DE2757179C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, bei dem thermisch erweichte Glasscheiben durch Pressen der Scheiben zwischen zwei starren Preßelementen komplementärer Krümmung verformt werden.

Das Preßbiegen im allgemeinen ist bekannt; vgl. z. B. US-PS 33 67 7« Jedoch waren bislang bekannte Preßbiegungsverfahren hinsichtlich der Krümmungs-

jo schärfe, welche dem Glas versehen werden kann, begrenzt wobei ein Minimalradius in der Größenordnung von etwa 23 cm oder mehr für im Handel erhältliche Preßbiegungsvorrichtungen typisch war. Es besteht jedoch ein Bedürfnis zur Bildung von »V-Bie gungen« mit Radien von weniger als 20 cm, vorzugswei se in der Größenordnung von 10 cm oder weniger.

Die Ausbildung von scharfen »V-Biegungen« wurde bisher am häufigsten durch Verfahren auf Baris eines Durchhängens unter dem Einfluß der Schwerkraft durchgeführt bei denen Glasscheiben auf spezielle (sogenannte »contoured outline molds«) Formen in einer im allgemeinen horizontalen Lage gebracht und auf den Erweichungspunkt des Glases erwärmt wurden, so daß das Glas unter Anpassung an die Gestalt der Form absackt Um zu erreichen, daß eine derartige Biegung sich entlang einer sogenannten »heißen Linie« unter Bildung einer »V-Biegung« konzentriert ließ man Wärme entlang dieser Linie durch eine elektrische Widerstandsheizung durch einen Draht oder ein Band lokalisiert einwirken, welche in Nähe von oder in Berührung mit dem Glas gehalten wurden, oder durch eine auf das Glas aufgebrachte elektrisch leitfähige Substanz. Die Anwendung eines heißen Drahtes oder Bandes ist in folgenden Druckschriften beschrieben:

US-PS 37 95501, 37 95 570, 38 47 586, 2111392, 21 76 999,22 15 228,32 48 195 und 29 99 338.

Im Zusammenhang mit dem sogenannten Einsackbiegeverfahren wird die Anwendung von elektrisch leitfähigen Streifen, welche auf die Glasoberfläche

μ aufgebracht werden, in folgenden Druckschriften beschrieben:

US-PS 37 62903 (DE-ÖS 22 19 946), 37 62 904, 38 79 184,38 65 680 und DE-OS 23 33 959. Zwar lassen sich mit Hilfe der sogenannten »Einsackbiegetechnik« Glasscheiben mit scharfen Krümmungen, sogenannten »V-Biegungen«, herstellen, jedoch ist die Geschwindigkeit des Formgebungsvorgangs, die durch die alleinige Anwendung von

Schwerkraft bedingt ist, für eine Massenproduktion, wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeug-Heck- und -Frontscheiben erforderlich ist, zu gering. Außerdem ist eine Vielzahl von Formen für jede gewünschte spezielle Gestalt der herzustellenden gebogenen Scheiben erforderlich.

Man versuchte deshalb Preßbiegeverfahren und Vorrichtungen, die sich für eine verhältnismäßig wenig aufwendige Massenproduktion von gebogenen Glasscheiben innerhalb genauer Toleranzen anbieten, bezüglich des mit ihnen zu erzielenden wenig zufriedenstellenden Krümmungsradius zu verbessern.

So wurde vorgeschlagen, lokalisierte Wärme auf Glasscheiben bei einem Preßbiegeverfahren einwirken zu lassen, jedoch nicht auf eine Art und Weise, welche mit der Ausbildung von »V-Biegungen« zu vereinbaren ist Ein derartiger Vorschlag ist in der CA-PS 7 99 907 gemacht, wo die leitende, d.h. vordere, Kante einer jeden Glasscheibe in der Preßbiegestation erwärmt wird, um die Temperatur der Scheiben von der vorderen Kante zur ablaufenden Kante auszugleichen. Die Wärme wird durch Strahlungswärnier geliefert, welche auf den allgemeinen Bereich der Scheibe ^n Nähe der vorderen Kante gerichtet sind.

In der US-PS 33 33 935 ist ein Preßbiegeverfahren beschrieben, bei dem der untere Teil einer jeden Glasscheibe durch ein Paar Gasbrenner zusätzlich erwärmt wird, um zu ermöglichen, daß ein Teil der Scheibe in einer schärferen Krümmung gebogen werden kann. Eine derartige Anordnung bringt jedoch nicht die engen, genau gelegenen Linien des Erwärmens hervor, welche zur Ausbildung von »V-Biegungen« erforderlich sind.

Eine andere Anwendung von lokalisierter Erwärmung während des Preßbiegens ist in der US-PS 39 60 535 offenbart, nämlich die Anwendung von Wärme mit Gasbrennern auf den Teil von Glasscheiben um Löcher in den Scheiben herum während des Preßbiegens. Das Ziel dieser Maßnahme ist die Aufrechterhaltung von ausgeglichenen Temperaturbedingunger im Glas, und infolgedessen hat es sehr wenig mit der Herstellung von »V-Biegungen« gemeinsam. Aus der CA-PS 9 00 720 ist eine Preßbiegeform mit einer Vielzahl von länglichen elektrischen Heizelementen bekannt, welche sich entlang vertikaler Linien in der Form erstrecken; jedoch liegen die Heizelemente unter der Oberfläche der Form, da ihr Zweck die Erwärmung der ganzen Stirnseite der Form ist, jedoch nicht eine lokalisierte Erwärmung des Glases.

