DE202022002918U1 - Device for heating, in particular for bending a glass pane - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Erwärmen einer Glasscheibe (I), umfassend:
- eine Lagerung (1), die geeignet ist, die Glasscheibe (I) horizontal zu lagern, so dass eine erste Hauptfläche (O) der Glasscheibe (I) nach oben weist und eine zweite Hauptfläche (U) der Glasscheibe (I) nach unten,
- eine Düsenanordnung (2) oberhalb der Lagerung (1), die eine Mehrzahl von Düsen (3) umfasst, welche auf die erste Hauptfläche (O) der Glasscheibe (I) gerichtet sind und geeignet sind, die erste Hauptfläche (O) mit einem erwärmten Gasstrom zu beaufschlagen, wobei
- die Temperatur des Gasstroms jeder Düse (3) und/oder
- der Druck des Gasstroms jeder Düse (3) und/oder
- die vertikale Position jeder Düse (3) unabhängig von den anderen Düsen (3) einstellbar ist.
Device for heating a glass pane (I), comprising:
- a bearing (1) suitable for supporting the glass pane (I) horizontally, so that a first main surface (O) of the glass pane (I) faces upwards and a second main surface (U) of the glass pane (I) faces downwards,
- a nozzle arrangement (2) above the bearing (1) comprising a plurality of nozzles (3) which are directed towards the first main surface (O) of the glass pane (I) and are suitable for applying a heated gas stream to the first main surface (O), wherein
- the temperature of the gas flow of each nozzle (3) and/or
- the pressure of the gas flow of each nozzle (3) and/or
- the vertical position of each nozzle (3) is adjustable independently of the other nozzles (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Glasscheibe, insbesondere zum Biegen einer Glasscheibe.The invention relates to a device for heating a glass pane, in particular for bending a glass pane.
Fahrzeugscheiben, insbesondere für Personenkraftwagen, sind typischerweise gebogen. Es sind zahlreiche Verfahren zum Biegen von Glasscheiben bekannt. Häufig werden Biegeformen eingesetzt, die eine gekrümmte Wirkfläche aufweisen und gleichsam wie ein Stempel auf die erweichte Glasscheibe wirken, um deren Form an diejenige der Wirkfläche anzupassen. Dies kann unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgen (Schwerkraftbiegen), durch Ansaugen an die Biegeform (Saugbiegen) oder durch Pressen zwischen zwei komplementären Biegeformen (Pressbiegen). Häufig tritt auch eine Kombination dieser Verfahren in mehrstufigen Biegeprozessen auf. Durch solche Verfahren sind insbesondere sphärisch gebogene Glasscheiben in hoher optischer Qualität herstellbar. Lediglich beispielhaft sei auf
Aus
Bei herkömmlichen Biegeverfahren wird die Glasscheibe in einer Heizkammer oder entlang einer Heizstrecke auf Biegetemperatur erwärmt, um sie plastisch formbar zu machen. Die Erwärmung kann dabei durch Konvektion oder Wärmestrahlung erfolgen. Beim Erwärmen durch Konvektion (Kontakt mit erwärmter Luft) ist es lediglich möglich, die Glasscheibe insgesamt homogen zu erwärmen. Beim Erwärmen durch Wärmestrahlung ist es zwar durch eine geeignete Anordnung und Auslegung der Wärmestrahler möglich, ein Temperaturprofil zu erzeugen. Durch die typischerweise recht ausgedehnten Wärmestrahler kann dieses Temperaturprofil jedoch nicht beliebig fein ausgebildet werden. Da der Abstand zwischen Wärmestrahlern und Glasscheibe relativ groß ist, ist die Effizienz der Wärmeübertragung zudem begrenzt. Die Wärmeübertragung wird zudem gestört, wenn die Glasscheibe mit einer IR-reflektierenden Beschichtung versehen ist, wie sie beispielsweise als Sonnenschutzbeschichtungen oder beheizbare Beschichtungen gebräuchlich sind.In conventional bending processes, the glass pane is heated to bending temperature in a heating chamber or along a heating section in order to make it plastically formable. Heating can be done by convection or thermal radiation. When heating by convection (contact with heated air), it is only possible to heat the glass pane homogeneously as a whole. When heating by thermal radiation, it is possible to create a temperature profile by arranging and designing the heat radiators appropriately. However, because the heat radiators are typically quite extensive, this temperature profile cannot be made as fine as desired. Since the distance between the heat radiators and the glass pane is relatively large, the efficiency of the heat transfer is also limited. Heat transfer is also disrupted if the glass pane is provided with an IR-reflective coating, such as those commonly used as sun protection coatings or heatable coatings.
Die herkömmlichen Biegeverfahren kommen dadurch an Grenzen, insbesondere wenn komplexe Scheibengeometrien erzeugt werden sollen. Solche komplexen Scheibengeometrien weisen beispielsweisen lokale Bereiche mit starker Krümmung (kleinen Krümmungsradien) und/oder starken Krümmungsänderungen (hohen Krümmungsgradienten) auf. Es wäre wünschenswert, diese lokalen Bereich sehr gezielt und effizient auf eine höhere Temperatur erwärmen zu können, um die komplexen Krümmungen mit hoher optischer Qualität zu erzeugen.This means that conventional bending processes reach their limits, especially when complex disk geometries are to be produced. Such complex disk geometries have, for example, local areas with strong curvature (small curvature radii) and/or strong curvature changes (high curvature gradients). It would be desirable to be able to heat these local areas to a higher temperature in a very targeted and efficient manner in order to produce the complex curvatures with high optical quality.
Aus
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Erwärmen einer Glasscheibe bereitzustellen. Dabei soll die Glasscheibe insbesondere mit einem komplexen Temperaturprofil versehen werden können und das Erwärmen soll durch eine etwaige IR-reflektierende Beschichtung nicht gestört werden.The present invention is based on the object of providing an improved device for heating a glass pane. In particular, the glass pane should be able to be provided with a complex temperature profile and the heating should not be disturbed by any IR-reflecting coating.
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the invention is achieved by a device according to the independent claim. Preferred embodiments emerge from the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen einer Glasscheibe umfasst eine Lagerung, die geeignet ist, die Glasscheibe horizontal zu lagern. Die Glasscheibe weist eine erste und eine zweite Hauptfläche auf und eine dazwischen verlaufende Seitenkantenfläche. Die Hauptflächen sind zur Durchsicht durch die Glasscheibe vorgesehen und typischerweise im Wesentlich parallel zueinander angeordnet. Wird die Glasscheibe horizontal gelagert, so weist die erste Hauptfläche nach oben und die zweite Hauptfläche nach unten. Damit ist gemeint, dass die erste Hauptfläche vom Erdboden abgewandt ist und die zweite Hauptfläche dem Erdboden zugewandt.The device according to the invention for heating a glass pane comprises a bearing which is suitable for storing the glass pane horizontally. The glass pane has a first and a second main surface and a side edge surface running between them. The main surfaces are intended for viewing through the glass pane and are typically arranged substantially parallel to one another. If the glass pane is stored horizontally, the first main surface faces upwards and the second main surface faces downwards. This means that the first main surface faces away from the ground and the second main surface faces the ground.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst außerdem eine Düsenanordnung, die oberhalb der Lagerung angeordnet ist („obere Düsenanordnung“). Die Düsenanordnung umfasst eine Mehrzahl von Düsen. Die Düsen sind nach unten gerichtet, ihre Austrittsöffnungen also dem Erdboden zugewandt. Die Düsen sind auf die Lagerung gerichtet, beziehungsweise auf die erste Hauptfläche der Glasscheibe, wenn die auf der Lagerung horizontal gelagert ist. Die Düsen sind geeignet, die erste Hauptfläche (genauer gesagt: zumindest einen Bereich der ersten Hauptfläche) mit einem erwärmten Gasstrom zu beaufschlagen. Unter einem erwärmten Gasstrom wird dabei ein Gasstrom verstanden, der eine Temperatur aufweist, welche höher ist als die Umgebungstemperatur.The device according to the invention also comprises a nozzle arrangement which is arranged above the bearing (“upper nozzle arrangement”). The nozzle arrangement comprises a plurality of nozzles. The nozzles are directed downwards, i.e. their outlet openings face the ground. The nozzles are directed towards the bearing, or rather towards the first main surface of the glass pane if the glass pane is placed horizontally on the bearing. The nozzles are suitable for applying a heated gas stream to the first main surface (more precisely: at least a region of the first main surface). A heated gas stream is understood to mean a gas stream that has a temperature that is higher than the ambient temperature.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Verfahren zum Erwärmen einer Glasscheibe ausgeführt werden. Dabei wird die Glasscheibe horizontal auf der Lagerung gelagert, so dass die erste Hauptfläche der Glasscheibe nach oben weist und die zweite Hauptfläche nach unten. Die erste Hauptfläche der Glasscheibe wird mittels der Düsenanordnung, die oberhalb der Lagerung angeordnet ist und eine Mehrzahl von Düsen umfasst, welche auf die erste Hauptfläche gerichtet sind, mit einem erwärmten Gasstrom beaufschlagt.The device according to the invention can be used to carry out a method for heating a glass pane. The glass pane is stored horizontally on the support so that the first main surface of the glass pane faces upwards and the second main surface faces downwards. The first main surface of the glass pane is exposed to a heated gas stream by means of the nozzle arrangement, which is arranged above the support and comprises a plurality of nozzles which are directed towards the first main surface.
Die Vorrichtung und das Verfahren werden im Folgenden gemeinsam vorgestellt, wobei sich Erläuterungen und bevorzugte Ausgestaltungen gleichermaßen auf Vorrichtung und Verfahren beziehen. Sind bevorzugte Merkmale im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben, so ergibt sich daraus, dass auch die Vorrichtung bevorzugt entsprechend ausgelegt und geeignet ist. Sind umgekehrt bevorzugte Merkmale im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben, so ergibt sich daraus, dass auch das Verfahren bevorzugt entsprechend durchgeführt wird.The device and the method are presented together below, with explanations and preferred embodiments referring equally to the device and the method. If preferred features are described in connection with the method, this means that the device is preferably designed and suitable accordingly. Conversely, if preferred features are described in connection with the device, this means that the method is preferably carried out accordingly.
