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Bezeichnung : Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
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von Fensterscheiben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von Fensterscheiben mit mindestens einer, aus der Scheibenebene
ausgeformten Auswölbung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Mit Auswölbungen versehene Fensterscheiben werden verwendet, um Fenster
wohnlicher wirken zu lassen und einem Haus einen eigentümlichen Stil zu geben, den
es mit ebenen Fensterscheiben nicht hätte. Dabei werden kleinere, mit nur einer
Auswölbung versehene Einzelscheiben über Sprossen (z.B. Bleiverglasung) zu einer
größeren Scheibe zusammengefaßt, diese wird in einen Fensterrahmen eingesetzt. Ähnlich
sind die sogenannten Butzenscheiben aufgebaut.
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Derartig zusammengesetzte Fensterscheiben sind jedoch im allgemeinen
nicht dauerhaft dicht, sie lassen sich - ohne zu brechen - geringfügig eindrücken
(z.B. durch Winddruck), dabei leidet die Abdichtung zwischen den Einzelscheiben
und den Stegen. Auch ist ihr Preis - verursacht durch den hohen Arbeitsanteil -
für die Herstellung hoch. Will man eine dauerhafte
Abdichtung erzielen,
so steigt der Preis noch.
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Ein Verfahren der eingangs genannten Art wird in der DE-PS 132 972
unter Berücksichtigung des darin aufgeführten Standes der Technik beschrieben. Danach
ist es bekannt, eine Glastafel dadurch in eine gewölbte Fläche zu verwandeln, daß
man sie auf eine vertiefte Form auflegt und durch Erhitzen erweicht, so daß sie
in die Vertiefung der Form einsinkt. Eine derartige-Form ist beispielsweise auch
aus der DE-PS 237 064 bekannt.
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Schließlich ist aus der genannten DE-PS 132 972 bekannt, mehrere Auswölbungen
an einer einstückigen Glastafel auszubilden.
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Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß eine, nämlich die
untere, Oberfläche der Glastafel zwangsläufig mit Teilen der Form in Berührung kommt.
Die optische Qualität der Scheibe verschlechtert sich jedoch an den Berührungsstellen,
da diese Stellen die freie Durchsicht beeinflußen. Schließlich sind Trennmittel
notwendig, um ein Lösen von der Form zu erleichtem, auch diese Mittel wirken sich
negativ auf die optische Qualität der Fensterscheibe aus.
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Neben der bereits erwähnten Vorrichtung nach der DE-PS 237 064 sind
aus der DE-PS 866 721 und aus der DE-OS 2 152 333 Vorrichtungen zum Auswölben von
Glastafeln bekannt. Bei beiden bekannten Vorrichtungen werden wiederum Formen verwandt,
denen
sich die erweichte Glastafel, beispielsweise unter Wirkung
der Schwerkraft, anpaßt. Diese Vorrichtungen haben bei Anwendung auf Fensterscheiben
die bereits erwähnten Nachteile hinsichtlich der optischen Qualität.
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Alle drei bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie sich
nicht ohne besondere Vorkehrungen auf unterschiedliche Formate der Auswölbungen
einstellen lassen. Bei Fensterscheiben sind jedoch die Außenabmessungen vorgegeben,
nach diesen haben sich die Auswölbungen zu richten. Um eine gute optische Wirkung
der Auswölbungen und eine vernünftige Aufteilung zu erreichen, sind alle Auswölbungen
normalerweise gleich breit und gleich hoch und regelmäßig über die Scheibenfläche
verteilt.