Üblicherweise hängen die Glasscheiben von Metallzangen herab, welche ihrerseits mit Transportschlitten aus Metall verbunden sind, die mit Fahrschienen verseher sind, welche auf geerdeten Rollen gleiten. Zur Verformung durch Preßbiegen werden die Glasscheiben auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Glas elektrisch leitfähig wird. Infolgedessen führt die Anwendung elektrischer Energie entlang der Linie, welche für ein scharfes Biegen erwünscht ist, zu einem Elektrizitätsverlust durch die Zangen und den geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten. Ein derartiger Verlust vermindert die Wirksamkeit der entlang der für die scharfe Biegung erwünschten Linie angelegten Spannung und führt zu einer Biegung mit geringerer Scharfe als erwünscht und zu einem unkontrollierten Temperaturschema in dem Teil des Glases zwischen der elektrisch leitfähigen Linie und den das Glas haltenden Zangen, was ein unerwünschtezusltzBches Erwarnirr,- in diesem Teil bedingt Dieses zusätzliche Erwärmen verursacht verschiedene Probleme. Beispielsweise schneiden die Zangen in das Glas in einem größeren Ausmaß als erwünscht ein, da die zusätzliche Wärme das Glas in diesem Bereich erweicht Infolgedessen tritt in Nachbarschaft der Stellen, wo die das Glas ergreifenden Elemente der Zangen dieses ergreifen, eine lokalisierte Verformung und ein lokalisiertes Einprägen auf, welche gravierender sind, aL· wenn kein Strom durch die von den Zangen ergriffene Glasscheibe fließt

Aus der US-PS 33 40 039 ist eine von Metallzangen ergriffene Glasscheibe bekannt, welche durch Metallschienen mit metallischen Transportwagen verbunden sind, die mit Metallrädern, welche entlang Metallschienen gleiten, versehen sind. Gemäß diesem Patent ist ein federnder oder stoßdämpfender Streifen vorgesehen, welcher auf den Schienen, auf denen sich die Räder des Transportwagens bewegen, liegt Der federnde Streifen besteht vorzugsweise aus Gummi. Während manche Gummizusammensetzungen den elektrischen Strom nicht leiten — und bei dem in diesem Patent offenbarten Apparat kann die Möglichkeit eintr direkten Erdungsleitung von einer elektrisch leitfähigen Glasscheibe durch die das Glas ergreifenden Zangen, Verbindungsschienen, den Transportwagen sowie dessen Räder zu einer Schiene vermieden werden —, so ist der bekannte Apparat jedoch von solcher Art daß, wenn eine Spannung angewandt wird, welche hoch genug ist, um ein lokalisiertes Erwärmen des Glases durch den elektrischen Widerstand zu verursachen, keine Vorsorge getroffen ist, die Ausbildung eines elektrischen Lichtbogens zwischen den Rädern und den Fahrschienen, auf denen die Räder gleiten, zu vermeiden.

In der US-PS 33 63 930 sind Zangen mit das Glas ergreifenden Elementen aus einer gebrannten Keramikmasse mit hohem Aluminiumoxidgehalt offenbart, welche einen größeren Reibungskoeffizienten an Glas als rostfreier Stahl über den ganzen Temperaturbereich hinweg auf\» eist, bei dem das Glas unter Fertigung von Glasprodukten thermisch bearbeitet wird. Dieses Patent offenbart auch verschiedene andere Ausfühpingsformen von mit dem Glas in Berührung kommenden Elementen, welche sich aus anderen keramischen Materialien zusammensetzen, die die erforderlichen Eigenschaften einer größeren Härte und höheren Zugfestigkeit als gepreßter Asbest sowie ein: wesentlich geringere thermische Leitfähigkeit und eine wesentlich niedrigere Wärmekapazität als rostfreier Stahl aufweisen. Einige dieser Materialien sind elektrische Isolatoren. Jedoch ist die Größe der mit dem Glas in Berührung kommenden Elemente verhältnismäßig gering, so daß, wenn an die von den Zangen, welche mit den das Glas ergreifenden Elementen versehen sind, gehaltene elektrisch leitfähige Glasscheibe eine hohe Spannung angelegt wird, ein Lichtbogen nicht vermieden werden kann, auch wenn eine Möglichkeit besteht, daß einige dieser, in vorgenannter US-PS aufgeführten Materialien die elektrischen Isolatoreigenschaften inhärent aufweisen, die bislang noch nicht gewürdigt wurden.

Alle diese Versuche führten jedoch zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis.

Aufgabe der Erfindung war es somit, ein Verfahren bereitzustellen, das mit einer für die Massenfabrikation ausreichenden Geschwindigkeit arbeitet, mit dem man die Vielzahl vor. Formen, die für jede gewünschte spezielle Gestalt der herzustellenden gebogenen Scheiben erforderlich ist, einsparen kann und mit dem sich

Scheiben mit einer Linie einer scharfen Krümmung herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das im Zusammenhang mit der Einsacktechnik bekannte Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in eine Form mit einer Linie einer scharfen Krümmung eines Radius von weniger als 20 cm, wobei jede Glasscheibe in einer Kammer auf eine zum Biegen geeignete Gesamttemperatur erwärmt und entlang der beabsichtigten Linie der scharfen Krümmung in einem schmalen bandförmigen Bereich zusätzlich erwärmt wird, indem durch einen auf die Glasoberfläche längs der Linie der scharfen Krümmung aufgebrachten elektrisch leitfähigen Streifen durch Anlegen von Elektroden Strom geleitet wird, in der Preßbiegetechnik anwendet und dahingehend modifiziert, daß
a) die Glasscheibe vor Beginn des Biegens aus der Heizkammer abgezogen wird,

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angelegt werden, und der Strom durch diesen geleitet wird, während die Glasscheibe sich außerhalb der Heizkammer befindet,

c) die Elektroden außer Berührung mit dem Streifen gebracht werden, und daß

d) die Glasscheibe unverzüglich zwischen zwei Preßwerkzeugen gebogen wird.