Erfindungsgemäß ist
- - die Temperatur des Gasstroms jeder Düse und/oder
- - der Druck des Gasstroms jeder Düse und/oder
- - die vertikale Position jeder Düse
- - the temperature of the gas flow of each nozzle and/or
- - the pressure of the gas flow of each nozzle and/or
- - the vertical position of each nozzle
Typischerweise und bevorzugt ist die Glasscheibe im Ausgangszustand plan, wenn sie auf der Lagerung angeordnet wird. Ihre beiden Hauptflächen sind dann im Wesentlichen planparallel angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das damit ausgeführte Verfahren können für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. So können sie im Rahmen eines Biegeprozesses eingesetzt werden, wobei die Glasscheibe mit einer Biegung versehen wird. Die Verformung der Glasscheibe setzt ein, wenn die Glasscheibe ihre Biegetemperatur erreicht hat, wodurch sie erweicht und plastisch formbar wird. Die Glasscheibe wird nach und/oder nach dem Beaufschlagen mit dem erwärmten Gasstrom mit der Biegung versehen, bevorzugt währenddessen, da der Gasstrom dann nicht nur zum Erwärmen dient, sondern seine mechanische Kraft auch zum Verformen der Glasscheibe eingesetzt werden kann. Durch die Düsenanordnung kann die Glasscheibe sehr präzise erwärmt werden, wobei es insbesondere möglich ist, die Biegetemperatur lokal unterschiedlich einzustellen, jeweils angepasst an die lokale Krümmung, um eine hohe optische Qualität zu gewährleisten. Insbesondere wird die lokale Biegetemperatur umso höher gewählt, je kleiner der lokale Krümmungsradius ist und/oder je größer der lokale Krümmungsgradient. Die Biegetemperatur liegt oberhalb des sogenannten Übergangspunkts der Glasscheibe. Der Übergangspunkt (transition point) bezeichnet diejenige Temperatur, bei der die Viskosität der Glasscheibe eine plastische Verformung der Glasscheibe zulässt. Geeignete Biegetemperaturen liegen typischerweise im Bereich von 500°C bis 700°C, bevorzugt von 550°C bis 650°C, insbesondere wenn die Glasscheibe aus Kalk-Natron-Glas gefertigt ist.Typically and preferably, the glass pane is flat in its initial state when it is placed on the support. Its two main surfaces are then arranged essentially plane-parallel. The device according to the invention and the method carried out with it can be used for various applications. For example, they can be used as part of a bending process, in which the glass pane is given a bend. The deformation of the glass pane begins when the glass pane has reached its bending temperature, which softens it and makes it plastically malleable. The glass pane is given the bend gradually and/or after being exposed to the heated gas stream, preferably during this process, since the gas stream then not only serves to heat it, but its mechanical force can also be used to deform the glass pane. The nozzle arrangement allows the glass pane to be heated very precisely, in particular making it possible to set the bending temperature differently locally, each time adapted to the local curvature, in order to ensure high optical quality. In particular, the local bending temperature is chosen to be higher the smaller the local curvature radius and/or the greater the local curvature gradient. The bending temperature is above the so-called transition point of the glass pane. The transition point is the temperature at which the viscosity of the glass pane allows plastic deformation of the glass pane. Suitable bending temperatures are typically in the range of 500°C to 700°C, preferably 550°C to 650°C, especially if the glass pane is made of soda-lime glass.
Es sind aber auch Anwendungen denkbar, bei denen die Glasscheibe erwärmt wird, ohne dass eine Formänderung der Glasscheibe erzeugt wird. Beispiele hierfür sind das Einbrennen einer Druckfarbe oder das Trocknen einer nasschemischen Beschichtung (beispielsweise Sol-Gel-Beschichtung). So tritt bei einer klassischen homogenen Erwärmung (insbesondere mittels Wärmestrahlung) zum Einbrennen eines schwarzen Siebdrucks, wie er bei Fahrzeugscheiben insbesondere als umlaufender Randbereich üblich ist, häufig das Problem auf, dass aufgrund der unterschiedlichen Wärmeabsorption und -kapazität des transparenten und des mit dem Siebdruck versehenen opaken Bereichs optische und auch geometrische Fehler eingebracht werden, was durch eine lokal angepasste Erwärmung durch Konvektion vermieden werden kann. Durch eine lokal angepasste Erwärmung kann außerdem die Ausbildung von mechanischen Spannungen im Glas beeinflusst werden. Geeignete Temperaturen zum Einbrennen von Druckfarben liegen typischerweise im Bereich von 500°C bis 700°C.However, applications are also conceivable in which the glass pane is heated without causing a change in the shape of the glass pane. Examples of this are the firing of a printing ink or the drying of a wet chemical coating (e.g. sol-gel coating). For example, with classic homogeneous heating (in particular by means of thermal radiation) for firing a black screen print, as is common on vehicle windows, particularly as a peripheral edge area, the problem often arises that optical and geometric errors are introduced due to the different heat absorption and capacity of the transparent and the opaque area with the screen print, which can be avoided by locally adapted heating by convection. Locally adapted heating can also influence the formation of mechanical stresses in the glass. Suitable temperatures for firing printing inks are typically in the range of 500°C to 700°C.
In einer ersten Ausgestaltung ist die Temperatur des Gasstroms jeder Düse individuell einstellbar. Da die einzelnen Gasströme individuell temperiert werden können, kann die Glasscheibe gezielt mit einem sehr komplexen und feingliedrigen Temperaturprofil gezielt versehen werden. Düsen, die Bereichen zugeordnet sind, die stärker erwärmt werden sollen, beaufschlagen diese mit einem Gasstrom höherer Temperatur - Düsen, die Bereichen zugeordnet sind, die weniger stark erwärmt werden sollen, beaufschlagen diese mit einem Gasstrom geringerer Temperatur.In a first embodiment, the temperature of the gas flow of each nozzle can be individually adjusted. Since the individual gas flows can be individually tempered, the glass pane can be provided with a very complex and finely detailed temperature profile. Nozzles assigned to areas that are to be heated more strongly apply a gas flow of higher temperature to these - nozzles assigned to areas that are to be heated less strongly apply a gas flow of lower temperature to these.
In einer zweiten Ausgestaltung ist der Druck des Gasstroms jeder Düse individuell einstellbar. Mit einem höheren Gasdruck ist die Erwärmung des zugeordneten Bereichs der Glasscheibe effizienter als mit einem geringeren Gasdruck (aus dem höheren Gasdruck folgt ein größeres Gasvolumen pro Zeiteinheit, dadurch ein höherer Wärmeeintrag). Auch durch diese Ausgestaltung ist dadurch ein komplexes Temperaturprofil erreichbar, indem Bereiche, die stärker erwärmt werden sollen, mit einem Gasstrom höheren Drucks beaufschlagt werden. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die Erwärmung der Glasscheibe im Rahmen eines Biegeprozesses erfolgt, weil der Gasstrom dann nicht nur zum Erwärmen, sondern auch zum Verformen der Glasscheibe eingesetzt werden kann. Durch die individuell einstellbaren Düsen sind komplexe Scheibengeometrien realisierbar, wobei Bereiche, die stärker gebogen werden sollen (kleinere Krümmungsradien) mit einem höheren Gasdruck beaufschlagt werden. Es kann also nicht nur ein Temperaturprofil, sondern auch ein Druckprofil erzeugt werden. Dadurch werden sie einerseits stärker erwärmt und andererseits bewirkt der höhere Gasdruck eine stärkere Verformung.In a second embodiment, the pressure of the gas flow of each nozzle can be individually adjusted. With a higher gas pressure, the heating of the assigned area of the glass pane is more efficient than with a lower gas pressure (the higher gas pressure results in a larger gas volume per unit of time, and therefore a higher heat input). This design also makes it possible to achieve a complex temperature profile by subjecting areas that are to be heated more strongly to a gas flow at higher pressure. This design is particularly advantageous when the glass pane is heated as part of a bending process, because the gas flow can then be used not only to heat but also to deform the glass pane. The individually adjustable nozzles make it possible to create complex pane geometries, with areas that are to be bent more strongly (smaller radii of curvature) being subjected to a higher gas pressure. This means that not only a temperature profile but also a pressure profile can be created. This means that they are heated more strongly, and the higher gas pressure causes greater deformation.
Unter einem Profil wird im Sinne der Erfindung die lokale Verteilung eines Parameters auf der Glasscheibe verstanden. Im Falle eines Temperaturprofils weist also nicht die gesamte Glasscheibe eine homogene Temperatur auf, sondern es liegen lokal unterschiedliche Temperaturen vor, wobei das Temperaturprofil die Verteilung der Temperaturen beschreibt. Im Falle eines Druckprofils wird nicht die gesamte erste Hauptfläche mit einem homogenen Druck des Gasstroms beaufschlagt, sondern der Druck des Gasstroms unterscheidet sich lokal und das Druckprofil beschreibt die Verteilung des Drucks.In the sense of the invention, a profile is understood to mean the local distribution of a parameter on the glass pane. In the case of a temperature profile, the entire glass pane does not have a homogeneous temperature, but rather there are locally different temperatures, with the temperature profile describing the distribution of the temperatures. In the case of a pressure profile, the entire first main surface is not subjected to a homogeneous pressure of the gas flow, but rather the pressure of the gas flow differs locally and the pressure profile describes the distribution of the pressure.
In einer dritten Ausgestaltung ist die vertikale Position jeder Düse individuell einstellbar. Die vertikale Position kann auch als Höhe oder Höhenlage bezeichnet werden und beispielsweise als Abstand vom Erdboden oder der Lagerung quantitativ ausgedrückt werden. Durch die Einstellung der Lage kann beispielsweise der Abstand der Düse von der (ersten Hauptfläche der) Glasscheibe beeinflusst werden. Bei einem kleineren Abstand ist die Erwärmung des zugeordneten Bereichs der Glasscheibe effizienter als mit einem größeren Abstand. Auch durch diese Ausgestaltung ist dadurch ein komplexes Temperaturprofil erreichbar, indem bei Bereichen, die stärker erwärmt werden sollen, der Abstand zur zugeordneten Düse geringer eingestellt wird. Auch diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die Erwärmung der Glasscheibe im Rahmen eines Biegeprozesses erfolgt. Der Gasstrom wird dabei nicht nur zum Erwärmen, sondern auch zum Verformen der Glasscheibe eingesetzt. So ist es möglich, in Bereichen, die stärker verformt werden sollen, einen geringeren Abstand zur zugeordneten Düse zu wählen, um die mechanische Kraftübertragung effizienter zu gestalten. Andererseits ist es auch möglich, die Position der Düsen während des Biegeprozesses nachzuführen, so dass der Abstand zwischen Düse und zugeordnetem Bereich der Glasscheibe stets im Wesentlichen konstant bleibt. Die Position der Düsen wird also kontinuierlich an die zunehmende Verformung der Glasscheibe angepasst, um die mechanische Kraftübertragung konstant zu halten. Die Gaszuführung ist in diesem Fall bevorzugt als flexible Schlauchleitung ausgebildet, um der Bewegung der Düse folgen zu können.In a third embodiment, the vertical position of each nozzle can be individually adjusted. The vertical position can also be referred to as height or altitude and can be expressed quantitatively, for example, as the distance from the ground or the bearing. By adjusting the position, the distance of the nozzle from the (first main surface of the) glass pane can be influenced, for example. With a smaller distance, the heating of the associated area of the glass pane is more efficient than with a larger distance. This embodiment also makes it possible to achieve a complex temperature profile by setting the distance to the associated nozzle to be smaller in areas that are to be heated more strongly. This embodiment is also particularly advantageous if the glass pane is heated as part of a bending process. The gas flow is used not only to heat, but also to deform the glass pane. It is therefore possible to choose a smaller distance from the associated nozzle in areas that are to be deformed more strongly in order to make the mechanical force transmission more efficient. On the other hand, it is also possible to adjust the position of the nozzles during the bending process so that the distance between the nozzle and the associated area of the glass pane always remains essentially constant. The position of the nozzles is therefore continuously adjusted to the increasing deformation of the glass pane in order to keep the mechanical force transmission constant. In this case, the gas supply is preferably designed as a flexible hose line in order to be able to follow the movement of the nozzle.
In weiteren Ausgestaltungen sind beliebige Kombinationen von zwei der vorstehend beschriebenen Paramater individuell einstellbar. So können
- - die Temperatur und der Druck des Gasstroms jeder Düse,
- - die Temperatur des Gasstroms und die vertikale Position jeder Düse oder
- - der Druck des Gasstroms und die vertikale Position jeder Düse
individuell einstellbar sein, um eine Kombination der vorstehend beschriebenen Vorteile zu erreichen.In further embodiments, any combination of two of the parameters described above can be individually set.
