DE2219946C2

DE2219946C2 - Verfahren zur Herstellung V-förmig gebogener Glasscheiben

Info

Publication number: DE2219946C2
Application number: DE2219946A
Authority: DE
Inventors: Harold Emery Toledo Ohio Hamilton
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: Pilkington North America Inc
Priority date: 1971-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1982-02-25
Also published as: LU65154A1; ZA722051B; BR7202379D0; US3762903A; BE781872A; CA947974A; IE36228B1; DE2219946A1; IT952714B; IE36228L; JPS5331886B1; NL168478C; NL7205170A; ES401626A1; NL168478B; GB1365185A; FR2133890A1; FR2133890B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Gattungsteil des Patentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist bereits bekannt (US-PS 76 999). Hierbei wird die vorgewärmte Glasscheibe im Bereich der Biegestelle auf beiden Oberflächen durch Strahlungswärme beheizt. Zu diesem Zwecke sind mittig zur Biegestelle im Abstand oberhalb und unterhalb der Glasscheibe je ein Widerstandsheizelement angeordnet, die in einem die Scheibe übergreifenden Rahmen gehalten sind. Der Rahmen erstreckt sich über die Breite der zu biegenden Glasscheibe und ist auf ihrer oberen Oberfläche durch im Abstand angeordnete Stege abgestützt und senkt sich mit der in dem Biegebereich, der durch die Heizelemente auf die Biegelemperatür erhitzt ist, Unter Wirkung seines Gewichtes in Anlage an einen V4örmig angeordneten Rahmen durch. Die Erwärmung der Glasscheibe durch die Heizelemente erstreckt sich bei der bekannten Äusführungsform auf einen relaiiv breiten Bereich der

Biegestelle, so daß die V-förmig gebogene Glasscheibe im Biegescheitel einen relativ großen Krümmungsradius besitzt, der dem sich einstellenden Krümmungsradius der Stege entspricht. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß die Scheibe im Bereich der erhitzten Biegestelle durch Spannungen bedingte Verzerrungen erhält und durch die mit ihrer einen Oberfläche in Kontakt tretenden Stege beschädigt wird.

Auch ist es bei einem Gerät zur Zuleitung eines elektrischen Stromes zu einem leitenden Streifen (DE-OS 19 27 778) nicht neu, für die Erwärmung von Glasscheiben auf die Oberfläche derselben den Streifen bzw. die leitende Schicht direkt aufzubringen. Dabei handelt es sich jedoch um ein grundsätzlich anderes Problem, das darin besteht, zwei im Abstand angeordnete einander parallele Glasscheiben an ihren Rändern durch Schweißung zu verbinden. Zu diesem Zwecke wird auf den Umfangsrand der oberen Scheibe ein breiter Streifen aus leitendem Material aufgetragen, die beiden Scheiben werden vorgewärmt und in übereinanueriiegende horizontal!. Lage gebracht, unterhalb der unteren Scheibe sind an den Ecken leitende Glieder angeordnet, die an Spannung gelegt werden, wobei ein elektrischer Überschlag zu den leitenden Streifen an der oberen Fläche der oberen Glasscheibe erfolgt und ein Strom durch die leitenden Streifen fließe. Die elektrisch lei'enden Felder werden ausdrücklich als Flammelektroden bezeichnet. Eine Berührung der beiden Scheiben erfolgt nicht und die Kanten der unteren Glasscheibe sollen durch Strahlungswärme von den Kanten der oberen Scheibe erhitzt werden.

Der Überschlagsstrom fließt durch das leitend gemachte Glas, um die Randbereiche der oberen Scheibe auf die untere Scheibe durchsacken zu lassen und hierdurch eine Randverschweißung der beiden im Abstand liegenden Scheiben zu erhalten. Hierbei dient das Glas selbst als elektrischer Leiter, um die für die Verschweißung erforderliche Temperatur zu erreichen.

Auch dieses Verfahren kann nicht ..r verzerrungsfreien Kantenlinien führen.

