DE2700499A1

DE2700499A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen einer platte eines glasmaterials im erhitzten zustand

Info

Publication number: DE2700499A1
Application number: DE19772700499
Authority: DE
Inventors: Pierre Mestre; Jose Payen
Original assignee: BFG Glassgroup GIE
Current assignee: BFG Glassgroup GIE
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1977-07-21
Also published as: PT66037B; DK2777A; NO143148C; ES455305A1; IT1082979B; CH613435A5; NL7700104A; NO770015L; CA1090575A; NL180095B; SE422196B; NL180095C; NO143148B; FR2338229A1; ES455303A1; SE7700058L; FR2338229B1; PT66037A; JPS6124338B2; US4081263A

Description

MÜLLBH-BORE · DEUFBL · SCHÖN · HI3RTI3L

PATE NTANWALTE

B 13o5/Hl

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DlPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

BFG GLASSGROUP . „.

τ, 4 , , ν L Z₁ <>ίΠ, 197?

Paris, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Biegen einer Platte eines Glasmaterials im erhitzten Zustand

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen einer Platte eines glasartigen Materials bzw. eines Glasmaterials, wobei die Platte erhitzt ist und veranlaßt wird, sich bezüglich einer mit ihr in Kontakt stehenden Reaktionseinrichtung zu biegen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Biegen einer Glaplatte, während sie sich im erhitzten Zustand befindet, eine Glasbiegeanlage mit einer derartigen Vorrichtung sowie eine Glasplatte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebogen ist.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Biegen von ebenen Platten. Sie läßt sich jedoch auch auf das Biegen von vorher gekrümmten Platten anwenden.

Das Biegen von ebenen glasartigen Platten bzw. Glasplatten ermöglicht die Herstellung von Produkten, welche eine beträchtliche wirtschaftliche Bedeutung haben, wodurch der Einsatzbereich flacher Glasprodukte beträchtlich erweitert

wird. 709829/0708

MÜNCHEN 86 · SIEBERTSTR. 4 · POSTFACH 860720 ■ KABEL·: HUEBOPAT · TEL·. (089) «7 4003 · TELEX 5-24

Für bestimmte Zwecke, beispielsweise für bestimmte gekrümmte Schaufenster oder bei sogenannten Panorama-Windschutzscheiben bei Fahrzeugen ist der gewünschte Krümmungsradius der Glasplatte relativ groß. Derartige Produkte können dadurch hergestellt werden, daß herkömmliche Glasformungsverfahren angepaßt werden. Beispielsweise sorgt man dafür, daß sich die Glasplatte über eine massive Form oder einen Rahmen biegen kann oder die Glasplatte wird zwischen einer Patrize und einer Matrize in die gewünschte Form gepreßt.

Solche bisher vorgeschlagenen Verfahren haben den Nachteil, daß die der Platte gegebene Krümmung von der Gestalt der Form oder dem Rahmen abhängt, über den sich die Platte biegen kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein alternatives Verfahren zum Biegen von Glasplatten zu schaffen, bei welchem die tatsächliche, durch ein solches Biegen erreichte Krümmung nicht direkt mit der Gestalt der Form oder des Rahmens bzw. eines Gestells verbunden ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Biegen einer Platte eines Glasmaterials, bei welchem die Platte erhitzt ist und veranlaßt wird, sich bezüglich einer kontaktierenden Reaktionseinrichtung zu biegen, dadurch gelöst, daß das Biegen der Platte begonnen wird, während sie sich in Kontakt mit der Reaktionseinrichtung befindet, daß jedoch die Platte und die Reaktionseinrichtung vor dem Abschluß des Biegevorgangs getrennt werden.

Der Beginn des Biegens der Platte, während sie sich in Kontakt mit der Reaktionseinrichtung befindet, ermöglicht eine Fixierung der Stelle der herzustellenden Biegung an einem gewünschten Platz. Durch die Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung vor dem Abschluß des Biegevorgangs besteht nicht länger die praktische Konsequenz, daß die gebogene Platte der Gestalt der Reaktionseinrichtung entsprechen muß.

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Vorzugsweise wird bei dem Biegevorgang die Platte an einer oder mehreren Stellen umgebogen. Die Vorteile der Erfindung werden besonders deutlich, wenn eine Glasplatte umgeboqen wird, d. h. wenn eine solche Platte mit einem Krümmungsradius gebogen wird, der klein ist verglichen mit der Plattenabmessung senkrecht zur Biegelinie.

Die Viskosität des Glasmaterials ist an der Umbiegestelle oder an jeder Umbiegestelle vorzugsweise niedriger als 1o ' Poise während des ganzen Biegevorgangs, während die Viskosität des übrigen Glasmaterials der Platte über 1o¹¹'⁵ Poise liegt. Diese Bedingungen begünstigen beim Umbiegen von Platten das Erzielen guter Ergebnisse. Die Bedingungen erlauben insbesondere das Umbiegen einer ebenen Platte derart, daß die Plattenabschnitte auf jeder Seite der Biegelinie im wesentlichen so bleiben können, wie sie vor dem Biegen waren. Sie können beispielsweise eben bzw. flach bleiben.

Vorzugsweise werden die Biegekräfte auf die Fänder der Plattenabschnitte der Platte aufgebracht. Dies reduziert die Gefahr, daß die Hauptflächen der gebogenen Platte in nicht akzeptabler Weise durch das Teil oder die Teile beschädigt werden, welche die Kräfte aufbringen. Weiterhin sind die Ränder im allgemeinen kälter und deshalb gegenüber einer Entstehung von Markierungen widerstandsfähiger als andere Teile der Platte, wobei eine geringfügige Markierung am Rand akzeptabel sein kann, während eine ähnliche Markierung zur Mitte der Platte hin nicht akzeptabel ist. Dadurch ist es auch möglich, die Kräfte auf die Platte soweit wie möglich von der Reaktionseinrichtung entfernt aufzubringen. Dies ermöglicht die Erzielung eines höheren Biegemomentes für eine vorgegebene Kraft, so daß das Biegen beschleunigt oder die aufgebrachte Kraft verringert werden kann.

Vorteilhafterweise wird die Platte nach dem Trennen nur an ihren Kanten oder Rändern abgestützt. Dies verringert das

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Risiko der Beschädigung eines Mittelabschnittes einer Hauptfläche der Platte weiterhin.

Durch Aufbringen von Biegekräften und durch Halten einer Platte nur an ihren Kanten oder Rändern ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, daß es möglich ist, eine scharfe Biegung oder Umbiegung bzw. Faltung bei einer relativ niedrigen Temperatur zu erzielen.

Vorzugsweise werden beim Biegen auf die Kanten oder Ränder Haltekräfte ausgeübt, die eine Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung bei fortschreitender Biegung herbeiführen. Dies ist eine äußerst zweckmäßige Weise, um die Abstützung und Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung zu bewirken, wenn die Platte geradegebogen wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen hat die Reaktionseinrichtung eine Stange mit einer konvex gekrümmten Reaktionsfläche. Beim Biegen bildet sich eine Plattenumfaltung mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist als der Krümmungsradius der Reaktionsfläche. Dies ist ein äußerst zweckmäßiger, praktischer Weg, der Platte eine scharfe Biegung zu geben. Durch diese Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Platte so zu biegen, daß wenigstens eine Umbiegung gebildet wird, die einen Krümmungsradius von höchstens 1o cm hat, was in bestimmten Fällen erwünscht ist. Es kann auch eine größere Stange verwendet werden, so daß die dadurch auf die Platte vor der Trennung ausgeübten Reaktionskräfte auf einen größeren Plattenbereich verteilt werden, wodurch die Gefahr reduziert wird, daß die Platte an der Biegelinie oder an den Biegelinien beschädigt wird.

Die Platte wird vorzugsweise erhitzt, um die Viskosität des Glasmaterials an der Biegestelle oder an den Biegestellen auf 5 χ Io Poise oder weniger zu verringern. Dies ermöglicht ein schnelleres Durchführen des Biegens, was für die großtechnische Produktion besonders vorteilhaft ist.

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Die Viskosität des Glasmaterials an der Biegestelle oder

an jeder Biegestelle der Platte wird über 2,5 χ 1o Poise wenigstens solange gehalten, bis die Trennung bewirkt ist. Dadurch ist es möglich, die Gefahr einer Markierungsbildung der Platte durch die Reaktionseinrichtung weiterhin zu reduzieren.