- - the temperature and pressure of the gas flow of each nozzle,
- - the temperature of the gas flow and the vertical position of each nozzle or
- - the pressure of the gas flow and the vertical position of each nozzle
be individually adjustable to achieve a combination of the advantages described above.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind sämtliche der vorstehend beschriebenen Paramater individuell einstellbar, also
- - die Temperatur des Gasstroms jeder Düse und
- - der Druck des Gasstroms jeder Düse und
- - die vertikale Position jeder Düse.
- - the temperature of the gas flow of each nozzle and
- - the pressure of the gas flow of each nozzle and
- - the vertical position of each nozzle.
Die Vorrichtung weist dann alle vorstehend beschriebenen Vorteile auf und es können hochkomplexe Temperaturprofile und, wenn die Erwärmung im Rahmen eines Biegeprozesses erfolgt, hochkomplexe Scheibengeometrien realisiert werden.The device then has all the advantages described above and highly complex temperature profiles and, if the heating takes place as part of a bending process, highly complex disk geometries can be realized.
Von den drei möglichen individuell einstellbaren Parametern (Druck, Temperatur, vertikale Position) ist erfindungsgemäß mindestens einer individuell einstellbar, bevorzugt mindestens zwei, besonders bevorzugt alle drei. Bestimmend für die „Auflösung“ des Temperatur- oder Druckprofils sind insbesondere die Anzahl und der Größe der Düsen, die den Erfordernissen im Anwendungsfall entsprechend zu wählen sind.According to the invention, of the three possible individually adjustable parameters (pressure, temperature, vertical position), at least one is individually adjustable, preferably at least two, particularly preferably all three. The "resolution" of the temperature or pressure profile is determined in particular by the number and size of the nozzles, which are to be selected according to the requirements of the application.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Glasscheibe mittels des Gasstrom durch (erzwungene) Konvektion beheizt wird, nicht etwa durch Wärmestrahlung. IR-reflektierende Beschichtungen auf der Glasscheibe stören die Erwärmung daher nicht.A further advantage of the invention is that the glass pane is heated by means of the gas flow through (forced) convection, not through thermal radiation. IR-reflecting coatings on the glass pane therefore do not interfere with the heating.
Eine Düse ist eine technische Vorrichtung zur Beeinflussung des Gasstroms beim Übertritt von einer Rohrströmung in den freien Raum. Die Düsen sind mit einer Gaszuführung verbunden, über welche ihnen der Gasstrom zugeführt wird und deren Abschluss sie bilden. Bevorzugt ist jede Düse unabhängig von den anderen mit einer eigenen Gaszuführung verbunden, so dass jeder Düse genau eine Gaszuführung zugeordnet ist und jeder Gaszuführung genau eine Düse. Dies ist vorteilhaft, um Druck und/oder Temperatur der einzelnen Gasströme unabhängig voneinander zu steuern. Die hierzu erforderlichen Einrichtungen (Heizvorrichtungen, Druckventile oder ähnliches) können Bestandteil der Gaszuführung oder der Düse sein. Die Gaszuführungen sind typischerweise als Schlauch- oder Rohrleitungen ausgebildet. Alle Gaszuführungen sind bevorzugt mit einem gemeinsamen Mittel zur Erzeugung eines Gasstroms verbunden, beispielsweise einem Ventilator oder Druckluftbehälter. Die einzelnen Düsen oder ihre individuellen Gaszuführungen sind bevorzugt mit einer Absperrvorrichtung ausgestattet, um den Gasstrom jeder Düse selektiv abschalten und zuschalten zu können.A nozzle is a technical device for influencing the gas flow when it passes from a pipe flow into free space. The nozzles are connected to a gas supply, via which the gas flow is fed to them and they form the end of which. Preferably, each nozzle is connected to its own gas supply independently of the others, so that each nozzle is assigned exactly one gas supply and each gas supply exactly one nozzle. This is advantageous in order to control the pressure and/or temperature of the individual gas flows independently of one another. The devices required for this (heating devices, pressure valves or similar) can be part of the gas supply or the nozzle. The gas supplies are typically designed as hoses or pipes. All gas supplies are preferably connected to a common means for generating a gas flow, for example a fan or compressed air tank. The individual nozzles or their individual gas supplies are preferably equipped with a shut-off device in order to be able to selectively switch the gas flow of each nozzle on and off.
Der Gasstrom ist bevorzugt ein Luftstrom, das verwendete Gas also Luft.The gas stream is preferably an air stream, i.e. the gas used is air.
Die Düse weist eine Düsenwand auf mit zwei (typischerweise einander gegenüberliegenden) Öffnungen, nämlich einer der Gaszuführung zugewandten Eintrittsöffnung und einer von der Gaszuführung abgewandten und im Einsatzfall der Glasscheibe zugewandten Austrittöffnung. Die Wandstärke der Düsenwand beträgt bevorzugt von 0,1 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm, insbesondere von 1 mm bis 3 mm. Die Düse kann im Wesentlichen hohlzylinderartig ausgebildet sein (beispielsweise als senkrechter hohler Kreiszylinder), wobei die Ein- und Austrittsöffnungen die Grundflächen bilden und die Düsenwand den Zylindermantel. Die Länge der Düsen beträgt bevorzugt von 10 mm bis 1000 mm, besonders bevorzugt von 50 mm bis 500 mm, ganz besonders bevorzugt von 100 mm bis 250 mm.The nozzle has a nozzle wall with two (typically opposite each other) openings, namely an inlet opening facing the gas supply and an outlet opening facing away from the gas supply and, in use, facing the glass pane. The wall thickness of the nozzle wall is preferably from 0.1 mm to 10 mm, particularly preferably from 0.5 mm to 5 mm, in particular from 1 mm to 3 mm. The nozzle can be designed essentially like a hollow cylinder (for example as a vertical hollow circular cylinder), with the inlet and outlet openings forming the base areas and the nozzle wall forming the cylinder jacket. The length of the nozzles is preferably from 10 mm to 1000 mm, particularly preferably from 50 mm to 500 mm, very particularly preferably from 100 mm to 250 mm.
Es gibt im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten, die Temperatur des Gasstroms der einzelnen Düsen individuell einstellbar zu machen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jede Düse mit einer Heizvorrichtung ausgestattet. Dazu kann beispielsweise die Düsenwand selbst beheizbar sein oder in der Düse (das heißt im von der Düsenwand umgebenen Strömungsraum der Düse) ein beheizbares Mittel vorhanden sein, das vom Gasstrom umflossen wird. Alternativ ist es aber auch möglich, dass den Düsen bereits ein vorgeheizter Gasstrom zugeleitet wird. Dazu ist bevorzugt die Gaszuführung jeder Düse mit einer Heizvorrichtung ausgestattet, beispielsweise Heizwendel in der Wand der Schlauch- oder Rohrleitungen. Natürlich ist auch eine Kombination von Heizmitteln in den Düsen und Heizmitteln in den Zuleitungen denkbar, wobei dies aufgrund des erhöhten technischen Aufwands weniger bevorzugt ist. Es ist auch möglich, dass den Gaszuführungen bereits vorgewärmte Luft zugeleitet wird und die endgültige Temperatur durch Heizmittel in den Düsen oder Zuleitungen eingestellt wird.Within the scope of the invention, there are various possibilities for making the temperature of the gas flow of the individual nozzles individually adjustable. In a preferred embodiment, each nozzle is equipped with a heating device. For this purpose, for example, the nozzle wall itself can be heated or a heatable medium can be present in the nozzle (i.e. in the flow space of the nozzle surrounded by the nozzle wall) around which the gas flow flows. Alternatively, it is also possible for a preheated gas flow to be fed to the nozzles. For this purpose, the gas supply of each nozzle is preferably equipped with a heating device, for example a heating coil in the wall of the hose or pipe. Of course, a combination of heating means in the nozzles and heating means in the supply lines is also conceivable, although this is less preferred due to the increased technical effort. It is also possible for preheated air to be fed to the gas supplies and the final temperature to be set by heating means in the nozzles or supply lines.
Soll der Druck des Gasstroms der einzelnen Düsen individuell einstellbar sein, so sind bevorzugt die Gaszuführungen oder die Düsen selbst mit Mitteln zur Steuerung der durchfließenden Gasmenge ausgestattet, beispielsweise mit Drosselventilen oder Drosselklappen. Alternativ ist es möglich, jede Düse beziehungsweise verschiedene Gruppen von Düsen mit jeweils einem eigenen Mittel zur Erzeugung des Gasstroms zu verbinden, beispielsweise einem eigenen Heißluftventilator. So kann der Druck jeweils durch die Drehzahl des Ventilators eingestellt werden.If the pressure of the gas flow of the individual nozzles is to be individually adjustable, the gas supply or the nozzles themselves are preferably equipped with means for controlling the amount of gas flowing through, for example with throttle valves or throttle flaps. Alternatively, it is possible to connect each nozzle or different groups of nozzles to their own means for generating the gas flow, for example their own hot air fan. The pressure can then be adjusted by the speed of the fan.
Eine weitere Möglichkeit, den Druck des Gasstroms individuell einzustellen, besteht darin, dass der Sprühwinkel jeder Düse unabhängig von den anderen Düsen einstellbar ausgebildet wird. So kann der Grad der Fokussierung des Gasstroms für jede Düse individuell eingestellt werden. Dadurch ist es möglich, den Druck und die vom Gasstrom getroffene Fläche der Glasscheibe den Erfordernissen im Anwendungsfall entsprechend lokal anzupassen. Der Sprühwinkel wird insbesondere durch den Querschnitt der Düse im Bereich ihrer Austrittsöffnung beeinflusst, wobei ein sich (in Strömungsrichtung) verjüngender Querschnitt zu einem stark fokussierten Gasstrom führt und ein sich erweiternder Querschnitt zu einem wenig fokussierten, stark aufgeweiteten Gasstrom führt. Es kann beispielsweise eine drehbare Platte mit unterschiedlichen Öffnungen verwendet werden, welche durch Drehen zwischen verschiedenen Positionen bewegt werden kann, wobei in jeder Position jeweils eine der Öffnungen der Düse zugeordnet ist und als ihre Austrittsöffnung fungiert. Alternativ ist es auch möglich, verschiedene Düsen auf einem Drehteller anzuordnen, wobei durch Drehung die jeweils gewünschte Düse in die aktive Position befördert werden kann, wo sie mit dem Gasstrom versorgt wird. Ebenso ist es möglich, verschiedene Aufsätze für die Düsen vorzusehen, welche zu verschiedenen Sprühwinkeln führen und welche beispielsweise mittels eines Schraub- oder Bajonettverschlusses an den Düsen befestigt werden. So kann durch Drehung der Platte die Austrittsöffnung der Düse eingestellt werden und dadurch der Sprühwinkel (sofern die Öffnungen der Platte derart ausgebildet sind, dass sie zu einem unterschiedlichen Sprühwinkel führen). Der einstellbare Sprühwinkel kann als Weiterbildung der Erfindung aber auch in Kombination mit den vorstehend genannten Mitteln zur Druckregulierung (Drosselventile oder -klappen in den Düsen oder ihren Gaszuführungen) eingesetzt werden.Another way to individually adjust the pressure of the gas flow is to make the spray angle of each nozzle adjustable independently of the other nozzles. In this way, the degree of focusing of the gas flow can be individually adjusted for each nozzle. This makes it possible to locally adapt the pressure and the area of the glass pane hit by the gas flow to the requirements of the application. The spray angle is influenced in particular by the cross-section of the nozzle in the area of its outlet opening, with a tapering cross-section (in the direction of flow) leading to a highly focused gas flow and an expanding cross-section leading to a less focused, highly expanded gas flow. For example, a rotating plate with different openings can be used, which can be moved between different positions by rotating, with one of the openings being assigned to the nozzle in each position and acting as its outlet opening. Alternatively, it is also possible to arrange different nozzles on a turntable, whereby the desired nozzle can be moved to the active position by rotating it, where it is supplied with the gas flow. It is also possible to provide different attachments for the nozzles, which lead to different spray angles and which are attached to the nozzles, for example, using a screw or bayonet lock. The outlet opening of the nozzle can be adjusted by rotating the plate and thus the spray angle (provided the openings in the plate are designed in such a way that they lead to a different spray angle). The adjustable spray angle can also be used as a further development of the invention in combination with the aforementioned means for pressure regulation (throttle valves or flaps in the nozzles or their gas supplies).
