DE19643935C2 - Verfahren und Vorrichtung zum schrittweisen Biegen von Glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schrittweisen Biegen von Glasscheiben, bei dem die auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheiben in horizontaler Lage in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Biegestationen stufenweise in die endgültige Form gebogen und in der letzten Biegestation durch eine mit Saugöffnungen versehene obere konvexe Biegeform durch Saugwirkung angehoben und auf einen verfahrbaren Tragring übergeben werden. Die Erfindung betrifft ferner Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Mehrstufige Biegeverfahren durch schrittweises Preßbiegen sind aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. Insbesondere können mit solchen mehrstufigen Biegeverfahren komplizierte Scheibenformen hergestellt werden, beispielsweise sphärische Biegungen, deren Herstellung in einem einstufigen Biegeprozeß mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Ein zweistufiges Biegeverfahren und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist zum Beispiel aus der DE 42 03 751 C2 bekannt. Bei diesem bekannten Biegeverfahren sind in beiden Biegestationen die untere und die obere Biegeform als starre Preßwerkzeuge ausgebildet, wobei die oberen Biegeformen jeweils vollflächige konvexe Saugbiegeformen sind. Die vorgebogene Glasscheibe wird mit Hilfe der ersten Saugbiegeform in die darauffolgende Preßbiegestation überführt, während gleichzeitig durch die Saugbiegeform der zweiten Preßbiegestation der Transport der fertig gebogenen Glasscheibe in eine Übergabestation erfolgt, in der die Glasscheibe auf den Tragrahmen übergeben wird. Durch das wiederholte Ergreifen der Glasscheiben beim Biegeprozeß durch die Saugbiegevorrichtungen besteht die Gefahr, daß durch Relativbewegungen zwischen der Glasscheibe und den Saugbiegevorrichtungen die Glasoberfläche beeinträchtigt wird.

Es ist auch grundsätzlich bekannt, wie es beispielsweise aus der DE 39 28 968 C1 hervorgeht, auf einem nachgiebig gehalterten Gewebeband liegende Glasscheiben mit einer Preßbiegeform zu biegen. Hierbei ist das Gewebeband ein endloses Förderband, das am Ende der Biegestation über eine Umlenkwalze geführt wird, deren Form der Querbiegung der gebogenen Glasscheibe entspricht, so daß die Gefahr einer Deformation der gebogenen Glasscheibe unter der Wirkung ihres Eigengewichts weitgehend ausgeschlossen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittbiegeverfahren mit zwei oder mehr Biegestationen so auszugestalten, daß die Relativbewegungen zwischen den die Glasscheiben durch die Biegeanlage schrittweise transportierenden Tragvorrichtungen verringert werden. Außerdem soll sich das Verfahren insbesondere zum Biegen von verhältnismäßig dünnen Glasscheiben eignen und auch die Herstellung von sphärischen Biegungen ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glasscheiben auf einem auf einem starren Tragrahmen nachgiebig angeordneten Trägergewebe liegend mit dem Trägergewebe und dem Tragrahmen schrittweise durch die Biegeanlage gefördert und zusammen mit dem sich der Form der Glasscheiben anpassenden Trägergewebe gebogen werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden eine Reihe wesentlicher Vorteile erreicht. Zum einen bleibt die die Biegetemperatur aufweisende Glasscheibe während des gesamten Biegevorgangs auf ihrer gesamten Flächenausdehnung unterstützt, so daß die Gefahr von unerwünschten Deformationen der Glasscheibe beispielsweise durch Schwerkraftwirkung auf ein Minimum reduziert wird. Zum anderen werden Relativbewegungen zwischen der Glasscheibe und den die Glasscheibe durch die Anlage fördernden Trägern, und damit die Gefahr von Beeinträchtigungen der Glasoberfläche, vollständig vermieden. Ferner wird die Genauigkeit der Positionierung der Glasscheibe in den einzelnen Stationen der Biegeanlage erhöht, so daß auf diese Weise die Formhaltigkeit der fertigen Glasscheibe verbessert wird. Schließlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren wegen der genannten Vorteile in besonderer Weise zum sphärischen Biegen von sehr dünnen Glasscheiben, beispielsweise von Glasscheiben von weniger als 3 mm Dicke. Erfahrungsgemäß ist nämlich die Herstellung sphärisch gebogener Glasscheiben von derart geringer Dicke ein besonders kritischer Vorgang, weil insbesondere sehr dünne Glasscheiben dazu neigen, beim Biegevorgang am Rand leichte wellenförmige Deformationen zu bilden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Glasscheibe im ersten Biegeschritt unter Verwendung eines unteren konkaven Formwerkzeugs gebogen, dessen äußere, den Scheibenrand abstützende Fläche im wesentlichen in einer Ebene liegt. Bei der Vorbiegung wird die Glasscheibe auf diese Weise zunächst in ihrem Mittelfeld vorgebogen und gedehnt, während der Scheibenrand innerhalb der ursprünglichen Ebene bleibt. Wenn dann im zweiten Biegeschritt die endgültige Biegung erfolgt, ist die Gefahr wellenförmiger Deformationen am Rand erheblich geringer.

Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens besteht darin, daß beim ersten Biegeschritt auf den Rand der Glasscheibe ein von oben auf den Scheibenrand einwirkendes Werkzeug eingesetzt wird, das den unmittelbaren Randbereich der Glasscheibe gegen den ebenen Randbereich der unteren konkaven Form preßt. Zweckmäßigerweise werden dabei die Bedingungen so gewählt, daß nur der äußerste Randbereich der Glasscheiben eingespannt oder gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise so geführt werden, daß der Biegevorgang in zwei Schritten erfolgt, wobei die Glasscheiben auch im ersten Biegeschritt durch eine auf die Glasscheibe absenkbare konvexe vollflächige Biegeform vorgebogen werden. Zweckmäßigerweise wirkt die obere konvexe Biegeform dabei mit einer unteren konkaven Biegeform zusammen, die unterhalb der Transportebene des Trägergewebes heb- und senkbar angeordnet ist.

In besonders vorteilhafter Weise erfolgt der Biegevorgang in der ersten Biegestation jedoch durch pneumatischen Differenzdruck, und zwar mit Hilfe einer vollflächigen und durch Bohrungen in der Formfläche mit Unterdruck beaufschlagbaren konkaven Biegeform. Auch die Saugbiegeform ist unterhalb der Transportebene des Trägergewebes heb- und senkbar angeordnet. Nach dem Saugbiegevorgang wird durch kurzzeitige Entlüftung das Trägergewebe mit der vorgebogenen Glasscheibe von der Formfläche gelöst, die Saugbiegeform abgesenkt und der Tragrahmen mit der vorgegebenen Glasscheibe in die Endbiegestation transportiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegeanlage in schematischer perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegeanlage, ebenfalls in schematischer perspektivischer Darstellung;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Saugbiegevorrichtung in einer Schnittdarstellung;

Fig. 4 eine Saugbiegevorrichtung, ebenfalls im Schnitt, mit einer zusätzlichen Halteplatte für den Rand der Glasscheibe, und

Fig. 5 eine Saugbiegevorrichtung, ebenfalls im Schnitt, mit zusätzlicher Druckbeaufschlagung.

Bevor die Glasscheiben 1 in einer erfindungsgemäßen Biegeanlage gebogen werden, werden sie in einem geeigneten Ofen auf Biegetemperatur erwärmt. Bei dem Ofen, der als solcher in den Figuren nicht dargestellt ist, kann es sich beispielsweise um einen Rollendurchlaufofen handeln, bei dem die Glasscheiben 1 auf angetriebenen Transportwellen 2 durch den Ofen transportiert werden. Am Ende des Durchlaufofens werden sie von einer auf der Unterseite ebenen Saugplatte 3 von den Transportrollen abgehoben. Die Saugplatte 3 ist auf geeignete Weise linear verfahrbar und bringt die Glasscheibe 1 aus dem Ofen heraus in die Biegeanlage.

