DE3523675C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage werden die Glasscheiben auf angetriebenen Transportrollen (1) in eine Biegestation transportiert, in der sie durch einen von unten gegen die Glasscheiben gerichteten heißen Gasstrom von den Transportrollen (1) abgehoben und gegen eine oberhalb der Transportrollen (1) angeordnete Biegeform (2) gepreßt werden. Unter die mit Hilfe des Gasstroms gegen die Biegeform (2) gepreßten Glasscheiben (14) wird ein Tragring (5) verbracht. Zum Ablegen der gebogenen Glasscheiben (14) auf den Tragring (5) wird der Volumenstrom und der Druck des heißen Gasstroms nur so weit verringert, daß beim und nach dem Ablegen auf den Tragring noch ein wesentlicher Teil des Eigengewichts der Glasscheiben von dem dynamischen Gasdruck getragen wird. Das Verfahren eignet sich zum Biegen von einzelnen Glasscheiben ebenso wie zum Biegen von mehreren übereinander liegenden Glasscheiben, die anschließend zu Verbundglasscheiben weiterverarbeitet werden. Eine besonders geeignete Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens weist für die Erzeugung des erforderlichen Gasstroms einen oder mehrere Querstromventilatoren auf.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage, bei dem die Glasscheiben auf einer horizontalen Fördereinrichtung durch einen Erwärmungsofen in eine sich an diesen anschließenden Biegestation gefördert werden, in der sie mit Hilfe von aufwärts strömendem Gas von der Fördereinrichtung abgehoben und gegen eine oberhalb der Fördereinrichtung angeordnete Biegeform angehoben und anschließend auf eine unter das Halteelement verbrachte Tragvorrichtung abgelegt werden, mit der die Glasscheiben in eine nachgeschaltete Kühlstation verbracht werden. Die Erfindung betrifft ferner geeignete Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, und die Anwendung des Verfahrens zum gleichzeitigen Biegen mehrerer aufeinanderliegender Glasscheiben.
• Bei einem bekannten Verfahren dieser Art zum Biegen einzelner Glasscheiben (EP-B1 00 05 306) erfolgt das Anheben der Glasscheibe durch eine Vielzahl einzelner Heißluftstrahlen, die durch düsenförmige Öffnungen in der oberen Wand eines mit Preßluft gefüllten Behälters gebildet und gegen die untere Seite der Glasscheibe gerichtet werden. Die oberhalb der aus einer Transportrollenbahn bestehenden Fördereinrichtung angeordnete Biegeform kann die endgültige Form der zu biegenden Glasscheibe aufweisen. Sie weist auf der mit der Glasscheibe in Kontakt kommenden Fläche Ansaugöffnungen auf und ist mit einem Unterdruckgebläse verbunden, so daß die Saugwirkung dieser als Halteelement wirkenden Biegeform die Wirkung der von unten gegen die Glasscheibe gerichteten Druckgasstrahlen unterstützt. Während die Glasscheibe auf diese Weise von dem Halteelement festgehalten wird, wird eine die gewünschte Form der Glasscheibe aufweisende Ringform unter die Glasscheibe verbracht. Die endgültige Biegung der Glasscheibe erfolgt dann entweder unter der Wirkung des Eigengewichts durch Fallenlassen der Glasscheibe auf die Ringform, oder durch Preßbiegen zwischen dem Halteelement der Ringform.
• Bei einem anderen bekannten Verfahren der eingangs genannten Gattung (US-PS 43 86 952) werden die seitlichen stärker zu biegenden Endbereiche der von der Saugbiegeform ergriffenen Glasscheibe mit Hilfe von zusätzlichen lokal einwirkenden heißen Gasstrahlen an der Formfläche der Biegeform zur Anlage gebracht. Anschließend wird die Glasscheibe auf einen Tragring mit mindestens teilweise größerer Krümmung als die Formfläche der Saugbiegeform abgelegt oder abgeworfen.
• Bei den bekannten Verfahren erfolgt während des Ablegens bzw. des Abwerfens der Glasscheibe auf die Ringform eine erhebliche mechanische Einwirkung auf den Rand der erweichten Glasscheibe durch die Ringform. Im günstigsten Fall kommen mechanische Kräfte auf den Randbereich der Glasscheibe zur Einwirkung, die dem Eigengewicht der Glasscheibe entsprechen. Diese Kräfte sind aber noch wesentlich größer, wenn die Glasscheibe auf die Ringform abgeworfen oder mit Hilfe der Ringform gegen das Halteelement gepreßt wird.