Um die vertikale Position der Düsen individuell einstellen zu können, sind die Düsen bevorzugt unabhängig voneinander vertikal verschiebbar gelagert. Es ist dann möglich, die Düsen mit fortschreitender Biegung zu bewegen, um ihren Abstand zur Glasoberfläche einigermaßen konstant zu halten. Typischerweise wird die Glasscheibe konkav gekrümmt, worunter eine Krümmung verstanden wird, bei der die erste Hauptfläche (zumindest überwiegend) konkav ausgebildet wird und die zweite Hauptfläche (zumindest überwiegend) konvex. In diesem Fall bewegen sich die Düsen während der Biegung typischerweise nach unten, wobei die Bewegung umso ausgeprägter ist, je näher zur Scheibenmitte die Düsen angeordnet sind (größere Biegungstiefe). Ebenso ist es möglich, den Abstand einiger Düsen zur Oberfläche der Glasscheibe zu verringern, um lokal eine stärkere Wirkung des Gasstroms zu erzeugen.In order to be able to individually adjust the vertical position of the nozzles, the nozzles are preferably mounted so that they can be moved vertically independently of one another. It is then possible to move the nozzles as the bend progresses in order to keep their distance from the glass surface somewhat constant. Typically, the glass pane is concavely curved, which is understood to mean a curvature in which the first main surface is (at least predominantly) concave and the second main surface is (at least predominantly) convex. In this case, the nozzles typically move downwards during the bend, with the movement being more pronounced the closer the nozzles are arranged to the center of the pane (greater bending depth). It is also possible to reduce the distance of some nozzles from the surface of the glass pane in order to generate a stronger local effect of the gas flow.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist auch der Anstellwinkel der Düsen unabhängig voneinander einstellbar. Der Anstellwinkel kann beispielsweise bestimmt werden als Winkel der Strömungsrichtung der Düsen zur Vertikalen. Die Düsen sind dazu unabhängig voneinander schwenkbar gelagert. Das Schwenken der Düsen beeinflusst ihren Abstand von der Glasscheibe und außerdem auch den Winkel, mit dem der Gasstrom auf die Hauptfläche der Glasscheibe trifft. So ist es möglich, die Düsen mit fortschreitender Biegung zu schwenken, so dass ihr Gasstrom stets im Wesentlichen senkrecht auf die Glasscheibe trifft. Im Falle einer im Ausgangszustand planen Glasscheibe, die mit einer typischen konkaven Krümmung versehen wird, sind die Düsen der oberen Düsenanordnung zunächst vertikal und parallel zueinander ausgerichtet und fächern mit fortschreitender Biegung gleichsam auf, das heißt sie werden in Richtung der ihnen jeweils nächstliegenden Seitenkante der Glasscheibe geschwenkt. Ist eine untere Düsenanordnung als Lagerung vorhanden, so werden deren Düsen umgekehrt in Richtung der Scheibenmitte geschwenkt. Obwohl ein senkrechtes Auftreffen des Gasstroms auf die Glasscheibe der Regelfall und daher bevorzugt sein wird, sind je nach Anwendungsfall durch die schwenkbaren Düsen beliebige andere Auftreffwinkel realisierbar. Besonders bevorzugt ist eine Kombination, wobei die Düsen sowohl vertikal verschiebbar als auch schwenkbar gelagert sind. So kann der Abstand der Düsen von der Glasscheibe und der Winkel des auftreffenden Gasstroms ideal gesteuert werden.In an advantageous development of the invention, the angle of attack of the nozzles can also be adjusted independently of one another. The angle of attack can, for example, be determined as the angle of the flow direction of the nozzles to the vertical. The nozzles are pivotally mounted independently of one another. The pivoting of the nozzles influences their distance from the glass pane and also the angle at which the gas flow hits the main surface of the glass pane. This makes it possible to pivot the nozzles as the bend progresses, so that their gas flow always hits the glass pane essentially perpendicularly. In the case of a glass pane that is initially flat and is given a typical concave curvature, the nozzles of the upper nozzle arrangement are initially aligned vertically and parallel to one another and fan out as the bend progresses, i.e. they are pivoted in the direction of the side edge of the glass pane that is closest to them. If a lower nozzle arrangement is provided as a bearing, its nozzles are pivoted in the opposite direction towards the center of the pane. Although a vertical impact of the gas flow on the glass pane is the norm and is therefore preferred, any other impact angle can be achieved depending on the application using the pivoting nozzles. A combination is particularly preferred, whereby the nozzles can be moved vertically and pivoted. This allows the distance of the nozzles from the glass pane and the angle of the impacting gas flow to be ideally controlled.
Die Düsen können entlang ihrer gesamten Länge die gleiche Querschnittsfläche haben, sich erweitern, verjüngen oder beliebige komplexe Formen aufweisen. Bevorzugt verjüngen sich die Düsen, weisen also eine Querschnittsfläche auf, welche in Ausströmungsrichtung entlang der gesamten Länge oder eines Teils der Länge (beispielsweise eines an die Austrittsöffnung angrenzenden Endabschnitts) geringer wird, um den Gasstrom gleichsam auf die erste Hauptfläche der Glasscheibe zu fokussieren. Inwieweit der austretende Gasstrom fokussiert ist, kann als Sprühwinkel der Düse quantifiziert werden, beispielsweise als Winkel zwischen der seitlichen Begrenzung des austretenden Gasstroms und der Mittelachse, welche in Strömungsrichtung mittig durch die Düse verläuft. Ein kleiner Sprühwinkel führt dazu, dass der Gasstrom stark fokussiert ist und dementsprechend nur einen vergleichsweise kleinen Bereich der ersten Hauptfläche der Glasscheibe trifft, diesen dafür aber mit einem vergleichsweise hohen Druck. Der Sprühwinkel kann auch als Austrittswinkel, Abstrahlwinkel oder Öffnungswinkel bezeichnet werden.The nozzles can have the same cross-sectional area along their entire length, widen, taper or have any complex shape. The nozzles are preferably tapered, i.e. they have a cross-sectional area that decreases in the outflow direction along the entire length or part of the length (for example an end section adjacent to the outlet opening) in order to focus the gas flow on the first main surface of the glass pane. The extent to which the escaping gas flow is focused can be quantified as the spray angle of the nozzle, for example as the angle between the lateral boundary of the escaping gas flow and the central axis, which runs through the middle of the nozzle in the flow direction. A small spray angle means that the gas flow is highly focused and therefore only hits a comparatively small area of the first main surface of the glass pane, but with a comparatively high pressure. The spray angle can also be referred to as the exit angle, beam angle or opening angle.
Im Sinne der Erfindung kann entweder die gesamte Oberfläche der Glasscheibe mit dem Gasstrom beaufschlagt werden, um sie zu erwärmen, oder nur ein Teilbereich der Oberfläche. Der letzte Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn im Rahmen eines Biegeprozesses ein Bereich der Scheibe, der besonders stark gebogen werden soll (besonders kleiner Krümmungsradius oder besonders hoher Krümmungsgradient), mit einer gegenüber der restlichen Scheibe erhöhten Temperatur versehen werden soll oder mit einer zusätzlichen mechanischen Verformungskraft durch den Gasstrom. Der letzte Fall kann beispielsweise auch dann auftreten, wenn der Gasstrom verwendet wird, um einen Siebdruck in einem lokalen Bereich der Scheibenoberfläche einzubrennen.In accordance with the invention, either the entire surface of the glass pane can be exposed to the gas flow in order to heat it, or only a portion of the surface. The latter case occurs, for example, when, as part of a bending process, an area of the pane that is to be bent particularly strongly (particularly small radius of curvature or particularly high curvature gradient) is to be provided with a higher temperature than the rest of the pane or with an additional mechanical deformation force by the gas flow. The latter case can also occur, for example, when the gas flow is used to burn in a screen print in a local area of the pane surface.
Die Düsen der Düsenanordnung sind bevorzugt eindimensional (also linear) oder zweidimensional (zweidimensional verteilt, also gleichsam verteilt über eine Fläche) angeordnet.The nozzles of the nozzle arrangement are preferably arranged one-dimensionally (i.e. linearly) or two-dimensionally (distributed two-dimensionally, i.e. equally distributed over a surface).
Die Anzahl der Düsen der oberen Düsenanordnung beträgt bevorzugt mehr als zwei, besonders bevorzugt mehr als drei, ganz besonders bevorzugt mehr als fünf, insbesondere mehr als zehn.The number of nozzles in the upper nozzle arrangement is preferably more than two, particularly preferably more than three, very particularly preferably more than five, in particular more than ten.
Die Düsen der Düsenanordnung sind in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung linear angeordnet in Form einer einzelnen Reihe (lineare oder eindimensionale Düsenanordnung).In a particularly preferred embodiment, the nozzles of the nozzle arrangement are arranged linearly in the form of a single row (linear or one-dimensional nozzle arrangement).
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Düsen der Düsenordnung matrixartig angeordnet in Form mehreren benachbarten Reihen (zweidimensionale Düsenanordnung). Die Düsen können dabei gleichsam in Form von Zeilen und Spalten angeordnet sein - es ist aber auch möglich, dass die Düsen einander direkt benachbarter Düsenreihen versetzt zueinander angeordnet sind.In another particularly preferred embodiment, the nozzles of the nozzle arrangement are arranged in a matrix-like manner in the form of several adjacent rows (two-dimensional nozzle arrangement). The nozzles can be arranged in the form of rows and columns - but it is also possible for the nozzles of directly adjacent nozzle rows to be arranged offset from one another.
Es sind aber auch andere zweidimensionale Anordnungen denkbar. So können die Düsen beispielsweise in Form konzentrischer Kreise angeordnet sein. Grundsätzlich können die Düsen auch unregelmäßig zweidimensional angeordnet sein. Der Fachmann kann die Anordnung der Düsen den Erfordernissen im konkreten Anwendungsfall entsprechend frei wählen.However, other two-dimensional arrangements are also conceivable. For example, the nozzles can be arranged in the form of concentric circles. In principle, the nozzles can also be arranged irregularly in two dimensions. The specialist can freely choose the arrangement of the nozzles according to the requirements of the specific application.
