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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Scheiben.
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In der industriellen Serienfertigung von Glasscheiben werden verschiedene Biegeverfahren eingesetzt, die schon vielfach Eingang in die Patentliteratur gefunden haben. Beispielsweise beschreibt die
WO 2012/080072 ein Verfahren mit einer stufenweisen Biegung von Glasscheiben im Rand- und Innenbereich. Hierbei wird die Glasscheibe zunächst auf einem Vorbiegering in einen Ofen gefahren, wobei der Scheibenrand vorgebogen wird, gefolgt von einem Weiterbiegen des Scheibenrands durch eine erste Ansaugvorrichtung, Ablegen und Biegen der Glasscheibe in der Fläche auf einem Endbiegering und Fertigbiegen auf die gewünschte Endgeometrie mittels einer zweiten Ansaugvorrichtung. Durch die stufenweise Biegung der Glasscheibe können bei komplexen Scheibenformen optische Fehler vermindert werden.
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In der
WO 2004/087590 und
WO 2006072721 ist jeweils ein Verfahren beschrieben, bei dem die Glasscheibe zunächst auf einem Biegerahmen durch Schwerkraft vorgebogen wird, gefolgt von einer Pressbiegung mittels einer oberen oder unteren Biegeform.
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In der
EP 255422 und
US 5906668 ist jeweils die Biegung einer Glasscheibe durch Ansaugen gegen eine obere Biegeform beschrieben.
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Generell besteht Bedarf an kompakten Anlagen zum Biegen von Glasscheiben, wobei die Glasscheiben mit relativ kurzen Taktzeiten und niedrigen Produktionskosten herstellbar sein sollen.
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Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben zur Verfügung zu stellen. Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff „Vorbiegung“ eine nicht vollständige Biegung der Scheibe in Bezug auf eine definierte bzw. definierbare Endbiegung (Endgeometrie bzw. Endform) der Scheibe. Die Vorbiegung kann beispielsweise 10 bis 80% der Endbiegung ausmachen. In der Verwendung als „Randvorbiegung“ bezieht sich der Begriff auf die nicht vollständige Biegung der Scheibe in einem an eine Scheibenkante angrenzenden, endständigen Randbereich der Scheibe, typischer Weise ein die Scheibe streifenförmig umlaufender Randbereich. Beispielsweise liegt die Streifenbreite im Bereich von 3 bis 150 mm. Die Scheibenkante wird durch eine (Schnitt-)Fläche gebildet, die typischer Weise senkrecht zu den beiden einander gegenüberliegenden Scheibenhauptflächen angeordnet ist. In der Verwendung als „Flächenvorbiegung“ bezieht sich der Begriff auf die nicht vollständige Biegung der Scheibe in einem Zentral- bzw. Innenbereich der Scheibe, der vom Randbereich umgeben ist und direkt an den Randbereich angrenzt. Im Unterschied hierzu bezieht sich der Begriff „Endbiegung“ auf die vollständige Biegung der Scheibe. In der Verwendung als „Randendbiegung“ bezieht sich der Begriff auf die vollständige Biegung im Randbereich der Scheibe, in der Verwendung als „Flächenendbiegung“ auf die vollständige Biegung im Innenbereich der Scheibe.
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Der Begriff „Scheibe“ bezieht sich generell auf eine Glasscheibe, insbesondere ein thermisch vorgespanntes Kalk-Natron-Glas.
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Der Begriff „seitlich“ bzw. „seitlich versetzbar“ bezeichnet eine Bewegung mit mindestens einer horizontalen Bewegungskomponente, wodurch ein Bauteil relativ zu einem anderen Bauteil seitlich angeordnet werden kann.
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Die Vorrichtung zum Biegen von Scheiben umfasst typischer Weise mehrere strukturell und funktionell voneinander abgrenzbare Zonen. Erfindungsgemäß wesentlicher Bestandteil ist eine thermische Biegezone zum Biegen von erwärmten Scheiben, die vorteilhaft mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen von Scheiben ausgerüstet ist. Insbesondere kann die Biegezone zu diesem Zweck auf eine Temperatur gebracht werden, die ein plastisches Verformen von Scheiben ermöglicht und typischer Weise im Bereich von 600°C bis 750°C liegt.
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Die Biegezone umfasst mindestens zwei Biegeformen, insbesondere eine erste Biegeform und eine zweite Biegeform. Die erste Biegeform und die zweite Biegeform verfügen jeweils über eine Kontaktfläche zum Kontaktieren einer Scheibe. Die Kontaktfläche der ersten Biegeform bzw. zweiten Biegeform weist einen äußeren Flächenabschnitt und einen inneren Flächenabschnitt auf bzw. ist aus dem äußeren und inneren Flächenabschnitt zusammengesetzt. Der äußere Flächenabschnitt ist für eine Randendbiegung in einem Randbereich der Scheibe geeignet ausgebildet. Vorzugsweise ist der innere Flächenabschnitt der ersten Biegeform bzw. zweiten Biegeform für eine Flächenvorbiegung in einem vom Randbereich umgebenen Zentral- bzw. Innenbereich der Scheibe geeignet ausgebildet. Alternativ kann der innere Flächenabschnitt der zweiten Biegeform für eine Flächenendbiegung geeignet ausgebildet sein.
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Wie hier und im Weiteren verwendet, ist die Formulierung „geeignet ausgebildet“ im Zusammenhang mit dem äußeren Flächenabschnitt der Kontaktfläche so zu verstehen, dass der äußere Flächenabschnitt so ausgebildet ist, dass eine Randendbiegung der Scheibe erzeugbar ist. Die Scheibe muss jedoch nicht zwingend einer Randendbiegung unterzogen werden, sondern es kann auch nur eine Randvorbiegung erfolgen. Die Randendbiegung wird dann erst in der weiteren Verfahrensführung erzeugt. Der äußere Flächenabschnitt muss zu diesem Zweck nicht notwendiger Weise eine Form aufweisen, die komplementär zu einer randendgebogenen Scheibe ist. Im Zusammenhang mit dem inneren Flächenabschnitt der Kontaktfläche bedeutet „geeignet ausgebildet“, dass der innere Flächenabschnitt so ausgebildet ist, dass eine Flächenvorbiegung der Scheibe erzeugbar ist, wobei nicht zwingend eine Flächenvorbiegung erfolgen muss. Ist der innere Flächenabschnitt der zweiten Biegeform alternativ für eine Flächenendbiegung geeignet ausgebildet, bedeutet dies, dass eine Flächenendbiegung erzeugbar ist, jedoch nicht zwingend erzeugt werden muss. Die Flächenendbiegung kann dann in der weiteren Verfahrensführung erzeugt werden.
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Vorzugsweise weisen die erste Biegeform und zweite Biegeform jeweils ein Mittel zum Festlegen einer Scheibe an der jeweiligen Kontaktfläche auf.