Eine Lösung dieser Aufgabe auf die erfindungsgemäße Weise war offensichtlich bisher noch nicht gefunden worden, weil ein allgemeines Vorurteil gegenüber einem örtlichen Erhitzen einer außerhalb einer Heizkammer befindlichen Glasscheibe durch einen elektrisch leitenden Streifen entlang eines streifenförmigen Bereichs bestand. Ein derartiges Erhitzen wurde ausschließlich immer nur zusammen mit einem Biegeverfahren unter Einfluß der Schwerkraft durchgeführt. Die Gründe hierfür waren offensichtlich die Annahme, daß die Glasscheibe beschädigt würde, wenn ein getrennter streifenförmiger Bereich intensivierter Wärme unterworfen wird, wenn nicht die gesamte Scheibe ebenfalls auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erwärmt würde. Auch nahm man offenbar an. daß ein scharfes Biegen entlang einer Linie langsam vorgenommen werden müsse, um ein übermäßiges Verwerfen und Verzeichnen des Glases zu vermeiden, weshalb man in diesem Zusammenhang ein Einsackbiegeverfahren unter Einfluß der Schwerkraft als allein geeignet ansah. Ferner wurde der Fachmann von der Aufbringung eines elektrisch leitenden Streifens im Zusammenhang mit einem anderen Biege verfahren als dem Einsackbiegeverfahren unter dem Einfluß der Schwerkraft deshalb abgehalten, we·' die bei letzterem Biegeverfahren benutzten Biegerahmen mehr oder weniger ideale Befestigungsmittel für Elektroden darstellen, während es völlig ungewiß war, wie und wo bei anderen Biegearten, wie z. B. beim Preßbiegen, bei denen keine Rahmen verwendet werden. Elektroden vorzusehen wären. Schließlich bestand noch ein weiteres Vorurteil gegen die Verwendung von Elektroden als solche in Preßbiege verfahren, weil man ständig befürchtete, daß beim Zusammenbringen der Preßwerkzeuge die Elektroden und/oder die Preßwerkzeuge beschädigt würden.

Auf die Idee, zwar Elektroden anzuwenden, diese jedoch vor dem Preßbiegen wieder zu entfernen, war bis zum Anmeldezeitpunkt niemand gekommen, weil man offensichtlich befürchtete, daß die Temperatur der scharfen Krümmungslinie für ein scharfes Biegen zu niedrig werden könnte.

Erfindungsgemäß stellte sich jedoch heraus, daß bei sehr schnellem Arbeiten, d. h. bei unverzüglichen Preßbiegen der Glasscheibe nach Entfernen der Elektroden, die Krümmungslinie genügend heiß ist, um scharf gebogen werden zu können.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Streifen aus einem elektrisch leitfähigen Material auf die Hauptoberfläche einer Glasscheibe entlang einer Linie aufgebracht, welche die beabsichtigten Stelle für eine »V-Biegung« entspricht. Die Scheibe wird, mit dem Streifen an Ort und Stelle, als Ganzes auf eine Temperatur erwärmt, welche zum Biegen auf herkömmliche Weise geeignet ist. indem sie durch einen Ofen geführt wird. Nach dem Verlassen des Ofens wird die Scheibe zwischen 2 sich einander gegenüberstehenden, komplementären Preßelementen angehalten, und, bevor die Preßelemente betätigt werden, wird ein Paar von Elektroden mit dem elektrisch leitfähigen Streifen an pntopopnop«pl7li-n Rändern der Glasscheibe in Rpnihrung gebracht, so daß durch den elektrisch leitfähigen Streifen ein Stromkreis vervollständigt wird. Entlang der durch den Streifen bestimmten Linie wird wenige Sekunden ein Strom hoher Spannung geleitet, so daß das Glas entlang dieser Linie auf eine Temperatur erwärmt wird, welche höher ist als diejenige des Hauptteils des Glases. Sodann werden die Elektroden entfernt, und das Pressen beginnt unverzüglich auf üblichf Art und Weise. Das lokalisierte Erwärmen entlang der Linie der »V-Biegung« ermöglicht ein Preßbiegen unter Bildung einer Krümmung mit einem Radius von wesenilich weniger als 20 cm.

Gemäß vorliegender Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Isolierung der das Glas ergreifenden Elemente der Zangen von dem geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten vorgesehen, wodurch ein Stromfluß. welcher unkontrolliert wäre, und ein zusätzliches Erwärmen der Glasscheibe in Nachbarschaft der Stellen, wo sie beim Preßbiegen durch die Zangen erfaßt wird, vermieden werden, wobei man die Isoliervorrichtung in einem Abstand von dem elektrisch leitfähigen Heizstreifen und dem geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten anordnet, welcher ausreicht, die Ausbildung eines Stromflusses neben dem Stromfluß durch den elektrisch leitfähigen Heizstreifen infolge eines Lichtbogens zu vermeiden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Zwischenstück aus elektrischem Isolationsmaterial eingefügt um die Zangen von den diese haltenden Elementen zu trennen; das Zwischenstück ist von einer Länge, welche ausreicht, die Metallzangen von dem geerdeten, die Zangen haltenden Tr? sportschlitten wirksam zu isolieren, und es ist in einem Abstand von der Glasscheibe und von dem geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten angeordnet, der ausreicht, um das Auftreten eines Lichtbogens auf ein Minimum herabzusetzen.