Die Platte wird nach dem Biegen vorzugsweise thermisch behandelt bzw. gehärtet. Dies ermöglicht eine Verfestigung der Platte auf wirtschaftliche Weise und ist insbesondere dann erwünscht, wenn die Platte als Fahrzeugwindschutzscheibe benutzt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Biegen einer Glasplatte, während sie sich im erhitzten Zustand befindet, hat eine Reaktionseinrichtung für den Kontakt mit einer Glasplatte an einer oder mehreren Stellen, um das Biegen der Platte bezüglich der Einrichtung zu ermöglichen, auf der Höhe der Reaktionseinrichtung angeordnete, eine entgegengesetzte Kraft ausübende Elemente, eine Einrichtung, die eine relative Annäherungsbewegung der die Kraft ausübenden Elemente bewirkt, um die Biegekräfte auf gegenüberliegende Ränder der Platte auszuüben, um das Biegen an der Stelle bzw. an den Stellen herbeizuführen, und gegenüberliegende Plattenhalteelemente zum Halten der Platte auf gleicher Höhe der Stelle bzw. der Stellen während des Biegens, wobei wenigstens eines der Halteelemente relativ zur Reaktionseinrichtung verschiebbar ist, um die Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung während der relativen Annäherungsbewegung der die Kraft ausübenden Elemente herbeizuführen.

Diese Vorrichtung eignet sich besonders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Vorzugsweise werden die kraftausübenden Elemente und die Plattenhalteelemente von gegenüberliegenden Armen getragen,

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die schwenkbar auf gleicher Höhe zu der Reaktionseinrichtung angeordnet sind. Dies ist eine äußerst einfache Vorrichtung zum Ausüben von Biegekräften auf die zu biegende Glasplatte.

Vorteilhafterweise ist jeder der Arme für eine Schwenkbewegung um eine Achse vorgesehen, deren Position so auf die Position der Reaktionseinrichtung bezogen ist, daß die Trennung durch die Schwenkbewegung der Arme bewirkt wird. Dies ermöglicht eine automatische Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung, nachdem das gewünschte Biegen am Anfang erfolgt ist.

Vorzugsweise schwenken die Arme zum Aufbringen der Biege kräfte nach unten. In diesem Fall können die Biegekräfte einfach durch das Gewicht der Arme und aller davon getragener Elemente ausgeübt werden, wobei die Forderung nach irgendeiner Einrichtung zum Ausüben einer fremden Kraft beseitig ist.

Die Arme haben vorteilhafterweise die Form von dreieckigen Bügeln, die gegenüberliegende Endabschnitee einer Platte aufnehmen können. Die Bügel bilden kraftausübende Elemente, die gegen eine Hauptfläche der Platte drücken, und Halteelemente für den Kontakt mit den Stirnrandflächen der Platte. Dies ergibt eine sehr stabile Ausführungsform der Vorrichtung. Da die Halteelemente so angeordnet sind, daß sie die Stirnrandflächen der Platte berühren, rufen sie keine Markierungen bzw. Einkerbungen oder Kratzer an den Hauptflachen der Platte hervor.

Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, die in Wirkungsverbindung mit wenigstens einem der Arme gebracht wird und die Verschiebung der Reaktionseinrichtung von der Platte weg während des Aufbringens der Biegekräfte verursacht. Dies ist eine Art, die Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung zu bewirken.

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In manchen Fällen, also wenn die Platte aus der Ursprungsstellung der Reaktionseinrichtung wegbewegt wird, hat dieses Merkmal die Wirkung, daß die Trennung zunimmt, was erwünscht sein kann. Dieses Merkmal ist jedoch in solchen Fällen besonders wertvoll, in welchen die Reaktionseinrichtung aus einem Paar von Reaktionselementen, beispielsweise zum Biegen der Platte in eine eckige U-Form, besteht. In diesen Fällen können die Reaktionselemente aufeinander zu von den Seiten der U-Form wegbewegt werden.

Vorzugsweise ist die Reaktionseinrichtung von der Platte längs einer Führung weg verschiebbar. Wenigstens einer der Arme hat ein Verschiebeelement, welches die Reaktionseinrichtung längs der Führung während der Schwenkbewegung der Arme verschiebt. Dies ist eine besonders einfache Art und Weise, ein zuverlässiges Verschieben der Reaktionseinrichtung zu gewährleisten,

Vorteilhafterweise ist die Reaktionseinrichtung oder jede Reaktionseinrichtung eine Stange und legt die Stelle fest, an der die Platte umgebogen werden kann. Dies ermöglicht die Ausbildung einer scharfen Biegung oder Umfaltung.

Vorzugsweise ist die Stange oder jede Stange eine hohle zylindrische Stange. Eine solche Stange kann lose auf einer Welle angebracht sein. Die Gefahr, daß die Stange die Oberfläche der Platte während des Biegens beschädigt, ist reduziert.

Die Reaktionseinrichtung sollte feuerfest sein, so daß sie die Temperatur aushält, der sie während des Biegens einer Platte ausgesetzt wird. Besonders geeignet ist das überziehen der Reaktionseinrichtung mit Siliciumdioxyd·

Die kraftausübenden Elemente und die Halteelemente bestehen vorzugsweise aus mit Zähnen versehenen Stangen.

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Vorteilhafterweise werden Anschlageinrichtungen vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie an der Platte anliegen, um die Biegung zu begrenzen. Dies ist eine äußerst einfache Weise, um zu gewährleisten, daß eine Platte in dem erforderlichen Maß gebogen wird.

Vorzugsweise werden Einrichtungen vorgesehen, um die Platte unterschiedlich zu erhitzen. Fine solche Erhitzungseinrichtung wird vorzugsweise so angeordnet, daß die Platte über ihren

9 dilatometrischen Erweichungspunkt (5 χ 1o Poise) an der Stelle oder an den Stellen erhitzt wird, an denen sie gebogen werden soll, während die restliche Platte unter diesen dilatometrischen Erweichungspunkt, jedoch auf einer Temperatur bleibt, die ausreichend hoch ist, daß die Platte keinem thermischen Schock ausgesetzt ist, der eine ernsthafte Gefahr für einen Bruch bilden würde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise in eine Glasplattenbiegeanlage eingebaut werden. Die Erfindung betrifft eine solche Anlage, welche eine Schiene hat, die durch eine oder mehrere Stationen führt, an denen eine Platte den Erwärmungs- und Biegevorgängen ausgesetzt werden kann, und die weiterhin eine Biegevorrichtung der vorstehend beschriebenen Art hat, welche die Form eines beweglichen Biegegerätes hat, das längs der Schiene verschiebbar ist.

Vorzugsweise hat eine derartige Biegeanlage wenigstens ein bewegliches Biegegerät. Die Schiene führt durch eine Vielzahl von Arbeitsstationen, die nacheinander eine Bahnanbringstation, an welcher die Bahn an dem Gerät angebracht wird, eine Beheizungs- und Biegestation bzw. Beheizungs- und Biegestationen, eine weitere Beheizungsstation mit einer Heizeinrichtung zum gleichförmigen Erwärmen einer gebogenen Platte, eine Härtestation mit einem oder mehreren Gebläsen zum Abkühlen einer gleichförmig erhitzten gebogenen Platte, um eine thermische Wärmebehandlung bzw. Härtung zu bewirken, eine Kühlstation zum Abkühlen einer gehärteten Platte und eine Plattenabnahmestation aufweist.

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Vorzugsweise verläuft die Schiene geschlossen rechteckig, wobei das oder jedes bewegliche Biegegerät so angeordnet ist, daß es zwischen der weiteren Erwärmungsstation und der Härtestation in einer Richtung läuft, die im allgemeinen parallel zur Achse oder zu den Achsen ist, um welche eine von dem Gerät getragene Platte gebogen wird. Dies ermöglicht, daß ein bewegliches Biegegerät direkt von der Abnahmestation zur Aufgabestation bzw. von der Entladestation zur Beladestation läuft, so daß eine höhere Produktionsleistung erreicht werden kann. Dies ermöglicht auch, daß der Temper- bzw. Härungsprozeß sehr schnell beginnt, nachdem die Platte die weitere Erhitzungsstation verlassen hat.

