DE2461974A1

DE2461974A1 - Verfahren und einrichtung zum biegen von glasscheiben

Info

Publication number: DE2461974A1
Application number: DE19742461974
Authority: DE
Inventors: Donald Dale Rahrig; Jun George Frederick Ritter
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: Pilkington North America Inc
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1976-07-08
Also published as: BE823982A; LU71576A1; US3862828A; NL7417044A; FR2248241A1

Description

Libbey-Owens-Ford Company 811 Madison Avenue, Toledo, Ohio, U,S.A,

Verfahren und Einrichtung zum Biegen von Glasscheiben

Die Erfindung bezieht sich auf das Biegen von Glasscheiben oder Glastafeln und ist insbesondere gerichtet auf die Herstellung von gebogenen Glasscheiben verbesserter Qualität durch Steuerung der Temperaturen in ausgewählten Zonen des Biegeofens.

Das Biegen von Glasscheiben und Glastafeln ist seit langem bekannt. Bei der heutigen wirtschaftlichen Herstellung erfolgt das Biegen der Scheiben entweder unter Wirkung der Schwerkraft oder unter Anwendung von Druck, und der weitaus größte Teil der gebogenen Scheiben findet Verwendung für die Verglasung

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von Kraftfahrzeugen, wobei sogenannte kontinuierlich arbeitende, mit Rollengängen ausgestattete öfen Anwendung finden.

Es ist bekannt, flache, auf das erforderliche Maß zugeschnittene Glasscheiben in Krümmungen zu biegen, wie sie für die Fenster und die Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen gewünscht werden, indem die Scheiben über eine Reihe von Förderrollen durch einen horizontalen Heizofen geführt werden. Wenn die aufeinanderfolgenden Scheiben die Biegetemperatur erreicht haben, werden sie von den FörderroIlen abgehoben und auf eine Biegeform gegeben, damit die erhitzte Scheibe in j Kontakt mit der formgebenden Oberfläche der Form gebogen wird, ! indem die Scheibe entweder unter Wirkung der Schwerkraft durch.7; sackt oder gegen eine obere Biegeform angedrückt wird; un- 1 mittelbar nach der Biegung wird die Scheibe auf die aus Rollen j

bestehende Förderbahn zurückgegeben und entweder durch eine ; Kühlvorrichtung oder eine der Vergütung der Scheibe dienende ;

Vorrichtung dem Ausgangsende der der Biegung der Scheiben ■ dienenden Einrichtung zugeführt wird.

Es ist auch bekannt, unter Verwendung eines ähnlichen Ofens die flachen Scheiben auf sogenannte Rand-Biegeformen zu legen und die Biegeformen mit den auf ihnen aufliegenden Scheiben auf einer Reihe von Förderrollen durch den Ofen zu bewegen, wobei die Scheiben zuerst eine Heizzone durchlaufen, in der

die Scheiben eine Temperatur erreichen, bei der sie unter Wirkung der Schwerkraft in Kontakt mit der formgebenden Oberfläche der Biegeform durchsacken, und anschließend durch eine Kühl- oder Vergütungszone geführt werden, in der die gebogenen Scheiben entweder allmählich abgekühlt oder schnell abgeschreckt werden, um den Scheiben eine gewünschte Spannungsverteilung zu verleihen. _v

Bei allen diesen bekannten horizontalen Biegeöfen sind mit Gas oder mit Strom betriebene, die Scheiben entweder direkt oder durch Strahlung beheizende Brenner vorgesehen, die entweder an der Decke oder den Seitenwandungen oder an der Decke und den Seitenwandungen und/oder unterhalb des Förderweges der Glasscheiben in der Heizzone des Ofens angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung beruht einmal auf der Tatsache, daß sogar dann, wenn die üblichen Biegeöfen nur vom Boden allein beheizt werden, die Hitze immer zur Decke Un ansteigt, so daß die Decken der öfen eine Temperatur erreichen, die beträchtlich oberhalb des Erweichungspunktes des Glases liegt, und beruht zum anderen auf der Erkenntnis der Anmelderin, daß erhebliche Qualitätsverbesserungen bei den gebogenen Scheiben erreicht werden und bestimmte nachteilige Defekte korrigiert werden können dadurch, daß Deckenbereiche des Ofens während der Biegung der Scheiben gekühlt werden,