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Mit Hilfe der Vorrichtung nach der DE-OS 21 52 333 bearbeitete Glastafeln
haben nur eine Auswölbung, sie ist von einem ebenen Rand ringsum begrenzt. Dieser
Rand eignet sich gut, um die bearbeitete Glastafel in einem Fensterrahmen zu halten
und einzudichten. Die mittels der beiden anderen Vorrichtungen bearbeiteten Glastafeln
haben keinen in einer Ebene liegenden Rand und eignen sich demzufolge nicht für
normale, ebene Fensterrahmen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine nach diesem Verfahren
arbeitende Vorrichtung zur Herstellung von Fensterscheiben beliebigen Formats mit
mehreren, regelmäßig
verteilten und aneinandergrenzenden Auswölbungen
zu schaffen, wobei die optische Qualität der Ausgangsglastafel durch die Herstellung
möglichst wenig beeinträchtigt werden soll, ein ebener, ringsum laufender Rand für
eine Befestigung und Eindichtung in einen Fensterrahmen bleibt, sowie eine rasche
Umstellung auf unterschiedliche Formate mit einfachen Mitteln erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1
und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 3.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, ohne formbestimmende
Hohlform (oder Matrize) arbeiten zu können. Die Form der Auswölbung stellt sich
vielmehr im freien Zusammenspiel von Schwerkraft und den Materialeigenschaften der
zähplastischen, erhitzten Scheibe, also insbesondere deren Viskosität und Kohäsion,
ein. Bis auf die linienhafte Auflage auf den Stäben und die flächige Auflage auf
dem Rahmen bleibt die Glastafel ohne Berührung mit der Sütztvorrichtung, dadurch
bleiben die optischen Eigenschaften der Ausgangs-Glastafel fast vollständig erhalten.
Die Randbereiche werden zur Fassung der Fensterscheibe benutzt, ihre Qualität ist
von geringerer Bedeutung.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich an einer Fensterscheibe
viele Auswölbungen mit glatter, gleichmäßiger Krümmung und demzufolge guter Durchsichtigkeit
erzielen, die Auswölbungen sind gut reproduzierbar, siqhaben eine ästhetische Form.
Das Verfahren zur Herstellung dieser Fensterscheiben läßt sich mit einfachen Mitteln
durchführen, es ist kostengünstig und kann ohne besonderen Aufwand mit bekannten
Mitteln automatisch gesteuert werden.
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Die Stützvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist einfach
herzustellen, da sie lediglich eine flächenhafte (zweidimensionale ) Auflage bieten
muß. Durch Austauschen der Stäbe und Verändern ihrer Lage kann die Stützvorrichtung
einfach an beliebige Formate und Flächenmuster der Auswölbungen angepaßt werden.
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Damit lassen sich Fensterscheiben herstellen, die wie Flachglasscheiben
dauerhaft und dicht in einen Fensterrahmen eingesetzt werden können. Die Scheiben
eignen sich demnach auch fur Doppelglasscheiben, dabei wird beispielsweise außenseitig
eine ausgewölbte Scheibe, deren Auswölbungen nach außen weisen, und innenseitig
eine Planscheibe verwendet. Diese Doppelglasanordnung hat die bekannten wärmetechnischen
Vorteile von Doppelglasscheiben, sie läßt sich - da auch die Außenscheibe einstückig
ist - zu einer hermetisch abgeschlossenen, vorgefertigten Einheit zusammenfassen
(sog. Termopane-Scheibe).
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Die Stützvorrichtungen können relativ flach sein, es muß jedoch gewährleistet
sein, daß die Freiräume unter ihnen genügend tief sind, damit die Auswölbungen sich
ungehindert ausbilden können. Dies ist beispielsweise auch gegeben, wenn mehrere
gleich ausgerüstete Stützrahmen, deren Stäbe lotrecht übereinandeLangeordnet sind,
dicht gepackt gestapelt werden und lediglich der unterste Stützrahmen einen ausreichenden
freien Abstand, der größer als die Tiefe der Auswölbungen ist, unter sich hat. Damit
kann der in einem Ofen vorhandene Raum gut genutzt werden.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auch zur Erläuterung der
einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung der ausgewölbten Glasscheiben dient,
ist in der Zeichnung dargestellt.
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Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf einen Stützrahmen,
Fig. 2 das Schnittbild entlang der Schnittlinie II-II in Fig 1 mit zusätzlich aufgelegter
Glastafel, Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2, nach Erhitzen und Abkühlen
der Glastafel, und Fig. 4 ein Schnittbild ähnlich der Darstellung nach Fig. 2 mit
zwei gestapelten Stützrahmen.
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Die in Fig. 1 gezeigte Stützvorrichtung besteht im wesentlichen aus
einem rechteckförmigen Rahmen 1, aus parallel zu dessen Längsseiten angeordneten
Längsstäben 2 und quer zu diesen veriaufenden, in kürzere Teilstücke aufgeteilten
Querstäben 3.