Vorzugsweise ist das oder jedes bewegliche Biegegerät so angeordnet, daß eine davon getragene Platte in eine vorgegebene Form gebogen wird. Die Härtungsstation hat obere und untere Windkammern bzw. Luftkammern, die in der Form zu den oberen und unteren Flächen der in die vorgegebene Form gebogenen Platte komplementär sind, sowie Einrichtungen zum Anheben und Absenken der Luftkammern. Dadurch kann Luft auf die gesamte Platte von einer gleichbleibenden Entfernung aus geblasen werden, wodurch das gleichmäßige Abkühlen der Plattenflächen und deshalb die gleichförmige Härtung der Platte begünstigt wird. Dadurch ist es möglich, daß die gehärtete bzw. wärmebehandelte Platte die Härtungsstation in einer Richtung rechtwinklig zur Pvichtung verläßt, aus der sie in die Station eingetreten ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Glasplatte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebogen ist.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch verschieden Arbeitsstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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Fig. 4 zeigt in einem Diagramm den Tempraturgradienten längs einer Platte aus erfindungsgemäß zu biegendem Glasmaterial.

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Änderung der Temperatur an zwei Punkten längs der Platte abhängig von der Zeit während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 6 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Umbiegen einer flachen Glasplatte in eine V-Form.

Fig. 7 zeigt eine Einzelheit der Vorrichtung von Fig. 6.

Fig. 8 bis 11 zeigen schematisch die Vorrichtung von Fig. 6 in verschiedenen Arbeitsstadien.

Fig. 12 bis 15 zeigen schematisch den Einfluß des Durchmessers der Reaktionsstange der Vorrichtung auf den Krümmungsradius einer erfindungsgemäß gebogenen Glasplatte.

Fig. 16 zeigt in einem Diagramm die Temperaturgradienten längs der Platte aus Glasmaterial, die auf Reaktionsstangen mit unterschiedlichem Durchmesser gebogen wird.

Fig. 17 zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform zum Biegen einer flachen Glasplatte in eine rechtwinklige V-Form.

Fig. 18 bis 21 zeigen schematisch verschiedene Arbeitsstadien des Verfahrens unter Benutzung der Vorrichtung von Fig. 17.

Fig. 22 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform einer Reaktionsstange für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 23 zeigt perspektivisch teilweise aufgeschnitten eine Anlage zum Biegen von Glasplatten.

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Fig. 24 zeigt in einem Diagramm die verschiedenen Arbeitsstationen der Biegeanlage von Fig. 23.

Fig. 25 zeigt in einer Seiteansicht die Härtungsstation der Biegeanlage von Fig. 23.

Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Verfahren zum Biegen einer Glasplatte in eine V-Form hat folgende Stufen:

In einer ersten Stufe (Fig. 1) wird die Glasplatte 1 auf einer Peaktionseinrichtung 2 unter einer Heizeinrichtung so angeordnet, daß ein Heizrohr 3 ein Band bzw. einen Streifen eines Glasmaterials an einer Biegestelle an der Reaktionseinrichtung 2 lokal erhitzt.

In einer zweiten Stufe (Fig. 2) werden Biegekräfte, die durch die Pfeile F dargestellt sind, an die Platte 1 angelegt. Wenn das Glasmaterial an der erhitzten Biegestelle seine Erweichungstemperatur erreicht, sorgen die Biegekräfte dafür, daß sich die Platte um eine Linie O biegt, welche die Kontaktlinie zwischen der Platte 1 und der Reaktionseinrichtung 2 ist, wobei die Plattenabschnitte 4 der Platte in den Pichtungen K verschwenken. Während dieser zweiten Stufe befindet sich das Glasmaterial in den Plattenabschnitten 4 der Platte auf jeder Seite der Linie O auf einer Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Materials, so daß die angelegten Biegekräfte keine Deformation dieser Plattenabschnitte herbeiführen.

In einer dritten Stufe (Fig. 3) wird mit dem Biegen der Glasplatte 1 fortgefahren. An den Kanten oder Rändern der Plattenabschnitte 4 der Platte 1 greifen Haltekräfte P an, die in der Ebene einer jeden Fläche 4 zur Biegelinie O gerichtet sind oder eine so gerichtete Komponente haben.

Das Anlegen der Haltekräfte P hat die Wirkung, daß die Glasplatte 1 bezüglich der Reaktionseinrichtung 2 angehoben wird

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und daß sich der lokal erhitzte Streifen der Platte dem Heizrohr 3 nähert, das gleichzeitig die Temperatur in dem Streifen erhöht und die Größe der wirksamen Arbeitszone der Heizeinrichtung verringert.

überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese Wirkungen zu einer Reduzierung des Krümmungsradius der Umbiegung führen, ohne daß eine Verformung der Plattenabschnitte 4 der Platte herbeigeführt wird.

Durch die Trennung der Innenfläche der Umbiegung in der Platte von der Reaktionseinrichtung 2 können Markierungen bzw. Einpressungen in der Platte durch diese Einrichtung vermieden werden.

Wenn die zu biegende Glasplatte 1 aus üblichem Kronglas besteht, ist es erforderlich, die Abschnitte 4 der Platte ebenfalls zu erhitzen, wofür Heizeinrichtungen 5 so vorgesehen sind, daß die von den Plattenabschnitten pro Flächeneinheit und vorgegebener Zeit absorbierte Energie niedriger ist als die Energie, die von dem Streifen absorbiert wird, der lokal von dem Heizrohr 3 erhitzt wird. Auf diese Weise wird der Tempraturgradient zwischen der Biegelinie O und den Plattenabschnitten 4 verringert. Demzufolge ist der Wärmestoß reduziert, der sonst zu einem Brechen der Platte führen könnte.

Die Plattenabschnitte 4 der Platte 1 müssen immer unter dem dilatometrischen Erweichungspunkt des Glasmaterials bleiben, wenn sie nicht durch die Biegekräfte F oder die Haltekräfte P verformt werden dürfen.

Wenn die gebogene Glasplatte 1 durch thermische Behandlung gehärtet werden soll, ist es erforderlich, das Glasmaterial auf seinen Erweichungspunkt zu erhitzen, bevor es einer schnellen Abkühlung durch aufgeblasene Luft unterworfen wird. In diesem Fall ist es erforderlich, die Glasplatte nach dem Biegen

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erneut zu erhitzen, wobei dann keine weiteren Biegekräfte an den Plattenabschnitten 4 anliegen.

Zum Zeitpunkt des schnellen Kühlens ist es wesentlich, daß das Glasmaterial sich auf einer im wesentlichen homogenen Temperatur befindet. Temperaturgradienten in der Platte zum Zeitpunkt des Aufblasens von Luft führen unvermeidbar zu Spannungen, welche zu Verformungen oder zum Bruch der Platte 1 führen können.

Dieses Stadium der Temperaturangleichung, insbesondere wenn die gebogene Platte thermisch gehärtet werden soll, ist auch in dem Fall vorteilhaft, in welchem man ein genau hitzebehandeltes Glasprodukt erhalten möchte, so daß der Rest der permanenten Spannungen in der Ebene der Platte oder über der Stärke der Platte relativ gering ist.

Um die Temperatur der Glasplatte nach dem Biegen gleichförmig zu machen, ist es erforderlich, den kälteren Plattenabschnitten 4 Wärme zuzuführen, um diese auf die Erweichungstemperatur zu bringen und um die Platte sanft kühlen zu lassen oder wenigstens die Auswirkungen des lokalen Erhitzens an der Biegestelle zu reduzieren.

In der Praxis erfolgt dieses Zuführen von Wärme durch überführen der gebogenen Glasplatte unter Heizeinrichtungen, um die Temperatur der Plattenabschnitte 4 und des lokal erhitzten Streifens der Platte anzugleichen.

Fig. 4 zeigt den Temperaturgradienten in dem Glasmaterial auf jeder Seite der Biegelinie O. Diese Kurve hat die Form einer Gaussehen Kurve, deren Profil durch die Energienkonzentration der Wärmeeinrichtungen 3 bestimmt wird. Somit ist der lokal erhitzte Streifen auf jeder Seite der Biegeeinrichtung umso schmaler, je stärker die Wirkung der Heizeinrichtung konzentriert ist.

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Fig. 5 zeigt als Funktion der Zeit t die Änderung der Temperatur des Glasmaterials an einer Stelle auf der Biegelinie und an einer Stelle M an einem der Plattenabschnitte 4 der Platte 1 in dem Fall, in welchem auf einen Biegevorgang folgende Häruntsmaßnahmen nacheinander folgen:

Zur Zeit t beginnt das Erhitzen. Die Erhitzungsgeschwindigkeiten des Glasmaterials an 0 und M sind unterschiedlich.

Zur Zeit t₁ erreicht der auf der Biegelinie 0 liegende Punkt zuerst die dilatometrische Erweichungstemperatur T des Glasmaterials. Die Viskosität des Glasmaterials fällt dort schnell ab. Das Biegen beginnt zunächst langsam und dann schneller.