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Das Mittel zum Festlegen einer Scheibe an der Kontaktfläche umfasst vorteilhaft eine pneumatische Saugeinrichtung zum Ansaugen eines gasförmigen Fluids, insbesondere Luft, durch welche die Scheibe mittels Unterdruck gegen die jeweilige Kontaktfläche gezogen werden kann. Die Kontaktfläche kann zu diesem Zweck beispielsweise mit mindestens einem Saugloch, vorteilhaft mit einer Vielzahl von über die Kontaktfläche beispielsweise gleichmäßig verteilten Sauglöchern versehen sein, an denen für eine Saugwirkung an der Kontaktfläche jeweils ein Unterdruck anlegbar ist. Die Saugeinrichtung kann alternativ oder ergänzend eine die Kontaktfläche umrandende Schürze aufweisen, durch die ein Unterdruck an der Kontaktfläche erzeugbar ist. Die Saugeinrichtung erzeugt einen typischer Weise nach oben gerichteten Strom eines gasförmigen Fluids, insbesondere Luft, der ausreicht, um die Scheibe an der Kontaktfläche festzuhalten. Dies ermöglicht es insbesondere, einen Rahmen zur Aufnahme der an der Kontaktfläche festgelegten Scheibe, unterhalb der Scheibe zu platzieren.
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Alternativ oder ergänzend umfasst das Mittel zum Festlegen einer Scheibe an der Kontaktfläche vorteilhaft eine pneumatische Blaseinrichtung zum Erzeugen eines gasförmigen Fluidstroms, insbesondere eines Luftstroms, die so ausgebildet ist, dass eine Scheibe durch den gasförmigen Fluidstrom von unten her angeblasen, hierdurch angehoben und gegen die Kontaktfläche der ersten bzw. zweiten Biegeform gedrückt werden kann. Die Blaseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die an der Kontaktfläche festgelegte Scheibe durch den vom gasförmigen Fluidstrom ausgeübten Druck im Randbereich und/oder im Innenbereich, vorteilhaft wenigstens im Randbereich, vorgebogen werden kann.
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Wie hier und im Weiteren verwendet, bezieht sich der Begriff „Festlegen“ auf eine Fixierung einer Scheibe an der Kontaktfläche, wobei die Scheibe gegen die Kontaktfläche gedrückt und/oder an die Kontaktfläche gesaugt werden kann. Das Festlegen einer Scheibe an der Kontaktfläche ist nicht zwingend mit einem Biegevorgang verbunden. Die Kontaktflächen der ersten und zweiten Biegeform sind für einen Kontakt mit einer Scheibe jeweils nach unten orientiert.
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Die Vorrichtung zum Biegen von Scheiben umfasst weiterhin einen Pressrahmen (z.B. Pressring) zum Transportieren und Pressen einer Scheibe. Zu diesem Zweck weist der Pressrahmen eine Pressfläche (Kontaktfläche) für eine Scheibe auf, die zu dem für eine Randendbiegung geeignet ausgebildeten äußeren Flächenabschnitt der ersten Biegeform bzw. zweiten Biegeform komplementär ausgebildet ist. Die Pressfläche ist beispielsweise in Form eines Streifens ausgebildet, beispielsweise mit einer Streifenbreite im Bereich von 3 bis 150 mm. Die Pressfläche ist zum Kontakt mit einer Scheibe nach oben orientiert. Zudem ist der Pressrahmen für eine Flächenvorbiegung durch Schwerkraft im Innenbereich der Scheibe geeignet ausgebildet, wobei ein Sacken des Innenbereichs der Scheibe nach unten durch Schwerkraft möglich ist. Der Pressrahmen kann zu diesem Zweck offen, d.h. mit einer zentralen Durchbrechung versehen sein, oder vollflächig ausgebildet sein, solange ein Sacken des Innenbereichs der Scheibe ermöglicht ist. Eine offene Gestaltung ist im Hinblick auf eine einfachere Prozessierung von Scheiben bevorzugt. Es versteht sich, dass eine größere Breite einer streifenförmigen Pressfläche durch eine bessere Gewichtsverteilung vorteilhaft im Hinblick auf die Vermeidung von unerwünschten Markierungen (Änderungen der planen Oberflächen der Scheibe) ist, wobei durch das Pressen der Scheibe im Randbereich auf dem Pressrahmen der Erzeugung von Markierungen entgegengewirkt werden kann. Die Pressfläche des Pressrahmens hat eine definierte Geometrie, wobei der Pressrahmen zu diesem Zweck hinreichend starr ist. Der Pressrahmen ist beispielsweise als Gussteil geformt, wobei die Pressfläche beispielsweise durch Fräsen hergestellt ist. Bei der Schwerkraftbiegung wird die Scheibe durch ihr Eigengewicht vorgebogen. Durch die vorherige Pressung des Scheibenrands gegen die Pressfläche des Pressrahmens kann die Flächenvorbiegung der Scheibe reduziert werden. Zudem ist in vorteilhafter Weise die Verwendung eines Anschlags zur Fixierung der Scheibe während des Transports auf dem Pressrahmen ermöglicht.
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Die erste Biegeform und der Pressrahmen sind in vertikaler Richtung relativ zueinander versetzbar, so dass die Scheibe im Randbereich zwischen dem äußeren Flächenabschnitt der ersten Biegeform und der Pressfläche des Pressrahmens verpressbar ist. Die Scheibe wird hierdurch im Randbereich vor- oder endgebogen. Vorteilhaft ist die erste Biegeform mit einem Bewegungsmechanismus gekoppelt, durch den die erste Biegeform zum Pressrahmen zugestellt werden kann. Denkbar ist jedoch auch, dass der Pressrahmen der ersten Biegeform zugestellt wird.
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In entsprechender Weise sind die zweite Biegeform und der Pressrahmen in vertikaler Richtung relativ zueinander versetzbar, so dass die Scheibe im Randbereich zwischen dem äußeren Flächenabschnitt der zweiten Biegeform und der Pressfläche des Pressrahmens verpressbar ist. Die Scheibe wird hierdurch im Randbereich vor- oder endgebogen. Vorteilhaft ist die zweite Biegeform mit einem Bewegungsmechanismus gekoppelt, durch den die zweite Biegeform zum Pressrahmen zugestellt werden kann. Alternativ ist möglich, dass der Pressrahmen der zweiten Biegeform zugestellt wird.
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Vorteilhaft ist der Pressrahmen zwischen einer der ersten Biegeform zugeordneten ersten Pressrahmenposition und einer der zweiten Biegeform zugeordneten zweiten Pressrahmenposition relativ zur ersten und zweiten Biegeform in reziproker Weise seitlich bewegbar (d.h. mit mindestens einer horizontalen Bewegungskomponente). Vorteilhaft ist der Pressrahmen in der horizontalen Ebene reziprok und translatorisch (1-dimensional) bewegbar. Typischer Weise befindet sich die erste Pressrahmenposition in vertikaler Richtung (z.B. direkt) unterhalb der ersten Biegeform und die zweite Pressrahmenposition in vertikaler Richtung (z.B. direkt) unterhalb der zweiten Biegeform.
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Vorteilhaft verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin über eine Vorwärmzone mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen von Scheiben auf eine Biegetemperatur, sowie einen Transportmechanismus, insbesondere vom Typ Rollenbett, zum Transportieren von Scheiben von der Vorwärmzone zur Biegezone, insbesondere zu einer Entnahmeposition (z.B. direkt) unterhalb der ersten Biegeform. Das Rollenbett ist vorteilhaft so ausgebildet, dass einzelne Scheiben nacheinander zur Entnahmeposition transportiert werden können. Die Entnahmeposition kann insbesondere einem Endabschnitt des Rollenbetts entsprechen.