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Die Anordnung dieser Teile 1,2 und 3 ist so getroffen, daß sie nach
oben hin in einer gemeinsamen Ebene abschließen, so daß - wie beispielsweise Fig.
2 zeigt - eine ebene Auflagefläche für eine Glastafel 4 gebildet wird. Der Rahmen
1 stützt dabei die Randbereiche der Glastafel 4 flächig ab, im Innenbereich liegt
die Glastafel 4 nur linienhaft auf den Oberkanten der Stäbe 2,3 auf.
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Der Rahmen 1 ist aus L-Stahlprofilen aufgebaut, dabei bildet ein Schenkel
mit seiner Außenfläche 5 die flächenhafte, ebene Auflage für die Glastafel 4, der
zweite Schenkel ist rahmeninnenseitig angeordnet, sein freies Ende weist nach unten.
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An der von innen zugänglichen Außenfläche 6 dieses Innenschenkels
sind Flansche 7 angeschweißt. Sie erstrecken sich - wie Fig. 1 zeigt - nicht gänzlich
über die Länge der einzelnen, den Rahmen 1 bildenden L-Profile, sondern enden wenige
Zentimeter vor den Innenecken des Rahmens 1. Ihre flachen Auflagebereiche 8 sind
nach oben hin frei zugänglich und liegen parallel zu den Außenflächen 5, dabei ist
der vertikale Versatz zwischen den Auflagebereichen 8 und den Außenflächen 5 so
gewählt, daß ein auf einen Auflagebereich 8 gelegter Stab 2 oder 3 oben in der Ebene
der Außenflächen 5 abschließt.
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Wie die Figuren zeigen, ist die Stützvorrichtung relativ flach ausgebildet,
um möglichst wenig Platz im Ofen zu benötigen.
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Die Stäbe 2,3 sind aus Vollmaterial mit gleichem Kreisquerschnitt
gefertigt, der Durchmesser entspricht - wie bereits erwähnt - dem vertikalen Versatz
zwischen den Auflagebereichen 8 und der Außenfläche 5 des Auflageschenkels. Dabei
sind die Längsstäbe 2 einstückig, ihre Länge entspricht dem lichten Innenlängenmaß
des Rahmens 1. Beim Aufbau einer Stützvorrichtung für einen neuen Arbeitsgang werden
diese Stäbe 2 als erste in den Rahmen 1 und auf dessen Auflagebereiche 8 gelegt.
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Die Querstäbe 3 sind jeweils mehrstückig, die Länge der einzelnen
Teilstücke ist auf den seitlichen Abstand zwischen den Längsstäben 2, bzw. den Längsstäben
2 und der Außenfläche 6 des Innenschenkels angepaßt. Beide Stirnflächen 9 jedes
Teilstücks eines Querstabs 3 sind jeweils hohlkehlig quergerundet, die Stirnfläche
9 ist damit von der Schnittfläche zwischen dem Querstab 3 und einem rechtwinklig
zu dessen Achse verlaufenden Zylinder mit dem Durchmesser der Stäbe 2,3 begrenzt.
Dadurch wird erreicht, daß die Querstäbe 3 an den Kreuzungspunkten vollflächig mit
den Längsstäben 2 abschließen, von diesen getragen werden können (falls notwendig)
und mit diesen oben in der gleichen Ebene abschließen.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist auf die Unterseite jedes Längsstabs
2 tangential eine schmale Leiste 10 aufgeschweißt und im wesentlichen, insbesondere
in ihrer Länge, dem parallel laufenden Flansch 7 einer Längsseite des Rahmens 1
angepaßt. Diese Leisten dienen - wie auch die Flansche 7 -zur Abstützung der Querstäbe
3.
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Das Herstellungsverfahren für eine ausgewölbte Fensterscheibe 11 läuft
wie folgt ab: Auf eine vorgerichtete Stützvorrichtung entsprechend Fig. 1 wird eine
Glastafel 4 mit Fensterglasqualität gelegt, siehe Fig. 2. Die Einheit wird in einen
Ofen geschoben und bei sorgfältiger Kontrolle der Temperatur gleichmäßig auf der
gesamten Glasfläche erhitzt.