Zur Zeit t~ hat der Punkt M die dilatometrische Erweichungstemperatur T₀ erreicht. Um eine Verformung der Plattenabschnitte 4 der Glasplatte zu vermeiden, werden keine weiteren Biegekräfte aufgebracht. Das Biegen muß beendet sein. In bestimmten Fällen sollten die Plattenabschnitte 4 der Platte am Ende des Biegens abgestützt werden.

Zur Zeit t₃ sind die Kurven für die Temperaturen an der Biegelinie 0 und am Punkt M nach einer Temperaturangleichung zusammengeführt, wodurch die Platte auf eine Temperatur in der Nähe des Erweichungspunktes gebracht worden ist, wie dies für die Härtungsbehandlung mit Kühlluft erforderlich ist.

Zum Zeitpunkt t. beginnt ein schnelles Kühlen.

Ein erfolgreiches Abschließen des Biegevorgangs hängt von einer guten Steuerung der Heizeinrichtungen 3 und 5 ab, so daß für Punkte auf der Biegelinie 0 und für den Punkt M die Temperaturen sich entsprechend dem Diagramm von Fig. 5 ändern.

Insbesondere ist der Krümmungsradius der Glasplatte 1 kürzer und die Plattenabschnitte 4 sind flacher, wenn der Unterschied

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der Viskosität zwischen den Punkten auf der Biegelinie O und dem Punkt M größer ist und wenn der lokal erhitzte Streifen schmaler ist. Dies bedeutet, daß die Heizeinrichtungen 3, die zur Durchführung des lokalen Erhitzens verwendet werden, leistungsfähig sein und konzentriert wirken müssen.

Im folgenden wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Biegen oder Umbiegen einer rechteckigen flachen Glasplatte in eine V-Form beschrieben.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung hat eine Reaktionsstange 1o, die von einem Zylinder gebildet wird, der in Querrichtung zwischen zwei Platten 11 festgelegt ist, die an einem nicht gezeigten Pahmen gehalten sind. Die rechteckige Glasplatte 12 liegt horizontal auf der Reaktionsstange 1o. Die Kontaktlinie XX¹ zwischen der Stange 1o und der Platte 12 bildet die Stelle, an welcher die Platte gebogen wird.

Die Vorrichtung hat Kraftaufbringeinrichtungen, die schwenbar an den Achsen YY¹ und ZZ' über und auf entgegengesetzten Seiten der Linie XX' angeordnet sind. Bei diesem Beispiel bestehen die Kraftanlegeeinrichtungen aus zwei Bügeln 13, 14 mit insgesamt U-Form. Die freien Enden der Arme 15, 16 dieser Bügel sind jeweils schwenkbar an den Achsen YY' und ZZ' gehalten. Abschnitte 17, 18, welche die Basen der Bügel 13, 14 bilden und parallel zu den Achsen laufen, tragen Elemente zum Aufbringen der Biegekräfte auf die gegenüberliegenden Stirnränder der Glasplatte 12.

Bei der gezeigten Ausführungsform bestehen diese Kraftaufbringelemente aus mit Zähnen versehenen Stangen 19, 2o, die parallel zu den Basen 17, 18 der Bügel verlaufen. Die Zähne dieser Stangen ruhen auf der Oberseite der Platte 12. Die mit Zähnen versehenen Stangen 19, 2o sind an den oben genannten Basen 17, 18 der Bügel durch Streben 21 (Fig. 7) befestigt. Die Basen 17, 18 der Bügel 13, 14 tragen weiterhin

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zweite Stangen 22, 2 3 mit Zähnen, die zu den gegenüberliegenden Stirnrandflächen 24, 25 der Glasplatte gerichtet sind. Die Zähne der Stangen 22, 23 sind somit senkrecht zu den Zähnen der Stangen 19, 2o.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, sind die Enden der Zähne der Stangen 23 (oder 22) in einem Abstand e von der benachbarten Stirnrandfläche 25 (oder 24) der Glasplatte 12 angeordnet. Dieser Abstand e ist so eingestellt, daß die Zähne der Stangen 22, 23 in Kontakt mit den Rändern 24, 25 der Platte während des Biegens kommen und die Platte halten, wie dies anhand der Figuren 8 bis 11 noch näher erläutert wird.

Die flache Glasplatte 12 wird auf die ortsfeste Reaktionsstange 1o so gelegt, daß die Kontaktlinie XX¹ der Stelle entspricht, an der die Platte gebogen werden soll. Für diese Positionierung werden die Bügel 13, 14 angehoben (Fig. 8).

Wenn die Glasplatte einmal positioniert ist, werden die Bügel 13, 14 so abgesenkt, daß die Zähne der kraftaufbringenden Stangen 19, 2o auf der Oberseite der Platte 12 längs ihrer gegenüberliegenden Stirnränder (Fig. 9) ruhen. Die Glasplatte 12 ist dann in einem horizontalen Gleichgewicht stabilisiert. Die Bügel 13, 15 üben nach unten gerichtete Kräfte F auf die Stirnränder der Platte 12 aus.

In diesem Stdium stehen die Zähne der Plattenabstützstangen 22, 23 nicht in Kontakt mit der Platte. Sie sind von den Enden der Platte um einen Abstand e getrennt.

Das die Glasplatte tragende Biegegerät wird dann in geeigneter Weise unter Heizelementen 26, 27 angeordnet, wobei die Lage so eingestellt wird, daß die Heizelemente 26 fluchtend zu der Linie XX¹ des Kontaktes zwischen der Platte 12 und der Reaktionsstange 1o ausgerichtet sind. Die Heizelemente 26, sind in zwei Netzen angeordnet, nämlich in einem homogenen

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Netz 27 für ein gleichförmiges Erhitzen der gesamten Platte und in einem Netz 26 für das lokale Erhitzen eines schmalen Streifens quer über das Glas, f'ber den Heizelementen 26, 27 ist ein als Reflektor wirkendes feuerfestes Dach 28 angeordnet.

Wenn das Glas in dem schmalen Streifen die dilatometrische Erweichungstemperatur erreicht, biegen sich die Plattenabschnitte 12a und 12b der Platte 12, die auf jeder Seite der Reaktionsstange 1o liegen, unter der Wirkung ihres Eigengewichtes und unter dem Gewicht der Bügel 13, 14, welche die Biegekräfte auf die Platte über die mit Zähnen versehenen Stangen 19, 2o (Fig. 1o) ausüben. Die Bügel 13, 14 folgen der Platte während ihres Biegens, indem sie um ihre Achse YY¹ und ZZ¹ verschwenken. Durch die Anordnung der Vorrichtung, insbesondere dadurch, daß die Achsen YY¹ und ZZ¹ in einem Abstand k symmetrisch auf jeder Seite zu der Linie XX' und in einem Abstand 1 darüber angeordnet sind, kommen die Zähne der Plattenhaltestangen 22, 23 in Kontakt mit den Rändern 24, 25 der Platte während dieser Verschwenkbewegung.

Die Fortsetzung der Erhitzung führt zu einem weiteren Biegen bzw. Senken der beiden Plattenabschnitte der Platte, wodurch gleichzeitig der Biegewinkel geschlossen und die Glasplatte infolge der Kräfte P gehoben wird, die durch die Plattenhaltestangen 22, 23 ausgeübt werden. Zu dieser Zeit ruht die Platte 12 nicht länger auf der Reaktionsstange 1o (Fig. 11). Das Anheben der Platte 12 wird von einer Annäherung des lokal erhitzten Streifens, d. h. der Biegestelle, zu den Heizelementen 26 begleitet. Andererseits führt das Biegen der Platte auf jeder Seite der Biegelinie zu einer Bewegung der Plattenabschnitte der Platte von den Heizelementen weg und zu einer Neigung bezüglich der Wärmestrahlung. Diese Wirkungen führen in Kombination zu einer beträchtlichen Intensivierung des thermischen Gradienten quer über die Platte und demzufolge stellt sich in sehr günstiger Weise eine starke Änderung der

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Viskosität des Glases am Rand der Biegestelle ein. Als Folge dieser Anordnung ist es möglich, sehr kleine Krümmungsradien zu erhalten.

Die Reaktionsstange 1o, welche die Platte am Anfang des Biegevorgangs trägt, ist zu dem lokalen Streifenheizelement 26 ausgerichtet. Diese Reaktionsstange 1o ist also der lokalen Erhitzung ausgesetzt und trägt merklich zum lokalen Erhitzen des Glases durch die Strahlung und Leitung eines Anteils ihrer absorbierten Wärmeenergie bei.