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Vorteilhaft verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin über eine thermische Vorspannzone mit einer Kühleinrichtung zum thermischen Vorspannen einer Scheibe, wobei ein Vorspannrahmen (z.B. Vorspannring) zum Transport einer Scheibe von einer der zweiten Biegeform zugeordneten ersten Vorspannrahmenposition, welche insbesondere identisch zur zweiten Pressrahmenposition sein kann, zu einer zweiten Vorspannrahmenposition in der Vorspannzone relativ zur zweiten Biegeform in reziproker Weise seitlich bewegbar ist (d.h. mit mindestens einer horizontalen Bewegungskomponente). Vorteilhaft ist der Vorspannrahmen in der horizontalen Ebene reziprok und translatorisch (1-dimensional) bewegbar. Durch das thermische Vorspannen (Tempern) wird gezielt eine Temperaturdifferenz zwischen einer Oberflächenzone und einer Kernzone der Scheibe erzeugt, um die Bruchfestigkeit der Scheibe zu erhöhen. Die Vorspannung der Scheibe wird vorteilhaft mittels einer Vorrichtung zum Anblasen der Scheibe mit einem gasförmigen Fluid, vorzugsweise Luft, erzeugt. Vorzugsweise werden die beiden Oberflächen einer Scheibe gleichzeitig mit einem kühlenden Luftstrom beaufschlagt.
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Bei der seitlichen Versetzung von Pressrahmen und Vorspannrahmen wird jeweils eine einzelne Scheibe transportiert, wobei zwei Scheiben gleichzeitig an den beiden Biegeformen prozessiert werden können, während sich eine dritte Scheibe in der Vorspannzone befindet. Durch die vorzugsweise reziproke translatorische Bewegung von Pressrahmen und/oder Vorspannrahmen können die einzelnen Scheiben effektiv und schnell zwischen den verschiedenen Werkzeugen transportiert werden. Durch die in mehreren Stufen durchgeführte Biegung einer Scheibe im Rand- und Innenbereich kann die Biegezeit an der zweiten Biegeform erheblich reduziert werden, um die Taktzeiten zu verkürzen. Zudem können hierdurch auch Scheiben mit komplexer Geometrie mit hoher Güte gefertigt werden.
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Vorteilhaft weist der Vorspannrahmen zum Transportieren einer Scheibe von der Biegezone zur Vorspannzone eine für die Randendbiegung im Randbereich der Scheibe (5) geeignet ausgebildete Rahmenfläche auf. Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Vorspannrahmen für eine Flächenendbiegung durch Schwerkraft im Innenbereich der Scheibe geeignet ausgebildet ist. Falls eine Scheibe, die auf den Vorspannrahmen abgelegt wird, erst einer Randvorbiegung und einer Flächenvorbiegung unterzogen wird, kann während des Transports auf dem Vorspannrahmen eine Randendbiegung und Flächenendbiegung durch Schwerkraft erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Biegen von Scheiben dient insbesondere zur Durchführung des im Weiteren beschriebenen Verfahrens. Insofern wird auf die obigen Ausführungen Bezug genommen.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt, bei dem eine auf Biegetemperatur erwärmte Scheibe bereitgestellt wird.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe an einer Kontaktfläche einer ersten Biegeform festgelegt wird. Vorteilhaft erfolgt ein Festlegen der Scheibe an der Kontaktfläche der ersten Biegeform dadurch, dass die Scheibe durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid angehoben und gegen die Kontaktfläche der ersten Biegeform gedrückt wird. Alternativ und vorzugsweise ergänzend wird die Scheibe durch Ansaugen an der Kontaktfläche der ersten Biegeform festgelegt. Abhängig vom Druck mit dem die Scheibe gegen die Kontaktfläche der ersten Biegeform gepresst wird, kann die Scheibe einer Randvorbiegung im Randbereich und/oder einer Flächenvorbiegung im Innenbereich unterzogen werden.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe zwischen der ersten Biegeform und einem Pressrahmen verpresst wird. Die Kontaktfläche weist einen für eine Randendbiegung in einem Randbereich der Scheibe geeignet ausgebildeten äußeren Flächenabschnitt auf. Zudem weist der Pressrahmen eine Pressfläche auf, die komplementär zum äußeren Flächenabschnitt der ersten Biegeform ist. Hierbei erfolgt eine Randvorbiegung oder Randendbiegung im Randbereich der Scheibe.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe auf dem Pressrahmen zu einer zweiten Biegeform transportiert wird, wobei während des Transports eine Flächenvorbiegung in dem vom Randbereich umgebenen Innenbereich der Scheibe durch Schwerkraft erfolgt.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe zwischen der zweiten Biegeform und dem Pressrahmen gepresst wird, wobei die zweite Biegeform eine Kontaktfläche mit einem für die Randendbiegung im Randbereich der Scheibe geeignet ausgebildeten äu-ßeren Flächenabschnitt aufweist, wobei die Pressfläche des Pressrahmens komplementär zum äußeren Flächenabschnitt der zweiten Biegeform ist. Hierbei erfolgt eine Randvorbiegung oder Randendbiegung im Randbereich der Scheibe.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe an einer Kontaktfläche der zweiten Biegeform festgelegt wird. Vorteilhaft erfolgt ein Festlegen der Scheibe an der Kontaktfläche der zweiten Biegeform dadurch, dass die Scheibe durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid angehoben und gegen die Kontaktfläche der zweiten Biegeform gedrückt wird. Alternativ und vorzugsweise ergänzend wird die Scheibe durch Ansaugen an der Kontaktfläche der zweiten Biegeform festgelegt. Abhängig vom Druck mit dem die Scheibe gegen die Kontaktfläche der zweiten Biegeform gepresst wird, kann die Scheibe einer Randvorbiegung im Randbereich und/oder einer Flächenvorbiegung und/oder einer Flächenendbiegung im Innenbereich unterzogen werden. Beispielsweise wird die Scheibe durch Ansaugen an der zweiten Biegeform festgelegt, wobei der Ansaugzug so stark ist, dass die Scheibe einer Flächenendbiegung im Innenbereich und gegebenenfalls einer Randendbiegung im Randbereich unterzogen wird.