Die Begriffe „eindimensional“ und „zweidimensional“ in Bezug auf die Düsenabordnung beziehen sich auf eine Draufsicht auf die Düsenöffnungen. Es ist nicht notwendig, dass alle Düsen in einer Ebene angeordnet sind. In Ausgestaltungen der Erfindung sind die vertikalen Positionen der Düsen darüber hinaus unabhängig voneinander einstellbar und werden während des Verfahrens verändert. Falls die Düsen nicht in einer Ebene angeordnet sind, so ergibt sich aus der besagten eindimensionalen Anordnung streng genommen eine zweidimensionale Anordnung und aus der besagten zweidimensionalen Anordnung streng genommen eine dreidimensionale Anordnung. Die eindimensionale Düsenanordnung kann auch als lineare Düsenanordnung bezeichnet werden und die zweidimensionale Düsenanordnung als flächige Düsenanordnung (oder flächig verteilte Düsenanordnung). Anders ausgedrückt sind bei der besagten eindimensionalen Düsenordnung die Orthogonalprojektionen der Düsen auf eine horizontale Ebene eindimensional angeordnet und bei der besagten zweidimensionalen Düsenanordnung sind die Orthogonalprojektionen der Düsen auf eine horizontale Ebene zweidimensional angeordnetThe terms "one-dimensional" and "two-dimensional" in relation to the nozzle arrangement refer to a plan view of the nozzle openings. It is not necessary that all nozzles are arranged in one plane. In embodiments of the invention, the vertical positions of the nozzles can also be adjusted independently of one another and are changed during the process. If the nozzles are not arranged in one plane, the said one-dimensional arrangement strictly speaking results in a two-dimensional arrangement and the said two-dimensional arrangement strictly speaking results in a three-dimensional arrangement. The one-dimensional nozzle arrangement can also be referred to as a linear nozzle arrangement and the two-dimensional nozzle arrangement as a planar nozzle arrangement (or planar distributed nozzle arrangement). In other words, in the said one-dimensional nozzle arrangement, the orthogonal projections of the nozzles on a horizontal plane are arranged one-dimensionally and in the said two-dimensional nozzle arrangement, the orthogonal projections of the nozzles on a horizontal plane are arranged two-dimensionally.
In einer Ausgestaltung ist die (zweidimensionale) Düsenanordnung insgesamt mindestens so groß wie die Glasscheibe (genauer gesagt die Hauptflächen der Glasscheibe). Das bedeutet, dass die gesamte erste Hauptfläche der Glasscheibe simultan mit dem Gasstrom beaufschlagt werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung ist die (eindimensionale oder zweidimensionale) Düsenanordnung insgesamt kleiner als die Glasscheibe. Das bedeutet, dass nur ein Teilbereich der ersten Oberfläche simultan mit dem Gasstrom beaufschlagt werden kann.In one embodiment, the (two-dimensional) nozzle arrangement is at least as large as the glass pane (more precisely, the main surfaces of the glass pane). This means that the entire first main surface of the glass pane can be exposed to the gas flow simultaneously. In another embodiment, the (one-dimensional or two-dimensional) nozzle arrangement is smaller than the glass pane. This means that only a portion of the first surface can be exposed to the gas flow simultaneously.
Soll die gesamte erste Hauptfläche der Glasscheibe mit dem Gasstrom beaufschlagt werden, so sind wiederum verschiedene Ausgestaltungen und Ausführungen möglich:
- - Die Düsenanordnung ist eine zweidimensionale Düsenanordnung, die mindestens so groß ist wie die Glasscheibe. Die Düsenanordnung beaufschlagt die gesamte erste Oberfläche simultan mit dem Gasstrom. Die relative Anordnung von Düsenanordnung und Glasscheiben kann dabei konstant bleiben. Die Düsenanordnung und die Glasscheibe können aber auch gegeneinander bewegt werden, um den Gasstrom gleichmäßiger zu verteilen. Eine solche relative Bewegung kann durch die Bewegung der Düsenanordnung oder durch die Bewegung der (beweglich gelagerten) Glasscheibe erreicht werden.
- - Die Düsenanordnung ist eine eindimensionale Düsenanordnung oder eine zweidimensionale Düsenanordnung, die kleiner ist als die Glasscheibe. Da eine simultane Beaufschlagung der ersten Hauptfläche in diesem Fall nicht möglich ist, müssen Düsenanordnung und Glasscheibe gegeneinander bewegt werden, um die erste Hauptfläche der Glasscheibe sukzessive mit dem Gasstrom zu beaufschlagen. Dazu kann die Düsenanordnung (einmal oder mehrmals) über die ortsfeste Glasscheibe bewegt werden oder die Glasscheibe (einmal oder mehrmals) unter der ortsfesten Düsenanordnung. Natürlich können auch sowohl Düsenanordnung als auch Glasscheibe bewegt werden, was aber technisch aufwändiger und daher weniger bevorzugt ist.
- - The nozzle arrangement is a two-dimensional nozzle arrangement that is at least as large as the glass pane. The nozzle arrangement applies the gas flow to the entire first surface simultaneously. The relative arrangement of the nozzle arrangement and the glass panes can remain constant. However, the nozzle arrangement and the glass pane can also be moved against each other to distribute the gas flow more evenly. Such a relative movement can be achieved by moving the nozzle arrangement or by moving the (movably mounted) glass pane.
- - The nozzle arrangement is a one-dimensional nozzle arrangement or a two-dimensional nozzle arrangement that is smaller than the glass pane. Since simultaneous exposure to the first main surface is not possible in this case, the nozzle arrangement and the glass pane must be moved against each other in order to successively expose the first main surface of the glass pane to the gas flow. To do this, the nozzle arrangement can be moved (once or several times) over the stationary glass pane or the glass pane (once or several times) under the stationary nozzle arrangement. Of course, both the nozzle arrangement and the glass pane can also be moved, but this is technically more complex and therefore less preferred.
Soll nur ein Teilbereich der Glasscheibe mit dem Gasstrom beaufschlagt werden, so sind ebenfalls verschiedene Ausgestaltungen und Ausführungen möglich:
- - Die Düsenanordnung ist eine zweidimensionale Düsenanordnung, die mindestens so groß ist wie die Glasscheibe. Es wird jedoch nur ein Teil der Düsen betrieben, nämlich diejenigen Düsen, die dem besagten Teilbereich der Glasscheibe zugeordnet sind. Der gesamte Teilbereich wird simultan mit dem Gasstrom beaufschlagt.
- - Die Düsenanordnung ist eine eindimensionale oder zweidimensionale Düsenanordnung, die kleiner ist als die Glasscheibe, aber so groß wie der besagte Teilbereich der Glasscheibe. Auch in diesem Fall wird der gesamte Teilbereich simultan mit dem Gasstrom beaufschlagt.
- - Die Düsenanordnung ist eine eindimensionale oder zweidimensionale Düsenanordnung, die kleiner ist als der besagte Teilbereich der Glasscheibe. Um den gesamten Teilbereich sukzessive mit dem Gasstrom zu beaufschlagen, werden Glasscheibe und Düsenanordnung relativ zueinander bewegt.
- - The nozzle arrangement is a two-dimensional nozzle arrangement that is at least as large as the glass pane. However, only some of the nozzles are operated, namely those nozzles that are assigned to the said partial area of the glass pane. The entire partial area is exposed to the gas flow simultaneously.
- - The nozzle arrangement is a one-dimensional or two-dimensional nozzle arrangement that is smaller than the glass pane but as large as the said partial area of the glass pane. In this case, too, the entire partial area is exposed to the gas flow simultaneously.
- - The nozzle arrangement is a one-dimensional or two-dimensional nozzle arrangement that is smaller than the said partial area of the glass pane. In order to successively expose the entire partial area to the gas flow, the glass pane and nozzle arrangement are moved relative to each other.
Um die Vorrichtung flexibel für verschiedene Einsatzzwecke und verschiedene Typen von Glasscheiben vorzusehen, ist es sinnvoll, eine zweidimensionale Düsenanordnung vorzusehen, welche mindestens so groß ist wie alle gebräuchlichen Scheibentypen. Im konkreten Anwendungsfall ist die Düsenanordnung dann in der Regel größer als die Glasscheibe. Um die gesamte erste Hauptfläche simultan mit dem Gasstrom zu beaufschlagen, können sämtliche Düsen betrieben werden oder ein die erste Hauptfläche abdeckender Teil der Düsen. Um nur einen Teilbereich der ersten Hauptfläche mit dem Gasstrom zu beaufschlagen, wird ein diesen Teilbereich abdeckender Teil der Düsen betrieben.In order to make the device flexible for different purposes and different types of glass panes, it is advisable to provide a two-dimensional nozzle arrangement that is at least as large as all common types of pane. In the specific application, the nozzle arrangement is then usually larger than the glass pane. In order to cover the entire first main surface To apply the gas flow to the surface simultaneously, all nozzles or a portion of the nozzles covering the first main surface can be operated. To apply the gas flow to only a portion of the first main surface, a portion of the nozzles covering this portion is operated.
Die Glasscheibe wird erfindungsgemäß horizontal auf einer Lagerung gelagert. Diese Lagerung kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist die Lagerung als gebogene Auflageform ausgebildet. Die Auflageform weist eine gekrümmte Auflagefläche (Kontaktfläche) auf, an deren Form die Glasscheibe nach dem Erwärmen angepasst werden soll. Diese Ausgestaltung ist also für Biegeprozesse anwendbar und die Auflageform ist gleichzeitig eine Biegeform. Die Auflagefläche steht mit der zweiten Hauptfläche der Glasscheibe in Kontakt. Die im Ausgangszustand plane Glasscheibe liegt anfangs nicht auf der gesamten Auflagefläche auf, sondern nur auf einem Teil. Nachdem sie auf Biegetemperatur erwärmt und dadurch erweicht wurde, passt sich die Form der Glasscheibe einerseits unter dem Einfluss der Schwerkraft und andererseits durch den mechanischen Druck des Gasstroms an die Auflagefläche an, so dass die Biegung der Glasscheibe durch die gekrümmte Auflagefläche bestimmt wird. Die Auflagefläche weist bevorzugt eine konkave Krümmung auf, wodurch die Glasscheibe mit einer konkaven Biegung versehen wird (erste Hauptfläche konkav, zweite Hauptfläche konvex). Die Auflagefläche kann rahmenartig oder vollflächig ausgebildet sein.According to the invention, the glass pane is mounted horizontally on a support. This support can be designed in different ways. In a first preferred embodiment, the support is designed as a curved support shape. The support shape has a curved support surface (contact surface), to whose shape the glass pane is to be adapted after heating. This embodiment can therefore be used for bending processes and the support shape is also a bending shape. The support surface is in contact with the second main surface of the glass pane. The glass pane, which is flat in the initial state, does not initially rest on the entire support surface, but only on part of it. After it has been heated to bending temperature and thus softened, the shape of the glass pane adapts to the support surface under the influence of gravity on the one hand and the mechanical pressure of the gas flow on the other, so that the bending of the glass pane is determined by the curved support surface. The support surface preferably has a concave curvature, which gives the glass pane a concave bend (first main surface concave, second main surface convex). The support surface can be frame-like or full-surface.
