DE2119699C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben und geht aus von einem beispielsweise aus der US-PS 2 377 849 bekanntgewordenen Verfahren, bei dem die auf Biegetemperatur erwärmte Glasscheibe auf eine nach unten gewölbte Hohlform derart aufgelegt wird, daß der Rand an den entsprechenden Formbereichen anliegt. Dann wird der Raum unterhalb der Scheibe unter Unterdruck gesetzt und die Glasscheibe dadurch an die Formwandung angesaugt. Die Verformung der Scheibe in ihrem mittleren Bereich bleibt jedoch ungenau, da sie nicht durch irgendeine Auflage mechanischer Art begrenzt ist, sondern nur die Viskosität und Temperatur sowie der Unterdruck diese Verformung im Mittelbereich steuern.

Außerdem ist das bekannte Verfahren vergleichsweise langsam, weil die Scheiben einzeln in die jeweilige Hohlform eingelegt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das kontinuierlich betrieben werden kann und darüber hinaus vermeidet, daß insbesondere der

55

bO mittlere Bereich der zu verformenden Scheibe ungenau wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Unterdruck wenigstens teilweise durch Absaugen über die Umfangskante der Form erzeugt wird.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 5 wiedergegeben.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich vorteilhaft durch einen zur Glasscheibe hin offenen Kasten, der die Form unter Freilassung eines Saugspaltes zur Umfangskante der Form umgibt und der mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist.

Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 7 und 8 gekennzeichnet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren und auf der zu seiner Durchführung vorgeschlagenen Vorrichtung werden die zu biegenden, entsprechend erhitzten Glasscheiben z. B. auf einem Rollenförderer aufeinanderfolgender Form zugeführt und von dieser ohne Einsatz weiterer mechanischer Überführungsorgane aufgenommen und geformt. Aus der Form werden sie allein durch Abschalten der Saugwirkung wieder auf den Förderer abgegeben. Das Verfahren arbeitet also kontinuierlich, gewährleistet eine gute Verformung und vermeidet bei der Überführung vom Förderer zur Form und von dort zurück zum Förderer mechanische Kontakte mit der zu verformenden bzw. verformten Scheibe, so daß diese in optimaler Weise geschont wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die gesamte Anlage,

Fig. 2 eine Draufsicht der Anlage gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit konkaver Form,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Formvorrichtung mit zusätzlicher zentraler Ansaugung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer konkaven Form, die mit einer von einem Wagen getragenen Gegenform zusammen arbeitet,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine konkave Form, die mit einem von einem Wagen getragenen Formrahmen zusammen arbeitet,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine konvexe Form,

Fig. 10 einen Querschnitt durch die in Fig. 9 dargestellte Form,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine konvexe Form zusätzlicher zentraler Ansaugung,

Fig. 12 einen Querschnitt durch die Form nach Fig. Π,

Fig. 13 einen Längsschnitt durch eine konvexe Form, die mit einem von einem Wagen getragenen Formrahmen zusammenarbeitet,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch eine konvexe Form, die mit einer von einem Wagen getragenen, mit Ansaugung arbeitenden Gegenform zusammenwirkt.

Nach Fig. 1 weist eine Biegestraße folgende Elemente auf: eine Aufgabestelle 2, einen Aufheizofen 3, eine Formkammer 4, eine Kühlkammer 5 und eine Austragstelle 6.

Die zu wölbende Glasscheibe 1 wird auf Rollen 7 durch die verschiedenen Anlagenteile transportiert.

Der Anwärmofen 3 ist an der Decke und am Boden mit elektrischen Widerstandsheizungen 8,9 versehen, die die zum Aufheizen der von den Rollen 7 in diesen Ofen eingeführten Glasscheibe la notwendige Energie durch Strahlung abgeben. Thermoelemente 10,11 regeln die Ofentemperatur auf einen konstanten Wert.

Die Rollen 7 mit einem relativ kleinen Durchmesser von etwa 30 mm bestehen aus einem feuerfesten Werkstoff mit geringem Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise Siliziumoxyd-Guß. Sie sind vorteilhafterweise mit einer Gewebehülle, insbesondere aus Kieselsäurefäden, umkleidet, um die Oberfläche der Glasscheibe gegen Beschädigungen zu schützen.

Die Rollen 7 transportieren die Glasscheibe kontinuierlich aus dem Aufheizofen 3 in die Formkammer 4. Die Decke und der Boden dieser Formkammer weisen elektrische Widerstandsheizungen 12, 13 auf, die die notwendige Energie zur Aufrechterhaltung einer Umgebungstemperatur liefern, die in der Nähe der Temperatur der aus dem Ofen kommenden Glasscheibe liegt (500-600° C). Thermoelemente 14, 15 regeln diese Temperatur auf einen konstanten Wert.