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Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt, bei dem die Scheibe auf einem (kühlen) Vorspannrahmen zu einer Kühleinrichtung zum thermischen Vorspannen der Scheibe transportiert wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe zwischen der ersten Biegeform und dem Pressrahmen eine Randvorbiegung im Randbereich der Scheibe. Anschließend erfolgt durch Pressen der Scheibe zwischen der zweiten Biegeform und dem Pressrahmen eine weitere Randvorbiegung im Randbereich der Scheibe. Schließlich erfolgt eine Randendbiegung der Scheibe während des Transports der Scheibe auf dem Vorspannrahmen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe zwischen der ersten Biegeform und dem Pressrahmen eine Randvorbiegung im Randbereich der Scheibe. Anschließend erfolgt durch Pressen der Scheibe zwischen der zweiten Biegeform und dem Pressrahmen eine Randendbiegung im Randbereich der Scheibe.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe zwischen der ersten Biegeform und dem Pressrahmen eine Randendbiegung im Randbereich der Scheibe.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt während des Transports auf dem Vorspannrahmen eine Flächenendbiegung im Innenbereich der Scheibe durch Schwerkraft.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Pressrahmen zwischen einer ersten Pressrahmenposition, welche der ersten Biegeform zugeordnet ist und sich vorzugsweise (z.B. direkt) unterhalb der ersten Biegeform befindet, und einer zweiten Pressrahmenposition, welche der zweiten Biegeform zugeordnet ist und sich vorzugsweise (z.B. direkt) unterhalb der zweiten Biegeform befindet, seitlich relativ zur ersten und zweiten Biegeform bewegt, um eine Scheibe von der ersten Biegeform zur zweiten Biegeform zu transportieren. Vorzugsweise wird der Pressrahmen reziprok (bidirektional) translatorisch (1-dimensional) in einer horizontalen Ebene zwischen der ersten Pressrahmenposition und der zweiten Pressrahmenposition bewegt.
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Vorzugsweise wird die Scheibe durch einen Transportmechanismus, insbesondere vom Typ Rollenbett, bis zu einer Entnahmeposition, welche der ersten Biegeform zugeordnet ist und sich vorzugsweise (z.B. direkt) unterhalb der ersten Biegeform und beispielsweise (z.B. direkt) unterhalb der ersten Pressrahmenposition befindet, transportiert. Die Scheibe kann dann an der Kontaktfläche der ersten Biegeform festgelegt werden. Vorteilhaft wird, während die Scheibe an der Kontaktfläche der ersten Biegeform festgelegt ist, der Pressrahmen zur ersten Pressrahmenposition transportiert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird, während die Scheibe an der zweiten Biegeform festgelegt ist, der Vorspannrahmen zu einer der zweiten Biegeform zugeordneten ersten Vorspannrahmenposition (typischer Weise unterhalb der zweiten Biegeform) transportiert, die Scheibe auf den Vorspannrahmen abgelegt, und der die Scheibe tragende Vorspannrahmen wird seitlich zur ersten und zweiten Biegeform zu einer zweiten Vorspannrahmenposition zum thermischen Vorspannen der Scheibe bewegt. Vorzugsweise wird der Vorspannrahmen reziprok (bidirektional) translatorisch (1-dimensional) in einer horizontalen Ebene zwischen der ersten Vorspannrahmenposition und der zweiten Vorspannrahmenposition bewegt.
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Die Biegung an der zweiten Biegeform kann der Scheibe eine finale bzw. quasi-finale Form verleihen. Typischer Weise, jedoch nicht zwingend, wird sich die Form der Scheibe auf dem Vorspannrahmen noch (in aller Regel geringfügig) verändern, zu welchem Zweck der Vorspannrahmen vorzugsweise eine Rahmenfläche aufweist, die für eine Randendbiegung geeignet ausgebildet ist. Zudem ist der Vorspannrahmen für eine Flächenendbiegung durch Gravitation geeignet ausgebildet. Die Scheibe erhält somit auf dem Vorspannrahmen ihre finale Form.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das damit ausgeführte Verfahren werden verwendet zur Herstellung von Scheiben für Fortbewegungsmittel für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen, und insbesondere für Heckscheiben in Kraftfahrzeugen.
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Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Biegen von Scheiben im Querschnitt;
- 2-7 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Biegen von Scheiben von 1 zu einem jeweils späteren Zeitpunkt;
- 8A-8B eine schematische Darstellung der Verpessung einer Scheibe zwischen dem ersten Biegewerkzeug und dem Pressrahmen;
- 9 ein Ablaufdiagramm des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Verfahrens zum Herstellen einer Scheibe.
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Sei zunächst 1 betrachtet, worin anhand einer schematischen Darstellung eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittansicht veranschaulicht ist. Anhand von 1 werden wesentliche Komponenten der insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichneten Vorrichtung zum Biegen von Scheiben beschrieben. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Biegezone 2 zum Biegen von (Glas-)Scheiben 5, eine seitlich der Biegezone 2 angeordnete Vorwärmzone 3 mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Scheiben 5 auf Biegetemperatur, welche in 1 nicht näher dargestellt ist, da sie sich in der Ansicht der Figuren hinter der Biegezone 2 befindet, sowie eine seitlich angeordnete Vorspannzone 4 zum Kühlen bzw. Vorspannen gebogener Scheiben 5. Die Vorspannzone 4 ist seitlich rechts an die Biegezone 2 angekoppelt. Die Vorwärmzone 3 und die Vorspannzone 4 sind in Aufsicht von oben in einem Winkel von 90° an der Biegezone 2 angeordnet und funktionell an diese angekoppelt. Die Vorwärmzone 3, die Biegezone 2 und die Vorspannzone 4 sind hier jeweils räumlich getrennte Bereiche der Vorrichtung. Die Biegezone 2 ist in Form einer zur äußeren Umgebung geschlossenen bzw. verschließbaren Biegekammer ausgebildet. Die Biegezone 2 ist zu diesem Zweck mit einer isolierenden Wandung 36 versehen, so dass der Innenraum der Biegezone auf eine für den Biegevorgang der Scheiben 5 geeignete Temperatur (Biegetemperatur) erwärmt und gehalten werden kann. Für eine Erwärmung des Innenraums weist die Biegezone 2 eine Heizeinrichtung auf, was in 1 nicht näher dargestellt ist.
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In der Vorrichtung 1 können die Scheiben 5 sukzessiv von der Vorwärmzone 3 in die Biegezone 2 und schließlich in die Vorspannzone 4 transportiert werden. Für einen Transport der Scheiben 5 von der Vorwärmzone 3 in die Biegezone 2 ist ein Scheibentransportmechanismus 6 vorgesehen, der in der Ausgestaltung von 1 ein Rollenbett 7 mit zylindrischen Rollen 8 für die flächige Auflage von Scheiben 5 umfasst. Die Rollen 8 sind mit ihren horizontal ausgerichteten Drehachsen, hier beispielsweise parallel zur x-Richtung, aktiv und/oder passiv drehbar gelagert. Mittels der Rollen 8 können in der Vorwärmzone 3 auf Biegetemperatur erwärmte Scheiben 5 jeweils einzeln nacheinander in eine Entnahmeposition 22 in der Biegezone 2 gebracht werden. Die Transportrichtung für die Scheibe 5 ist senkrecht zur Zeichenebene.
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Die Biegezone 2 weist zwei separate Biegestationen 9, 9' auf, wobei eine erste Biegestation 9 und eine zweite Biegestation 9' in horizontaler x-Richtung räumlich zueinander versetzt angeordnet sind. In der Beschreibung der beiden Biegestationen 9, 9' beziehen sich die Bezugszeichen mit „'‟jeweils auf eine Komponente der zweiten Biegestation 9', wobei Komponenten der zweiten Biegestation auch kein „'‟haben können, wenn dies geeignet erscheint. Zur leichteren Bezugnahme werden alle Komponenten der zweiten Biegestation 9' auch als „zweite“ Komponenten" bezeichnet, im Unterschied zu den Komponenten der ersten Biegestation 9, die auch als „erste“ Komponenten bezeichnet werden.
