DE1471933B2 - Verfahren zum biegen von glasplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasplatten, bei dem eine durch Wärme erweichte Glasplatte durch Preßkontakt zwischen einem Paar Formwerkzeugen mit im wesentlichen komplementären, einander gegenüberliegenden Formgebungsflächen geformt wird und zwischen jeder Formgebungsfläche und jeder Hauptfläche der Glasplatte eine aus Glasfasern gebildete Stoffbahn angeordnet ist.

Glasplatten werden entweder dadurch gebogen, daß eine oder mehrere Flachglasplatten durch Wärme erweicht werden, die waagerecht oder schräg auf einer geeigneten Formgebungsfläche aufliegen, bis sich das Glas an diese durch Nachgeben unter seinem Eigengewicht anpaßt, oder durch ein Verfahren, bei welchem das Glas auf eine erhöhte Temperatur erhitzt und das Biegen dadurch beschleunigt wird, daß ein Druck auf die eine oder auf beider der entgegengesetzten Hauptflächen jeder Platte mit Hilfe von zwei einander gegenüberliegend angeordneten, komplementär geformten als Patrize und Matrize dienenden Preßwerkzeugen ausgeübt wird: Die Preßwerkzeuge wirken als Gesenke, die an den entgegengesetzten Oberflächen des Glases während eines kurzen Zeitraums angreifen. Für ein solches Biegen von Glas ist die Bezeichnung »Preßbiegen« bekanntgeworden.

Bei früher angewendeten Preßbiegeverfahren sind beträchtliche Schwierigkeiten dadurch aufgetreten, daß Formgebungselemente aus Metall oder anderen Materialien von hoher Wärmeleitfähigkeit beim Glas die Neigung zu Kühlrissen hervorrufen. Wenn außerdem Preßwerkzeuge aus Gußeisen erhitzt werden, sind diese der Gefahr der Oxydation und anderen Wirkungen hoher Temperatur ausgesetzt, welche die Folge haben, daß die das Glas berührenden Flächen von der gewünschten Gestalt abweichen und ihre Fehler den Betrachtungsflächen des Glases mitteilen. Gipsformen vertragen nur begrenzte Temperaturen und Kontaktzeiten.
Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 963 367, britische Patentschrift 680419), beim Preßbiegen von Glas Glasfaserstoffüberzüge zu verwenden, um die Oberfläche der Preßwerkzeuge gegen eine unmittelbare Berührung mit dem erhitzten Glas zu isolieren. Dabei ist die Verwendung mehrerer Lagen von Glasfasergeweben bekannt (USA.-Patentschrift 2 560 599), die mit einem hochhitzebeständigen Kunststoff getränkt sind, welcher die Zwischenräume des Glasfasergewebes ausfüllt.
Trotz dieser Maßnahme wird auf der durch Wärme erweichten Glasplattenoberfläche ein Abdrupk des Glasfasergewebes erhalten. Die Druckberührung verstärkt die Gesamtwirkung des Glasfasergewebes auf die Glasoberfläche. Außerdem weisen die durch Preßwerkzeuge mit bekannten Glasfasergewebeüberzügen geformten Glasplatten Fehler als Folge des ungleichmäßigen Brechungsindexes der gepreßten Glasflächen auf, welcher durch eine ungleichmäßige Kühlung der Glasoberflächen bei der Formgebung verursacht wird. Außer der Beeinträchtigung der optischen Eigenschäften durch die vorerwähnten Fehler besteht bei bekannten Glasfasergeweben Bruchgefahr wegen der geringen Zugfestigkeit ihrer Fasern. Das Glasfasergewebe muß über die Preßwerkzeuge gestreckt werden, um mögliche Fehler durch Falten des Überzuges auf ein Mindestmaß zu beschränken. Ein nicht gleichförmiger Kontakt der Glasfasergewebeüberzüge mit den Glasplatten hat eine Streckung der Glasfasern zur Folge. Die einzelnen Glasfasern brechen bei einer Dehnung von nur 3 %. Es war daher ein häufiges Auswechseln der Glasfasergewebe erforderlich. Dieses hävfige Auswechseln führt zu häufigen Unterbrechungen bei der Fertigung.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so durchzuführen, daß eine bessere Glasoberfläche erreicht und die Lebensdauer der verwendeten Glasfaserüberzüge der Preßbiegeformen erhöht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht, durch Verwendung eines aus Glasfasergarn gewirkten Stoffbahn und/oder Verwendung einer Stoffbahn aus texturiertem Glasfasergarn als Glasfaserüberzug für die Preßbiegeformen.