Die Biegeanlage umfaßt eine Vorbiegestation 10 und eine Endbiegestation 20. Ferner umfaßt die in Fig. 1 dargestellte Biegeanlage ein Transportsystem für die Glasscheiben, das aus mehreren in Richtung der Pfeile F verfahrbaren Tragrahmen 30 besteht, auf denen jeweils ein Gewebeabschnitt 31 nachgiebig gespannt ist. Dieser Gewebeabschnitt 31 dient als Träger für die heißen Glasscheiben. Geeignete Materialien hierfür bestehen insbesondere aus hitzebeständigen Metallfasern und sind als solche bekannt und im Handel. Je nach der gewünschten Elastizität und Nachgiebigkeit, die dieses Trägermaterial aufweisen soll, können anstelle von Geweben auch geeignete Gewirke aus hitzebeständigen Metallfasern verwendet werden. Die Gewebeabschnitte 31 liegen auf zwei einander gegenüberliegenden Stäben 32 des Rahmens 30 auf und sind über die Stäbe 32 lose herübergelegt. An ihren Enden sind Metallstangen 33 befestigt, die von ihrem Gewicht her so bemessen sind, daß sie einerseits für die nötige Spannung des Trägergewebes sorgen, andererseits aber die Spannung des Trägergewebes auf einen solchen Wert begrenzen, daß dieses nach dem Vorbiegevorgang die durch die Glasscheibe vorgegebene Form unter dem Gewicht der Glasscheibe beibehält. Die mit den Trägergeweben 31 versehenen Tragrahmen 30 werden schrittweise im Kreislauf durch die Biegeanlage geführt. Das Transportsystem als solches ist der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.

Die erste Biegestation, das heißt die Vorbiegestation 10 der Biegeanlage, umfaßt eine untere Saugbiegeform 12, die beispielsweise mit Hilfe eines Druckzylinders 13 heb- und senkbar gelagert ist. Die Saugbiegeform 12 weist eine konkave Formfläche 14 auf, in die eine Reihe von Bohrungen 15 münden, die mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Das Ausmaß der Wölbung der konkaven Formfläche 14 entspricht etwa der Hälfte der Durchbiegung der endgültigen Scheibenform. Die sich an die konkave Formfläche 14 anschließende Oberfläche 16 der Saugbiegeform liegt in einer Ebene, so daß der Rand der Glasscheibe nach diesem Vorbiegeschritt ebenfalls in einer Ebene liegt, unabhängig davon, wie die Form die Glasscheibe und ihr Kantenverlauf nach dem letzten Biegeschritt aussehen.

Auch in der Endbiegestation 20 ist die untere Biegeform 22 mit Hilfe eines Druckzylinders 23 heb- und senkbar angeordnet. Bei dieser unteren Biegeform 22 kann es sich um eine vollflächige Biegeform oder um eine Rahmenbiegeform handeln. Diese untere Biegeform 22 wirkt zusammen mit der oberen vollflächigen Biegeform 24, die ebenfalls über einen geeigneten Antrieb, beispielsweise einen Druckzylinder, heb- und senkbar gelagert ist. Die vollflächige konvexe Biegeform 24 ist im übrigen in bekannter Weise mit Bohrungen versehen, die einerseits mit Unterdruck und andererseits mit Überdruck beaufschlagt werden können, und ist auf der Formfläche mit einem Gewebe aus hitzebeständigen Fasern überzogen.