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Es ist demzufolge Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von in genau vorbestimmten Krümmungen gebogenen Glasscheiben verbesserter Qualität zu schaffen, bei denen Deckenbereiche des Ofens gekühlt werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben, bei dem flache Glasscheiben in einer Kammer Temperaturen ausgesetzt werden, die benachbart dem Erweichungspunkt des Glases liegen und bei dem die Glasscheiben in eine gewünschte Krümmung gebogen werden. Bei diesem Verfahrejn wird erfindungsgemäß die Decke der Heiz- und Biegekammer

gekühlt, während die Glasscheiben der in der Kammer herrschenden Temperatur ausgesetzt sind, !

Die der Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung besteht aus einer horizontalen, tunnelartigen Heiz- und Biegekammer, in der Fördervorrichtungen für die Bewegung der Scheiben und der ERhitzung der Scheiben auf die Biegetemperatur bei ihrer Förderung dienende Heizvorrichtungen vorgesehen sind, und bei der erfindungsgemäß Vorrichtungen zur Kühlung der Decke der Kammer angeordnet sind.

Wenn auch das erfindungsgemäße Verfahren und die seiner Durchfüährung dienende Einrichtung nicht auf die Herstellung

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einer besonderen Art von gebogenen Glasscheiben beschränkt ist, bietet die Erfindung besondere Vorteile bei der Herstellung elektrisch beheizbarer gebogener Heckscheiben für Kraftfahrzeuge,

Die meisten heute verwendeten Heckscheiben für Kraftfahrzeuge sind Einzelscheiben aus vergütetem Glas; diese Heckscheiben sind üblicherweise mit fadenförmigen eine elektrisch^ Leitung b ildenden Linien aus elektrisch leitendem Material ausgestattet, die aus der Batterie des Kraftwagens gespeist werden, um die Heckscheibe zu erhitzen und dadurch einen Feuchtigkeitsniederschlag und eine Eisschicht zu entfernen.

Eine Methode der Aufbringung dieser elektrisch leitenden

i fadenförmigen Linien besteht darin, daß Linien einer pulverförmigen Metallfritte in Form eines Liniennetzes auf eine Oberfläche der ebenen Glasscheibe aufgebracht werden, die unter Wirkung der Biegetemperatur des Glases mit der Glasscheibe verschmolzen werden.

Das Biegen derartiger elektrisch beheizbarer Heckscheib en bringt besondere Probleme mit sich. Die beheizbaren Heckscheiben, denen eine umgekehrte (reverse) Krümmung zu geben ist, können nicht unter Anwendung von Druck oder unter Wirkung der Schwerkraft, wie oben beschrieben, hergestellt werden,

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da die auf der Unterseite der Glasscheibe angeordneten netzförmigen Linien aus nicht geschmolzener Metallfritte in direktem Kontakt mit den Förderrollen gelangen können, was aus selbstverständlichen Gründen ausgeschlossen ist. Eine einwandfreie Herstellung beheizbarer Heckscheiben unter Wirkung der Schwerkraft ist auch dann nicht möglich, wenn die netzförmigen Linien sich auf der Oberseite der Scheibe befinden, da bei der Biegung diese netzförmigen Linien der Ofendecke während der Beheizung der Scheiben zugewandt sind, was dazu führt, daß Fehler und Verzerrungen in dem Glas um das Liniennetz herum entstehen, was zu einem Ausschuß der Heckscheiben führt. Sogar,dann, wenn Heckscheiben in üblicherweise unter Wirkung der Schwerkraft im Ofen gebogen werden mit einem auf der Oberseite der Scheiben angeordneten Liniennetz, ergeben sich wegen der auftretenden Fehler und Verzerrungen unverkäufliche Produkte,

Die Anmelderin hat erkannt, daß jede beheizbare, auf ihrer oberen Oberfläche aus einer Metallfritte bestehenden Liniennetze aufweisende Heckscheibe ohne Auftreten von Fehlern gebogen werden kann, wenn der Bereich der Ofendecke gemäß der Erfindung gekühlt wird.