Dabei wird vorzugsweise eine Stoffbahn verwendet, die auf einer Flachwirkmaschine hergestellt ist.

Wenn die komplementären Formgebungsflächen entsprechend konvex und konkarv ausgebildet sind, ist vorzugsweise zwischen der konvexen Formgebungsfläche und der einen Fläche der Glasplatte wenigstens eine Stoffbahnlage mehr angebracht als zwisehen der konkarven Formgebungsfläche und der anderen Fläche der Glasplatte.

Es wurde festgestellt, daß gewirkte und/oder texturierte Glasfaserstoffüberzüge für Preßbiegeformen gemäß der Erfindung eine längere Lebensdauer haben als bekannte und eine geringere Neigung zur Beeinträchtigung der Hauptglasflächen besteht. Bei der Herstellung von Glasfaserstoffen durch Weben sind die das Gewebe bildenden Kettfäden und Schußfäden miteinander verkreuzt. Die Kettfaden erstrecken sich im wesentlichen linear in der einen Hauptrichtung, während sich die Schußfäden im wesentlichen linear in einer anderen Hauptrichtung erstrecken, welche die lineare Hauptrichtung der Schußfäden schneidet. Bei

Geweben bestimmt der Durchmesser der Schußfäden die Amplitude, um welche die Kettfaden von einer geraden Linie abweichen, während der Durchmesser der Kettfäden die Amplitude der Abweichung der Schußfäden von geraden Linien bestimmt.

Bei Überzügen aus Geweben wird dem durch Wärme erweichten Glas beim Pressen ein ungleichmäßiges Druckmuster mitgeteilt. Eine Reihe von an jeder Überschneidung der Kettfaden und der Schußfäden liegenden Stellen mit hoher Pressung kennzeichnet dieses Druckmuster. Der Abdruck des Glasfaserstoffes ist besonders bei gebogenem Glas an diesen Stellen hoher Pressung bemerkbar.

Gewirke weichen von Geweben und auch von anderen nicht gewebten Stoffen stark ab. Statt einer Verkreuzung einer Reihe von Längs- und Querfäden bei Geweben oder einer Reihe von Bahnen oder Lagen von Stoffen in haftender Verbindung miteinander, wie bei anderen nichtgewebten Stoffen, besteht das Wirken in seiner einfachsten Form darin, daß Garnschlingen gebildet werden und andere Schlingen durch die vorher geformten gezogen werden. Die Gewirkstruktur besteht aus einem Muster von sich durchsetzenden Schlingen. Wenn Gewirküberzüge als Flächen für Glaspreßgesenke verwendet werden, wie erfindungsgemäß alternativ vorgeschlagen, berühren die Schlingen das Glas.

Dieses gewirkte Glasfasermaterial kann entweder auf Flach- oder Rundwirkmaschinen hergestellt werden. Alle allgemeinen Arten von Gewirken, wie Links-Linksware, Rechts-Rechtsware, Kettenwirkware, wie Trikotware und Milaneserware, sind Glasfasergeweben als Überzüge für Formgebungsflächen weit überlegen. Der Grund für diese Überlegenheit besteht darin, daß die Gewirke, mit Ausnahme von Kettenwirkware, in allen Richtungen Elastizität und gute Rückstelleigenschaften aufweisen.