Das Biegen von V-förmigen Kantenführungen oder entsprechenden scharfen Kanten, also Abwinkelungen mit sehr kleinem Krümmungsradius ist insbesondere für die Automobilindustrie von großem Interesse und in diesem Zusammenhang außerordentlich schwierig, wenn ein optisch verzerrungsfreier Übergang gewahrleistet werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine V-förmig gebogene Glasscheibe zu erzielen, die einen optimal geringen Krümmungsradius besitzt, der sich praktisch auf die eigentliche Biegelinie erstreckt, wobei Bpschädigiingen und Verzerrungen in dem an die Biegelinie anschließenden Bereich verhindert werden und gleichzeitig eine scharfkantig abgebogene, an eine entsprechende Karosserieform eines Kraftfahrzeuges angepaßte Scheibe erhalten wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebe nen Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen*

Durch das vorliegende Verfahren werden Verzerrung gen im Biegebereich auf ein Minimum herabgesetzt und ein störungsfreier, schneller Verfahrensabiauf und damit ein wirtschaftlicher ausführbares Biegen von Glasschel· ben bei geringeren Gefahrenmöglichkeiten ermöglicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrie·

ben, die eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung darstellt, und es bedeutet

Fig. 1 eine perspektivische Teilwiedergabe eines mit gewölbten und V-förmig gebogenen Verglasungen versehenen Kraftfahrzeuges;

F i g. 2 einen perspektivischen Teilschnitt entlang der Linie2-2 von Fig. 1;

Fig.3 eine perspektivische Darstellung zweier auf einer Biegeforrr¹ angeordneter Glasscheiben vor dem Biegevorgang;

Fig.4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig.3;

F i g. 5 einen Querschnitt der Biegeform nach F i g. 3 nach Ausführung des Biegevorganges;

Fig.6 eine perspektivische Teildarstellung eines Kraftfahrzeuges mit Heckscheibe, die, aus einer einzelnen Glasscheibe bestehend, nach dem vorliegenden Biegeverfahren hergestellt worden ist; und

Fig. 7 eine perspektivische Einzeldarstellung der Heckscheibe nach F i g. 6.

in Tig.' ist eine Frontscheibe 10, die nach dcrn vorliegenden Verfahren hergestellt worden ist, von außerhalb des Fahrzeugs 11 her gesehen dargestellt. Die Frontscheibe 10 setzt sich in herkömmlicher Weise aus den beiden Glasscheiben 12 und 13 und einer unzerbrechlichen aus thermoplastischem Material bestehenden Zwischenschicht 14 zusammen.

Die Frontscheibe 10 ist V-förmig entlang einer geraden Linie abgewinkelt, die in der dargestellten Weise von der einen Längskante der Scheibeneinheit zur anderen Längskante verläuft, und zwar parallel zu und in der Mitte der Seitenkanten der Glasscheiben. Die Biegekante der Scheibenanordnung ist durch zwei elektrisch leitende Bahnen 15 und 16 vorgegeben, bei denen es sich um aufgebrannte Leiterinnen handelt, und die in der insbesondere aus Fig. 2 ersichtlichen Weise auf und entlang der äußeren Oberfläche 17 der äußeren Glasscheibe 12 und der äußeren Oberfläche 18 der inneren Glasscheibe 13 ausgebildet sind.

Die Glassi-neibtn der Frontscheibe 10 werden auf einer Biegeform 20 gebogen, die aus einem Biegerahmen besteht, der nur die äußeren Kantenbe-eiche der Scheibeneinheit aufnimmt (s. Fig. 3 und 5). Biegeformen dieser Art mit peripheren Aufiaijeschienen 21 sind bekannt. Die obere Kantenführung der Auflageschienen 21 entspricht hierbei der gewünschten Formgebung der aus/ufcrmenden Glasscheibe.

Bevor die Glasscheiben auf der Biegeform 20 in Stellung gebracht werden, werden die elektrisch leitenden Bahnen 15 und 16 auf diese aufgebracht. Hierfür ist es möglich, verschiedene Materialien zur Anwendung /u bringen, wobei die Bahnen als Heizwiderstände dienen, vorzugsweise kommen elektrisch leitende Metallpasten bzw. -Fritten /ur Anwendung. Diese Materialien werden wie Farben. Tuschen oder dergleichen auf die Glasscheiben mittels herkömmlicher Seidendruckverfahren oder durch Aufstreichen aufgebracht und nachfolgend erhitzt bzw eingebrannt, wodurch ein gewisses Zusammenschmelzen des Materia, s mit der Scheibe sichergestellt wird.