Eine Auflageform mit einer vollflächigen Auflagefläche wird auch als Vollform oder massive Auflageform bezeichnet. Eine solche Auflagefläche ist dafür vorgesehen, einen Großteil der Scheibenoberfläche oder sogar die gesamte Scheibenoberfläche direkt zu kontaktieren. Bei einer Auflageform mit einer rahmenartigen Auflagefläche steht nur ein peripherer Bereich der Scheibenoberfläche an ihren Seitenkanten oder in der Nähe der Seitenkanten mit der Auflagefläche in direktem Kontakt, während der größte Teil der Scheibe keinen direkten Kontakt zum Werkzeug hat. Ein solches Werkzeug kann auch als Ring (Haltering, Biegering) oder Rahmen (Rahmenform) bezeichnet werden. Der Begriff „rahmenartige Auflagefläche“ im Sinne der Erfindung dient lediglich zur Abgrenzung von einer vollflächigen Form. Die Auflagefläche muss keinen vollständigen Rahmen bilden, sondern kann auch unterbrochen sein.A support mold with a full-surface support surface is also referred to as a full mold or solid support mold. Such a support surface is intended to directly contact a large part of the disk surface or even the entire disk surface. In a support mold with a frame-like support surface, only a peripheral area of the disk surface on its side edges or near the side edges is in direct contact with the support surface, while the largest part of the disk has no direct contact with the tool. Such a tool can also be referred to as a ring (retaining ring, bending ring) or frame (frame mold). The term "frame-like support surface" in the sense of the invention serves only to distinguish it from a full-surface mold. The support surface does not have to form a complete frame, but can also be interrupted.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Lagerung als plane Auflageform ausgebildet. Die Auflageform weist eine plane Auflagefläche auf, auf der die plane Glasscheibe aufliegt. Eine solche plane Auflageform ist anwendbar für Prozesse, bei denen die Glasscheibe erwärmt, aber nicht gebogen werden soll, beispielsweise zum Einbrennen einer Druckfarbe. Sie kann aber auch im Rahmen von Biegeprozessen eingesetzt werden, wenn die plane Auflageform lediglich der Erwärmung der Glasscheibe dient und die Glasscheibe anschließend von der Auflageform abgehoben und den Biegewerkzeugen zugeführt wird. Die Auflagefläche kann auch hier rahmenartig oder vollflächig ausgebildet sein.In a further preferred embodiment, the bearing is designed as a flat support form. The support form has a flat support surface on which the flat glass pane rests. Such a flat support form can be used for processes in which the glass pane is to be heated but not bent, for example for firing in a printing ink. However, it can also be used in bending processes if the flat support form only serves to heat the glass pane and the glass pane is then lifted off the support form and fed to the bending tools. Here, too, the support surface can be designed as a frame or over the entire surface.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Lagerung als Rollenfördersystem ausgebildet. Die Glasscheibe wird direkt auf die Rollen aufgelegt, wobei ihre zweite Hauptfläche mit den Rollen in Kontakt steht. Die Glasscheibe wird mit dem Rollenfördersystem unter die Düsenanordnung bewegt und dort mit dem Gasstrom beaufschlagt. Die Glasscheibe kann dabei unter der Düsenanordnung stationär angeordnet bleiben während der Erwärmung. Das Verfahren kann aber auch als Durchlaufverfahren durchgeführt werden, wobei die Glasscheibe kontinuierlich bewegt wird und ihre erste Hauptfläche beim Durchgang unter der Düsenanordnung sukzessive mit dem Gasstrom beaufschlagt wird. Auch diese Ausgestaltung ist anwendbar für Prozesse, bei denen die Glasscheibe erwärmt, aber nicht gebogen werden soll, beispielsweise zum Einbrennen einer Druckfarbe. Sie kann aber auch im Rahmen von Biegeprozessen eingesetzt werden, wobei das Rollenfördersystem lediglich der Erwärmung der Glasscheibe dient und die Glasscheibe anschließend vom Rollenfördersystem abgehoben und den Biegewerkzeugen zugeführt wird. Statt einem Rollenfördersystem kann alternativ auch ein Laufband-Fördersystem verwendet werden. Im Rahmen eines Durchlaufsystems ist es auch möglich, dass die Glasscheibe unter der Düsenanordnung erwärmt wird und der Rollengang anschließend eine in einer gebogenen Form verläuft, so dass die erweichte Glasscheibe gebogen wird. Dabei können einander gegenüberliegende Rollen vorgesehen sein, so dass die Glasscheibe nach Art eines Kalanders beidseitig Kontakt zu den Rollen hat.In a further preferred embodiment, the bearing is designed as a roller conveyor system. The glass pane is placed directly on the rollers, with its second main surface in contact with the rollers. The glass pane is moved under the nozzle arrangement with the roller conveyor system and exposed to the gas flow there. The glass pane can remain stationary under the nozzle arrangement during heating. The method can also be carried out as a continuous process, with the glass pane being moved continuously and its first main surface being successively exposed to the gas flow as it passes under the nozzle arrangement. This embodiment can also be used for processes in which the glass pane is to be heated but not bent, for example for firing in a printing ink. However, it can also be used in bending processes, with the roller conveyor system only serving to heat the glass pane and the glass pane then being lifted off the roller conveyor system and fed to the bending tools. Instead of a roller conveyor system, a conveyor belt conveyor system can also be used as an alternative. In a continuous system, it is also possible for the glass pane to be heated under the nozzle arrangement and for the roller conveyor to then run in a curved shape so that the softened glass pane is bent. Opposite rollers can be provided so that the glass pane is in contact with the rollers on both sides, like a calender.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Lagerung als weitere Düsenanordnung ausgebildet („untere Düsenanordnung“), welche eine Mehrzahl von Düsen aufweist, die auf die zweite Hauptfläche der Glasscheibe gerichtet sind. Die untere Düsenanordnung ist unterhalb der Glasscheibe und der oberen Düsenanordnung angeordnet. Die Düsen sind nach oben gerichtet, ihre Austrittsöffnungen also vom Erdboden abgewandt und im Einsatzfall von unten auf die zweite Hauptfläche der Glasscheibe gerichtet. Die Düsen sind geeignet und werden dazu eingesetzt, die zweite Hauptfläche mit einem Gasstrom zu beaufschlagen, wodurch die Glasscheibe gleichsam schwebend getragen wird. Die Glasscheibe liegt also nicht direkt auf den Düsen auf, sondern wird durch den Gasstrom getragen. Der Gasstrom muss dazu geeignet gewählt werden, um der Schwerkraft der Glasscheibe sowie der Kraft, die durch die obere Düsenanordnung auf die Glasscheibe ausgeübt wird, entgegenzuwirken. Die obere Düsenanordnung und die untere Düsenanordnung sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die Austrittsöffnungen der Düsen einander zugewandt sind im Einsatzfall auf die dazwischenliegende Glasscheibe gerichtet sind. Wie auch bei der erfindungsgemäßen oberen Düsenanordnung ist bei der optionalen unteren Düsenanordnung in einer vorteilhaften Ausgestaltung zumindest ein Parameter, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Temperatur des Gasstroms, dem Druck des Gasstroms und der vertikalen Position, für jede Düse unabhängig von den anderen einstellbar, bevorzugt zumindest zwei Parameter, besonders bevorzugt alle drei Parameter.In a further embodiment, the bearing is designed as a further nozzle arrangement (“lower nozzle arrangement”), which has a plurality of nozzles that are directed towards the second main surface of the glass pane. The lower nozzle arrangement is arranged below the glass pane and the upper nozzle arrangement. The nozzles are directed upwards, i.e. their outlet openings face away from the ground and, in use, are directed from below onto the second main surface of the glass pane. The nozzles are suitable and are used to apply a gas flow to the second main surface, whereby the glass pane is supported in a floating manner. The glass pane does not lie directly on the nozzles, but is supported by the gas flow. The gas flow must be selected to suit this purpose. to counteract the gravity of the glass pane and the force exerted on the glass pane by the upper nozzle arrangement. The upper nozzle arrangement and the lower nozzle arrangement are arranged opposite one another, with the outlet openings of the nozzles facing one another and, when in use, directed towards the glass pane in between. As with the upper nozzle arrangement according to the invention, in the optional lower nozzle arrangement, in an advantageous embodiment at least one parameter selected from the group consisting of the temperature of the gas flow, the pressure of the gas flow and the vertical position can be set for each nozzle independently of the others, preferably at least two parameters, particularly preferably all three parameters.
Die Ausgestaltung der Lagerung als untere Düsenanordnung ist vorteilhaft für Biegeprozesse anwendbar, wobei sie schwebend zwischen den Düsenanordnungen angeordnet ist. Sie wird durch die Gasströme der oberen und unteren Düsenanordnung einerseits erwärmt und andererseits verformt, wenn sie die Biegetemperatur erreicht hat. Durch den Gasstrom der unteren Düsenanordnung wird sie außerdem getragen. Bei einem solchen Biegeprozess hat die Glasscheibe keinerlei Kontakt zu Biegewerkzeugen, es handelt sich also um ein kontaktloses Biegen. Dadurch können Glasscheiben mit hoher optischer Qualität erzeugt werden, weil keinerlei Werkzeugabdrücke oder ähnliche Störungen der Oberflächenqualität auftreten können. Die Erwärmung der Glasscheibe ist außerdem optimal gleichmäßig, weil die Glasscheibe von unten nicht durch eine Auflageform, Transportrollen oder ähnliches abgeschattet wird. Durch eine individuell einstellbare Temperatur der Gasströme der einzelnen Düsen der oberen und/oder unteren Düsenanordnung kann ein komplexes Temperaturprofil erzeugt werden, wobei stärker zu biegende Bereiche der Glasscheibe bevorzugt eine höhere Biegetemperatur aufweisen als weniger stark zu biegende Bereiche. Durch einen individuell einstellbaren Druck der Gasströme der einzelnen Düsen der oberen und/oder unteren Düsenanordnung kann zum einen ebenfalls das Temperaturprofil beeinflusst werden und zum anderen die mechanische Kraft zum Biegen lokal an den jeweiligen Krümmungsgrad angepasst werden. Stärker zu biegende Bereiche der Glasscheibe werden vorteilhafterweise mit einem höheren Druck beaufschlagt als weniger stark zu biegende Bereiche. Durch eine individuell einstellbare vertikale Position der einzelnen Düsen der oberen und/oder unteren Düsenanordnung kann zum einen ebenfalls das Temperaturprofil beeinflusst werden und zum anderen können die Düsen bei fortschreitender Biegung der Glasscheibe (insbesondere kontinuierlich) nachgeführt werden, so dass ihr Abstand von der Glasscheibe konstant bleibt. So bleibt die durch den jeweiligen Gasstrom auf die Glasscheibe wirkende Kraft konstant und die Glasscheibe kann sehr kontrolliert gebogen werden. Um lokal eine stärkere Heiz- oder Biegewirkung zu erzeugen, ist es aber auch möglich, dass der Abstand der Düsen der oberen und/oder unteren Düsenanordnung in einem Bereich der Glasscheibe geringer gewählt wird als in anderen Bereichen.The design of the bearing as a lower nozzle arrangement is advantageous for bending processes, where it is arranged floating between the nozzle arrangements. It is heated on the one hand by the gas flows of the upper and lower nozzle arrangements and on the other hand deformed when it has reached the bending temperature. It is also supported by the gas flow of the lower nozzle arrangement. In such a bending process, the glass pane has no contact with bending tools, so it is contactless bending. This means that glass panes with high optical quality can be produced because no tool marks or similar defects in the surface quality can occur. The heating of the glass pane is also optimally uniform because the glass pane is not shaded from below by a support mold, transport rollers or similar. By individually adjusting the temperature of the gas flows of the individual nozzles of the upper and/or lower nozzle arrangement, a complex temperature profile can be generated, with areas of the glass pane that are to be bent more strongly preferably having a higher bending temperature than areas that are to be bent less strongly. By individually adjusting the pressure of the gas streams of the individual nozzles in the upper and/or lower nozzle arrangement, the temperature profile can be influenced and the mechanical force for bending can be locally adapted to the respective degree of curvature. Areas of the glass pane that are to be bent more strongly are advantageously subjected to a higher pressure than areas that are to be bent less strongly. By individually adjusting the vertical position of the individual nozzles in the upper and/or lower nozzle arrangement, the temperature profile can also be influenced and the nozzles can be adjusted as the glass pane bends (in particular continuously) so that their distance from the glass pane remains constant. In this way, the force acting on the glass pane by the respective gas stream remains constant and the glass pane can be bent in a very controlled manner. In order to generate a stronger heating or bending effect locally, it is also possible to choose a smaller distance between the nozzles in the upper and/or lower nozzle arrangement in one area of the glass pane than in other areas.