Zur Verwendung im Rahmen der Erfindung bevorzugte Gewirke bestehen in ihrer Gesamtstruktur aus einer Vielzahl von Maschen und Maschenverbindungen, welche vorne und hinten, rechts und links miteinander verbunden sind. Eine normale locker gewirkte Masche besteht aus zwei miteinander verbundenen S-Formen. Ferner ist vorzuziehen, daß die Verbindungen von Masche zu Masche zusammenhängenden S-Bahnen folgen. Querverbindungen von anderer als von S-Form verringern die Elastizität. Die ideale Masche ist eine Schlaufe, die in ihrer Form symmetrisch ist und den gleichen Raum sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung bedeckt.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein Material von größtmöglicher Elastizität und maximalen Erholungseigenschaften verwendet. Es hat sich gezeigt, daß Flach- oder Kulierwirkung besondere Ergebnisse sowohl hinsichtlich des Aussehens des preßgebogenen Glases als auch hinsichtlich der Lebensdauer des Glasfaserstoffüberzuges für die Formgebungswerkzeuge liefert.

Die Überzüge aus locker gewirktem Glasfaserstoff werden über die Formgebungsflächen der Formgebungswerkzeuge geformt und an zwei Rahmen befestigt, welche die Formgebungspreßwerkzeuge umgeben und an diesen angebracht sind. Der Überzug für das konvexe Formgebungspreßwerkzeug wird in innigen Kontakt mit der Form seiner konvexen Formgebungsfiäche gebracht. Der Überzug, der an dem Rahmen befestigt ist, welcher an dem konkaven Formgebungswerkzeug angebracht ist, paßt sich der konkaven Formgebungsfläche an, wenn das heiße Glas zur Auflage gebracht wird, was durch die Elastizität und die Erholungseigenschaften des Glasfasergewirküberzuges ermöglicht wird.

Glasprodukte von besonderer Qualität lassen sich gemäß der Erfindung auch mit Preßwerkzeugen herstellen, die mit Glasfaserbahnen versehen sind, welche aus texturierten Garnen zusammengesetzt sind, beispielsweise solche mit texturierten Oberflächen.

ίο Seelen- und Effektgarne können ebenfalls geeignete texturierte Garne ergeben, wenn entweder die Seelengarne oder die Effektgarne oder beide texturiert werden.

Texturierte Garne verbessern die Ergebnisse, die mit bekannten Glasfasergewebeüberzüge erzielt werden, da durch das Texturieren den Garnen eine Dämpfungswirkung verliehen wird und der örtliche Druck des Garns auf das durch Wärme erweichte Glas, der den Abdruck hervorruft, verringert wird.

Die Vorteile von Überzügen aus Glasfasergewirk und/oder Stoffbahnen aus texturiertem Glasfasergarn gegenüber bekannten Glasfasergewebeüberzügen sind folgende:

1. Bessere Anpassung an die Form ohne Faltenbildung.

2. Bessere Wärmeisolierung.

3. Längere Lebensdauer.

Beispiel

Zur Ermittlung der Durchführbarkeit des Verfahrens nach der Erfindung wurden gekrümmte Seitenfenster für Fahrzeuge aus wärmebehandeltem Sicherheitsglas mit einer Solldicke von 6,35 mm mit einem gleichmäßigen Krümmungsradius von 152,4 cm unter Verwendung unterschiedlicher Überzüge durch Erwärmen während eines Zeitraums von etwa 4 Minuten in einem tunnelartigen Ofen hergestellt, der auf 677° C gehalten wurde. Hierauf folgte die Entnahme des Glases aus dem Ofen und das Verbringen zu einer Glasformungsstation. Für diese Bewegung waren etwa 4 Sekunden erforderlich. Sodann wurden die Glasformgebungswerkzeuge auf den entgegengesetzten Seiten der senkrecht gelagerten Glasplatten an den entgegengesetzten Flächen der Glasplatte angepreßt. Das Schließen der Glasformgebungswerkzeuge und die Übertragung ihrer Formen auf die gegenüberliegenden Hauptflächen der durch Wärme erweichten Glasplatte beanspruchte etwa zwei Sekunden.

Die Formgebungswerkzeuge wurden etwa 2 Sekunden lang in Anlage an den gegenüberliegenden Oberflächen der Glasplatte gehalten. Die Glasplatten wurden dann sofort von der Preßstation zu einer Abschreckstation gefördert, an welcher Luft gegen die Flächen geblasen wurde. Nach Abkühlen der Glasplatten wurden diese auf Oberflächenfehler untersucht.
Die Glasformgebungswerkzeuge waren aus Gußeisen hergestellt und hatten zu Vergleichszwecken Überzüge aus verschiedenen Glasfaserstoffen, einige gewirkt und andere gewebt. Zur Prüfung der Wirkung der verschiedenen gewebten und gewirkten Glasfaserstoffe, die als Überzüge für die Formgebungspreßwerkzeuge verwendet wurden, wurde eine optische Untersuchung des gebogenen Glases durchgeführt.