Die Form 16 in der Formkammer besteht beispielsweise aus feuerfestem formbarem Zement, damit die Form starr und undeformierbar bleibt. Sie ist so bemessen, daß sie über dem gesamten Umfang etwa 5 mm kleiner ist als die zu verformende Glasscheibe Ib.

Die Form ist in einem Kasten 17 angeordnet, dessen fnncnumfang einen Abstand von etwa 10 mm von dem Außenumfang der Form 16 aufweist, so daß ein Umfangsspalt Sentsteht,der in Fig. 3 und 4 im einzelnen bezeichnet ist.

Eine geeignete Ansaugvorrichtung in Form von /. B. Saugrohre 18 erzeugt in dem Kasten 17 einen Unterdruck. Die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Kasten 17 und dem außerhalb herrschenden Druck hat zur Folge, daß die Glasscheibe Ib angehoben und gegen die Form 16 angelegt wird.

Die untere Fläche der Form 16, gegen welche sich die Glasscheibe Ib anlegt, kann konkav oder konvex sein, wichtig ist nur, daß der Umfangsspalt S vorhanden ist.

Um zu vermeiden, daß die Fläche des Glases beschädigt wird, ist die unter Fläche der Form mit einer oder mehreren Schichten eines weichen, feuerfesten Gewebes bedeckt.

Die Form 16, der Kasten 17 und die Saugrohre 18 bilden eine Einheit, die auf einer Säule 19 montiert ist, welche sich mit Hilfe eines Druckzylinders 20 in vertikaler Richtung bewegen läßt.

Die konkave Form 16 (Fig. 3-8) eignet sich insbesondere für einfache Formvorgänge mit großem Krümmungsradius. Die Kräfte, die in diesem Fall zum Anlegen der Glasscheibe notwendig sind, sind gering und können mit den verschiedenen Kriterien in Einklanggebracht werden, die für das Erzielen einer ordnungsgemäßen Qualität maßgebend sind.

Diese konkave Form kann zusätzlich mit einer zentralen Ansaugung 21 (Fig. 5 und 6) versehen sein, die dazu dient, den mittleren Teil der Glasscheibe gegen die Form anzulegen, wenn diese in Querrichtung eine Doppelkrümmung aufweist.

Diese zentrale Ansaugung wird mit Hilfe einer oder mehrerer Reihen von Düsen 23 mit relativ kleinem Durchmesser derart bewirkt, daß die Oberfläche der Glasseheibe nicht beschädigt wird. Zwischen der gegen den Umriß der Form angelegten Glasplatte und der unteren Fläche der Form wird eine Kammer gebildet, in welcher durch die Verbindung dieser Düsen mit einer geeigneten Ansaugvorrichtung ein Unterdruck erzeugt wird. Das Anliegen der Glasscheibe gegen den Umriß der Form wird hierbei hervorgerufen durch die Saugwirkung, die auf die Anwesenheit des Kastens zurückzuführen ist. Ist der Unterdruck genügend groß, so legt sich der mittlere Teil der Glasplatte

ίο gegen die Form an.

Der Formvorgang wird beendet und benötigt nur eine einzige Form. Es genügt, den Ansaugvorgang oder die Ansaugvorgänge zu unterbrechen, damit die Glasscheibe Ic durch ihr eigenes Gewicht auf einem

ι ί Wagen 22 zur Auflage kommt, von welchem sie aufgefangen wird (Fig. 1 oder 7).

Der in einem einzigen Verfahrensschritt durchgeführte Formvorgang mit einer Form mit konkaver Unterfläche ist nicht auf starke Wölbungen oder

-<> Krümmungen mit kleinem Krümmungsradius anwendbar, ohne die Qualität der Glasscheibe zu beeinträchtigen, weil es zu einer Beschädigung der Oberfläche kommen kann, die durch die Stärke des Unterdrucks hervorgerufen wird, der zur Erzielung

r> der Teile mit geringem Krümmungsradius notwendig ist. Die Reibung der Randbereiche der Glasscheibe gegen die Form ruft eine Beschädigung der Scheibe und der Form an dieser Stelle hervor und es finden lokale Deformationen der Glasscheibe statt, usw.

j» Dieses Problem läßt sich aber durch die Verwendung einer konvexen Oberform unter Beibehaltung des Erfindungsprinzips lösen. Dies soll an Hand der Fig. 9 und K) näher erläutert werden.