In diesem Zusammenhang vorzugsweise verwendete Pasten bestehen aus leitenden Metallpartikeln, wie etwa Silber, aus Glasfritteteilchen, organischen Bindemitteln Und Lösungsmittel. Die Gläsfritte ist den Pasten Kugegeben, um ein Zusammenschmelzen der erhitzten Streifen mit der Scheibe zu gewährleisten und die gewünschte Leitfähigkeit und Widerstandsfähigkeit zu erreichen. Insofern kann für einen gegebenen Quer

schnitt der leitenden Bahn das die elektrische Leitfähigkeit bestimmende Silber bzw. der Anteil an Silberteilchen verdünnt oder vergrößert werden, und zwar je nach Anteil der Gläsfritte, so daß hierdurch der elektrische Widerstandswert definierbar und damit die im Leiterband entwickelte Wärme vorbestimmbar ist.

Eine spezielle Materialzusammensetzung mit guten Ergebnissen besteht aus einer Silberpaste, die etwa 80 Gew.-% Silber und 20 Gew.-°/o Gläsfritte sowie organische Bindemittel und Lösungsmittel enthält. Ein derartiges Material besitzt einen Widerstand von annähernd 4,5 Ohm pro 30,5 cm bei Raumtemperatur, wobei das Material auf die Glasscheibe in einer 0,762 mm breiten Linie im Siebdruckverfahren aufgebracht worden ist. Im allgemeinen können die leitenden Silberpasten bei Temperaturen zwischen 427°C und 760° C unter Verwendung von organischen Bindemitteln und Lösungsmitteln auf die Glasscheibe aufgebrannt werden.

Außer der elektrisch leitenden S'iierpaste, die zur Ausbildung elektrisch leitender Bahnen ideal geeignet ist, können auch andere leitende Metallpasten verwendet werden, die als Metallpartikel beispielsweise Gold, Palladium, Platin oder Legierungen hiervon enthalten. Auch ist es möglich, lufttrocknende Dispersionen von leitenden Metallen zu verwenden. Ein spezielles, in diesem Zusammenhang verwendbares Material ist eine Dispersion von Silber und Graphit in Wasser. Auch ist es möglich, elektrisch leitende Bänder jur Anwendung zu bringen, die gegebenenfalls nach dem eigentlichen Biegevorgang von der Scheibenoberfläche wieder entfernbar sind.

Nachdem die elektrisch leitenden Bahnen 15, 16 in einer der beschriebenen Weisen aufgebracht worden sind, wird die äußere Glasscheibe 12 auf der Biegeform 20 ausgerichtet, wobei die Quer- oder Seitenkanten der Scheibe, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auf der formgebendtn Oberfläche der Biegeform aufliegen. Die Scheibe 13. die in der fertigen Verglasungseinheit die innere Scheibe bildet, liegt dann oberhalb der Scheibe 12. wol Si die elektrisch leitende Bahn 16 parallel zu und in der gleichen Vertikalebene der Bahn 15 auf der Scheibe 12 ausgerichtet ist. Elektrische Leitungen 25 und 26 werden mit einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden und mit den leuenden bahnen 15, 16 mittels Klemmen 27, 28 in elektrischen Kontakt gebracht (s. F i g. 4).

Bevor an die Leitungen 25 und 26 ein Strom angelegt wird, v/erden die auf der Biegeform in Stellung gebrachten Glasscheiben vorteilhafterweise auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt, die beispielsweise oberhalb der unteren Kühltemperatur, und zwar unterhalb eines Temperaturwertes, bei welchem das Glas eine merkliche Verbiegung erfährt, liegen soll. In diesem Zusammenhang wurde ein Temperaturbereich von etwa 482"C bis 62PC als brauchbar ermittelt.