F i g. 1 ist eine Endansicht mit Blickrichtung vom Austrittsende des Ofens .her zur Abkühlungsstation, einer typischen vertikalen Preßstation bei einem Preßbiegungsverfahren, welche die Erwärmungsvorrichtung für die heiße linie gemäß der Erfindung umfaßt

F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch die Preßstation der Fig. 1.

Fig.3 ist eine Draufsicht auf die untere Elektrodenanordnung der Fig.! and 2.

F i g. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Schnittes durch eine Glasscheibe und zeigt wie der Streifen auf

eine Hauptoberfläche und gegenüberliegende Kantenflachen einer Glasscheibe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebracht ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. I umfaßt eine Kantenansicht einer Glasscheibe G, welche von einem Ofen her transportiert wurde und in der Stellung sich befindet, in welcher sie durch ein Paar von gegenüberliegenden Pressen 10 und 1! gebogen wird. Bei Betrachtung von der Seite her, wie in F i g. 2, kann gesehen werden, daß die Biegestation zwischen dem Ausgangsende eines Ofens 12 und einer Abkühlungsstation 13 liegt. Der Ofen 12 ist mit einer Tür 14 versehen, welche sich für den Durchgang einjeder Glasscheibe aus dem Ofen nach der Seite öffnet.

Jede Glasscheibe ist an Zangen IS aufgehängt, welche ihrerseits von einem Transportschlitten 20 herabhängen, der entlang einer Transportvorrichtung 21 (von rechts nach links in Fig. 2) angetrieben wird. (Aus Gründen einer besseren Anschaulichkeit sind üic Vorrichtungen zum Abstützen und Transportieren der Glasscheiben in Fig.) nicht gezeigt) Die Bauart der Zangen in F i g. 2 ist derjenigen herkömmlicher Zangen ähnlich, z.B. solchen, die in der US-PS 30 89 727 beschrieben sind.

Der Transportschlitten und die Transportvorrichtung sind durch Isolatorblöcke 16 aus elektrischem Isoliermaterial von der Glasscheibe und den das Glas haltenden Zangen IS elektrisch isoliert. Die Isolatorblöcke sind von einer Länge, welche eine wirksame Isolation der Metallzangen von dem geerdeten, die Zangen haltenden Ti ansportschlitten ermöglicht, und sind in einem solchen Abstand von der Glasscheibe und dem geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten angeordnet, daß das Auftreten eines Lichtbogens auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Länge des Isolatorblocks kann in Abhängigkeit der entlang der elektrisch leitfähigen Linie, welche zur Einleitung der Linie der scharfen Biegung aufgebracht wurde, angelegten Spannung schwanken. Eine Minimallänge von 23 cm wird bevorzugt, um einen Lichtbogen zu venneiden sowie ferner, daß eine kontinuierliche Strombahn von dem Streifen aus elektrisch leitfähigem Material durch das elektrisch leitfähige Glas, die Metallzangen und die Vorrichtungen fließt, welche die Zangen mit dem geerdeten, die Zangen haltenden Transportschlitten verbinden. Es gibt keine obere Grenze der Länge des Isolatorblocks; jedoch sollte aus praktischen Gründen die Maximalgröße des Blocks unter dem Gesichtspunkt einer Minimierung der Masse desselben ausgewählt werden, welche die Wärmekapazität des Isolatorblocks bestimmt Es ist angezeigt, die Masse der zum Transport der zu behandelnden Glasscheiben verwendeten Bauelemente auf einem Minimum zu halten. Beispielsweise erwiesen sich Isolatorblöcke, welche eine Trennung zwischen den metallischen Elementen, welche die Zangen halten, von 6 cm liefern, erfolgreich.

Die Abkühlungsstation kann mit einem Leitblech 22 an ihrem Eingangsende yersehen sein, um zu vermeiden, daß Abkühlungshift zurück in die Biegestation geblasen wird. Das Leitblech 22 ist verschieb- oder drehbar, um zu ermöglichen, daB die Glasscheibe in die Abkfihhmgsstation eintreten kann. Die Glasscheiben werden gewöhnlich schnell in der Abkühlungsstation abgekühlt, so daß ihnen eine Temperung verliehen wird. Die Abkühlung wird bewirkt, mdem Luftströme ans emer großen Anzahl von Öffnungen 23 in einem Paar gegenüberliegender Gebläseköpfe 24, die in herkömmli cher Weise ausgebildet sind, auf die entgegengesetzten Seiten der Glasscheiben gerichtet werden.

Die Preßbiegestation, welche in den Zeichnungen u. a. dargestellt ist, ist eine bevorzugte Anordnung, wie in der US-PS 33 67 764 beschrieben. Da die Pressen per se keinen Teil vorliegender Erfindung darstellen, wird im vorliegenden lediglich eine kurze Beschreibung ihrer Bauart und Betriebsweise gegeben, soweit dies für das Verständnis vorliegender Erfindung erforderlich ist. Die

in Verformungselemente der einander gegenüberliegenden Pressen 10 und 11 bestehen jeweils aus einer Anordnung mit 3 Platten, nämlich einer Rückplatte 31, einer Einstellplatte 32 und einer Verformungsplatte, welche eine konvex gekrümmte Verformungsplatte 33

is auf der einen Seite bzw. eine komplementär konkav gekrümmte Verformungsplatte 34 auf der anderen Seite ist Die Platten sind durch eine große Anzahl von mit Gewinde versehenen Stäben 35 und Schraubenmuttern (in F i g. 1 ist lediglich eine repräsentative Anzahl

ist

ucM g€Z6igt) einstellbar befestigt. Dur k di K d Si

h Dreher:

gg)

der Muttern kann die Krümmung an der Stirnseite des Verformungselementes eingestellt werden.