Die Oberform 24 mit konvexer Unterseite (Fig. 4

j-> und 10) weist, was den Werkstoff und die Abmessungen anbetrifft, die gleichen Eigenschaften wie die konkave Form auf und ist in gleicher Weise unter Belassung eines Umfangspaltes in einem Kasten 17 angeordnet.

Der in dem von diesem Kasten und der Glasscheibe gebildeten Raum hervorgerufene Unterdruck bewirkt die Anlage der Glasscheibe gegen die Unterfläche der Oberform 24.

Diese eine konvexe Oberform verwendenden Formvorrichtung unterscheidet sich von einer eine konkave Oberform verwendenden Formvorrichtung durch einen sehr wichtigen Punkt: es ist möglich, eine vollständige Anlage der gesamten Fläche der Glasscheibe gegen eine konkave Form mit geringer Krüm-

-,o mung zu erzielen; dies geht jedoch nicht bei einer konvexen Oberform, wo eine vollständige Anlage nicht erreicht werden kann. Tatsache ist, daß dann, wenn die Andrückkraft der Glasscheibe gegen die Form konstant bleibt und die anzulegende Fläche vergrößert wird, das sich aus Kraft X Abstand errechnende Drehmoment abnimmt, und im günstigsten Fall immer eine auf dem Umfang der Glasscheibe befindliche Zone übrigbleibt, die nicht mit der Form in Berührung gebracht wird.

Diese nicht anliegende Zone kann durch eine zusätzliche Ansaugvorrichtung 26 (Fig. 11 und 12) verkleinert werden. Diese Vorrichtung wird von einer oder mehreren Reihen von Düsen 27 gebildet, die einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen, um die

t,5 Obei fläche der Glasscheibe nicht zu beschädigen. Diese Düsen, die in der Nähe des Randbereichs der Form etwas innerhalb des Umrisses der Glasscheibe angeordnet sind, sind durch Leitungen 27 a mit einer

geeigneten Ansaugvorrichtung, wie z. B. Saugrohren, verbunden.

Diese erste Verfahrensstufe, durch welche ein Verformen mit Hilfe der konvexen Oberform stattfindet, kann <iurch eine zweite, den Formvorgang vollendende Veri'ahrensstufe vervollständigt werden.

a) Die konvexe Oberform, gegen welche die Glasscheibe angelegt wird, wird durch die Wirkung eines Druckzylinders 20 abgesenkt und legt sich gegen einen konkaven Formrahmen 28 (Fig. 13) auf einem Wagen 22 an. Der Anlagedruck des Formrahmens gegen die Form kann mit Hilfe von bei 30 an dem Wagen 22 angelenkten Gegengewichten 29 eingestellt werden.

Während des Andrücken«, genügt es, den oder die Ansaugvorgänge der konvexen Oberform zu stoppen, damit die Glasscheibe an ihrem Platz auf dem Formrahmen bleibt und aufgenommen werden kann.

b) Die konvexe Oberform, an weiche die Glasscheibe angelegt wird, wird abgesenkt (Fig. 14) und in geringem Abstand von einer konkaven Unterform 31, die von einem Wagen 22 getragen wird, gestoppt. Diese konkave Unterform weist eine zentrale Ansaugung 31 mit Düsen 31a auf, welche in die Oberfläche der Unterform mündet. Diese Unterform ist mit einer oder mehreren Schichten eines weichen, feuerfesten Gewebes bedeckt, die Beschädigungen der Glasscheibe verhindern sollen.

Durch Stoppen des Ansaugvorganges oder der Ansaugvorgänge der konvexen Oberform fällt das Glas in die konkave Unterform.

Die vorgeformte Glasscheibe, die gleichzeitig der Wirkung der Schwerkraft und der durch die zentrale Ansaugung hervorgerufenen Kräfte unterliegt, legt sich gegen die konkave Unterform an, von wo sie leicht abgehommen werden kann, nachdem die Wirkung der zentralen Ansaugung gestoppt wurde.

Die Kühlkammer S (Fig. 1) ist wie der Ofen 3 und die Formkammer 4 mit Rollen 7 ausgestattet. Die Decke und der Boden der Kühlkammer weisen elektrische Widerstandheizungen auf, die die zur Aufrechterhaltung einer etwas unterhalb der Temperatur der Formkammer liegenden Temperatur notwendige Energie liefern. Thermoelemente an der Decke und am Boden regeln diese Temperatur auf einen konstanten Wert. In dieser Kammer befindet sich der Wagen 22 für den Abtransport in Wartestellung auf Schienen 33. Diese Schienen erlauben ein Verschieben des Wagens von der Formkammer 4 bis zu der Austragstelle 6.

