim Biegen in der Glasscheibe entstehenden Zug- und Druckspannungen herabgesetzt werden und so die Scheibe optisch klar bleibt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe,

F i g. 2 eine flache Glasscheibe vor dem Biegen in die Form der F i g. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie

3- 3 der Fig. 1,

F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie

4- 4 der Fig. 2,

F i g. 5 einen der F i g. 4 ähnlichen Schnitt, bei dem jedoch die Nut auf der entgegengesetzten Seite der flachen Glasscheibe angebracht ist,

F i g. 6 die Glasscheibe der F i g. 5 nach dem Biegen,

F i g. 7 einen Schnitt durch eine weitere Abwandlung der Erfindung,

F i g. 8 die Glasscheibe der F i g. 7 nach dem Biegen,

F i g. 9 eine Draufsicht auf eine Biegevorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 10 einen vertikalen Querschnitt durch die Biegevorrichtung längs der Linie 10-10 der Fig. 9, wobei sich die Biegeform in geschlossener Stellung befindet,

Fig. 11 in einer der Fig. 10 entsprechenden Darstellung die Biegeform in der offenen Stellung,

Fig. 12 einen senkrechten Querschnitt durch einen Biegeofen, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, und

Fig. 13, 14 und 15 räumliche Darstellungen von drei Glasscheiben, die gemäß der Erfindung gebogen worden sind und der Verglasung von Öffnungen in Kraftwagen dienen.

Verfahren zum Biegen von Glasscheiben
in relativ scharfen Winkeln

Anmelder:

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

Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Seiler

und Dipl.-Ing. J. Pfenning, Patentanwälte,
Berlin 19, Oldenburgallee 10

Als Erfinder benannt:
Herbert Archie Leflet jun.,
Frank Jacob Carson,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. September 1962
(224 310),

vom 4. März 1963 (262 412)

InFig. 1 ist eine gebogene Glasscheibe 15 gezeigt, die im Winkel stehende, im wesentlichen flache Flügelabschnitte 16 und 17 besitzt. Die Flügelabschnitte 16 und 17 werden erzeugt, indem die ScheibelS längs einer Linie 18 gebogen wird, die im wesentlichen parallel zu den Längskanten 19 und 20 verläuft.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine im wesentlichen gerade Nut 21 (F i g. 2) auf einer oder beiden Flächen einer flachen Glasscheibe 22 angebracht, um eine Linie festzulegen, längs der die Scheibe zu biegen ist. Die Nut 21 ist kontinuierlich und erstreckt sich von einer Kante der Glasscheibe zu der gegenüberliegenden Kante. Wie in F i g. 4 gezeigt ist, hat die Nut im wesentlichen V-Form und eine verhältnismäßig geringe Tiefe mit verhältnismäßig breiten, winklig stehenden Seitenwänden 23 und 24. Die Nut 21 kann durch irgendein bekanntes Glasschneid- oder Schleifverfahren erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Schleifscheibe mit V-förmigem Profil.

709 620/215

Die Tiefe der Nut 21 hängt von der Dicke der Glasscheibe 22 und der Größe des zu biegenden Henkels ab. Beispielsweise beträgt beim Biegen von Glasscheiben mit einer Dicke von etwa 6 mm die Tiefe der Nut etwa 0,8 bis 2,4 mm, wobei eine Nut mit einer Durchschnittstiefe von 1,6 mm eine zufriedenstellende optisch klare Biegung bis zu einem Winkel von etwa 90° ergibt.

Es ist klar, daß eine Nut 21 auf einer oder beiden Flächen einer Glasscheibe eine Linie geschwächten Widerstandes ergibt, längs deren sich die Scheibe biegen wird. Die Größe und Form der Nut trägt außerdem wesentlich zu einer zufriedenstellenden Biegung der Scheibe in einem verhältnismäßig scharfen Winkel bei. In dieser Hinsicht ist es klar, daß die Innenfläche einer verhältnismäßig scharfen Biegung in einer Glasscheibe unter Druckspannung steht, während sich auf der gegenüberliegenden oder Außenfläche Zugspannungen ergeben, die normalerweise zu einem unerwünschten Strecken der äußeren Scheibenfläche führen würden. Dieser Anstieg der Spannung würde zu linearen Verzerrungsbereichen führen und damit zu einem Verlust an optischer Klarheit des Glases.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden optische Verzerrungen auf ein Minimum herabgesetzt, indem Glas von der Oberfläche der Scheibe in dem Biegungsbereich entfernt wird, wodurch die Größe der Druckspannung an der Innenfläche der Biegung und dadurch auch der Zugspannung an der Außenfläche der Biegung herabgesetzt wird. Die Winkelstellung der Seitenwände 23 und 24 der Nut, die zusammen mit der Nuttiefe die Menge des von der Scheibenoberfläche zu entfernenden Glases festlegt, hängt von dem Winkel ab, in den die Glasscheibe zu biegen ist.