An die Endbiegestation 20 schließt sich eine Kühlstation an, bei der es sich um eine übliche Einrichtung handelt und die hier nicht dargestellt ist. Mit Hilfe eines verfahrbaren Tragrings 26, der der Form des Randes der gebogenen Glasscheibe entspricht, wird die gebogene Glasscheibe von der oberen Biegeform 24 übernommen und in die Kühlstation verbracht.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Die auf Biegetemperatur erwärmte Glasscheibe 1 wird von der verfahrbaren Saugplatte 3 ergriffen und mit Hilfe der Saugplatte in die Biegestation 10 verbracht und dort auf dem Trägergewebe 31 abgelegt. Während die Saugplatte 3 zurückfährt, wird die Saugbiegeform 12 bis zur Anlage an das Trägergewebe 31 angehoben, und an die Saugbiegeform 12 wird Unterdruck angelegt. Unter der Saugwirkung der Saugbiegeform wird die Glasscheibe zusammen mit dem Trägergewebe 31 in die konkave Formfläche 14 gepreßt. Bei diesem Vorgang dehnt sich das flexible elastische Trägergewebe, wobei gleichzeitig gegen die Schwerkraftwirkung der an den Enden befestigten Stangen 33 die wirksame Länge des Gewebes erhöht wird. Nach Beendigung des Saugvorgangs wird der Unterdruck aufgehoben und durch einen kurzen Überdruckimpuls die Form von dem Trägergewebe 31 gelöst. Die Saugbiegeform 12 wird abgesenkt, und der Rahmen 30 mit der vorgebogenen Glasscheibe fährt in die Endbiegestation 20. Nach der Positionierung des die vorgebogene Glasscheibe tragenden Rahmens 30 werden die untere konkave Biegeform 22 und die obere konvexe Biegeform 24 gleichzeitig zusammengefahren und dadurch die Glasscheibe in die endgültige Form gepreßt. Die obere Biegeform hebt dann durch Saugwirkung die fertig gebogene Glasscheibe von dem Trägergewebe ab, das dann unter der Spannwirkung der Stangen 33 wieder seine ebene Form annimmt. Der Tragring 26 fährt sodann unter die Biegeform 24, übernimmt die gebogene Glasscheibe von der Biegeform und bringt sie in die nachfolgende Kühlstation.

In grundsätzlich ähnlicher Weise arbeitet auch die in der Fig. 2 dargestellte Biegeanlage, die in diesem Fall als Karussell mit vier Stationen ausgebildet ist, nämlich einer Auflegestation 37, einer Vorbiegestation 38, einer Endbiegestation 39 und einer weiteren Station 40, in der gegebenenfalls das Trägergewebe 41 gerichtet werden kann. Die Trägergewebeabschnitte 41 liegen hier auf den Armen 42 eines drehkreuzartigen Rahmens, der schrittweise jeweils um 90° in Drehrichtung des Pfeils F' gedreht wird. Die Arbeitsvorgänge in der Auflegestation 37, der Vorbiegestation 38 und in der Endbiegestation 39 laufen in diesem Fall gleichzeitig ab, so daß eine solche Ausführungsform besonders wirtschaftlich ist. Im übrigen ist die Ausbildung der Biegewerkzeuge und die Verfahrensweise die gleiche wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, so daß insoweit auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen wird.

Fig. 3 zeigt noch einmal die wesentlichen Einzelheiten der Vorbiegestation in einer Schnittdarstellung. Die Saugbiegeform 12 befindet sich bereits in der oberen Endstellung und mit ihrem ebenen Flächenbereich 16 in Kontakt mit dem Trägergewebe 31, auf dem in zentrierter Position die Glasscheibe 1 liegt. Bohrungen 15 in der Saugbiegeform 12 verbinden die Formfläche 14 mit dem Gehäuse 18, an das eine Unterdruckpumpe 17 angeflanscht ist. Stattdessen kann das Gehäuse 18 über eine flexible Unterdruckleitung mit einem unter Unterdruck stehenden Behälter verbunden sein, so daß sich beim Öffnen eines Ventils in dieser Leitung in der Saugbiegeform sehr schnell ein Unterdruck aufbaut, durch den die Glasscheibe 1 zusammen mit dem Trägergewebe 31 an die Formfläche 14 angepreßt wird. Unmittelbar darauf wird die Saugbiegeform 12 belüftet und senkt sich wieder ab, und die Glasscheibe 1 wird mit dem Trägergewebe in die Endbiegestation verfahren.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird die Glasscheibe 1 beim Vorbiegevorgang auf ihrer Oberseite am Rand durch eine ebene Platte 45 gehalten, die mit dem ebenen Flächenbereich 16 der Saugbiegeform 12 zusammenwirkt. Der Einsatz einer solchen Platte 45 empfiehlt sich in solchen Fällen, in denen die Gefahr einer Wellenbildung am Rand der Glasscheibe besonders groß ist, beispielsweise bei besonders starken sphärischen Biegungen. Im übrigen ist die Saugbiegeform genau so aufgebaut wie die in Fig. 3 beschriebene Vorrichtung.