Auf dem Wagen 22 ist die konvexe Unterform 34 (Fig. 7) oder der konvexe Formrahmen 35 (Fig. 8) angeordnet, die für die Aufnahme der durch die konkave Oberform 16 geformten Glasscheibe dienen.

Die Rollen 7 in der Kühlkammer dienen dazu, die Glasplatte zur Austragstelle hin zu bewegen, wenn diese in der Formkammer 4 von der Formvorrichtung freigegeben wird.

Die Austragstelle 6 dient der Aufnahme der geformten Glasscheibe Ic, die von dem der Aufnahme dienenden Wagen 22 herantransportiert wird.

Im folgenden wird beispielsweise ein vollständiger Verfahrensgang beschrieben.

Es werde eine Windschutzscheibe von 2 mm Dicke gegen eine konvexe Oberform geformt. In dem Kasten 17 befindet sich eine konvexe Oberform 24 und auf dem Wagen 22 ein konkaver Nachformrahmen 28.

Die Flügel dieser Windschutzscheibe, die υ im· Länge von 1 m und eine Breite von 0,5 m haben, haben einen kleinen Krümmungsradius,der 200 mm beträgt, so daß eine konvexe Oberform angewendet werden kann.

Die Heizkammer 3 (Fig. 1), deren Länge 5.400 m beträgt, befindet sich auf einer Temperatur von 800° C", die sowohl an der Decke, als auch am Boden herrscht.

Die Formkammer 5, die 2 m lang ist, hat eine Temperatur von 530° C an der Decke und am Boden.

Die Kühlkammer 5, die 2 m lang ist, befindet sich auf einer Temperatur von 500° C am Boden und an der Decke.

Die Siliziumoxidrollen 7, mit einem Durchmesser von 30 mm und einem Teilungsabstand von 40 mm sind mit aus Siliziumoxidfasern bestehenden Hüllen umkleidet.

Alle Rollen 7 mit Ausnahme derjenigen der Zuführungssteile 2 rotieren mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 8 cm/Sek. Diese Drehung ist notwendig, um ein Kriechen der einer erhöhten Temperatur unterworfenen Rollen zu vermeiden.

In der Formkammer 4 befindet sich die konvexe Form 24 in dem Kasten 17 in abgesenkter Stellung 5 mm über der Oberseite der Rollen. Der Unterdruck in dem Kasten wird über zwei Saugrohre erzeugt. Sein Wert beträgt 5-6 mbar.

In der Kühlkammer 5 befindet sich der Aufnehmewagen 22, der den für das Nachformen und die Aufnahme der Windschutzscheibe verwendeten Formrahmen 28 beträgt.

Die Windschutzscheibe 1 wird sorgfältig an der Zuführungsstelle positioniert. Ihre Lage wird derart bcstimmt, daß die Windschutzscheibe, sobald sie an der Stelle Ib ankommt, genau unter dem Kasten 17 zentriert ist.

Die Rollen 7 der Zuführungsstelle werden mit Hilfe einer Kupplung in Drehung versetzt und fördern die Glasscheibe 1 mit großer Geschwindigkeit zum Ofen 3, wobei auf die Beschleunigung bei der Förderung eine Verzögerung folgt. Das Einbringen dauert etwa 3 Sek. und wird mit einer Verlangsamung beendet, wenn der rückwärtige Teil der Glasscheibe im Innern des Heizofens 3 ist. In diesem Augenblick werden die Rollen der Zuführungsstelle abgekuppelt.

Sodann wird beheizt.

Nach dem Verzögerungsvorgang wird die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 7 des Ofens auf einen Wert von 8 cm/Sek. gehalten. Diese Geschwindigkeit bleibt bis zum Ende des Heizvorganges, der etwa 45 Sek. dauert, konstant. Dann befindet sich die Vorderkante des Glasstücks la an dem Ausgang des Heizofens. Die Temperatur der Glasscheibe liegt ir der Größenordnung von 640 bis 650° C.

Die Geschwindigkeit von 8 cm/Sek. wird in Abhängigkeit vom Rollenabstand und von der Viskosität des Glases und dessen Dicke derart bestimmt, daß eine genaue Planizität der Glasoberfläche erhalten wird.

Sodann wird gegen die konvexe Oberform vorgeformt.

Nachdem das Aufheizen der Glasscheibe la beendet ist, wird diese mit großer Geschwindigkeit in die Formkammer gefördert, wobei wiederum beschleunigt und verzögert wird. Die Förderzeit der Glasscheibe vom Ofen zur Form kammer bis das Ende dei Glasscheibe sich im Inneren der Formkammer befindet, beträgt etwa 3 Sek., kann jedoch gesteuert wer-

den, um die Temperatur des Vorderteils des Glassiiikkes mit der des rückwärtigen Teiles aufeinander abzustimmen.