Nachdem die Nut 21 in einer oder beiden Flächen einer flachen Glasscheibe 22 gebildet worden ist, wird die Scheibe auf eine Biegevorrichtung30 (Fig. 9, 10 und 11) gelegt und mittels eines Förderers, z. B. eines Walzenförderers 31, durch einen Biegeofen 32 (Fig. 12) bewegt, in dem das Biegen der Scheibe stattfindet. Die Biegevorrichtung 30 umfaßt ein Stützgestell 35, auf dem eine Form 36 gehalten ist. Das Gestell 35 hat einen im wesentlichen rechteckigen Grundrahmen 37 mit in Längsrichtung verlaufenden Seitenschienen 38 und 39, die an ihren beiden Enden durch Querschienen 40 und 41 verbunden sind. An jeder der Querschienen 40 und 41 sitzen in der Nähe der Ecken des Grundrahmens senkrechte Ständer 42. Jeder Ständer 42 trägt an seinem oberen Ende eine horizontale Stange 43, an deren nach innen gerichtetem Ende das obere Ende eines Hebels 44 schwenkbar gehalten ist. Die Hebel 44, die jeweils mit einem ausgerichteten Paar von Stangen 43 zusammenwirken, sind an ihren unteren Enden mit Stützstangen 45 versehen, auf denen die Form 36 gehalten ist.

Die Form 36 besteht aus zwei schwenkbar miteinander verbundenen Abschnitten 46 und 47, die sich aus der geschlossenen Stellung der F i g. 10 in die offene Stellung der Fig. 11 um die Achsen der ausgerichteten Zapfen 48 bewegen können. Die Formabschnitte 46 und 47 weisen in Längsrichtung angeordnete, einander gegenüberliegende parallele Seitenschienen 49 und damit zusammenhängende einander gegenüberliegende Endschienen 50 und 51 auf. Die beiden Endschienen 50 und 51 eines jeden Formabschnittes 46 und 47 stehen etwa parallel zueinander

und im Winkel zu der zugehörigen Seitenschiene 49. Jede der Schienen 49, 50 und 51 ist zweckmäßigerweise, aber nicht notwendigerweise, aus einem geradlinigen Element hergestellt, dessen obere Fläche einen Teil der formgebenden Fläche darstellt, die im Umriß und in der Höhenlage mit der für die gebogene Glasscheibe gewünschten Gestalt übereinstimmt. Jede formgebende Schiene ist in ähnlicher Weise mit einer Versteifungsschiene 53, 54 bzw. 55 versehen, wobei Verbindungsstege 56 mit Abstand voneinander dazwischen angeordnet sind. Die aneinanderstoßenden Enden der einander gegenüberliegenden Versteifungsschienen 54 und 55 sind mit Gelenkelementen 57 und 58 versehen, in welchen die Zapfen 48 zur Gelenkverbindung der inneren Enden der Formabschnitte gelagert sind.

Die Winkellager der Formabschnitte 46 und 47 in der geschlossenen und in der offenen Stellung der Form wird durch Einstellschrauben 60 und 61 festgelegt, die in Blöcke 62 und 63 auf dem Fonnabschnitt 46 geschraubt sind. Somit liegen die Schrauben 60 an gegenüberliegenden Enden der Form oberhalb der Achsen der Zapfen 48 an Anschlagplatten 64 am Formabschnitt 47 an, um den Winkel festzulegen, welchen die Formabschnitte in der geschlossenen Stellung der F i g. 10 einnehmen. In gleicher Weise bestimmen die Schrauben 61 oberhalb der Achsen der Zapfen 48 nach Anlage an den Anschlagplatten 65 am Formabschnitt 47 die Lage der formgebenden Fläche 52 der Formabschnitte 46 und 47 in einer im wesentlichen horizontalen Ebene, wenn sich die Form in der offenen Stellung befindet. Riegelmuttern 66 und 67 auf den Einstellschrauben 60 und 61 halten diese in der eingestellten Lage.

Um die zu biegende Glasscheibe 22 in der richtigen Lage mit Bezug auf die formgebende Fläche anzuordnen, wenn sich die Formabschnitte 46 und 47 in der offenen Stellung befinden, ist jede der seitlichen Versteifungsschienen 53 mit Auslegern 69 versehen, auf denen Richtblöcke 70 einstellbar gehalten sind. Bevor die flache zu biegende Glasscheibe auf der Form abgelegt wird, muß diese zunächst in eine offene Stellung (F i g. 11) bewegt werden. Erst danach wird die Scheibe auf der formgebenden Fläche der Form niedergelegt, wobei die einander gegenüberliegenden Scheibenkanten an den Richtblöcken 70 anliegen, so daß die flache Glasscheibe als Strebe wirkt, um die Form während der ersten Stufe des Biegevorgangs in der offenen Stellung zu halten.