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Die Biegestationen 9, 9' weisen jeweils eine vertikale Halterung 10, 10' zur lösbaren Befestigung eines Biegewerkzeugs 11, 11' auf. Die Halterungen 10, 10' sind durch einen nicht näher dargestellten Halterungsbewegungsmechanismus 13, 13' jeweils in vertikaler Richtung versetzbar. Optional sind die Halterungen 10, 10' durch den Bewegungsmechanismus 13, 13' jeweils auch mit wenigstens einer horizontalen Bewegungskomponente, insbesondere in positiver bzw. negativer x-Richtung, seitlich versetzbar. Am unteren Ende der Halterungen 10, 10' ist jeweils das Biegewerkzeug 11, 11' lösbar montiert. Jedes Biegewerkzeug 11, 11' hat eine nach unten gerichtete, konvexe Kontaktfläche 14, 14' für die flächige Anlage einer Scheibe 5. Bei entsprechendem Anlagedruck kann die Scheibe 5 an der jeweiligen Kontaktfläche 14, 14' gebogen werden. Die beiden Kontaktflächen 14, 14' weisen zu diesem Zweck jeweils einen end- bzw. randständigen äußeren Flächenabschnitt 15, 15' und einen inneren Flächenabschnitt 16, 16' mit voneinander verschiedenen Flächenkonturen (Flächenformen) auf, wobei der innere Flächenabschnitt 16, 16' vom äußeren Flächenabschnitt 15, 15' vollständig umgeben (umrandet) ist.
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Neben den voneinander verschiedenen Flächenkonturen von äußerem Flächenabschnitt 15, 15' und innerem Flächenabschnitt 16, 16' eines selben Biegewerkzeugs 11, 11' haben auch die Kontaktflächen 14, 14' der beiden Biegewerkzeuge 11, 11' unterschiedliche Flächenkonturen. Konkret weist der äußere Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 eine Flächenkontur auf, welche einer gewünschten Randendbiegung, d.h. finalen Biegung, in einem (z.B. streifenförmigen) Randbereich 17 der Scheibe 5 entspricht, d.h. eine solche finale Biegung ermöglicht. Der endständige Randbereich 17 der Scheibe 5 grenzt an eine senkrecht zu den beiden einander gegenüberliegenden Scheibenhauptflächen angeordnete Scheiben(schnitt)kante 19 an. Der innere Flächenabschnitt 16 der Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 weist eine Flächenkontur auf, welche einer Flächenvorbiegung, d.h. nicht-finalen Biegung, in einem vom Randbereich 17 vollständig umgebenen Innenbereich 18 der Scheibe 5 entspricht. Der äußere Flächenabschnitt 15' der Kontaktfläche 14' des zweiten Biegewerkzeugs 11' hat eine selbe Flächenkontur wie der äußere Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 und weist eine Flächenkontur auf, die der gewünschten Randendbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5 entspricht. Im Unterschied zum inneren Flächenabschnitt 16 der Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 weist der innere Flächenabschnitt 16' der Kontaktfläche 14' des zweiten Biegewerkzeugs 11' eine Flächenkontur auf, welche einer Flächenendbiegung, d.h. einer finalen bzw. quasi-finalen Biegung, im Innenbereich 18 der Scheibe 5 entspricht. Die erste Halterung 10 bildet gemeinsam mit dem ersten Biegewerkzeug 11 eine erste Biegeform 12. In entsprechender Weise bildet die zweite Halterung 10' gemeinsam mit dem zweiten Biegewerkzeug 11' eine zweite Biegeform 12'.
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Die beiden Biegestationen 9, 9' sind jeweils mit einer Saugeinrichtung 20, 20' zum Ansaugen einer Scheibe 5 gegen die Kontaktfläche 14, 14' versehen. Die Kontaktflächen 14, 14' können zu diesem Zweck beispielweise mit gleichmäßig verteilten Sauglöchern (nicht gezeigt) und/oder einer randständigen Schürze versehen sein. Durch einen erzeugten Unterdruck bzw. Vakuum kann eine Scheibe 5 gegen die Kontaktfläche 14, 14' gezogen werden.
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Die erste Biegestation 9 verfügt weiterhin über eine nicht näher dargestellte Blaseinrichtung 21 durch die ein strömendes gasförmiges Fluid, z.B. ein Luftstrom 33, in vertikaler Richtung durch das Rollenbett 7 hindurch an der Entnahmeposition 22 erzeugbar ist. Hierdurch kann eine Scheibe 5 von der Entnahmeposition 22 in Richtung der Biegeform 12 angehoben werden. Die Entnahmeposition 22 befindet sich in vertikaler Richtung direkt unterhalb des Biegewerkzeugs 11 der ersten Biegeform 12.
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Die Biegestation 9 weist weiterhin einen Pressrahmen 25 (z.B. Pressring) für Pressung und Transport einer Scheibe 5 auf. Der Pressrahmen 25 ist an einem länglichen Träger 27 fest angebracht und kann durch Bewegen des Trägers 27 in positiver und negativer x-Richtung relativ zur ersten und zweiten Biegeform 12, 12' seitlich versetzt werden. Der Träger 27 kann durch einen nicht näher dargestellten Trägerbewegungsmechanismus 26 entlang seiner Erstreckungsrichtung bewegt werden. Hierdurch kann der Pressrahmen 25 insbesondere zwischen einer ersten Pressrahmenposition 23 der ersten Biegestation 9 und einer zweiten Pressrahmenposition 24 der zweiten Biegestation 9' translatorisch hin und her bewegt werden. Die erste Pressrahmenposition 23 und die zweite Pressrahmenposition 24 befinden sich hier beispielsweise in derselben horizontalen Ebene. Die Entnahmeposition 22 befindet sich direkt unterhalb der ersten Pressrahmenposition 23.
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Der Pressrahmen 25 weist eine randständige (z.B. streifenförmige) Pressfläche 28 (siehe 8A und 8B) auf, deren Flächenkontur komplementär zur Flächenkontur des äußeren Flächenabschnitts 14 des Biegewerkzeugs 11 der ersten Biegeform 12 ist. Die nach oben weisende Pressfläche 28 ist zum Pressen einer aufliegenden Scheibe 5 im Randbereich 17 geeignet. Der Pressrahmen 25 ist nicht vollflächig ausgebildet, sondern weist eine innenliegende Durchbrechung auf, welche eine Flächenvorbiegung des Innenbereichs 18 einer darauf abgelegten Scheibe 5 durch Schwerkraft ermöglicht.