Dies erklärt, warum die Form und das Material der Reaktionsstange 1o nicht gänzlich ohne Einfluß auf das Fortschreiten des Biegevorgangs und auf die erreichten Ergebnisse sind.

Eine zylindrische Form der Reaktionsstange 1o gewährleistet einen Kontakt mit einer Glasplatte 12 längs einer Linie, Wenn die Reaktionsstange mit einem feuerfesten Mantel, worauf später noch eingegangen wird, versehen ist, erfolgt dieser Kontakt längs eines schmalen Bandes, dessen Breite eine Funktion des Zusammendrückens des Mantels infolge des Gewichtes der Glasplatte ist, was durch das Gewicht der Bügel 13, 14, die darauf ruhen, erhöht wird. Die Breite des Kontaktbandes beeinflußt den Wärmeaustausch zwischen der Peaktionsstange und der Platte.

Ein weiterer wesentlicher Faktor, welcher die Ausbreitung der lokalen Erhitzung wesentlich beeinflussen kann, ist der Durchmesser der Reaktionsstange 1o. Paradoxerweise führt ein größerer Durchmesser zu einem kleineren Krümmungsradius bei einer gebogenen Platte. Die Figuren 12 bis 15 zeigen, daß eine Reaktionsstange 1oc, die einen größer ε.»» durchmesser als eine Stange Iod hat, zu einem Krümmungsradius r für eine

el

Platte 12c führt, der kleiner ist als der Krümmungsradius r, der Platte 12d. Das Temperaturprofil über der Platte (Fig. 16) bei der Biegebewegung zeigt, daß die Reaktionsstange 1oc einen viel größeren thermischen Effekt auf das Glas hat. Die Spitze

der Kurve T ist nämlich höher und schmaler als die der Kurve T. , a b

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Die Glasplatte 12 und die Feaktionsstange 1o v/erden durch die lokalen Heizelemente 26 schnell erhitzt. Dabei ist insbesondere die Kontaktlinie XX¹ besonders ausgesetzt, da sie sich in der Mitte des lokalen Frhitzens befindet, die Stange undurchlässig ist und gegenüber einer Abkühlung abgeschirmt ist. Somit ergibt sich eine beträchtliche Gefahr, daß die Reaktionsstange 1o eine Einpressung auf der Unterseite der Glasplatte 12 hinterläßt, wenn sie die Erweichungstemperatur erreicht hat. Deshalb sollte ein schnelles Trennen der Platte von der Reaktionsstange, nachdem das Biegen begonnen hat, eintreten, ehe die Oberfläche des Glases sich ausreichend erweicht hat, um eingedrückt bzw. markiert zu werden. Der Spalt e zwischen den Enden 24, 25 der Platte und die Plattenhaltestangen 22, 23 sollten deshalb so klein sein, daß diese Trennung schnell bewirkt wird. Wenn die Trennung von der Reaktionsstange 1o erfolgt ist, fehlt der heißesten Zone der Platte, der Biegestelle, der körperliche Kontakt.

Für eine gute Betriebssteuerung sollte jedoch die Trennung der Platte und der Peaktionsstange 1o nicht zu früh eintreten, so daß der thermische Einfluß der Stange auf die Platte Zeit hat, sich einzustellen.

Die Parameter, welche den Biegevorgang beeinflussen, sind der Aufbau und die thermische Leistung der lokalen Heizelemente 26, der Aufbau der Reaktionseinrichtung 1o und der Abstand von den Heizelementen 26, der Anfangsspalt e zwischen den Plattenhaltestangen 22, 23 und den Stirnrandflächen 24, 25 der Platte, die Trennung k der Schwenkachsen YY¹ und ZZ' und ihrer Höhe 1 über dem Niveau der Kontaktlinie XX', die Stärke und die Natur des Glasmaterials sowie die Anfangskräfte, die durch die Bügel 13, 14 auf die Glasplatte ausgeübt werden.

Am Beginn des Biegens ist die Reaktion der Stange 1o auf die Platte 12 eine vertikale Reaktion längs der Linie XX¹, wobei die die Kraft aufbringenden Stangen 19, 2o längs Linien auf

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die Platte drücken, die parallel zur Kontaktlinie XX¹ sind und sich in der Nähe der äußersten Enden der Platte befinden. Unter diesen Bedingungen wird das maximale Biegemoment auf die Linie XX¹ ausgeübt, ^ufgrun-1 dieses Momentes wird mit dem Biegen begonnen.

Sobald die mit Zähnen versehenen Haltestangen 22, 23 in Kontakt mit den Stirnrandflächen 24, 25 der Platte kommen und sie von der Reaktionsstange 1c trennen, ändert sich dieses Muster von Kräften vollständig. Die Haltekräfte P, die von den Haltestangen 22, 2 3 ausgeübt werden, liegen im wesentlichen in der Ebene der flachen Plattenabschnitte 12a, 12b. Diese Anordnung ist besonders günstig für die übertragung von Biegekräften ohne Verformung der Platten 12a, 12b.

Um eine thermische Härtung zu bewirken, sollte die ganze Oberfläche der gebogenen Platte 12 aufgeblasener Luft zugänglich sein. Jeder Gegenstand, der Luftströme abschirmt, könnte Zonen erzeugen, welche der schnellen Kühlung nicht unterworfen werden. Dies würde während des Härtens hohe Spannungen zwischen diesen Zonen und benachbarten Zonen entstehen lassen. Diese Spannungen könnten den Bruchwiderstand der Platte übersteigen, so daß sie während der Härtungsbehandlung zerbricht.

Ein Trennen der Platte von der Reaktionsstange ist somit ein sehr wesentlicher Vorteil während des Härtens, da es dadurch möglich ist, Kühlluft gegen die Innenseite der gebildeten Biegung zu blasen.

Die Zahnform der kraftaufbringenden Stangen 19, 2o und der Plattenhaltestangen 22, 23 wird gewählt, um Einkerbungen in die Glasplatte auf ein Minimum zu reduzieren.

Bei dem abschließenden Temperaturangleichen vor dem Härten wird die Temperatur der gesamten Glasplatte in die Nähe des

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Erweichungspunktes der Platte gebracht. Für Platten mit großer Fläche und geringer Dicke kann dann die Gefahr bestehen, daß die Plattenabschnitte 12a, 12b, obwohl sie während des Biegens flach bleiben, unter dem Einfluß der Schwerkraft am Ende des Vorgangs durchsacken bzw. sich verbiegen.

Um dies zu vermeiden, hat die Vorrichtung vorzugsweise Anschläge, gegen welche die Plattenabschnitte der Platte anliegen, wenn das Biegen abgeschlossen ist. Solche Anschläge sind in Fig. 11 als mit Zähnen versehene Stangen 29 gezeigt, die längs Rändern der Plattenabschnitte 12a, 12b der Platte senkrecht zu der Biegelinie angeordnet sind. Die Anschlagstangen 29 können Endanschläge für den Biegevorgang sein und ihre Position kann so eingestellt v/erden, daß der Biegewinkel berücksichtigt wird, der erreicht werden soll.

Die in Fig. 17 gezeigte Vorrichtung ist eine Ausführungsform zum Biegen einer Platte in U-Form. Diese Anordnung hat ein Paar von parallelen Reaktionsstangen 3o, 31, die längs Linien X₁X¹ ,j, Χ₂Χ'₂ ^{mit eine}r Glasplatte 32 in Kontakt stehen, die in V-Form längs dieser Linien gebogen werden soll.

Die Vorrichtung hat zwei Bügel 33, 34, von denen jeweils einer auf jeder Seite der beiden Reaktionsstangen 3o, 34 angeordnet und schwenkbar um die Achsen Y.Y¹. und Z. Z ¹^ gehalten sind, welche parallel zu den Kontaktlinien X-X'-. und XoX'o ^un<* über dem Niveau dieser Linien angeordnet sind. Die Schwenkachsen Y-jY'-j und Z-Z'. sind bezogen auf die Platten 35, welche einen Teil eines nicht gezeigten Rahmens bilden, ortsfest.

Die Reaktionsstangen 3o, 31 werden von Stangen 36, 37 gehalten, welche' in Führungen 38, 39 in diesen Platten 35 eingreifen. Diese Führungen 38, 39 bilden für die Stangen 36, 37 zwei stabile Stellungen. In der ersten Stellung sind die Stangen in dem maximalen Abstand voneinander angeordnet und befinden sich in einer angehobenen Stellung, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. In der zweiten Stellung liegen die Stangen nahe

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beeinander in einer unteren Stellung.