Glaspreßbiegeformen, die mit den erfindungsgemäßen Glasfaserüberzugsmaterialien I bis IV der nach-

folgenden Tabelle versehen waren, ergaben brauchbare Glasplatten. Die besten optischen Eigenschaften wurden bei der Verwendung des Uberzugmaterials I der Tabelle erzielt. Die optischen Eigenschaften von gebogenen Glasplatten, die unter Verwendung der bekannten Überzugsmaterialien V und VI hergestellt wurden, entsprachen nicht den vom Handel gestellten Erfordernissen.

Tabelle der verwendeten Überzugsmaterialien

I. Glasfasergewirk mit 7,3 Nadeln und 10,2 Reihen je cm, aus einem Glasfasergarn, mit 30,3 m auf ein Gramm und das eine Z-Drillung mit etwa 0,4 Drehungen je cm, etwa 10 Prozent texturiert.

II. Glasfaser-Jersey-Ware mit 4,7 Nadeln und 4,7 Reihen je cm, aus einem Glasfasergarn mit 30,3 m je Gramm, wobei zwei Fäden dieses Garns mit 1,5 Drehungen je cm in S-Richtung miteinander verzwirnt sind und wobei das Garn etwa 10 Prozent texturiert ist.

III. Glasfasergewebe mit 11,4 Kettfaden und 11,8 Schußfäden je cm, wobei für Kett- und Schußfäden ein Seelen- und Effektgarn mit 30,3 m je Gramm, doppelt gezwirnt aus nichtverdrillten Fäden, wobei ein zweifädiges Seelengarn mit 5 Prozent Zuführüberschuß und ein zweifädiges Effektgarn mit 8O°/o Zuführüberschuß verwendet wurde.

IV. Glasfasergewebe mit 11,4 Kettfaden und 11,8 Schußfäden je cm, wobei als Kettgarn ein Garn entsprechend dem Uberzugsmaterial nach Beispiel II, jedoch nicht texturiert, und als Schußgarn ein Glasfaserfüllgarn entsprechend Beispiel II, 10 °/o texturiert, verwendet wurde.

V. Achtbindiges Köpergewebe aus nichttexturiertem Glasfasergarn eines Borsilikatglases mit 22,4 Kettfaden und 21,4 Schußfäden je cm, wobei Kett- und Schußfäden mit 45,2 m je Gramm verwebt wurden.

VI. Achtbindiges Köpergewebe wie Beispiel V, jedoch mit 16,5 Kettfäden und 14,2 Schußfäden je cm.

Bei den durchgeführten Untersuchungen ergab sich, daß schon durch das Texturieren eines Glasfasergewebeüberzuges die Oberflächeneigenschaften der preßgebogenen Glasplatten verbessert werden, ein Gewirk einem Gewebe jedoch vorzuziehen ist. Die beste Wirkung zeigten Glasfaserüberzüge aus texturierten Gewirken.

Durch weitere Versuche mit gewirkten Glasfaserüberzügen wurden die obere und die untere Grenze für die Lockerheit oder die Dichte der Wirkware ermittelt, welche für beste Ergebnisse erforderlich ist. Der Krümmungshalbmesser bestimmt die optimale Dichte der Wirkware und den Garndurchmesser. Feinere Garne und dichtere Wirkung sind für einen Überzug von gegebenem Gewicht bei einer Preßform erforderlich, bei welcher scharfe Krümmungen entstehen. Wenn das Wirkmuster zu locker ist, vermindert der Abstand zwischen benachbarten Maschen die gleichmäßige Isolierung. Die heiße Glasoberfläche verzieht sich, beispielsweise, wenn Überzüge aus Glasfasergewebe oder nichtgewebtem Glasfasermaterial mit nicht ausreichend gleichmäßiger Isolierung verwendet werden.