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Die seitlich an die Biegezone 2 angekoppelte Vorspannzone 4 verfügt über zwei so genannte Vorspannboxen 29, welche in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Mittels der beiden Vorspannboxen 29 kann jeweils ein Luftstrom zur Luftkühlung einer zwischen den beiden Vorspannboxen 29 befindlichen Scheibe 5 erzeugt werden, um die gebogene Scheibe 5 vorzuspannen. In der Vorspannzone 4 befindet sich ein Vorspannrahmen 30 zum Transportieren und Lagern während des Vorspannens einer gebogenen Scheibe 5. Der Vorspannrahmen 30 kann durch einen VorspannrahmenBewegungsmechanismus 31, welcher nicht näher dargestellt ist, entlang zumindest einer horizontalen Bewegungskomponente relativ zur Biegestation 2 seitlich versetzt werden. Konkret kann der Vorspannrahmen 30 zwischen einer zweiten Vorspannrahmenposition 32, die sich zwischen beiden Vorspannboxen 29 der Vorspannstation 4 befindet, und einer ersten Vorspannrahmenposition 24, welche zur zweiten Pressrahmenposition identisch ist, in einer horizontalen Ebene translatorisch hin und her bewegt werden. Zu diesem Zweck weist die als Biegekammer ausgebildete Biegezone 2 eine Tür 35 auf. Auf diese Weise kann der Vorspannrahmen 30 in die zweite Biegezone 24 verfahren werden, um eine fertig gebogene Scheibe 5 aufzunehmen und in die Vorspannzone 4 zu transportieren. Von dort kann die Scheibe 5 in einfacher Weise entnommen und weiter verarbeitet werden.
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Es wird nun Bezug auf die 1 bis 7 genommen, worin jeweils die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 von 1 zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während eines Biegeprozesses gezeigt ist, um ein beispielhaftes Verfahren zum Biegen von Scheiben 5 zu beschreiben. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nur noch ausgewählte Komponenten der Vorrichtung 1 mit Bezugszahlen versehen.
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In 1 ist eine Situation während des Biegeprozesses dargestellt, bei der eine Scheibe 5 in die Entnahmeposition 22 der ersten Biegestation 9 verbracht wurde. Die erste Biegeform 12 befindet sich in einer erhöhten Position oberhalb der Scheibe 5. Die zweite Biegeform 12' befindet sich in etwa auf gleicher Höhe wie die erste Biegeform 12. Unterhalb der zweiten Biegeform 12' befindet sich der Pressrahmen 25 in der zweiten Pressrahmenposition 24 der zweiten Biegestation 9' mit einer darauf abgelegten weiteren Scheibe 5. Der Vorspannrahmen 30 befindet sich in der zweiten Vorspannrahmenposition 32 der Vorspannzone 4 zwischen den beiden Vorspannboxen 29.
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2 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 1. Die erste Biegeform 12 ist in Richtung der Scheibe 5 von der erhöhten Position in eine erste abgesenkte Position nach unten verfahren. Die Scheibe 5 ist durch Anblasen mit dem von der Blaseinrichtung 21 erzeugten Blaseinrichtungsluftstrom 33 (symbolisch dargestellt durch Pfeile) auf ihrer Unterseite in vertikaler Richtung von der Entnahmeposition 22 in Richtung zur ersten Biegeform 12 angehoben worden und wird durch den Blaseinrichtungsluftstrom 33 gegen die Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 gedrückt. In der ersten abgesenkten Position der ersten Biegeform 12 ist die Kontaktfläche 14 soweit abgesenkt, dass die Scheibe 5 durch den Blaseinrichtungsluftstrom 33 gegen die Kontaktfläche 14 gedrückt werden kann. Zudem erfolgt eine Festlegung der Scheibe 5 an der Kontaktfläche 14 durch Ansaugen mittels der Saugeinrichtung 20. Der einen Unterdruck an der Kontaktfläche 14 erzeugende Saugeinrichtungsluftstrom 34 ist ebenfalls durch Pfeile symbolisch dargestellt. Durch die typischerweise unvollständige Anlage gegen die Kontaktfläche 14 erfolgt lediglich eine Vorbiegung der Scheibe 5 im Randbereich 17. In aller Regel reicht der Pressdruck durch den Blaseinrichtungsluftstrom 33 nicht aus, um eine Randendbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5 zu erzeugen. Andererseits dient die Saugwirkung der Saugeinrichtung 20 im Wesentlichen nur zum Festhalten der Scheibe 5 an der Kontaktfläche 14, bis der Pressrahmen 25 unter die Scheibe 5 verfahren ist, und hat nur geringen Einfluss auf die Biegung der Scheibe 5. Gleichwohl können hierdurch Blasen in der Scheibe 5 entfernt werden. Im Innenbereich 18 der Scheibe 5 ist durch die Kontaktfläche 14 ohnehin nur eine Flächenvorbiegung möglich. In 2 ist eine Situation gezeigt, bei der die Scheibe 5 bereits an der Kontaktfläche 14 festgelegt ist.
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Die zweite Biegeform 12' ist von der erhöhten Position in eine abgesenkte Position gebracht worden, in welcher ein flächiger Kontakt zwischen der Kontaktfläche 14' und der auf dem Pressrahmen 25 abgelegten Scheibe 5 vorliegt. Hierbei wird die Scheibe 5 im Randbereich 17 zwischen dem äußeren Flächenabschnitt 15' der Kontaktfläche 14' des Biegewerkzeugs 11' und der Pressfläche 28 des Pressrahmens 25 verpresst (siehe 8A und 8B). Die Pressfläche 28 hat eine komplementäre Form zum äußeren Flächenabschnitt 15' der Kontaktfläche 14. Der Randbereich 17 der Scheibe 5 wird hierdurch vorzugsweise fertig gebogen, d.h. erhält seine Randendbiegung. Möglich ist jedoch auch, dass der Randbereich 17 der Scheibe 5 lediglich vorgebogen wird. Anschließend erfolgt eine Festlegung der Scheibe 5 an der Kontaktfläche 14' durch Ansaugen mittels der Saugeinrichtung 20'. Denkbar ist, dass die Kontaktfläche 14' alternativ einen geringen Abstand von der Scheibe 5 hat, wenn ein Ansaugen der Scheibe 5 über einen gewissen Abstand hinweg möglich ist. Der einen Unterdruck an der Kontaktfläche 14' erzeugende Saugeinrichtungsluftstrom 34' ist durch Pfeile symbolisch dargestellt. Im Unterschied zur ersten Biegeform 12 wo lediglich ein Festhalten der Scheibe 5 beabsichtigt ist und der Unterdruck deshalb keine (zumindest nennenswerte) Biegung der Scheibe 5 verursacht, kann das Ansaugen der Scheibe 5 gegen die Kontaktfläche 14' auch zum Biegen der Scheibe 5 dienen, d.h. durch das Ansaugen wird ein ausreichender mechanischer Druck erzeugt, um die Scheibe 5 in gewünschter Weise zu biegen. So wird die Scheibe 5 an der zweiten Kontaktfläche 14' im Innenbereich 18 der Scheibe 5 vorgebogen. Zudem kann an der Scheibe 5 eine vorher erzeugte Randendbiegung im Randbereich 17 aufrechterhalten werden. Der Vorspannrahmen 30 befindet sich weiterhin in der Vorspanneinrichtung 4 zwischen den beiden Vorspannboxen 29.