Die Schwenkarme 4o, 41 der Bügel 33, 34 tragen gebogene Vorsprünge 42, 43, die so angeordnet sind, daß sie gegen die Stangen 36, 37 bei einer Abwärtsschwenkbewegung der Bügel drücken, so daß die Stangen längs ihrer Führungen 38, 39 in die zweite, d. h. untere Stellung gedrückt werden.

Die Basen 44, 45 der Bügel tragen kraftaufbringende Stangen 46, 47 und Plattenhaltestangen 48, 49, die zu denen der bereits beschriebenen Vorrichtung für das V-Biegen identisch sind.

Die verschiedenen Arbeitsschritte der Vorrichtung für das U-Biegen sind in den Figuren 18 bis 21 gezeigt.

Eine Glasplatte 32 wird quer über die beiden Reaktionsstangen 3o, 31 gelegt. Diese Stangen befinden sich in ihrer ersten angehobenen Stellung, wobei ihre Haltestangen 36, 37 in den oberen Teilen ihrer Führungen sitzen. Während des Positionierens der Glasplatte werden die Bügel 33, 34 angehoben (Fig. 18)

Die Bügel werden dann so abgesenkt, daß ihre kraftaufbringenden Stangen 46, 47 an den Stirnrändern der Platte 32 ruhen, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist. In diesem Zustand befinden sich die Plattenhaltestangen 48, 49 nicht in Kontakt mit der Platte, sondern sind in einem kurzen Abstand e von den Rändern der Platte, wie gezeigt, angeordnet. Das Biegegerät, welches die Glasplatte trägt, wird dann auf geeignete Weise unter Heizelementen 5o, 51, 52 angeordnet und so eingestellt, daß die lokalen Streifenheizelemente 51, 52 zu den Reaktionsstangen 3o, 31 ausgerichtet sind. Die Heizelemente 5o sind für das Erhitzen der ganzen Platte angeordnet.

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2700A99 •J».

Unter der kombinierten Wirkung des lokalen Erhitzens und der Schwerkraft infolge des Gewichtes des Glases und der Bügel 33, 34 biegen sich Abschnitte der Platte 32 auf jeder Seite der beiden Reaktionsstangen 3o, 31 um diese herum nach unten (Fig. 2o).

Als Ergebnis der darauffolgenden Schwenkbewegung der Bügel 33, 34 und des Abstands der Schwenkachsen Y₁V₁ und Z₁Z¹-bezüglich der Peaktionskontaktlinien X₁X¹I und X-X^» ^uro welche das Biegen beginnt, bewegen sich die Plattenhaltestangen 48, 49 in Kontakt mit den Stirnrandflachen der Platte 32.

Ein fortgesetzten Erhitzen führt zu einem gleichzeitigen Schließen des Biegewinkels und zu einer Trennung der Platte 32, die von den Plattenhaltestangen 48, 49 abgestützt wird, von den Reaktionsstangen 3o, 31.

In diesem Zustand kommen die VorSprünge 42, 43, die an den Schwenkarmen 4o, 41 der Bügel 33, 34 festgelegt sind, in Kontakt mit den Reaktionsstangen-Haltestangen 36, 37 und drücken diese in die untere Stellung in den Führungen 38, 39, die in den Platten 35 ausgebildet sind. Durch diese Bewegung verlassen die Reaktionsstangen 3o, 31, die von der Platte getrennt sind, ihre oberen Stellungen, gehen nach unten und bewegen sich aufeinander zu, so daß sie ihre zurückgezogenen Stellungen einnehmen.

Das Zurückziehen der Reaktionsstangen 3o, 31 zum Inneren der U-Form, die durch den Biegevorgang gebildet wird, ergibt einen ausreichenden Abstand zwischen ihnen und dem Glas. Durch diese Anordnung können sich die Abschnitte der Platte um 9o° nach unten biegen, ohne daß sie durch das Vorhandensein der Reaktionsstangen 3o, 31 beschränkt würden. Die Stangen sind auch nicht länger ein Hindernis in der Nähe der Plattenfläche, welches den Luftstrom während der thermischen Härtung beeinträchtigen würde.

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Am Ende des Biegens liegen die gebogenen Abschnitte'der Platte 32 an den mit Zähnen versehenen Anschlägen 53 an, welche die Endform und Endposition der Platte begrenzen.

Wenn der Biegevorgang chronologisch asymmetrisch ist, d. h. wenn einer der Abschnitte der Platte sich vor dem anderen nach unten biegt, nimmt die Platte für eine Zeit eine geneigte Stellung ein. So kann insbesondere der obere Teil der U-Form zwischen den beiden Peaktionsstangen zur Horizontalen geneigt werden. Die mit Zähnen versehenen Anschläge können in geeigneter Weise so angeordnet werden, daß sie die Glasplatte wieder zentrieren und ihr eine symmetrische U-Form geben. Wenn die Platte einmal gebogen ist, kann sie einer gleichförmigen Erwärmung unterworfen und durch geeignete Einrichtungen zwischen zwei Luftkammern für die Härtung transportiert werden.

Im folgenden werden im einzelnen die Eigenschaften und der Aufbau sowie der Betrieb einer Vorrichtung für eine V-Biegung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, beschrieben.

Beispiel 1

Es wird eine Glasplatte 12 mit einer Länge von 1oo cm, einer Breite von 5o cm und einer Stärke von 5 mm verwendet. Diese Platte soll in der Mitte ihrer Länge so gebogen werden, daß ein Flächenwinkel von 9o° und ein Krümmungsradius zum Inneren der Biegung gemessen von 5o mm erzeugt wird. Die verwendete Biegevorrichtung ist gänzlich aus hitzebeständigem Stahl hergestellt.

Bei diesem Beispiel besteht die zwischen den beiden Platten 11 befestigte Reaktionsstange, wie dies in Fig. 22 gezeigt ist, aus einem hohlen zylindrischen Rohr 54 aus hitzbeständigem Stahl mit einem Innendurchmesser von 33 mm, einem Außendurchmesser von 42 mm und einer Länge von 7oo mm. Das Rohr 54 ist mit fünf Schichten einer Bahn aus purem

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Siliciumdioxyd versehen, um so einen feuerfesten Mantel 55 von 4 mm Stärke zu erhalten. Das Siliciumdioxyd wird durch eine Stahlplatte 56 in Position gehalten, die an der Unterseite des Rohres 54 befestigt ist.

Das zylindrische Rohr 54 wid in seiner Stellung durch eine Haltestange 57 aus hitzebeständigem Stahl mit einem Durchmesser von 16 mm gehalten. Diese Stange läuft durch das Rohr 54 und wird in zwei öffnungen in der Platte 11 gehalten.

Bei diesem Beispiel betragen der Abstand k 12o mm und der Abstand 1 13,5 mm (Fig. 8).

Die mit Zähnen versehenen kraftaufbringenden Stangen 19, 2o, die mit Zähnen versehenen Plattenhaltestangen 22, 23 und die Anschläge 29 sind in gleicher Weise gebaut. Sie werden an einer rostfreien Stahlplatte gefräst, wobei die Zähne 1o mm hoch und eine Teilung von 2o mm haben.

Die kraftaufbringenden Stangen 19, 2o und die Anschläge 29 sind für den Kontakt der Platte 12 längs Linien 5 mm von ihren Rändern angeordnet.

Der Anfangsabstand e zwischen den Randflächen der Platten und der Plattenhaltestangen 22, 23 beträgt 1 mm. Dies wird im kalten Zustand gemessen.

Zu Beginn des Erhitzens beträgt der Abstand zwischen der Ebene der Platte und den Heizelementen 26, 27 (Fig. 9 bis 11) etwa 7o mm.

Bei diesem Beispiel sind die Heizelemente 26 Widerstandsspulen aus Wolframfaden, die unter Vakuum in transparenten Quarzröhren angeordnet sind. Diese Röhren haben einen Durchmesser von 12 mm und eine nutzbare Länge von 7oo mm.

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Jedes Element ist für 15oo W bei 25o V ausgelegt. Tinter diesen Bedingungen trägt die Farbtemperatur des Drahtes 215o K. Die Spitze des Emissionsspektrums ist auf eine Wellenlänge von 1,35 u zentriert.

Es werden sechs derartige Pöhrenelemente parallel im Abstand von 15 mm angeordnet, so daß sie ein Feld bilden, welches eine Strahlung in seiner Mitte mit einer maximalen Energiestromdichte von 14 W/cm emittiert.