Bei besonders starken sphärischen Biegungen kann es zweckmäßig sein, die Saugkräfte der Saugbiegeform 12 durch von oben auf die Glasscheibe einwirkende pneumatische Druckkräfte zu unterstützen. Eine hierfür geeignete Vorrichtung, bei der gleichzeitig der Rand der Glasscheibe 1 zur Vermeidung von Wellenbildungen festgehalten wird, ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Fall kommt wieder eine mit dem ebenen Flächenbereich 16 der Saugbiegeform 12 zusammenwirkende ebene Druckplatte 48 zum Einsatz, die auf die Glasscheibe 1 abgesenkt wird. Die Platte 48 ist über Bohrungen 49 mit einem Gehäuse 50 verbunden, das über eine Druckleitung 51 in dem Augenblick unter Überdruck gesetzt wird, in dem an die Saugbiegeform 12 über das Gehäuse 16 Unterdruck angelegt wird.

In allen beschriebenen Fällen schließt sich an den Vorbiegeschritt der Endbiegeschritt mit einer Biegepresse in der weiter oben beschriebenen Form an.

Claims (11)

1. Verfahren zum schrittweisen Biegen von Glasscheiben, bei dem die auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheiben in horizontaler Lage in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Biegestationen stufenweise in die endgültige Form gebogen und in der letzten Biegestation durch eine mit Saugöffnungen versehene obere konvexe Biegeform durch Saugwirkung angehoben und auf einen verfahrbaren Tragring übergeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben auf einem auf einem starren Tragrahmen nachgiebig angeordneten Trägergewebe liegend mit dem Trägergewebe und dem Tragrahmen schrittweise durch die Biegeanlage gefördert und zusammen mit dem sich der Form der Glasscheiben anpassenden Trägergewebe gebogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegevorgang in zwei Stufen erfolgt, wobei die Glasscheiben in der ersten Stufe durch eine auf die Glasscheibe absenkbare vollflächige Biegeform vorgebogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegevorgang in zwei Stufen erfolgt, wobei die Glasscheiben in der ersten Stufe durch eine konkave, unter Unterdruck setzbare Biegeform vorgebogen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Vorbiegestation (10; 38), einer Endbiegestation (20; 39) und mit einer die vorgebogene Glasscheibe von der Vorbiegestation (10; 38) in die Endbiegestation (20; 39) übergebenden Tragvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung aus einem starren Tragrahmen (30; 42) und einem auf dem Tragrahmen nachgiebig angeordneten Trägergewebe (31; 41) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergewebe (31; 41) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten lose über Haltestangen gelegt und an den über die Haltestangen herabhängenden Enden gewichtsbelastet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorbiegestation (10; 38) und in der Endbiegestation (20; 39) unterhalb der Transportebene der Tragvorrichtung jeweils eine absenkbare und bis auf die Ebene des Trägergewebes anhebbare konkave Biegeform (12, 22) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Biegeform (12) eine durch Bohrungen (15) in der Formfläche (14) mit Unterdruck beaufschlagbare vollflächige Biegeform ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorbiegestation oberhalb der Saugbiegeform (12) eine auf die Glasscheibe (1) absenkbare Platte (45) vorgesehen ist, die zumindest in ihrem dem Rand der Glasscheibe (1) gegenüberliegenden Bereich eben ausgebildet ist und eine Wellenbildung der Glasscheibe (1) am Rand verhindert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Saugbiegeform (12) eine absenkbare Platte (48) vorgesehen ist, die über die Platte (48) durchdringende Bohrungen (49) mit Überdruck beaufschlagbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrahmen (30) mit dem Trägergewebe (31) auf verfahrbaren Schlitten angeordnet und im Kreislauf durch die Biegeanlage schrittweise verfahrbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrahmen (42) an einem Drehkreuz angeordnet sind, das in Art eines Karussells die Trägergewebe (41) schrittweise durch die Biegeanlage fördert.