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3 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 2. Die erste Biegeform 12 ist wieder in ihre erhöhte Position nach oben verfahren, wobei die Scheibe 5 an der Kontaktfläche 14 durch den Saugeinrichtungsluftstrom 34 festgelegt ist. Die zweite Biegeform 12' ist ebenso in ihre erhöhte Position nach oben verfahren, wobei die Scheibe 5 an der Kontaktfläche 14' durch den Saugeinrichtungsluftstrom 34' festgelegt ist. Der Pressrahmen 25 ist scheibenfrei und befindet sich unterhalb der zweiten Biegeform 12'. Der Vorspannrahmen 30 befindet sich weiterhin in der Vorspanneinrichtung 4 zwischen den beiden Vorspannboxen 29.
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4 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 3. Die erste Biegeform 12 ist in einer Situation gezeigt, bei der sie auf dem Weg in eine zweite abgesenkte Position oberhalb der ersten abgesenkten Position nach unten verfahren wird. Die Scheibe 5 ist immer noch an der Kontaktfläche 14 durch den Saugeinrichtungsluftstrom 34 festgelegt. Der Pressrahmen 25 ist mittels des Trägerbewegungsmechanismus 26 auf dem Träger 27 in horizontaler Richtung (negative x-Richtung) translatorisch von der zweiten Pressrahmenposition 24 zur ersten Pressrahmenposition 23 verfahren und befindet sich unterhalb der ersten Biegeform 12. Die zweite Biegeform 12' befindet sich weiterhin in ihrer erhöhten Position, wobei die Scheibe an der Kontaktfläche 14' durch den Saugeinrichtungsluftstrom 34' festgelegt ist. Der Vorspannrahmen 30 ist von der Vorspannposition 32 in die zweite Pressrahmenposition 24 der zweiten Biegestation 9' verfahren und befindet sich unterhalb der zweiten Biegeform 12'.
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5 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 4. Die erste Biegeform 12 ist nun in die zweite abgesenkte Position verfahren worden, wobei die Scheibe 5 in Kontakt mit dem Pressrahmen 25 gelangt. Hierbei wird die Scheibe 5 im Randbereich 17 zwischen dem äußeren Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14 des Biegewerkzeugs 11 und der Pressfläche 28 des Pressrahmens 25 verpresst (siehe 8A und 8B). Die Pressfläche 28 hat eine komplementäre Form zum äußeren Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14. Der Randbereich 17 der Scheibe 5 wird hierdurch vorgebogen oder fertig gebogen. Ein großer Vorteil der Pressung der Scheibe 5 gegen den Pressrahmen 25 ist eine hierdurch bedingte sehr genaue Definition der Position der Scheibe 5 auf dem Pressrahmen 5 mit einer exakten Anlage des Randbereichs 17 der Scheibe 5 auf der Pressfläche 28 des Pressrahmens 25. Dies ermöglicht eine genaue Lagefixierung der Scheibe 5 auf dem Pressrahmen 25 durch der Scheibe 5 anliegende Stopper, was nicht näher dargestellt ist. Hierdurch kann eine besonders hohe Produktionsgenauigkeit und gute optische Qualität der gebogenen Scheibe erreicht werden. Die zweite Biegeform 12' ist in ihre abgesenkte Position verfahren, wobei die Scheibe 5 auf den Vorspannrahmen 30 abgelegt wird.
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6 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 5. Die erste Biegeform 12 und zweite Biegeform 12' sind jeweils wieder in ihre erhöhte Position verfahren worden. Der Pressrahmen 25 ist in horizontaler Richtung (positive x-Richtung) translatorisch von der ersten Pressrahmenposition 23 zur zweiten Pressrahmenposition 24 verfahren und befindet sich unterhalb der zweiten Biegeform 12'. Insbesondere während des Transports wird die auf dem Pressrahmen 25 befindliche Scheibe 5 im Innenbereich 18 durch Schwerkraft vorgebogen. Durch die Verpressung im Randbereich 17 ist die Flächenvorbiegung durch Schwerkraft im Innenbereich 18 eingeschränkt. Der Vorspannrahmen 30 mit der darauf abgelegten Scheibe 5 ist von der zweiten Pressrahmenposition 24 der zweiten Biegestation 9' in die Vorspannposition 32 verfahren worden und befindet sich zwischen den beiden Vorspannboxen 29. Um einen Austritt aus der Biegezone 2 zu ermöglichen, wurde die Tür 35 für einen kurzen Zeitraum geöffnet. Hierdurch kann ein nennenswerter Temperaturverlust in der Biegezone 2 vermieden werden. Während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 kann eine Randendbiegung und eine Flächenendbiegung der Scheibe 5 durch Schwerkraft erfolgen. Der Vorspannrahmen 30 weist zu diesem Zweck eine nach oben gerichtete Rahmenfläche 36 zum Kontakt mit der Scheibe 5 auf, die für eine Randendbiegung geeignet ausgebildet ist. Zudem ist der Vorspannrahmen 30 für eine Flächenendbiegung durch Gravitation geeignet ausgebildet.
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7 zeigt die Vorrichtung 1 zum Biegen von Scheiben 5 zu einem späteren Zeitpunkt als in 6. Die erste Biegeform 12 und zweite Biegeform 12' befinden sich weiterhin in erhöhter Position. In die Entnahmeposition 22 der ersten Biegestation 9 wurde eine neue Scheibe 5 verbracht. Die auf auf dem Pressrahmen 25 befindliche Scheibe 5 kann von der zweiten Biegeform 12' gepresst und angesaugt werden. Die in der Vorspannzone 32 befindliche Scheibe 5 wird zum Vorspannen durch einen Luftstrom gekühlt, was durch Pfeile veranschaulicht ist. Die Situation von 7 gleicht somit der Situation von 1. Der Biegeprozess kann auf diese Weise kontinuierlich fortgeführt werden.
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Obgleich dies in den 1 bis 7 nicht dargestellt ist, wäre es gleichermaßen möglich, dass der Pressrahmen 25 jeweils ortsfest (stationär) innerhalb der Biegestation 2 verbleibt und nur die erste Biegeform 12 und zweite Biegeform 12' jeweils relativ zum ortsfesten Pressrahmen 25 seitlich versetzt werden.
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In den 8A und 8B ist die Verpressung der Scheibe 5 zwischen dem Pressrahmen 25 und der Kontaktfläche 14 des ersten Biegewerkzeugs 11 gezeigt. Erkennbar verfügt die Kontaktfläche 14 über einen äußeren Flächenabschnitt 15 und einen inneren Flächenabschnitt 16 mit unterschiedlichen Flächenkonturen. Der äußere Flächenabschnitt 15 weist eine Flächenkontur auf, welche der gewünschten Randendbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5 entspricht bzw. eine solche ermöglicht. Der innere Flächenabschnitt 16 weist eine Flächenkontur auf, welche einer Flächenvorbiegung im Innenbereich 18 der Scheibe 5 entspricht bzw. eine solche ermöglicht. Die Pressfläche 28 des Pressrahmens 25 hat eine Flächenkontur, die komplementär zur Flächenkontur des äußeren Flächenabschnitts 15 der Kontaktfläche 14 ist. 8A zeigt eine Situation, bei der der Innenbereich 18 der Scheibe 5 zur Anlage gegen den inneren Flächenabschnitt 16 gelangt (Erstkontakt). Dies kann bereits als Pressung aufgefasst werden. In 8B ist die Scheibe 5 auch im Randbereich 17 zur vollständigen Anlage gegen den äußeren Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14 gelangt, wobei die gewünschte Randendbiegung im Randbereich 17 erzeugt wurde.