Jede gekrümmte Verformungsplatte 33 ist mit einer Reihe von Aussparungen 36 entlang des oberen Randteiles derselben versehen. Die Aussparungen an der Verformungsplatte für die Presse 10 sind mit entsprechenden Aussparungen 36 an der Verformungsplatte für die Presse 11 ausgefluchtet Die Lage jeder Zange IS wird so eingestellt, daß sie in einem oder anderen der ausgefluchteten Paare von Zangenschlitzen 36 aufgenommen wird, wenn die Pressen 10 und 11 sich gegen die entgegengesetzten Hauptflächen der Glasscheibe C zur Verformung letzterer nahem. Die Verformungsplatten 33 und 34 sind als solche dargestellt, welche eine scharfe Biegungslinie aufweisen, die vertikal durch den Mittelpunkt verläuft Wenn das Glas in einem verhältnismäßig großen Winkel gebogen wird, wird es bisweilen bevorzugt, das konkave Verformungselement mit Gelenksegmenten zu verse hen, welche sich an das Glas anschmiegen, wenn es sich biegt In dem veranschaulichten Beispiel kann es vorteilhaft sein, das konkave Verformungseiement in rechte und linke, mit Gelenken miteinander verbundene Abschnitte zu unterteilen, zum Biegen entlang einer Drehachse in einer vertikalen Ebene, welche die Linie der scharfen Biegung schneidet Die dem Glas gegenüberliegenden Oberflächen beider Verformungsplatten 33 und 34 werden mit einem Material 37 bedeckt, welches bei hohen Temperaturen das Glas nicht beschädigt, wie z. B. einem ziehbaren Glasfasertuch aus texturierten Garnen. Die Abdeckung wird durch eine Anzahl von Klammern 38, die am Rand der Einstellplatte 32 oder an irgendeinem anderen herkömmlichen Bauelement befestigt sind, gegen die dem

Glas gegenüberliegenden Oberflächen festgehalten.

In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist jedes Verformungselement auf einen Rahmen 40, der an einem Gehäuse 43 befestigt ist, festgeklammert, welches sich in einer annähernd horizontalen Richtung bezüglich der Basis 44 hin- und herbewegt Stoßdämpfer 41 und eine Rückstellfeder 42 begrenzen die Übertragung der beim Biegen auftretenden Erschütterungen auf die Glasscheiben. Jedes Gehäuse 43 kann mittels einer Drehachse 45 und eines Zylinders 46 schräggestellt werden, so daB es sich meinem Winkel etwas aus der Horizontalen heraus hin- und herbewegen kann, was sich bisweilen zur Verminderung der Zugkraft der Zangen auf das Glas end des Pressens

vorteilhaft erwies. Es kann auch auf andere bekannte Preßbiegungsanordnungen angewandt werden, bei denen die Glasscheiben in im allgemeinen horizontaler oder schräger Lage gehalten werden.

Die Glasscheibe G ist in den Zeichnungen in einer angehaltenen Stellung in Ausfluchtung mit den Verformungselememen und mit einer oberen Elektrode 50 und einer unteren Elektrode 51 dargestellt, welche mit einander gegenüberliegenden Rändern der Glasscheibe in Berührung stehen, zwecks Vorbereitung der Anwendung einer lokalisierten Wärmelinie zwischen den Elektroden. Die Elektroden bestehen vorzugsweise aus Wolframcarbid und können »TVförmig sein, wobei der dem waagrechten Balken des »T« entsprechende Teil eine benachbarte Kante der Scheibe berührt und sich quer zur Kante der Scheibe erstreckt, so daß ein Ausfluchten weniger kritisch wird, und ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Elektrische Kabel 52 und 53 verbinden die Elektroden mit einer

Glases herabgesenkt wird.

Die unter»! Elektrode ist ebenfalls mit einer Vorrichtung zum ln-Berührung-Bringen der Elektrode mit dem Glas versehen. Die untere Elektrode ist in einem Elektrodenhalter 70 befestigt, welcher, wie der obere Elektrodenhalter 54, aus einem Block aus Isoliermaterial gebildet ist. Der Elektrodenhalter 70 ist an dem oberen äußersten Teil eines »L«-förmigen Hebels 71 befestigt, welcher mittels eines Bügels 72 mit

ι ο dem Ende einer Kolbenstange eines vertikal angeordneten pneumatischen Zylinders 73 drehbar verbunden ist. Das Elektrodenende des Hebels 71 wird durch eine Feder 74, welche mit dem anderen Ende des Hebels verbunden ist, nach oben gedrückt, wodurch ein fester.