Infolge der vorbereitenden Wärmebehandlung werden eventuell auftretende Spannungen innerhalb des Glases verhindert and insbesondere die Gefahr eines Zerspringer.s der Scheibeneinheit ausgeschlossen, wenn diese entlang der elektrisch leitenden Bahn auf die Biegetefnperaiur erhitzt wird. Schließlich ist der letztgenannte Schritt zufolge der Vorerwärmung in einer wesentlich kürzeren Zeit ausführbar, so daß sich das gesamte Verfahren wirtschaftlich günstiger gestaltet, zumal auch die aufzuwendende elektrische Energie geringer gehalten werden kann.

Nachdem die Glasscheiben in ihrer Gesamtheit auf

die gewünschte Vorerwärmungstemperatur gebracht worden sind, wird an die Leitungen 25 und 26 eine Spannung angelegt, die über die elektrisch leitenden Bahnen 15 und 16 abfällt. Hierdurch erfolgt im unmittelbar durch die leitenden Bahnen begrenzenden Bereich eine Erwärmung der Glasscheiben auf eine Temperatur, die oberhalb der Biegetemperatur des Glases liegt, beispielsweise 649°C bis 732°C, wodurch die Scheiben unter Ausbildung einer scharfen Kante zufolge der wirkenden Gravitationskraft durchsackt und sich hierbei die in F i g. 5 gezeigte V-förmige Konfiguration ergibt. Nachfolgend werden die Scheiben auf Raumtemperatur abgekühlt, gereinigt und in herkömmlicher Weise beschichtet.

In Fig.6 ist schematisch der obere Teil des ^ rückwärtigen Abschnittes eines Kraftwagens 30 dargestellt, wobei die Heckscheibe 31 gleichfalls eine V-förmig gebogene Scheibeneinheit ist. Für den Biegevorgang ist eine hnttenlinie als elektrisch leitendes Band 32 quer über die Höhe der Glasscheibe jo verlaufend und in deren Mitte parallel zu den Seitenkanten 33 und 34 vorgesehen.

Beispiel I

Zur Herstellung einer V-förmig gebogenen Heckscheibe 31 wird von einer Glasscheibe mit einer Dicke von ca. 2.3 mm ausgegangen. Eine Frittenpaste mit 85 Gew.-% eines leitenden Silberpräparats aus Silberteilchen. Lösungsmittel. Bindemittel und Glasfritte und 15Gew.-% eines leitenden Materials, in welchem jj sowohl Silber- als auch Palladiumpartikel vorliegen, wird in einer Breite von 0.76 mm auf die Scheiben aufgebracht Der leitende Streifen wird, ausgehend von den gegenüberliegenden Längskanten der Scheibe, parallel zu den Breitkanten aufgetragen. Auf der Biegeform ist die Scheibe nur auf den beiden gegenüberliegenden Kanten in der in F i g. 3 dargestellten Weise aufgelegt und wird auf dieser Form in einem Glühofen auf eine Temperatur von 62PC vorerhitzt. Während dieser Erhitzung findet eine Fusion zwischen der fein verteilten Metall-Keramikfritte und der Glasoberfläche statt.

Das Glas kann dann mit dem darauf zu einer festen Einheit verbundenen leitenden Band auf Raumtemperatur abgekühlt werden, bei der der elektrische Widerstand des Bandes 4.43 Ohm pro 30.5 cm beträgt. Nachfolgend wird die in den Fig. 3 und 4 gezeigte elektrische Verbindung zu den beiden sich gegenüberliegenden Frittenbahnen hergestellt und die die Scheibeneinheit tragende Biegeform in einen Glühofen gebracht, um hie.· auf 621 'C erwärmt zu werden. Nachdem diese Temperatur erreicht worden ist wird über die elektrischen Anschlüsse den leitenden Bahnen

35

40

50 Strom zugeführt, wobei das maximale Spannungspotential, welches über die Breite der Scheibe abfällt, 45 V beträgt, während der Strom bei 3 A liegt. Diese Stromzufuhr wird 15 Minuten aufrechterhalten, wonach die Scheibeneinheit entlang der Bahnen durchgebogen, die dargestellte V-förmige Gestalt besitzt. Die Scheibe wird nachfolgend aus dem Glühofen entfernt und schnell abgekühlt.