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Hierzu ist lediglich eine geringfügige Modifizierung der üblichen tunnelartigen_f mit einer Rollenbahn ausgestatteten öfen erforderlich.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der der Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung, und es bedeutet:

Fig. 1 Seitenansicht eines kontinuierlich betriebenen Biegeofens,

Fig. 2 Schnitt gemäß Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 perspektivische Darstellung einer flachen als Heckscheibe dienenden Glasscheibe, die auf ihrer Oberfläche mit einem Liniennetz i aus Metallfritte versehen ist und mit der erfindungsgemäßen Einrichtung gebogen werden kann.

Der Biegeofen 10 besteht aus einem langgestreckten, flachen, mit einer Decke ausgestatteten Tunnel mit einer Eingangs- j Öffnung 11 und einer Austrittsöffnung 12 und einer Reihe aus horizontal und quer angeordneten Förderrollen 13.

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Der Ofen ist bestimmt zur Herstellung von gebogenen vergüteten Glasscheiben oder Fenstern und ist mit einer Vergütungsvorrichtung 14 ausgestattet, die entweder in oder, wie gezeigt, untermittelbar hinter der Ausgangsöffnung 12 des Ofens 10 angeordnet sein kann. Wenn eine Vergütung der Glasscheibe nicht gewünscht ist, wird die Vergütungsvorrichtung 14 ersetzt durch eine an den Ofen 10 anschlieBende Kühlzone,

Der Ofen 10 dient als Heizzone, in dem zu biegende Glasscheiben oder Glastafeln allmählich bis auf den Erweichungspunkt oder die Biegetemperatur des Glases erhitzt werden,

i Zu diesem Zwecke sind geeignete Heizvorrichtungen 18 in der J

i Tunnelkammer 15 des Ofens angeordnet, wie in Figur 2 gezeigt '

ist. Der Biegeofen 10 dient der Biegung der Scheiben unter j

Wirkung der Schwerkraft und ist mit einer Mehrzahl von i Biegeformen 16 ausgestattet, die horizontale Seitenschienen ;

17 besitzen, die auf Förderrollen 13 aufliegen. Die Heizvor- [

richtungen 18 sind mit Gas betsriebene Strahlungsbrenner, die benachbart zu den Seitenwandungen 19, 20 in der Kammer im unteren Bereich der Kammer unterhalb des Förderweges der Biegeformen und im oberen Teil der Kammer benachbart zur Decke angeordnet sind, wobei Ofenöffnungen 22 durchgreif ep.· de Förderleitungen 21 vorgesehen sind, die die Brenner 18 tragen,

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Der vorstehend beschriebene Biegeofen ist an sich bekannt,
üblicherweise werden beim Biegen von Glasscheiben vorzugsweise einstellbare Brenner verwendet, die in den Seitenwandungen, in der Decke und unterhalb der Biegeformen angeordnet sind. Wie die Anmelderin gefunden hat, ist bei diesen Biegeöfen unabhängig von der Anordnung der Brenner die Temperatur im Bereich des Daches des Ofens stets hoch. Beim Biegen von
aus Natron-Kalk-Kieselsäureglas bestehenden Scheiben, deren
Erweichungstemperatur zwischen 620 und 66O⁰C bei Verwendung
dieser öfen liegt, betsrägt beispielsweise, wenn nur im Boden des Ofens unterhalb der Biegeformen liegende Brenner angeordn4t sind, die Temperatur im Bereich des Daches der Kammer 79O°C
oder darüber, und wenn auch die anderen Formen abgeschirmt
werden, sinkt die Temperatur des Dachbereiches nicht unter
79O°C, wenn der Ofen mit voller Kapazität, d,h. mit einer j Mehrzahl von Biegeformen betrieben wird. Trotzdem ist diese i

Tatsache niemals als unerwünscht angesehen worden, da es !