ι, jedoch federnder Kontakt zwischen der Elektrode und dem Glas gewährleistet ist. Der pneumatische Zylinder 73 ist an einem Ende eines schwenkbaren Ausleger: 80 befestigt, welcher um einen vertikalen Bolzen 82 in horizontaler Ebene drehbar ist. Der Ausleger 80 wird

Queue eines ereninscnen atroriis iiuiicf opniinüng (iiiCm gezeigt). Es wurde gefunden, daß eine derartige Elektrodenanordnung auch zu einem zweiten Vorteil führt, indem sie zur Stabilisierung der Glasscheibe unmittelbar vor dem Pressen dient

Die obere Elektrode 50 ist in einem Elektrodenhalter 54 befestigt welcher einen Block aus Isoliermaterial, wie z. B. einen hochtemperaturbeständigen, glasfaserverstärkten Kunststoff, umfaßt Der Elektrodenblock 54 ist an einem Arm 55 befestigt, welcher seinerseits an dem Ende eines Verlängerungsstabes 56 montiert ist. Der Verlängerungsstab 56 ist vorzugsweise ein Stahlstab von ausreichend geringem Durchmesser, so daß dem Außenende der Befestigungsvorrichtung für die obere Elektrode eine gewisse Federung verliehen wird, wodurch ein Beschädigen des Glases, wenn die Elektrode mit ihm in Berührung gebracht wird, vermieden wird. Der Verlängerungsstab 56 ist am Ende einer Kolbenstange 57 eines pneumatischen Zylinders 58 befestigt Dieser Zylinder ist an einem Ende eines Kipphebels 60 angebracht, welcher um seine Mitte an einem Zapfen 61 drehbar ist, welcher durch einen Stützbalken 62 gehalten wird, der an einem beliebigen herkömmlichen Punkt an vorhandenen benachbarten Bauteilen starr befestigt sein kann. Das andere Ende des Kipphebels 60 wird mittels eines Bügels 64 von einem kleinen Zylinder 63 erfaßt, so daß der Zylinder 63 der ganzen oberen Elektrodenanordnung eine Schwingbewegung in einer vertikalen Ebene verleihen kann, wodurch sich die obere Elektrode vertikal in Berührung mit dem Glas und aus einer solchen Berührung wieder heraus bewegen läßt Gleichzeitig kann der größere Zylinder 58 betätigt werden, um die obere Elektrode in horizontaler Richtung hin- und herzubewegen.

Sodann kann, nachdem im Glas eine heule Linie erzeugt wurde, die obere Elektrode 50 zurückgezogen werden, indem sie fiber das Niveau der Preßelemente emporgehoben und aus dem Raum zwischen den Zangen 15 gezogen wird, wie durch die gestrichelt dargestellten Stellungen in F i g. 1 gezeigt wird. Nachdem die Elektrode nicht mehr im Weg steht, können sodann zum Biegen des Glases die Pressen zusammengebracht werden, und nachdem die Pressen wieder getrennt sind, kann das Glas aus der PreBstation wegtransportiert werden. Wenn die nächste Glasscheibe in die PreBstation gefördert und dort angehalten wird, wird der Elektrode die umgekehrte Bewegung verlieben, wobei sie in den Raum zwischen den Zangen eingeführt und zur Berührung mh der oberen Kante des λι zwischen einer Bciricbsstcüurjg und einer Rück^gss'.e! lung durch einen anderen pneumatischen Zylinder 83 geschwenkt, welcher durch ein Zapfengelenk 84 mit dem bezüglich des Zylinders 73 entgegengesetzten Ende des Auslegers verbunden ist. Der Zylinder 83 wird an einem Ende an einem Drehbolzen 85 gehalten.

Infolgedessen kann die untere Elektrodenanordnung 2 Bewegungsarten ausführen. Der Zylinder 73 hebt und senkt die Elektrode 51 vertikal zwischen der angehobenen Stellung, die in F i g. 1 gezeigt ist. und der abgesenkten Stellung, welche in F i g. 1 gestrichelt dargestellt ist, so daß die untere Elektrode in Berührung mit dem unteren Rand der Glasscheibe gebracht werden kann, um Strom durch die Scheibe zu leiten, und sodann wieder zurückgezogen werden kann, so daß sie

j; nicht beim Schließen der Presse stört. Die durch den Zylinder 83 ermöglichte Horizontalbewegung macht das Zur-Seite-Schwenken der unteren Elektrode, aus der Stellung unter der Glasscheibe weg. möglich, wodurch eine Beschädigung der Elektrode vermieden wird, welche als Ergebnis des Herabfallens von Glas bei einem Brechen desselben auftreten könnte, das bisweilen in der Preßbiegesiatiön eintr-'ten kann. Die ganze untere Elektrodenanordnung wird dadurch gedreht so daß die Elektrode in eine Rückzugsstellung gebracht wird, wie in F i g. I durch die gestrichelten Linien dargestellt und wie noch klarer in der Draufsicht gemäß Fig.3 veranschaulicht ist Das Ausfahren und Zurückholen der oberen und unteren Elektrode wird im Gleichklang durchgeführt vorzugsweise durch eine automatische Steuervorrichtung, weiche auf den Standort der Glasscheibe anspricht

Das gleichzeitige Ergreifen des oberen und unteren Randes der Glasscheibe G durch die Elektroden 50 und 51 stabilisiert die Lage der Scheibe und führt ein

ss Schaukeln auf ein Mindestmaß zurück. Infolgedessen wird, wenn die Elektroden 50 und 51 aus dem Kontakt mit dem Glas zurückgezogen werden, und die Pressen 10 und 11 auf die Glasscheibe einwirken, jedes Paar entsprechender Schlitze 36 mit der entsprechenden

Zange 15 ausgefluchtet, so daß eine Beschädigung der Zange vermieden und eine Beschädigung des Glases in Nachbarschaft der von den Zangen ergriffenen Flächen

auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Wie in Fi g. 2 gezeigt ist, ist auf einer Oberfläche der

Glasscheibe entlang der linie der beabsichtigten scharfen Biegung ein Streifen 90 aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht Der Streifen kann sich um die Flächen des oberen und unteren Randes

erstrecken, wie in Fig.4 dargestellt ist, so daß die »T«-förmigen Elektroden in gütern elektrischen Kontakt mit dem Streifen stehen. Andere mögliche Elektroii.'nanordnungen können nicht erforderlich machen, daß die Streifen sich über die Ränder der Glasscheibe erstrecken. Elektrisch leitfähige Materialien, welche for den Streifen geeignet sind, umfassen Silberfritten der Art, wie sie in den US-PS 37 62 903, 37 62 904, 38 79 184 und 38 65 680 offenbart sind, sowie Graphit Beide können durch Aufbürsten, Aufwalzen oder Extrudieren auf das Glas in flüssiger Form oder Pastenform aufgebracht werden. Eine Dispersion von kolloidalem Graphit in Wasser erwies sich zur Verwendung als Streifenmaterial besonders geeignet.