Die Düsen der oberen Düsenanordnung sind erfindungsgemäß geeignet, die Glasscheibe mit einem Gasstrom zu beaufschlagen. Der Gasstrom ist auf die Glasscheibe gerichtet, das Gas strömt also von den Düsen in Richtung der Glasscheibe. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Düsen außerdem geeignet, die erste Hauptfläche der Glasscheibe mit einer Saugwirkung zu beaufschlagen. Der Gasstrom kann dann umgekehrt werden, so dass die Düsen, statt einen Gasstrom auszustoßen, Luft ansaugen. So kann lokal ein Unterdruck auf der ersten Oberfläche der Glasscheibe erzeugt werden beziehungsweise ein von der Glasscheibe zu den Düsen gerichteter Luftstrom erzeugt werden. Die Vorrichtung kann dann vorteilhafterweise derart betrieben werden beziehungsweise das Verfahren derart durchgeführt werden, dass ein Teil der Düsen (eine erste Gruppe von Düsen, insbesondere der Großteil der Düsen) die erste Hauptfläche der Glasscheibe mit einem Gasstrom beaufschlagt, was insbesondere zum Erwärmen der Glasscheibe nötig ist, außerdem zum Verformen. Durch einen anderen Teil der Düsen (eine zweite Gruppe von Düsen, insbesondere der Minderheit der Düsen) wird lokal eine Saugwirkung auf der ersten Oberfläche erzeugt. So können sehr komplexe Scheibengeometrien erzeugt werden, wobei die Saugwirkung dem Krümmungsgrad lokal entgegenwirkt oder sogar lokal eine gegenläufige Krümmung erzeugt werden kann.According to the invention, the nozzles of the upper nozzle arrangement are suitable for applying a gas stream to the glass pane. The gas stream is directed at the glass pane, so the gas flows from the nozzles in the direction of the glass pane. In an advantageous development, the nozzles are also suitable for applying a suction effect to the first main surface of the glass pane. The gas stream can then be reversed so that the nozzles suck in air instead of expelling a gas stream. In this way, a negative pressure can be generated locally on the first surface of the glass pane or an air stream can be generated directed from the glass pane to the nozzles. The device can then advantageously be operated or the method can be carried out in such a way that some of the nozzles (a first group of nozzles, in particular the majority of the nozzles) apply a gas stream to the first main surface of the glass pane, which is necessary in particular for heating the glass pane and also for deforming it. Another part of the nozzles (a second group of nozzles, in particular the minority of the nozzles) creates a suction effect locally on the first surface. In this way, very complex disc geometries can be created, whereby the suction effect locally counteracts the degree of curvature or even an opposite curvature can be created locally.
Weist die Vorrichtung eine untere Düsenanordnung auf, so sind auf deren Düsen bevorzugt geeignet, die zweite Hauptfläche der Glasscheibe mit einer Saugwirkung zu beaufschlagen. Das Verfahren kann dann derart durchgeführt werden, dass ein Teil der Düsen (insbesondere der Großteil der Düsen) die zweite Hauptfläche der Glasscheibe mit einem Gasstrom beaufschlagt, was insbesondere zum Tragen und Erwärmen der Glasscheibe nötig ist, außerdem zum Verformen. Durch einen anderen Teil der Düsen (insbesondere der Minderheit der Düsen) wird lokal eine Saugwirkung auf der zweiten Oberfläche erzeugt, wodurch komplexe Scheibengeometrien realisierbar werden.If the device has a lower nozzle arrangement, the nozzles on the latter are preferably suitable for applying a suction effect to the second main surface of the glass pane. The method can then be carried out in such a way that some of the nozzles (in particular the majority of the nozzles) apply a gas stream to the second main surface of the glass pane, which is particularly necessary for supporting and heating the glass pane, and also for deforming it. Another part of the nozzles (in particular the minority of the nozzles) generates a suction effect locally on the second surface, which makes it possible to create complex pane geometries.
Um die Saugwirkung erzeugen zu können, sind die Gaszuführungen der einzelnen Düsen (in diesem Fall spricht man sinnvollerweise eher von Gasleitungen) nicht nur mit einem (bevorzugt einem gemeinsamen) Mittel zur Erzeugung eines Überdrucks verbunden, sondern auch mit einem (bevorzugt einem gemeinsamen) Mittel zur Erzeugung einer Saugwirkung, beispielsweise einem Ventilator, einer Vakuumpumpe oder einer Venturi-Düse. Die Gasleitungen weisen außerdem Mittel auf, um zwischen dem Gasstrom und der Saugwirkung zu schalten, beispielsweise jeweils eine Absperrvorrichtung in den Leitungen zum Gasstrom-Mittel und zum Saugmittel oder ein geeignetes Ventil.In order to be able to generate the suction effect, the gas supply lines of the individual nozzles (in this case it is more sensible to speak of gas lines) are not only connected to a (preferably a common) means for generating an overpressure, but also to a (before a common means for generating a suction effect, for example a fan, a vacuum pump or a venturi nozzle. The gas lines also have means for switching between the gas flow and the suction effect, for example a shut-off device in the lines to the gas flow means and to the suction means or a suitable valve.
Die obere Düsenanordnung und gegebenenfalls die untere Düsenanordnung können die einzigen Mittel sein, um die Glasscheibe zu erwärmen. Es ist aber auch möglich, dass die Vorrichtung mit einer klassischen Heizvorrichtung ausgestattet ist, mit der die Glasscheibe zunächst vorgewärmt wird, um sie im Anschluss mit der Düsenanordnung auf die Zieltemperatur zu bringen und gegebenenfalls ein Temperaturprofil auszubilden. Der Gasstrom der Düsenanordnung kann in diesem Fall entweder nur lokale Bereiche der Glasscheibe zusätzlich erwärmen (beispielsweise dort, wo besonders starke Biegungen auftreten) oder die gesamte Glasscheibe mit ihrer finalen Temperatur versehen. Die Heizvorrichtung ist beispielsweise als Heizstrecke oder Heizkammer ausgebildet, welche mit Heizstrahlern, Konvektionsheizungen oder sonstigen Heizmitteln ausgestattet ist. Die Heizmittel sind bevorzugt sowohl oberhalb als auch unterhalb der Glasscheibe angeordnet. Zum Vorwärmen wird die Glasscheibe entweder stationär in der Heizkammer angeordnet oder in einem Durchlaufverfahren kontinuierlich durch die Heizkammer oder entlang der Heizstrecke bewegt.The upper nozzle arrangement and, if applicable, the lower nozzle arrangement can be the only means of heating the glass pane. However, it is also possible for the device to be equipped with a classic heating device with which the glass pane is first preheated in order to then bring it to the target temperature using the nozzle arrangement and, if applicable, to form a temperature profile. In this case, the gas flow from the nozzle arrangement can either only additionally heat local areas of the glass pane (for example where particularly strong bends occur) or provide the entire glass pane with its final temperature. The heating device is designed, for example, as a heating section or heating chamber which is equipped with radiant heaters, convection heaters or other heating means. The heating means are preferably arranged both above and below the glass pane. For preheating, the glass pane is either arranged stationary in the heating chamber or moved continuously through the heating chamber or along the heating section in a continuous process.
Es ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, eine einzelne Glasscheibe oder auch mehrere Glasscheiben simultan zu erwärmen und gegebenenfalls zu biegen. In letzterem Fall werden zwei oder mehrere Glasscheiben aufeinander gestapelt, so dass ihre Hauptfläche im Wesentlichen parallel, insbesondere planparallel, angeordnet sind und der Stapel wird horizontal liegend auf der Lagerung gelagert. Die erste Hauptfläche der obersten Glasscheibe ist gleichsam die erste Hauptfläche des Stapels, die mit dem Gasstrom der oberen Düsenanordnung beaufschlagt wird. Die zweite Hauptfläche der untersten Glasscheibe ist gleichsam die zweite Hauptfläche des Stapels, die gegebenenfalls mit dem Gasstrom der unteren Düsenanordnung beaufschlagt wird.With the device according to the invention, it is possible to heat a single glass pane or several glass panes simultaneously and, if necessary, bend them. In the latter case, two or more glass panes are stacked on top of one another so that their main surfaces are arranged essentially parallel, in particular plane-parallel, and the stack is stored horizontally on the support. The first main surface of the top glass pane is, as it were, the first main surface of the stack that is exposed to the gas flow from the upper nozzle arrangement. The second main surface of the bottom glass pane is, as it were, the second main surface of the stack that is exposed to the gas flow from the lower nozzle arrangement.
Die Glasscheibe ist bevorzugt aus Kalk-Natronglas gefertigt, können aber alternativ auch aus andere Glassorten wie Borsilikatglas oder Quarzglas gefertigt sein. Die Dicke der Glasscheibe beträgt typischerweise von 0,1 mm bis 10 mm, bevorzugt von 1 mm bis 5 mm.The glass pane is preferably made of soda-lime glass, but can alternatively be made of other types of glass such as borosilicate glass or quartz glass. The thickness of the glass pane is typically from 0.1 mm to 10 mm, preferably from 1 mm to 5 mm.
Die Glasscheibe wird bevorzugt als Fahrzeugscheibe oder Bestandteil einer Fahrzeugscheibe verwendet, wobei durch die erfindungsgemäße Erwärmung mittels der Düsenanordnung zum Biegen der Glasscheibe eingesetzt wird, zum Einbrennen einer Druckfarbe oder zum gezielten Einbringen von mechanischen Spannungen. Die Glasscheibe kann Bestandteil einer Verbundscheibe sein, wobei sie über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer weiteren Glasscheibe verbunden ist. Die Zwischenschicht wird bevorzugt durch mindestens eine thermoplastische Folie ausgebildet, insbesondere auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetet (EVA) oder Polyurethan (PU). Auch optisch klare Klebstoffe (OCA: optically clear adhesive; LOCA: liquid optically clear adhesive) können als Zwischenschicht verwendet werden. Verbundscheiben werden insbesondere als Windschutzscheiben oder Dachscheiben eingesetzt, zunehmend aber auch als Heckscheiben oder Seitenscheiben. Sie kann aber auch als Einzelglasscheibe verwendet werden, wobei sie bevorzugt thermisch vorgespannt wird. Einzelglasscheiben werden insbesondere als Dachscheiben, Seitenscheiben oder Heckscheiben eingesetzt.The glass pane is preferably used as a vehicle window or as a component of a vehicle window, with the heating according to the invention using the nozzle arrangement being used to bend the glass pane, to burn in a printing ink or to introduce mechanical stresses in a targeted manner. The glass pane can be a component of a composite pane, with it being connected to another glass pane via a thermoplastic intermediate layer. The intermediate layer is preferably formed by at least one thermoplastic film, in particular based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyurethane (PU). Optically clear adhesives (OCA: optically clear adhesive; LOCA: liquid optically clear adhesive) can also be used as an intermediate layer. Composite panes are used in particular as windshields or roof windows, but increasingly also as rear windows or side windows. However, it can also be used as a single pane of glass, with it preferably being thermally tempered. Single panes of glass are used in particular as roof windows, side windows or rear windows.