! erforderlich ist, eine gewisse Hitze von der Decke her zur

Verfügung zu haben, um den Biegevorgang exakt steuern zu

können. ' j

Trotzdem hat die Anmelderin den Versuch unternommen, bei der ]

Herstellung von beheizbaren Heckscheiben in derartigen öfen ί

eine Kühlung vorzusehen. Zu diesem Zwecke wurden aus rost- |

freiem Stahl bestehende kastenförmige Behälter 23 so benach- ί

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bart wie möglich zur Ofendecke angeordnet, wobei Hülsen 24 vorgesehen waren, durch die Brennstoffleitungen 21 hindurchgeführt waren, um die Anordnung von Brennern 18 im Bereich des Daches an wichtigen Punkten zu ermöglichen.

Bei ersten Versuchen wurden sechs derartiger Behälter 23 installiert, von denen jeder eine Eintrittsöffnung 25 von 6,5 cm Durchmesser, durch die Kühlluft mit einer Geschwindigkeit von 600 m/Min, eingefühtt wurde, und eine entsprechende Austrittsöffnung 26 besaß. Bei Verarbeitung von aus Kieselsäureglas bestehenden Scheiben betrug die Austrittstemperatur der Luft aus den Gehäusen 23 250 bis 375°C in Abhängigkeit von der Anordnung der unterhalb der Behälter 23 angeordneten Brenner; die Oberflächentemperatur der Behälter 23 lag zwischen 700 und 735°C, und die gebogene heizbarer Heckscheibe besaß in ihrem Liniennetz keine Fehler und war als ausgezeichnet zu beurteilen.

Die begrenzte Kühlung bei den Versuchen, bei denen die Behälter 23 angenähert 15% der Oberfläche der Decke der Heizkammer abdeckten, war nur zufriedenstellend, wenn mit einer einzelnen Biegeform und mit einer geringen Fördergeschwindigkeit im Ofen gearbeitet wurde. Bei einer vollen Auslastung der Heizkammer bei fortlaufendem Betrieb müssen

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jedoch wenigstens 80% des Bereiches der Kammerdecke gekühlt werden.

Bei der Herstellung von Heckscheiben wurde beispielsweise eine Aufeinanderfolge von zugeschnittenen Glasscheiben 27 gemäß Figur 3 verwendet, die auf einer Oberfläche mit einem Liniennetz 28 aus ungeschmolzener Metallfritte versehen war, um die gebogene Scheibe elektrisch beheizen zu können. Eine Mischung aus Metall- und Frittenpartikeln, die in einem geeigneten Träger aufgenommen war, wurde auf die Glasscheibe, beispielsweise durch Aufsprühen oder durch Aufbürsten mittels einer Schablone aufgebracht.

Nach der Aufbringung dieses Liniennetzes wurden die Glasscheiben 27 mit dem Liniennetz nach oben auf Biegeformen 16 aufgelegt, wie in Figur 2 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Die Biegeformen 16 mit den auf ihnen aufliegenden Scheiben 27 wurden der Eingangsöffnung 11 (Fig.l) des Ofens zugeführt. In dem Ofen 10 wurden die Biegeformen 16 kontinuierlich durch die Rollen 13 von einem Ende zum anderen Ende der Heizkammer 15 bewegt, die eine solche j Länge besaß, und durch Brenner 18 derart beheizt war, daß j

die Glasscheiben 27 bei Erreichen des Endes der Kammer j

die Biegetemperatur besaßen und unter Wirkung der Schwerkraft in Kontakt auf den formgeb enden Rand 29 der Biegeform

iiurchsackten., -12 -

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Der normalerweise die Biegetemperatür übersteigende Hitzeüberschuß im Bereich der Decke des Ofens wurde durch die Kühlbehälter 23 entfernt, wodurch wirksam Fehler und Verzerrungen in der Führung des Liniennetzes ausgeschlossen wurden, die ohne Kühlung des Dachbereiches der Heizkammer sich ergaben, so daß die in dem mit der Kühlung ausgestatteten Ofen hergestellten Heckscheiben absolut einwandfrei waren.