Wenn durch den Streifen elektrischer Strom geleitet wird, wird durch dessen hohen Widerstand im Streifen Wärme entwickelt, welche auf das darunterliegende Glas übertragen wird. Beim Ansteigen der Glasteinperatur erhöht sich dessen elektrische Leitfähigkeit auf einen Grad, bei dem das Glas selbst Hauptleiter des Stroms wird, so daß in dem Glas selbst Wärme erzeugt wird. Dun. Si das Erwärmen wird eine Silborf ritte auf das Glas aufgeschmolzen, wodurch sie ein dauernder Teil der Glasscheibe wird. Andererseits wird Graphit während des Erwärmens zu einer leicht entfernbaren Ablagerung auf der Glasoberfläche oxidiert, obwohl bei höheren Energiegraden Graphit bisweilen vollständig entfernt wird. Die Breite des Streifens schwankt in Abhängigkeit von dem Erfordernis hinsichtlich seines Widerstandes sowie der Schärfe der vorzunehmenden Biegung; jedoch wurden Graphitstreifen einer Breite von 8 bis 5 mm zur Herstellung von »V-Biegungen« von 20 bis 30" innerhalb eines 9,5 mm breiten Glasteils erfolgreich angewandt

Der Widerstand des Streifens, die an ihn angelegte Spannung und Stromstärke, und die zur Erwärmung des Streifens zur Verfügung stehende Zeit sind alles voneinander abhängige Variablen, wobei jede Variable einen breiten Bereich der Durchführbarkeit zeigen kann. Das Grunderfordernis ist, daß innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit genügend Wärmeenergie der heißen Linie verliehen wird, um die Viskosität des Glases entlang dieser Linie auf einen Wert unterhalb der Viskosität des Hauptteils der Glasscheibe merklich zu erniedrigen. Beispielsweise verläßt bei einem Preßbiegen der in den Zeichnungen dargestellten Art das Glas gewöhnlich den Ofen mit einer Temperatur von etwa 627 bis etwa 677° C. Bei der Erzeugung von »V-Biegungen« wurde festgestellt, daß die Oberflächentemperatur entlang der heißen Linie typischerweise ein geschätztes Minimum von 816"C, möglicherweise 1204⁰C, erreicht, was eine Erhöhung von zumindest 139°Cbedeutet.

Der Hauptzwang, unter dem das Verfahren steht, ist üblicherweise die am Aufbringen der heißen Linie zur Verfugung stehende Zeh. Da das Glas, sobald es den Ofen verläßt, Wärme zu verlieren beginnt, muß es unverzüglich, bevor seine Temperatur unter kritische Grade fällt, gebogen und getempert werden. Infolgedessen können lediglich wenige Sekunden üblicherweise für die zusätzliche Stufe des Aufbringens der heißen Linie erübrigt werden, wobei ein Teil dieser Zeit zum In-SteDung-Bringen der Elektroden aufgewandt werden muß. Die zur Verfugung stehende Zeh schwankt von einer Vorrichtung zur anderen; sie hängt weitgehend von der Geschwindigkeit der Transportvorrichtung für das Glas und der Glasdicke ab (dünnere Scheiben müssen schneller bearbeitet werden). Beispielsweise reichte bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung eine Verzögerung von 5 Sekunden im Preßablauf (2 Sekun-

-> den für die Ergreifung des Glases durch die Elektroden, und 3 Sekunden für das Erwärmen) zur Erzeugung von heißen Linien aus, ohne daß sich die Qualität des nachfolgenden Temperns bei 5,6 mm dicken Glasscheiben verschlechterte. Normalerweise würde zum Erwär- men für die heiße Linie in viel weniger als 2 Sekunden eine übermäßige Energie erforderlich sein, während selten mehr als 10 Sekunden, wenn das Glas zu tempern ist, zur Verfügung stehen.

Der Widerstand des Streifens und die Spannung und

r> Stromstärke des an den Streifen angelegten Stroms muß so ausgewählt werden, daß genug Energie zur Erzeugung des gewünschten Temperaturanstiegs innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit zur Verfügung steht. Hohe Widerstände für die Streifen sind bevorzugt,

:o jedoch muß der Widerstand selbstverständlich geringer sein als der des Glases selbst und er sollte nicht so hoch sein, daß gefährlich hohe Spannungen erforderlich werden. Bei einer typischen Streifenlänge in der Größenordnung von etwa 50 cm kann der Widerstand

:". am zweckmäßigsten im Bereich von etwa 5000 bis ecwa 30 000 0hm (gemessen bei Raumtemperatur) liegen. Die Spannung in einem derartigen Fall kann etwa 2000 bis 13 000 Volt Wecnselstrom betragen; jedoch können, wenn die Elektroden weit genug von den benachbarten

so elektrisch leitfähigen Bauteilen entfernt sind, daß kein Lichtbogen auftritt, auch höhere Spannungen angewandt werden. Im Bereich von 2000 bis 13 000VoIt sollte ein Luftspalt von ca. 18 cm um die Elektroden einen ausreichenden Sicherheitsabstand darstellen. Die

si entsprechende Stromstärke kann beispielsweise etwa 0,5 bis 2,5 Amp. betragen.