Die Glasscheibe kann alternativ aber auch im Bau- und Architekturbereich verwendet werden, beispielsweise als Fensterscheibe eines Gebäudes, im Innenbereich von Gebäuden oder als Bestandteil von Möbeln, elektrischen oder elektronischen Geräten.Alternatively, the glass pane can also be used in the construction and architecture sector, for example as a window pane in a building, in the interior of buildings or as a component of furniture, electrical or electronic devices.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.The invention is explained in more detail below with reference to a drawing and exemplary embodiments. The drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing does not limit the invention in any way.
Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 perspektivische Ansichten verschiedener erfindungsgemäßer Düsenanordnung, -
3 Draufsichten auf dieDüsenanordnungen aus 2 , -
4 Querschnitte durch zwei Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Düse, -
5 schematische Diagramme eines Temperatur- und Druckprofils beim Biegen einer Glasscheibe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Ausführung des damit durchgeführten Verfahrens, -
7 einen weiteren Querschnitt der Vorrichtung aus6 bei einer weiteren Ausführung des damit durchgeführten Verfahrens, -
8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer weiteren Ausführung des durchgeführten Verfahrens, -
9 Querschnitte durch drei Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Düse.
-
1 a cross section through an embodiment of the device according to the invention, -
2 perspective views of various nozzle arrangements according to the invention, -
3 Top views of the nozzle arrangements from2 , -
4 Cross sections through two embodiments of a nozzle according to the invention, -
5 schematic diagrams of a temperature and pressure profile when bending a glass pane with the device according to the invention, -
6 a cross-section through a further embodiment of the device according to the invention in an embodiment of the method carried out therewith, -
7 another cross-section of thedevice 6 in a further execution of the procedure carried out thereby, -
8th a cross section through a further embodiment of the device according to the invention in a further embodiment of the method carried out, -
9 Cross sections through three embodiments of a nozzle according to the invention.
Die Glasscheibe I soll auf Biegetemperatur erwärmt werden, um sie plastisch verformbar zu machen. Dann soll die Glasscheibe I gebogen werden, indem sie an die gekrümmte Auflagefläche der Lagerung 1 angelegt wird.The glass pane I is to be heated to bending temperature in order to make it plastically deformable. The glass pane I is then to be bent by placing it on the curved support surface of the bearing 1.
Die Vorrichtung umfasst weiter eine Düsenanordnung 2, welche aus einer Mehrzahl von Düsen 3 gebildet wird. Die Düsenanordnung 2 ist oberhalb der Lagerung 1 und der darauf angeordneten Glasscheibe I positioniert. Ihre Düsen sind nach unten gerichtet, so dass sie die erste Hauptfläche O mit einem Gasstrom beaufschlagen können. Jede Düse 3 ist an eine Gaszuführung 7 angeschlossen, beispielsweise eine Schlauchleitung. Die Gaszuführungen 7 wiederum sind an eine gemeinsame Zuleitung 8 angeschlossen, beispielsweise eine Rohrleitung. Durch einen Ventilator 9 kann ein Gasstrom erzeugt werden, welcher über die Zuleitung 8 auf die Gaszuführungen 7 aufgeteilt wird und den Düsen 3 zugeleitet wird. Der Gasstrom ist ausgehend von den Düsen auf die erste Hauptfläche O der Glasscheibe I gerichtet.The device further comprises a
Der auf die Glasscheibe I auftreffende Gasstrom ist erwärmt. Die Glasscheibe I wird durch den auf Biegetemperatur (beispielsweise 650°C) erwärmt, so dass sie erweicht und plastisch formbar wird. Die Glasscheibe beginnt dann unter dem Einfluss der Schwerkraft, sich an die gekrümmte Auflagefläche der Lagerung 1 anzulegen, und wird dabei gebogen. Dieser Prozess wird durch den Gasstrom zusätzlich unterstützt, der eine mechanische Kraft von oben auf die Glasscheibe I ausübt und diese gleichsam in die Auflagefläche hineinpresst (
Erfindungsgemäß ist zumindest einer der folgenden Parameter individuell für jede Düse 3 einstellbar, unabhängig von den anderen Düsen 3:
- - die Temperatur T des Gasstroms der Düse 3,
- - der Druck p des Gasstroms der Düse 3,
- - die vertikale
Position der Düse 3.
- - the temperature T of the gas flow of the
nozzle 3, - - the pressure p of the gas flow of the
nozzle 3, - - the vertical position of the
nozzle 3.
Dadurch können zum einen komplexe Temperaturprofile erzeugt werden, um die Biegetemperatur lokal an die Erfordernisse anzupassen, wobei beispielsweise stärker zu biegende Bereiche der Glasscheibe I auf eine höhere Temperatur erwärmt werden. Zum anderen kann die auf die Glasscheibe wirkende Kraft lokal angepasst werden, wobei beispielsweise stärker zu biegende Bereiche der Glasscheibe I mit einem stärkeren Gasstrom beaufschlagt werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das damit ausgeführte Verfahren sind daher Glasscheiben in hoher optischer Qualität und mit komplexen Geometrien zugänglich.This allows complex temperature profiles to be generated in order to locally adapt the bending temperature to the requirements, whereby, for example, areas of the glass pane I that are to be bent more strongly are heated to a higher temperature. On the other hand, the force acting on the glass pane can be locally adapted, whereby, for example, areas of the glass pane I that are to be bent more strongly are exposed to a stronger gas flow. The device according to the invention and the method carried out with it therefore make it possible to produce glass panes of high optical quality and with complex geometries.
Mit einer zweidimensionalen Düsenanordnung kann die gesamte erste Hauptfläche O simultan mit dem Gasstrom beaufschlagt werden oder auch nur ein lokaler Bereich. Die Anzahl der Düsen in den Figuren ist lediglich beispielhaft und soll das Prinzip verdeutlichen. Soll eine reale Fahrzeugscheibe simultan erwärmt werden, so wird typischerweise eine deutlich höhere Anzahl an Düsen vorhanden sein.With a two-dimensional nozzle arrangement, the entire first main surface O can be exposed to the gas flow simultaneously or just a local area. The number of nozzles in the figures is only an example and is intended to illustrate the principle. If a real vehicle If two discs are to be heated simultaneously, there will typically be a significantly higher number of nozzles.
Die Düsen 3 weisen eine Düsenwand 3a auf mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen: eine Eintrittsöffnung (in der Figur oben), durch die der Gasstrom aus der Gaszuführung 7 in die Düse 3 eintritt, und eine Austrittsöffnung (in der Figur unten), die der Glasscheibe zugewandt ist. Die Düse 3 weist einen an die Austrittsöffnung angrenzenden, sich verjüngenden Endabschnitt aus, um den Gasstrom zu fokussieren.The
Es ist möglich, die Düsenwand 3a selbst zum Beheizen des Gasstroms zu verwenden. So ist in der Ausgestaltung nach
Wenn die Düsen 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ausgelegt sind, dass der Druck des durch sie verlaufenden Gasstroms individuell einstellbar ist, so kann die Glasscheibe I mit einem Druckprofil beaufschlagt werden. Die stärker zu biegenden Bereiche werden mit einem höheren Druck beaufschlagt als die weniger stark zu biegenden Bereiche (
Die Düsen 3, 5 beider Düsenanordnungen 2, 4 sind unabhängig von den anderen Düsen 3, 5 der jeweiligen Düsenanordnung 2, 4 vertikal verschiebbar. Mit fortschreitender Biegung der Glasscheibe I wird die Position der Düsen 3, 5 derart verändert, dass ihr Abstand von der Glasscheibe I im Wesentlichen konstant bleibt. Die Kraft, welche jede Düsen auf die Glasscheibe I ausübt, bleibt dadurch während des Biegevorgangs im Wesentlichen konstant.The
Neben der vertikalen Position ist bevorzugt auf die Temperatur des Gasstroms jeder Düse 3, 5 individuell einstellbar, besonders bevorzugt auch der Druck des Gasstroms jeder Düse 3, 5. So können flexible Temperatur- und Druckprofile auf der Glasscheibe I erzeugt werden.In addition to the vertical position, the temperature of the gas flow of each
Natürlich können auch mehrere Untergruppen der Düsen 3 stärker an die Glasscheibe I angenähert werden. Auch eine oder mehrere Untergruppen der Düsen 5 der unteren Düsenanordnung 4 können stärker an die Glasscheibe I angenähert werden.Of course, several subgroups of the
Neben der relativen Position ist bevorzugt auch die Temperatur des Gasstroms jeder Düse 3 individuell einstellbar, besonders bevorzugt auch der Druck des Gasstroms jeder Düse 3.In addition to the relative position, the temperature of the gas flow of each
Die Düsen 3 können mit einer festen Austrittsöffnung versehen sein. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist jede Düse 3 mit einer einstellbaren Austrittsöffnung ausgestattet, so dass ihr Sprühwinkel α unabhängig von den anderen Düsen 3 einstellbar ist. Dadurch wird die Flexibilität der Vorrichtung weiter gesteigert, weil der Sprühwinkel α lokal eingestellt werden kann.The
Die dargestellten Ausführungsbeispiele, insbesondere die darin gezeigten Merkmalskombinationen sind lediglich beispielhaft zu verstehen und sind in keiner Weise einschränkend zu deuten. So ist es beispielsweise auch möglich, dass nicht sämtliche Düsen 3, 5 der oberen Düsenanordnung 2 und der etwaigen unteren Düsenanordnung 4 einen Gasstrom auf die Glasscheibe I richten, sondern dass durch eine Untergruppe der Düsen 3, 5 lokal eine Saugwirkung erzeugt wird. Dadurch sind noch komplexere Scheibengeometrien und noch schnellere Biegeprozesse realisierbar. Ebenso ist es beispielsweise möglich, vertikal verschiebbare Düsen 2 wie in
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 11
- Lagerungstorage
- 22
- (obere) Düsenanordnung(upper) nozzle arrangement
- 33
-
Düse der (oberen) Düsenanordnung 2Nozzle of the (upper)
nozzle arrangement 2 - 3a3a
-
Düsenwand der Düse 3Nozzle wall of
nozzle 3 - 44
- (untere) Düsenanordnung(lower) nozzle arrangement
- 55
- Düse der (unteren) Düsenanordnung 4Nozzle of the (lower) nozzle arrangement 4
- 66
-
Heizvorrichtung der Düse 3
Nozzle heating device 3 - 77
-
Gaszuführung der Düse 3Gas supply of
nozzle 3 - 88th
- Zuleitung der Gaszuführungen 7Gas supply line 7
- 99
- Ventilator Fan
- II
- GlasscheibeGlass pane
- OO
- erste Hauptfläche der Glasscheibe Ifirst main surface of the glass pane I
- UU
- zweite Hauptfläche der Glasscheibe I second main surface of the glass pane I
- αα
-
Sprühwinkel einer Düse 3Spray angle of a
nozzle 3
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 2004107729 A1 [0002]US 2004107729 A1 [0002]
- EP 0531152 A2 [0002]EP 0531152 A2 [0002]
- EP 1371616 A1 [0002]EP 1371616 A1 [0002]
- EP 255422 A1 [0002]EP 255422 A1 [0002]
- US 5906668 A [0002]US 5906668 A [0002]
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