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Bei beginnender Erweichung sinken die nichtabgestützten Bereiche langsam
ein und nehmen dabei etwa den Verlauf eines durchhängenden Seils ein (Fig. 3 und
4). Sobald die so gebildeten Auswölbungen 12 eine vorbestimmte Tiefe erreicht haben,
wird die Ofentemperatur heruntergeregelt und die Scheibe 11 langsam abgekühlt. Ist
die Scheibe 11 wieder erkaltet, kann sie in einen Rahmen eingesetzt werden. Gegebenenfalls
müssen zuvor noch ihre Ränder gerade geschnitten werden, da beim Ausbilden der Auswölbungen
12 die diesen benachbarten Ränder einer Glastafel 4 horizontal nach innen gezogen
werden und der Rand einer ausgewölbten Scheibe 11 damit allgemein wellenförmig verläuft.
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Um verschiedene Formate der bislang besprochenen, rein rechteckförmig
begrenzten Auswölbungen 12 zu erreichen, genügt es, mehrere Sätze Querstäbe 3 in
abgestuften Längen vorrätig zu haben. Als vollständig ausreichend für die Praxis
hat sich beispielsweise eine Abstufung bei einem Zentimeter Differenz, be ginnend
mit einer kleinsten Länge der Teilstücke von ca. zehn Zentimeter und einer größten
Länge von ca. dreißig Zentimeter erwiesen.
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Um auch Glastafeln 4 mit kleineren Abmessungen als dem Format des
Rahmens 1 bearbeiten können, wird ein flacher Blechstreifen in Längsrichtung und
ein zweiter, ebenfalls flacher -Blechstreifen 13 in Querrichtung (wie in Fig. 1
mit gestrichelten Linien angedeutet) auf die Stützvorrichtung aufgelegt, so daß
diese Streifen 13 zusammen mit je einer längslaufenden und einer querlaufenden Außenfläche
5 das gewünschte Format der Glastafel 4 bilden. Die Blechstreifen 13 können dünn
sein, z.B. eine Dicke von einem halben Millimeter aufweisen, da sie von unten durch
Stäbe 2,3 abgestützt werden können. Durch diese Blechstreifen 13 ist die Auflage
für eine Glastafel 4 nicht mehr vollständig eben, der geringe VersatzS9zieegotch
beim Einsetzen der ausgewölbten Scheibe 11 in einen Fensterrahmen keine Rolle und
wird vom Dichtmaterial ausgeglichen. -Sollen mit einer Charge zugleich mehrere Fensterscheiben
11 gleicher Abmessungen angefertigt werden, so kann mit der in Fig; 4 skizzierten
Anordnung gearbeitet werden. Dort sind zwei
übereinander angeordnete
Rahmen 1 gezeigt, diese sind so ausgerichtet und ausgerüstet, daß ihre Längs stäbe
2 und ihre Querstäbe 3 lotrecht übereinander liegen. Der vertikale Abstand zwischen
den Rahmen kann dann kleiner sein als die Tiefe der Auswölbungen, wie anhand der
auf den oberen Rahmen aufgelegten Scheibe 11 ersichtlich ist. Damit läßt sich Platz
im Ofen sparen Der Ablauf eines Herstellungsprozesses läßt sich automatisieren,
wenn die Tiefe der Auswölbung 12 abgefragt wird. Um diese Tiefe zu messen, wird
beispielsweise eine Lichtquelle 14 so angeordnet, daß sie einen zur Glastafel 4
parallelen Lichtstrahl abgibt, der so nach unten gegenüber der Glastafel 4 versetzt
ist, daß er oberhalb einer vorgegebenen Tiefe dellAuswölbungen unterbrochen wird.
Ein auf die Lichtquelle 14 abgestimmter optischer Detektor 15 liefert ein entsprechendes
Signal, das zum Abschalten des Ofens benutzt werden kann.
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Neben den gezeigten, rechteckförmig begrenzten Auswölbungen 12 lassen
sich Auswölbungen mit anderen Begrenzungen fertigen, beispielsweise Rautenmuster,
Kreisanordnungen etc.. Diese Flächenmuster ergeben sich bei geeigneter Anordnung
der Stäbe.