Die aufeinanderfolgend gebogenen_f aus der Austrittsöffnung 12 des Ofens 10 austretenden Heckscheiben besaßen eine Temperatur, um sie durch ihre beiden Oberflächen beaufschlagende Blasköpfe 14 zu vergüten, oder eine allmähliche Abkühlung zu erreichen in einer entsprechenden nicht dargestellten Kühlzone,

Die Kühlbehälter 23 dienen dazu, eine verhältnismäßig kühle Decke zu schaffen, um die über den Glasscheiben liegende Luftschicht während der Biegung abzukühlen; hierbei kann Wasser oder irgendein anderes Medium, also auch luft- oder gasförmige Medien zur Kühlung der Behälter 23 verwendet werden, wobei durch Ablesen der aus den Austrittsöffnungen 26 austretenden Kühlmittel, durch Regulierung der Geschwindigkeit und/oder der Temperatur des durch die

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Eintrittsöffnungen 25 eintretenden Kühlmittels eine bestimmte Aufrechterhaltung der Temperatur der Decke in der Heizkammer 13 zu gewährleisten. Die Kühlung kann auf verschiedene WEise und unter Verwendung unterschiedlicher Mittel durchgeführt werden. Die Biegeformen, die vorzugsweise als Randformen ausgebildet sind und formgebende Flächen 29 gemäß Figur 2 besitzen _r können auch als horizontale Tragrahmen für -die Ränder der flachen Glasscheiben ausgebildet sein_f wobei der zentrale Teil der zu biegenden Glasscheiben innerhalb der Rahmenöffnung nach unten durchsackt.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Biegen von Glasscheiben _t bei dem flache Glasscheiben in einer Kammer auf eine dem Erweichungspunkt des Glases benachbarte Temperatur erhitzt und in die gewünschte Krümmung gebogen werden, wobei vorzugsweise die Scheiben auf Rand-Biegeforraen aufgenommen und während ihres Durchlaufes durch die Kammer erhitzt werden _f dadurch gekennzeichnet _r daß die Decke der Beheizungs- und Biegekammer während der Beheizung der Scheiben gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben solange erhitzt werden, bis sie auf der Biegeform unter Wirkung der Schwerkraft in die gewünschte Krümmung durchsacken.

3. Verfahren nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet» daß Kühlluft durch eine unter der Decke der Kammer liegende Kühlzone geführt und die Kühlung durch Messung der aus der Kühlzone austretenden Kühlluft und durch Regulierung der Fördergeschwindigkeit der Kühlluft

gesteuert wird» f

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheiben kontinuierlich durch die Kammer geförder werden, und daß der größere Teil der Decke der Kammer gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß auf die Oberseite flacher, aus Natron-Kalk-Kieselsäur glas bestehender Scheiben fadenförmige Linien aus ungeschmolzener Metallfritte aufgebracht werden, und daß die Decke der Kammer auf eine Temperatur unterhalb 785°C gekühlt wird,

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bestehend aus einer horizontalen, tunnelartigen Heiz- und Biegekammer, die mit einer der Bewegung der Scheiben dienenden Fördervorrichtung und mit der Aufheizung der Scheiben auf die Biegetemperatur dienenden Heizvorrichtungen j ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer der Kühlung der Kammerdecke dienende Vorrichtungen vorgesehen sind.

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7, Einrichtung nach Anspruch 6, daduch gekennzeichnet, daß benachbart zur gekühlten Decke der Kammer liegende, nach unten gerichtete, der Beheizung der Scheiben dienende Heizvorrichtungen angeordnet sind,

8, Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden und unterhalb der Förderbahn der Glasscheiben angeordnete Heizvorrichtungen vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtungen aus von einem Kühlmittel durchflossenen kastenförmigen Behältern

bestehen, die unterhalb der Decke der Kammer angeordnet sind.

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