Andererseits werden, wenn das Wirkmuster zu dicht ist, die Elastizität und das Rückstellvermögen

ίο der einzelnen Maschen herabgesetzt.

Obwohl der Garndurchmesser bestimmt, wie dicht oder locker ein Glasfaserstoff gewirkt werden kann, ist die Zahl der möglichen Abwandlungen und Kombinationen von Garndurchmessern und Wirkmustern so groß, daß es unmöglich ist, eine zusammenfassende Übersicht aller Möglichkeiten zu geben. Es werden daher nachfolgend nur einige Beispiele gegeben, die als Richtschnur für das Erzielen verbesserter Überzüge aus gewirktem Glasfaserstoff dienen können.

Beispielsweise ist ein Glasfasergarn nach Beispiel II für einen Überzug mit etwa 9 bis 30 Reihen geeignet. Im allgemeinen werden dickere Garne lockerer gewirkt als dünnere Garne. Beispielsweise arbeitet eine Ware mit 7,9 Nadeln je cm aus diesem Garn ausgezeichnet, wenn es mit etwa 8 bis 12 Maschen je cm gewirkt wird, während eine Ware mit 3,1 Nadeln je cm vorzugsweise mit etwa 3,5 bis 5 Reihen gewirkt wird. Waren mit 2,4 Nadeln je cm und weniger aus diesem Garn sind im allgemeinen nicht für Überzüge geeignet, da sie auf dem durch Wärme erweichten Glas Abdrücke hervorrufen.

Eine größere Zahl von Reihen ist für feineres Garn wünschenswert.

Die erforderliche Isolierwirkung ist für das konvexe Formgebungswerkzeug größer als für das konkave Formgebungswerkzeug. Bei bekannten Überzügen waren mehrere Lagen Glasfasergewebe für eine ausreichende Wärmeisolierung für jedes Formgebungswerkzeug notwendig. Die Verwendung des erfin- dungsgemäßen Glasfaserstoffes ermöglicht die Verwendung von weniger Lagen auf den Formgebungsflächen der Formgebungswerkzeuge.

Da die dem konvexen Formgebungswerkzeug zugekehrte Oberfläche der Glasplatte während eines beträchtlichen Teils des Preßvorgangs mit einem größeren Bereich der Formgebungsfläche in Berührung steht als die dem konkaven Formgebungswerkzeug gegenüberliegende Oberfläche der Glasplatte, ist zwischen dem Glas und dem konvexen Formgebungswerkzeug mehr Isolierung erforderlich als zwischen dem Glas und dem konkaven Formgebungswerkzeug.

Bei den Versuchen wurden mit gutem Ergebnis nur

zwei Lagen des erfindungsgemäßen Glasfaserstoffes zur Auflagerung auf der konvexen Formgebungsfläche und nur eine Lage auf der konkaven Formgebungsfläche verwendet, ohne daß Kühlrisse auftraten. Daher wird vorzugsweise mindestens eine Lage mehr zwischen der Fläche der Glasplatte, die dem konvexen Preßwerkzeug zugewandt ist, angeordnet als zwisehen der anderen Fläche der Glasplatte und dem konkaven Formgebungswerkzeug.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von Glasplatten, bei dem eine durch Wärme erweichte Glasplatte durch Preßkontakt zwischen einem Paar Formwerkzeugen mit im wesentlichen komplementären, einander gegenüberliegenden Formgebungsflächen geformt wird und zwischen jeder Formgebungsfläche und jeder Hauptfläche der Glasplatte eine aus Glasfasern gebildete Stoffbahn angeordnet ist, gekennzeichnet durch Verwendung einer aus Glasfasergarn gewirkten Stoffbahn und/oder Verwendung einer Stoffbahn aus texturiertem Glasfasergarn.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stoffbahn verwendet wird, die auf einer Flachwirkmaschine hergestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die komplementären Formgebungsflächen entsprechend konvex und konkav ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der konvexen Formgebungsfläche und der einen Fläche der Glasplatte wenigstens eine Stoffbahnlage mehr angebracht wird als zwischen der konkaven Formgebungsfläche und der anderen Fläche der Glasplatte.