Ausgezeichnete Ergebnisse haben sich beim Biegen von Glasscheiben gemäß der Erfindung um einen rechten Winkel ergeben, indem eine Seite der Glasscheibe mit einer Nut versehen wurde, wobei diese Fläche die konkave Fläche der Scheibe nach dem Biegen darstellte, wie dies in den F i g. 1 bis 4 veranschaulicht ist. Es können aber auch die andere Fläche oder beide Flächen der Glasscheibe genutet werden, wie es die Fig. 5 bis 8 zeigen. So ist nach F i g. 5 eine Nut 21 a an der Unterseite der flachen Glasscheibe 22 vorgesehen, die später die konvexe Fläche der Scheibe wird (F i g. 6). Oder es können beide Flächen der flachen Scheibe 22 mit einander entgegengerichteten Nuten 216 versehen werden (Fig.7 und 8).

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine flache Glasscheibe 22 mit einer eingeschliffenen oder auf andere Weise in einer oder beiden Flächen eingearbeiteten Nut 21 horizontal auf

Claims (8)

die Form 36 gelegt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Form ihre offene Stellung (F i g. 11), und die Scheibe wird mit ihren Randbereichen nur auf der formgebenden Fläche zwischen den Richtblöcken 70 abgestützt, wobei die Nut 21 parallel zu den ausgerichteten Achsen der Zapfen 48 verläuft. Die Biegevorrichtung 30 wird mit der so abgestützten Scheibe auf dem horizontalen Walzenförderer 31 durch den Ofen 32 geleitet. Die Seitenwände 71 und die Decke 72 des Ofens (F i g. 12) sind mit Heizvorrichtungen 73 versehen, die über die Länge des Ofens gesteuert werden, um allmählich die gesamte Scheibe auf die Erweichungstemperatur des Glases zu bringen, bei der sie sich infolge Schwerkraft in Übereinstimmung mit der formgebenden Fläche 52 absetzt, wenn die Formabschnitte 46 und 47 sich in die geschlossene Stellung bewegen. Wie bereits erwähnt, hält der Eingriff der Richtblöcke 70 mit den beiden Kanten der flachen Glasscheibe zu Anfang die Abschnitte der Form in der offenen Stellung; wenn die Scheibe jedoch plastisch wird und die Formabschnitte sich in die geschlossene Stellung bewegen, stellen die Richtblöcke weiter sicher, daß kein Verschieben der Scheibe gegenüber der Formfläche auftritt. Wie schon erwähnt wurde, ergibt die Nut 21 eine im wesentlichen gerade Linie verminderten Widerstandes, längs deren die Scheibe sich biegt, wenn sie in der beschriebenen Weise erhitzt wird. Um das Biegen der Scheibe um einen verhältnismäßig scharfen Winkel noch weiter zu erleichtern, hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, die Glasscheibe längs des Nutenbereichs auf eine höhere Temperatur als die Bereiche zu beiden Seiten zu erhitzen. Um dies zu bewerkstelligen, ohne gleichzeitig die Flügelabschnitte der Scheibe zu überhitzen, können gemäß der Erfindung Gasbrenner 75 im wesentlichen im Längsmittelbereich des Ofens in einer solchen Stellung angeordnet sein, daß sie von dort Flammen nach unten in den Bereich der Nut 21 richten, wenn die Scheibe darunter hinwegbewegt wird. Dies hilft mit, um den Bereich der Scheibe längs der Nut auf die richtige Biegetemperatur zu bringen, bevor die Flügelabschnitte genügend stark erweicht sind, um sich aus ihrer gemeinsamen Ebene herauszubiegen. Wenn die Nut 21 in der oberen Fläche der Scheibe vorgesehen ist, dient die nach unten gerichtete konzentrierte Flamme der Brenner 75 zusätzlich dazu, die äußere Schicht der nach oben gerichteten Oberflächen 23 und 24 der Nut 21 zu erweichen und dadurch einen feuerpolierten Zustand dieser Oberflächen zu erzeugen, wodurch irgendwelche Oberflächenmarkierungen, die während der Herstellung der Nut beispielsweise durch ein Schleifwerkzeug hervorgerufen worden sind, entfernt werden. Wenn sich die Form in die geschlossene Stellung bewegt, biegt sich die Glasscheibe längs der durch die Nut 21 definierten Linie in einem verhältnismäßig scharfen Winkel, wobei die Flügelabschnitte in winklig zueinander stehenden Ebenen liegen. Wenn die Nut in der oberen Fläche der Scheibe erzeugt ist (F i g. 4), werden während des Biegens die Wände 23 und 24 der Nut 21 gegeneinander gefaltet und ergeben eine Nut oder einen Spalt 80 an der Innenseite der Scheibe (F i g. 3). In diesem Fall wird bei der Erzeugung der Nut 21 überschüssiges Glas längs der Biegelinie an der Innenfläche der Scheibe entfernt, welches Glas zusammengedrückt wird und