Die folgenden beiden Beispiele veranschaulichen typische Bedingungen, unter denen »V-Biegungen« mit Radien von etwa 10 cm durch ein vertikales Preßbiegen hergestellt werden können.

Glasdicke

Streifenlänge (Graphit) Wechselspannung

Stromstärke

Heizzeit
Energie pro Stunde

Beispiel 1 Beispiel 2

5,6 mm 5,6 mm

48 cm 48 cm

3 000 Volt 12 500 Volt

1,74 Amp. 1,6 Amp.

3 Sekunden 3 Sekunden

4,37 kW 17,0 kW

Der Streifen kann auf eine der beiden Glasscheiben aufgebracht werden. Wenn er auf der konkaven Seite der Biegung liegt, bildet sich in dem gebogenen Glas entlang der BiegungsHnie ein Grat; wenn er auf der konvexen Seite liegt, bildet sich entlang der Biegungslinie eine leichte Mulde. In beiden Fällen scheint es, daß das Glas in der Nähe der Oberfläche in direkter Berührung mit den Streifen beträchtlich heißer wird als das Glas in Nähe der entgegengesetzten Oberfläche entlang dieser Linie. Das führt zu einem scharnierartigen Effekt, da eine Seite der heißen linie viskoser bleibt als die andere; ein Effekt, welcher dadurch vorteilhaft ist, daß er ein Spannen und Reißen der Glasscheibe entlang der heißen linie verhütet

Ηίβτζπ 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in eine Form mit einer Linie einer scharfen Krümmung eines Radius von weniger als 20 cm, wobei jede Glasscheibe in einer Kammer auf eine zum Biegen geeignete Gesamttemperatur erwärmt und entlang der beabsichtigten linie der scharfen Krümmung in einem schmalen bandförmigen Bereich zusätzlich erwärmt wird, indem durch einen auf die Glasoberfläche längs der Linie der scharfen Krümmung aufgebrachten elektrisch leitfähigen Streifen durch Anlegen von Elektroden Strom geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Glasscheibe vor Beginn des Biegens aus der Heizkammer abgezogen wird,

b) die Elektroden an den elektrisch leitenden Streifen angelegt werden, und der Strom durch diesen geleitet wird, während die Glasscheibe sich außerhalb der Heizkammer befindet,

c) die Elektroden außer Berührung mit dem Streifen gebracht werden, und daß

d) die Glasscheibe unverzüglich zwischen zwei Preßwerkzeugen gebogen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glasscheibe in im allgemeinen vertikaler Richtung von Zangen herabhängen läßt, weiche während des Erwärmens und Pressens die Scheibe an einem Rand ergreifen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur entlang der Linie der scharfen Biegung durch Leiten von elektrischem Strom durch den Streifen zumindest auf 139° C über die Gesamttemperauir erh&it

4. Verfahren gemä& Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den elekt .sehen Strom entlang der Linie der beabsichtigten scharfen Biegung etwa 2 bis 10 Sekunden leitet

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen elektrischen Strom mit einer Wechselstromspannung von 2000 bis 13000VoIt bei einer Stromstärke von 0,5 bis 2,5 Amp. entlangleitet, und daß man einen Streifen verwendet, der einen Kaltwiderstand von etwa 5000 bis 20 000 Ohm aufweist

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Streifen aus Graphit verwendet

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Ansprüche 1 bis 6 mit einer beheizten Kammer, welche eine Einrichtung zum Erwärmen einer Glasscheibe auf eine Temperatur umfaßt, bei der ein zum Biegen geeigneter Erweichungszustand erreicht wird; einem Paar von einander gegenüberliegenden Verformungselementen, welche außerhalb der beheizten Kammer liegen und die komplementäre Verformungsflächen aufweisen, welche der gewünschten Gestalt des Glases entsprechen, einer Einrichtung, durch welche die Verformungselemente in Preßberührung gegen die einander gegenüberliegenden Oberflächen einer dazwischenliegenden Glasscheibe gebracht werden, und einer Einrichtung zum Transport der Glasscheibe in die beheizte Kammer und aus dieser heraus sowie in die Preßstellung zwischen den beiden Verformungselementen und aus dieser heraus, dadurch gekennzeichnet daß die komplementären Verformungsflächsn der Verformungselemente (33, 34) eine Linie einer scharfen Biegung umfassen, um welche der Krümmungsradius weniger als 20 cm beträgt, und ferner gekennzeichnet durch ein Paar Elektroden (51, 52), welche auf entgegengesetzten Seiten der Preßstellung liegen, wobei die Elektroden mit einer Einrichtung (54 bis 58 und 60 bis 63 bzw. 70 bis 74 und 80 bis 83) zum In-Berührung-Bringen der Elektroden mit entgegengesetzten Kanten einer Glasscheibe (G), wenn die Scheibe zwischen den Preßelementen (33,34) liegt, und zum Entfernen der Elektroden aus dieser Berührung versehen sind, sowie eine Einrichtung (52,53) zur Zufuhr elektrischen Stromes an die Elektroden (51, 52), so daß elektrischer Strom entlang der Linie der scharfen Biegung (90) in der Glasscheibe (G) während diese zwischen den Verformungselementen (33, 34) angeordnet ist geleitet werden kann.