Ein gleichförmiges Erhitzen der Platte wird in einem herkömmlichen elektrischen Ofen bewirkt.

Die hauptsächlichen Betriebsbedingungen sind:

Zugeführte Leistung zum Erhitzen der ganzen Platte: 25 kW Zugeführte Leistung für das Erhitzen der Biegestelle: 9 kW Wirkungsfläche der lokalen Heizelemente: 7oo χ 75 mm

Energiestromdichte in der Mitte des lokalen Erhitzens: 14 W/cm

Energiestromdichte auf dem Rest der Platte: 5 W/cm

Maximale Temperatur, erreicht in der Mitte der Biegung: 7o5°C Mittlere Temperatur, erreicht an den Abschnitten der Platte: 635°C

Die Dauer der Hauptphasen des Biegevorgangs unter diesen Bedingungen ergibt sich zu ( Fig. 5) :

t_Q bis t₁ vom Beginn des Erhitzens bis zum Beginn des

biegens 3 min 3o s

t. bis tj annähernde Biegedauer 1 min t~ bis t. Temperaturausgleich 3o s

t₃ bis t. überführung zur Härtungsstation 5 s t₄ bis te schnelles Kühlen zur Härtung 35 s

Im folgenden werden weitere Betriebsbeispiele erläutert. Die Betriebsbedingungen sind die gleichen wie bei Beispiel 1, wobei die Abweichungen angegeben sind.

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Beispiel 2

-ar- 2700A99

Der Abstand zwischen den lokalen Heizelementen 26 und der Glasplatte 12 beträgt 7o mm.

Der Außendurchmesser des Reaktionszylinders 1oa (Fig. 22), einschließlich des Siliciumdioxydmantels, beträgt 5o mm.

Die Stärke der Glasplatte liegt bei 3 mm, 5 mm, 8 mm Der erhaltene Krümmungsradius beträgt 55 mm, 5o mm, 45 mm

Beispiel 3

Der Außendurchmesser des Reaktionszylinders 1oa, einschließlich des Siliciumdioxydmantels, beträgt 28 mm.

Die Stärke der Glasplatte beträgt 3 mm, 5 mm, 8 mm Der erhaltene Krümmungsradius beträgt 68 mm, 63 mm, 58 mm

Beispiel 4

Der Abstand zwischen den lokalen Heizelementen 26 und der Glasplatte 12 beträgt 5o mm.

Der Außendurchmesser des Reaktionszylinders 1oa, einschließlich des Siliciumdoxydmantels, beträgt 5o mm.

Die Stärke der Glasplatte beträgt 3 mm, 5 mm, 8 mm Der erhaltene Krümmungradius beträgt 25 mm, 22 mm, 18 mm

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Aus diesen Beispielen ergibt sich, daß der erhaltene Krümmungsradius paradoxerweise mit der Zunahme des Außendurchmessers der Eiegestange und mit Zunahme der Stärke der Platten abnimmt.

Im folgenden wird die Anwendung der Erfindung auf eine Anlage zum Biegen von Glasplatten erläutert.

Die in Fig. 23 gezeigte Ausführungsform einer Biegeanlage hat einen Kreislauf für bewegliche Biegegeräte 60, von denen jedes eine Biegevorrichtung 61 gemäß der Erfindung aufweist.

Jedes bewegliche Biegegerät 60 hat einen quaderförmigen Kasten 62, der an der Oberseite und am Boden offen ist, die Biegevorrichtung 61 umgibt und an seiner Basis Räder 63 aufweist. Die Seitenwände 64 der Kästen 62 sind vorteilhafterweise an ihren Innenflächen mit einer thermischen Isolierschicht, beispielsweise mit feuerfesten Fasern, überzogen.

Die beweglichen Biegegeräte können um den Kreislauf nacheinander herumbewegt werden und ersetzen sechs Arbeitsstationen. Diese Bewegung ist nicht kontinuierlich. Jedes Gerät markiert eine Zeit in jeder Arbeitsstation. Die Bewegung der beweglichen Biegegeräte kann mechanisch nach einem vorgegebenen Programm gesteuert werden.

Die sechs aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen, durch welche die beweglichen Biegegeräte hindurchgehen, sind in Fig. 24 gezeigt. In einer Plattenaufgabestation A wird eine zu biegende Platte auf der Biegevorrichtung 61 angeordnet. Die Station B dient zum Erhitzen und Biegen. Eine weitere Erhitzungsstation C dient zum Ausgleich der Temperatur der gebogenen Platte. In der anschließenden Härtungsstation D sind Luftgebläse vorgesehen. Die Kühlstation E hat wahlweise betätigbare Einrichtungen für eine Zwangskühlung. In der Station F wird die Platte entfernt.

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Bei der gezeigten Ausfnhrungsform ist der Kreislauf ein rechteckiger Kreislauf, von welchem eine Seite den Durchgang zwischen der Temperaturausgleichsstation C und der Härtungsstation D bildet.

An der Plattenaufgabestation A besteht ein freier Zugang zum Inneren des beweglichen Biegegerätes 60, so daß eine Glasplatte auf die Biegevorrichtung 61 aufgebracht werden kann.

In den Stationen B und C befindet sich jedes bewegliche Biegegerät 60 zwischen einem Boden 65 und einem Dach 66, welche den Platz der Oberseite und des Bodens des Kastens 62 einnehmen. Somit bildet die Kombination des Kastens 62, des Bodens 65 und des Dachs 66 eine geschlossene Kammer. In dem Boden 65 und im Dach 66 sind Heizelemente 67 angeordnet.

Im Dach 66 können die Heizelemente nach Wunsch hinsichtlich ihrer Intensität und Position variiert werden, um gleichförmige Erhitzungszonen und eine oder mehrere lokale stärker erhitzte Zonen zu bilden. In der Biegestation B wird die lokale stärker erhitzte Zone zu der Reaktionseinrichtung 68 des beweglichen Biegegerätes ausgerichtet, wenn dieses genau positioniert ist.

Die Heizelemente 67 im Boden wirken als ein positiver Wärmeschirm, um Wärmeverluste zur Basis hin zu verringern und um einen zu großen Temperaturunterschied zwischen der Oberseite und der Unterseite der Glasplatte zu vermeiden.

In der Härtungsstation D bewegt sich ein bewegliches Biegegerät 60, welches eine gebogene Glasplatte trägt, zwischen zwei übereinandergestapelten Luftkammern 69, 7o zum Kühlen der Platte durch Aufblasen von Luft. Die Blasflächen 69a, 69b der Luftkammer 69, 7o haben jeweils eine Form, im vorliegenden Fall eine Flächenform, die komplementär zur Form

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- 3er -

der gebogenen Glasplatte ist (Fig. 25). Die Luftkammern 69, 7o sind an nicht gezeigten Einrichtungen befestigt, wodurch sie aufeinander zu oder voneinander weg längs vertikaler Säulen 71 der Biegeanlage bewegbar sind.

Wenn ein bewegliches Biegegerät in die Härtungsstation P eingetreten ist, bewegen sich die Luftkammern 69, 7o zu der gebogenen Platte hin ins Innere des quaderförmigen Kastens 62.

Eine Verschiebung der Luftkammern 69, 7o wird unterbrochen, wenn die Blasflächen 69a, 69b mit Luftlöchern 72 sich in einem kurzen Abstand von der Oberseite und der Unterseite der gebogenen Platte 73 befinden, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist.

Die Luft für das Aufblasen wird auf die obere und untere Luftkammern 69, 7o durch Trichter 74, 75 der Leitungen 76, 77 verteilt, die zu einem oder mehreren Gebläsen führen.

Nach dem Blasen wird die obere Luftkammer 69 angehoben und die untere Luftkammer 7o in einen Trog 78 der Anlage abgesenkt.

Das bewegliche Biegegerät 6o wird an die Kühlstation E bewegt, wo die gebogene und gehärtete Platte sich in Umgebungsluft abkühlen kann.

In der Plattenabnahmestation F wird die gebogene Platte aus Glasmaterial aus dem beweglichen Biegegerät über die Oberseite entfernt.

Die Erfindung kann in gleicher Weise für das Biegen oder Umbiegen nicht ebener Glasplatten verwendet werd<?r, In diesem Fall braucht die Vorrichtung der Form der zu biegenden Platte nicht angepaßt zu werden.