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In 9 sind anhand eines Ablaufdiagramms die sukzessiven Schritte des Verfahrens zum Herstellen der Scheibe 5 veranschaulicht. Hierbei wird in einem ersten Schritt I eine auf Biegetemperatur erwärmte Scheibe 5 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt II wird die Scheibe 5 gegen die Kontaktfläche 14 der ersten Biegeform 12 festgelegt, wobei die Kontaktfläche einen äußeren Flächenabschnitt 15, der einer Randendbiegung in Randbereich 17 der Scheibe 5 entspricht, und einen inneren Flächenabschnitt 16, der einer Flächenvorbiegung im Innenbereich 18 der Scheibe 5 entspricht, aufweist, wobei gegebenenfalls eine Randvorbiegung im Randbereich 17 und gegebenenfalls eine Flächenvorbiegung im Innenbereich 18 der Scheibe 5 erfolgt. In einem dritten Schritt III wird die Scheibe 5 im Randbereich 17 gegen die Pressfläche 28 des Pressrahmens 25 gepresst, wobei die Pressfläche 28 komplementär zum äußeren Flächenabschnitt 15 der Kontaktfläche 14 ist, wobei eine (weitere) Randvorbiegung oder eine Randendbiegung im Randbereich 17 der Glasscheibe 5 erfolgt. In einem vierten Schritt IV wird die Scheibe 5 auf dem Pressrahmen 25 zur zweiten Biegeform 12' transportiert, wobei insbesondere während des Transports eine (weitere) Flächenvorbiegung im Innenbereich 18 der Scheibe 5 durch Schwerkraft erfolgt. In einem fünften Schritt V wird die Scheibe 5 gegen die Kontaktfläche 14' der zweiten Biegeform 12' gepresst und dann an der Kontaktfläche 14' festgelegt, wobei (falls noch nicht erfolgt) eine Randvorbiegung oder Randendbiegung im Randbereich 17 und Flächenvorbiegung oder Flächenendbiegung im Innenbereich 18 der Scheibe 5 erfolgt.
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Bei einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe 5 zwischen der ersten Biegeform 12 und dem Pressrahmen 25 eine Randvorbiegung im Randbereich der Scheibe 5 und durch Pressen der Scheibe 5 zwischen der zweiten Biegeform 12' und dem Pressrahmen 25 eine Randvorbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5, wobei eine Randendbiegung während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 erfolgt. Während des Transports auf dem Pressrahmen 25 erfolgt eine Flächenvorbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 erfolgt eine Flächenendbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Die Scheibe erhält somit erst auf dem Vorspannrahmen ihre finale Form.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe 5 zwischen der ersten Biegeform 12 und dem Pressrahmen 25 eine Randvorbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5 und durch Pressen der Scheibe 5 zwischen der zweiten Biegeform 12' und dem Pressrahmen 25 eine Randendbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5. Während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 erfolgt eine weitere Randendbiegung nur in dem Sinne, dass die bereits vorhandene Randendbiegung nicht verlorengeht, d.h. die Randendbiegung wird aufrechterhalten. Während des Transports auf dem Pressrahmen 25 erfolgt eine Flächenvorbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 erfolgt eine Flächenendbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Die Scheibe 5 erhält somit im Randbereich 17 bereits durch die zweite Biegeform 12' ihre finale Form. Im Innenbereich erhalt die Scheibe 5 erst auf dem Vorspannrahmen 30 ihre finale Form.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt durch Pressen der Scheibe 5 zwischen der ersten Biegeform 12 und dem Pressrahmen 25 eine Randendbiegung im Randbereich 17 der Scheibe 5. Während des Transports auf dem Pressrahmen 25 und Vorspannrahmen 30 erfolgt eine weitere Randendbiegung nur in dem Sinne, dass die bereits vorhandene Randendbiegung nicht verlorengeht, d.h. die Randendbiegung wird aufrechterhalten. Während des Transports auf dem Pressrahmen 25 erfolgt eine Flächenvorbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Während des Transports auf dem Vorspannrahmen 30 erfolgt eine Flächenendbiegung im Innenbereich der Scheibe 5 durch Schwerkraft. Die Scheibe 5 erhält somit im Randbereich 17 bereits durch die erste Biegeform 12 ihre finale Form. Im Innenbereich erhalt die Scheibe 5 erst auf dem Vorspannrahmen 30 ihre finale Form.
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Bei allen Ausgestaltungen des Verfahrens kann eine Randvorbiegung und/oder Flächenvorbiegung durch Festlegen der Scheibe 5 an der ersten Biegeform 12 bzw. zweiten Biegeform 12' erfolgen. Zudem kann durch Festlegen der Scheibe 5 an der zweiten Biegeform 12' eine Flächenendbiegung erfolgen.
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Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich, dass durch die Erfindung eine kompakte Vorrichtung zur Herstellung von Scheiben bereitgestellt wird, durch die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Scheiben mit kurzen Taktzeiten ermöglicht ist. Insbesondere kann hierdurch der Durchsatz bei komplexen Glasdesigns gesteigert werden. Besonders vorteilhaft kann die Transportzeit auf dem Pressrahmen zwischen den beiden Biegeformen für eine Schwerkraftbiegung im Innenbereich der Fläche genutzt werden. Durch das Verpressen einer Scheibe zwischen erster Biegeform und Pressrahmen im Randbereich der Scheibe, wobei die Scheibe im Randbereich vor- oder endgebogen wird, kann eine genaue Definition der Position der Scheibe erreicht werden, so dass die Scheibe mit hohen Güteanforderungen herstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Biegezone
- 3
- Vorwärmzone
- 4
- Vorspannzone
- 5
- Scheibe
- 6
- Scheibentransportmechanismus
- 7
- Rollenbett
- 8
- Rolle
- 9,9'
- Biegestation
- 10,10'
- Halterung
- 11,11'
- Biegewerkzeug
- 12,12'
- Biegeform
- 13,13'
- Halterungsbewegungsmechanismus
- 14,14'
- Kontaktfläche
- 15,15'
- äußerer Flächenabschnitt
- 16,16'
- innerer Flächenabschnitt
- 17
- Randbereich
- 18
- Innenbereich
- 19
- Scheibenkante
- 20,20'
- Saugeinrichtung
- 21
- Blaseinrichtung
- 22
- Entnahmeposition
- 23
- erste Pressrahmenposition
- 24
- zweite Pressrahmenposition, erste Vorspannrahmenposition
- 25
- Pressrahmen
- 26
- Trägerbewegungsmechanismus
- 27
- Träger
- 28
- Pressfläche
- 29
- Vorspannbox
- 30
- Vorspannrahmen
- 31
- Vorspannrahmenbewegungsmechanismus
- 32
- zweite Vorspannrahmenposition
- 33
- Blaseinrichtungsluftstrom
- 34,34'
- Saugeinrichtungsluftstrom
- 35
- Tür
- 36
- Rahmenfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/080072 [0002]
- WO 2004/087590 [0003]
- WO 2006072721 [0003]
- EP 255422 [0004]
- US 5906668 [0004]