Beispiel 11

Um eine geschichtete Scheibeneinheit, wie in Fig. 2 dargestellt, zu erstellen, werden zwei Glasscheiben identischer Größe und Formgebung mit einer Dicke von ca. 2.3 mm mit jeweils einer Friltenbahn versehen, deren Breite 0,76 mm beträgt. Diese Bahnen werden geradlinig in der Mitte zwischen den beiden seitlichen Kanten der Scheiben in der oben angegebenen Weise und Zusammensetzung aufgebracht. Nachfolgend werden die Scheiben in einem Glühofen auf eine Temperatur von annähernd 593°C erhitzt, wobei eine Verschmelzung zwischen Fritte und Scheibenoberfläche erfolgt. Daran anschließend werden die Scheiben mit einem Trennmaterial besprüht, in dichte Übereinanderlage gebracht und auf die Biegeform in der in Fig.3 und 4 gezeigten Weise gelegt. Die Frittenlinien befinden sich hierbei jeweils auf den außen liegenden Oberflächen der Scheiben. Im Glühofen erfolgt eine Erhitzung auf eine Temperatur von 621°C. Klemmverbindungen, wie in Fig.4 dargestellt, werden nunmehr an die leitenden Streifen gelegt und eine Maximalspannung von 45 V den Frittenlinien für ca. 15 Minuten zugeführt Damit ergibt sich ein Gesamtstromfluß von 6 A bzw. von 3 A durch jede der Bahnen. Nach Ablauf dieser Zeit sind die Scheiben in der in Fig. 5 dargestellten Weise, d.h. V-förmig, gebogen, woraufhin nunmehr eine langsame Abkühlung auf Raumtemperatur in einem Kühlofen erfolgt.

Außer den oben erwähnten leitenden Pasten zur Herstellung leitender Bahnen auf der Glasoberfläche ist es auch möglich, entsprechend geeignete andere Pasten, etwa aus metallischem Silber, organischem Bindemittel und Glasfritte, wobei der Gewichtsanteil an Silber in einem Bereich von 75 bis 80% liegt, zu verwenden, oder auch verschiedene Silberpasten-Dispersionen.

Wie zuvor erwähnt, muß die Glasoberfläche entlang der Biegekante, um eine V-förmig abgewinkelte Scheibe zu erhalten, auf eine Temperatur erhitzt werden, die oberhalb 538° C, vorzugsweise in einem Bereich von 649° C bis 732° C liegt Demgegenüber dürfen die nicht unmittelbar an die elektrisch leitende Bahn angrenzenden Bereiche der Glasscheibe nicht auf die Biegetemperatur gebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung V-förmig gebogener Glasscheiben, bei dem die Glasscheibe auf eine unterhalb der Biegetemperatur liegende Temperatur vorgewärmt und der Bereich der Biegestelle durch zusätzliche Erwärmung auf die Biegetemperatur des Glases erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine der Oberflächen der zu biegenden Glasscheibe eine linienförmige, elektrisch leitende Bahn, vorzugsweise in Form einer Metallpaste, längs der Biegelinie aufgetragen wird, daß die elektrisch leitende Bahn nach dem Vorerwärmen der Scheibe an ein elektrisches Potential gelegt wird und auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 649 und 732°C erhitzt wird, wobei die Scheibe längs der Bahn mit einer scharfen Kante abgewinkelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dab die Glasscheibe auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwischen 482° C und 62! "C liegt, bevor das elektrische Potential angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unverformte flache Glasscheibe zunächst ausschließlich entlang der sich gegenüberliegenden äußeren K.antenabschnitte auf der fornigebenden Oberfläche einer Biegeform aufliegt, und daß die Abwinkelung unter der Wirkung der Gravitationskraft entlang der vorgegebenen Biegelinie in Übereinstimmung mit der formgebende'- Oberfläche der Biegeform erfolgt.

4. Verfahren nach Ansprurh 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Bahn mittels Schablonenaufdruck einer elektrisch leitenden Metallbestandteile und Glasrritte enthaltenden Paste auf die Glasoberfläche aufgebracht und nachfolgend in die Glasoberfläche eingebrannt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, bei dem zwei flache Glasscheiben gleicher Form und Größe scharfkantig abgewinkelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Bahnen auf wenigstens einer Oberfläche jeder der Glasscheiber aufgebracht werden, und daß die Scheiben mit ihren Bahnen in einer vertikalen Ebene liegend übereinander angeordnet werden.