Es ist möglich, den Vorschub der beweglichen Biegegeräte zu modifizieren. Die beweglichen Biegegeräte 6o können so

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- Vf-

hintereinander aufgereiht werden, daß sie sich in Richtung der Achsen ihrer Peaktionsstangen 6 8 vorwärtsbewegen.

Die Biegevorrichtung 61 kann auch neben oder unter der Schiene für die beweglichen Biegegeräte 6o zurückgeführt werden.

Die Biegeanlage kann so modifiziert werden, daß anstelle der schrittweisen Bev/egung der beweglichen Biegegeräte eine kon tinuierliche Bewegung erreicht wird.

Bei einer Variante der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung ist der Bügel 13 durch einen Endanschlag 79 und einen oberen An schlag 8o ersetzt, die beide in gestrichelten Linien gezeigt sind. In diesem Fall arbeitet der Bügel 14 in der beschriebenen Weise, um den Abschnitt 12a der Platte 12 nach unten zu biegen, während das Ende des Abschnittes 12b ortsfest bleibt. Das nach unten Verschwenken des Bügels 14 hat noch die Wirkung, daß die Platte 12 von der Reaktionsstange 1o getrennt wird, so daß, wenn das Biegen vervollständigt ist, der Abschnitt 12b etwas zur Horizontalen geneigt bleibt.

Bei einer zweiten Variante werden die mit Zähnen versehenen Plattenrandhaltestangen 22, 23 durch Zangen ersetzt, welche die Stirnränder der Platte greifen. Die Platte wird gegen eine Reaktionsstange gebogen, die darüber angeordnet ist, so daß die Biegelinie eine Einbuchtung im Gegensatz zu der gezeigten Ausbuchtung bildet.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Platte gleichförmig erhitzt und so gebogen, daß sie im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius über ihrer gesamten Länge hat.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Biegen einer Platte aus Glasmaterial, wobei die Platte erhitzt und zum Biegen bezüglich einer kontaktierenden Reaktionseinrichtung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Biegen der Bahn begonnen wird, während sie sich in Kontakt mit der Reaktionseinrichtung befindet und daß die Platte und die Reaktionseinrichtung jedoch vor dem Abschluß des Biegevorgangs getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim Biegevorgang die Platte an einer oder mehreren Stellen umgebogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Viskosität des Glasmaterials an der oder an jeder Biegestelle unter 1o ' Poise und die Viskosität des Glasmaterials der restlichen Platte über 1o ' Poise während des ganzen Biegevorgangs liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß Biegekräfte auf die Ränder der Plattenabschnitte der Platte ausgeübt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Trennen die Platte nur an ihren Kanten oder Rändern gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß beim Biegen der Platte Haltekräfte auf die Kanten oder Ränder ausgeübt werden, wobei diese Kräfte eine Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung beim fortschreitenden Biegen herbeiführen.

ORIGINAL INSPECTED

_f 2700A99

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionseinrichtungen aus einer Stange bestehen, welche eine konvex gekrümmte Reaktionsfläche hat, und daß der Biegevorgang ein Umbiegen der Platte mit einem Krümmungsradius herbeiführt, der kleiner ist als der Krümmungsradius der Reaktionsfläche.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte so gebogen wird, daß sie wenigstens eine Umbiegung mit einem Krümmungsradius von höchstens 1o cm bildet.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte erhitzt wird, um die Viskosität des Glasmaterials an der oder an jeder Bieg«
weniger zu reduzieren.

9 der oder an jeder Biegestelle auf 5 χ Io Poise oder

1o. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Viskosität des Glasmaterials an der oder an jeder Biege-

stelle der Platte über 2,5 χ 1o Poise,wenigstens bis die Trennung herbeigeführt ist, gehalten ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte nach dem Biegen thermisch gehärtet wird.

12. Vorrichtung zum Biegen einer Glasplatte während sie sich im erhitzten Zustand befindet, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Reaktionseinrichtung für den Kontakt der Platte an einer oder mehreren Stellen, um ein Biegen der Platte relativ zu der Einrichtung zu ermöglichen, wobei

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gegenüberliegende kraftausübende Elemente auf gleicher Höhe V7ie die Reaktionseinrichtung angeordnet sind, durch eine Einrichtung, um. eine relative Annäherungsbewegung der kraftausübenden Elemente für das Aufbringen der Biegekräfte auf gegenüberliegende Ränder der Platte zu bewirken, um ein Biegen an der Stelle oder an den Stellen herbeizuführen, und durch gegenüberliegende Plattenhalteelemente zum Halten der Platte auf der gleichen Höhe wie die Stelle oder die Stellen während des Biegens, wobei wenigstens eines der Halteelemente relativ zur Reaktionseinrichtung verschiebbar ist, um eine Trennung der Platte von der Reaktionseinrichtung während der relativen Annäherungsbewegung der kraftausübenden Elemente herbeizuführen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die kraftaufbringenden Elemente und die die Platte haltenden Elemente von gegenüberliegenden Armen getragen werden, die schwenkbar auf der Höhe der Reaktionseinrichtung gehalten sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Arme für eine Schwenkbewegung um eine Achse angeordnet ist, deren Stellung auf die Position der Reaktionseinrichtung so bezogen ist, daß die Trennung durch eine Schwenkbewegung der Arme bewirkt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Arme für das Aufbringen der Biegekräfte nach unten verschwenken.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Arme die Form von Bügeln haben, welche die gegenüberliegenden Abschnitte einer Platte aufnehmen können, und

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kraftausübende Elemente für ein Drücken gegen eine Hauptfläche der Platte und Halteelemente für den Kontakt mit den Stirnrandflächen der Platte aufweisen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die in Wirkungsverbindung mit wenigstens einem der Arme steht und eine Verschiebung der Reaktionseinrichtung von der Platte weg während des Aufbringens der Biegekräfte herbeiführt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionseinrichtung von der Platte längs einer Führung weg verschiebbar ist und wenigstens einer der Arme ein Verschiebungselement hat, welches die Reaktionseinrichtung längs der Führung während der Schwenkbewegung der Arme verschiebt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die oder jede Reaktionseinrichtung eine Stange zum Bestimmen der Stelle ist, an der die Platte umgebogen werden kann.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die oder jede Stange eine hohlzylindrische Stange ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 2o, dadurch gekennzeichnet , äifi die kraftausübenden Elemente und die Halteelemente aus mit Zähnen versehenen Stangen bestehen.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlageinrichtung für ein Anschlagen gegen die Platte zur Begrenzung der Biegung angeordnet ist.

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23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen für ein unterschiedliches Erhitzen der Platte vorgesehen sind.

24. Anlage zum Biegen einer Glasplatte, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Schiene aufweist, die durch eine oder mehrere Stationen führt, an welchen eine Platte Erhitzungs- und Biegevorgängen unterworfen werden kann, und daß sie weiterhin eine Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22 aufweist, welche die Form eines beweglichen Biegegerätes hat, welches längs der Schiene verschiebbar ist.

25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß sie wenigstens ein bewegliches Biegegerät aufweist und daß sie Schiene durch eine Vielzahl von Arbeitsstationen führt, die nacheinander eine Plattenaufgabestation, in welcher eine Platte auf das Gerät aufgebracht werden kann, eine Erhitzungsund Biegestation bzw. Erhitzungs- und Biegestationen, eine weitere Erhitzungsstation mit Heizeinrichtungen zum gleichförmigen Erhitzen einer gebogenen Platte, eine Härtungsstation mit einem oder mehreren Gebläsen zum Kühlen einer gleichförmigen erhitzten gebogenen Platte, um ein thermisches Härten zu bewirken, eine Kühlstation zum Kühlen einer gehärteten Platte und eine Plattenabnahmestation aufweist.

26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Schiene ein rechteckiger Kreislauf ist und daß das oder jedes bewegliche Biegegerät so angeordnet ist, daß es zwischen der weiteren Erhitzungsstation und der Härtungsstation in einer Richtung läuft, die insgesamt parallel zur Achse oder den Achsen ist, um welche die von dem Gerät getragene Platte gebogen wird.

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27. Anlage nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet , daß das oder jedes bewegliche Biegegerät so angeordnet ist, daß eine davon getragene Platte zu einer vorgegebenen Form gebogen wird und daß die Härtestation obere und untere Luftkammern, die
jeweils komplementär in der Form zu den oberen und unteren Flächen einer zu einer vorgegebenen Form gebogenen Platte sind, und Einrichtungen zum Anheben und Absenken der Luftkammern aufweist.

28. Glasplatte, gebogen nach dem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 11 .

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