dadurch eine Verzerrung in der Scheibe längs der Nut hervor- rufen würde. Die Nut vermindert Druckspannungen an der inneren Oberflächenschicht der Scheibe und gleichzeitig die Größe der Zugspannungen in der äußeren Oberflächenschicht der Scheibe. Der gleiche Gesamteffekt, d. h., die Beseitigung der Verzerrung und die Verminderung der Spannungen in dem Glas, kann auch durch das Nuten der anderen Fläche der Scheibe erreicht werden (F i g. 5) oder durch das Nuten beider Flächen der Scheibe (F i g. 7). Die Entfernung des Glases längs der Biegelinie führt dazu, daß weniger Glas beim Biegen verlagert werden muß, und dies wiederum führt zu einer geringeren Verzerrung und zu einer Verminderung der Druckspannung in der inneren Oberflächenschicht der Scheibe sowie der Zugspannung in der äußeren Oberflächenschicht der Scheibe. Obgleich die formgebenden Flächen 49, 50 und 51 der Biegeform gerade gezeichnet sind, damit sich eine gebogene Scheibe mit den wesentlichen flachen Flügelabschnitten ergibt (Fig. 1), ist es klar, daß die formgebenden Flächen auch eine solche Gestalt haben können, daß man gebogene Scheiben mit gekrümmten Flügelabschnitten erhält. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist beim Biegen von Glasscheiben verschiedener Formen, Größen und Krümmungen nützlich, die für die Verglasung der Öffnungen in Kraftwagen bestimmt sind. Beispielsweise kann das Verfahren vorteilhafterweise beim Biegen der Windschutzscheibe oder des Rückfensters (Fig. 13 und 14) oder eines Seitenfensters (F i g. 15) eines Kraftwagens angewendet werden. In Fig. 13 ist eine Glasscheibe81 längs der vorgeformten Nut 82 gebogen, damit sich eine im wesentlichen V-förmige Windschutzscheibe oder ein Rückfenster mit im Winkel stehenden Flügelabschnitten 83 und 84 ergibt, die flach oder gekrümmt sein können. In F i g. 14 ist die Glasscheibe 85 längs Nuten 86 und 87 an der Innenseite der beiden Enden gebogen, wobei sich ein Mittelabschnitt 88 und im Winkel dazu stehende Flügelabschnitte 89 und 90 ergeben. Auch hierbei können der Mittelabschnitt und die Flügelabschnitte entweder flach oder gekrümmt sein. In F i g. 15 ist ein Seitenfenster veranschaulicht, bei dem eine Glasscheibe 91 längs einer vorgeformten Nut 92 gebogen ist, damit sich ein unterer Abschnitt 93 mit nach innen gerichteter Kappe 94 an seinem oberen Rand ergibt, der, wenn das Fenster geschlossen ist, in das Dach der Wagenkarosserie übergeht. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in relativ scharfen Winkeln, bei dem eine flache Glasscheibe auf Biegetemperatur erhitzt und dann in die gewünschte Gestalt gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fläche der flachen Glasscheibe eine Nut angebracht wird, die sich von einer Kante der Scheibe zu der entgegengesetzten Kante erstreckt, und daß die Scheibe dann längs dieser Nut gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut nach außen divergierende Seitenwände aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut im wesentlichen V-förmig ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Fläche der flachen Glasscheibe eine der in der ersten Fläche angeordneten Nut entgegengesetzt gerichtete Nut angebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut bzw. die Nuten durch Schleifen erzeugt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe längs der Nut bzw. der Nuten auf eine Temperatur oberhalb derjenigen Temperatur erhitzt wird, auf welche der Rest der Scheibe erhitzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die flache Glasscheibe nur an ihren

Randbereichen oberhalb einer horizontal angeordneten formgebenden Fläche einer Biegeform abgestützt ist und nach dem Erhitzen durch Schwerkraft in Anpassung an die formgebende Fläche absackt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Scheibe längs der Nut schneller auf die Biegetemperatur erhitzt wird als die von der Nut entfernten Bereiche.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut erhitzt wird, indem Flammen eines brennbaren Gases darauf konzentriert werden, um die Seitenwände der Nut zu erweichen und damit gleichzeitig den Oberflächen der Seitenwände der Nut eine Feuerpolitur zu geben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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