Nach der Beendigung des Verzögerungsvorganges werden die Rollen 7 wieder auf die Geschwindigkeit von 8 cm/Sek. gebracht, und mit dieser konstanten Geschwindigkeit kommt die Glasscheibe Ib unter der Oberform für das Vorformen (Fig. 9) an.

Mittels eines Systems von Meßfühlern oder eines Zählwerks werden in dem Augenblick, in welchem sich die Glasscheibe zentriert unter dem Kasten 17 befindet, die Saugrohre 18 betätigt und schaffen sofort in dem von dem Kasten 17 und der Glasscheibe 16 gebildeten Raum einen Unterdruck von 5 bis 6 mbar.

Dieser Unterdruck reicht aus, um die Glasscheibe gegen die Form anzulegen, wodurch die Rollen frei werden.

Zum evtl. Nachformen wird mit dem Einschalten des Ansaugvorganges nach einer Verzögerung in der Größenordnung von einer halben Sek. die Vorformvorrichtung (Kasten 17, konvexe Form 24) mit der Glasscheibe mit Hilfe des Druckzylinders 20 (Fig. 13) in die obere Stellung gefahren.

Der Wagen 22, welcher den konkaven Formrahmen 28 trägt, wird mit großer Geschwindigkeit unter die konvexe Oberform 24 gefahren, wobei ein insgesamt etwa 3 Sek. dauernder Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang stattfindet, und sorgfältig positioniert.

Unter der Wirkung des Druckzylinders 20 wird die gesamte obere Einrichtung aus Kasten 17 und der

konvexen Oberform 24, gegen welche die Glasscheibe angelegt ist, in eine mittlere Position abgesenkt. Diese Position ist derart vorgesteuert, daß die vorgeformte Glasscheibe mit einer bestimmten Kraft gegen den unteren Formrahmen 28 gepreßt wird. Mit Hilfe dieses Formrahmens, der in vertikaler Richtung um ein sehr kleines Stück (5-10 mm) verfahrbar ist, wird der Druck am Umfang der Glasscheibe aufgebracht, der den Nachformvorgang ermöglicht; dies geschieht mit Hilfe der Gegengewichte 29, welche um Achsen 30 schwenkbar sind.

Nach einer Preßdauer von einigen Sekunden (etwa 5 Sek.) werden die Saugrohre angeschaltet und es wird die konvexe Oberform wieder nach oben gefahren.

Es folgt dann der Austrag der Glasscheibe.

Sobald die konvexe Oberform sich in ihrer oberen Stellung befindet, wird der Wagen 22, welcher den konkaven Formrahmen und die geformte Windschutzscheibe trägt, mit großer Geschwindigkeit zur Austragsstelle 6 gefahren. (5 Sek.). Die Glasscheibe wird dort abgenommen und der Wagen (durch Druckknopf) handgesteuert wieder in die Klimakammer zurückgeschickt.

Während dieserZeit wird die gesamte Verformeinrichtung um die Oberform in der Formkaminer in ihre abgesenkte Wartestellung zurückgefahren. Ein neuer Verfahrensgang kann gestartet werden.

Es ist möglich ohne Änderung des Verfahrens oder der Vorrichtung gleichzeitig zwei oder mehrere Glasscheiben zu biegen, und zwar auch dann, wenn es sich um eine starke Biegung handelt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von Glasscheiben, bei dem die auf Biegetemperatur erhitzte Glasscheibe ^r> durch Erzeugen eines Unterdruckes zwischen der Glasscheibe und einer Form an die Form angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck wenigstens teilweise durch Absaugen über die Umfangskante der Form erzeugt m wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus horizontaler Lage nach oben gegen die Form gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch r> gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer konvex ausgebildeten Form der Randbereich durch Anpressen an eine Rahmenform (28) nachgeformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch >n gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer konkav ausgebildeten Form die Glasscheibe durch Einsaugen in eine Vollform (31) nachgeformt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der >~> vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere aufeinanderfolgende Glasscheiben gebogen werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrend nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn- m zeichnet durch einen zur Glasscheibe hin offenen Kasten (17), der die Form (16, 24) unter Freilassung eines Saugspaltcs zur Umfangskante der Form umgibt und der mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist. r>

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Form (16,24) und Kasten (17) eine Einheit bilden, die nach dem Anliegen der Glasscheibe an die Form hochfahrbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (16 bzw. 24) Saugöffnungen (23 bzw. 27) aufweist.