• Diese mechanische Einwirkung durch die Ringform führt zu störenden Beeinträchtigungen der Glasoberfläche im Randbereich, nämlich zu sichtbaren Eindrücken auf der Oberfläche oder zu optisch störenden Verwerfungen der Glasscheibe im Randbereich. Solche Oberflächen- oder Formfehler im äußersten Randbereich der Glasscheiben sind insbesondere dann störend, wenn es sich um Autoglasscheiben handelt, die bündig mit der Außenhaut der Karosserie so eingebaut und zwar insbesondere eingeklebt werden, daß ihre Oberfläche bis zur Schnittkante von außen sichtbar ist. Außerdem läßt es sich bei diesem Verfahren nicht vermeiden, daß die Glasscheibe beim Ablegen oder Abwerfen auf die Ringform sich innerhalb der Ringform unter der Wirkung ihres Eigengewichts in unkontrollierter Weise verformt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen zu schaffen, die es ermöglichen, gebogene Glasscheiben herzustellen, die eine kontrollierte Form ohne unerwünschte Durchbiegung aufweisen, und die gleichzeitig frei sind von Fehlern und Beeinträchtigungen, die durch die mechanische Einwirkung der Ringform hervorgerufen werden.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Volumenstrom und der Druck des heißen Gases so eingestellt werden, daß die Glasscheiben durch den Gasdruck gegen die Biegeform gepreßt und in die endgültige Form gebogen werden, und daß zum anschließenden Ablegen der gebogenen Glasscheiben auf die Tragvorrichtung der Volumenstrom und der Gasdruck auf einen Wert abgesenkt werden, bei dem noch ein wesentlicher Teil des Eigengewichts der Glasscheiben von dem Gasdruck getragen wird und unerwünschte Durchbiegungen der Glasscheibe innerhalb der die Glasscheibe abstützenden Tragvorrichtung vermieden werden.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren übernimmt also die Tragvorrichtung nicht mehr die Funktion einer Gegenform, sondern beschränkt sich auf die Funktion als Transportvorrichtung, mit der die gebogene Glasscheibe von der Biegestation in die nachgeschaltete Kühlstation verbracht wird. Das Biegen der Glasscheibe in die endgültige Form erfolgt vielmehr ausschließlich durch den Gasdruck, der zu diesem Zweck so hoch eingestellt wird, daß die Glasscheibe auf ihrer gesamten Fläche dicht gegen die Biegeform angelegt wird, deren Form der gewünschten Scheibenform entspricht. Gegebenenfalls kann die Wirkung des Gasstroms dadurch unterstützt werden, daß die Biegeform bereichsweise, beispielsweise in den stärker gebogenen Randbereichen, mit Saugöffnungen versehen ist, an die ein Unterdruck angelegt wird. Bei diesem Biegevorgang selbst kommen keinerlei mechanische Druckwerkzeuge zur Einwirkung auf die Glasscheibe. Auch bei dem anschließenden Ablegen der gebogenen Glasscheibe auf die Tragvorrichtung werden die durch das Eigengewicht der Glasscheibe von der Tragvorrichtung ausgeübten Druckkräfte dadurch stark vermindert, daß der Gasdruck nicht vollständig aufgehoben, sondern auf einem niedrigeren Wert aufrechterhalten wird, so daß die Glasscheibe weder mit ihrem vollen Eigengewicht auf die Tragvorrichtung fällt, noch mit ihrem gesamten Eigengewicht von der Tragvorrichtung getragen wird. Vielmehr wird die Glasscheibe nach der Durchführung des Biegevorgangs durch die Erniedrigung des Gasdrucks langsam und sanft auf die Tragvorrichtung abgelegt, und es wird nach der Übernahme der Glasscheibe durch die Tragvorrichtung ein wesentlicher Teil des Eigengewichts, der bis zu etwa 80% betragen kann, von dem weiter wirkenden Gasstrom getragen. Das führt zu dem weiteren Vorteil, daß auch unkontrollierte und unerwünschte Durchbiegungen der Glasscheibe innerhalb der die Glasscheibe anschließend unterstützenden Tragvorrichtung vermieden werden. Wegen der stark verringerten Wirkung des Eigengewichts ist es sogar möglich, als Tragvorrichtung nicht einen der Form der Glasscheibe angepaßten Tragrahmen zu verwenden, sondern stattdessen eine Tragvorrichtung mit beispielsweise drei Tragfingern, die für Glasscheiben unterschiedlicher Formen verwendet werden kann.
• Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Biegen ausschließlich durch den heißen Gasstrom erfolgt, ist das Verfahren auch hinsichtlich der Temperaturführung unempfindlicher, und man kann ohne Schwierigkeiten höhere Temperaturen anwenden als bei den mechanischen Biegeverfahren. Das ist insbesondere für die Herstellung von Einscheibensicherheitsglasscheiben, die nach dem Biegevorgang durch schroffe Abkühlung vorgespannt werden, von großem Vorteil.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zum Biegen von einzelnen Glasscheiben angewendet werden, sondern eignet sich auch zum gleichzeitigen Biegen von mehreren aufeinanderliegenden Glasscheiben, die beispielsweise anschließend zu Verbundglasscheiben weiterverarbeitet werden. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren zum gleichzeitigen Biegen mehrerer aufeinanderliegender Glasscheiben ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren erstmals die Vermeidung unerwünschter Durchbiegungen auch beim Biegen von Glasscheibenpaaren. Ferner können auf diese Weise auch Glasscheibenpaare in komplizierte Formen gebogen werden, die mit den bekannten Verfahren bisher nicht erzielbar sind.
• Je nach der Dicke der zu biegenden Glasscheiben bzw. der gemeinsam zu biegenden Glasscheibenpaare oder -pakete wird das Verfahren so geführt, daß der heiße Gasstrom abwechselnd auf einen hohen Wert, bei dem der wirksame Druck in Höhe der Glasscheibe 980 bis 3920 Pa beträgt, und auf einen niedrigen Wert, bei dem der wirksame Druck in Höhe der Glasscheibe etwa 98 bis 392 Pa beträgt, einstellbar ist.
• In zweckmäßiger Weiterbildung des Verfahrens ist ferner vorgesehen, einen heißen Gasstrom mit homogenem Strömungsfeld gegen die Glasscheibe zu richten, der keine lokalen Druckspitzen auf die Glasscheibe ausübt, und bei dem ferner auch statische Druckkomponenten, die zu Druckgradienten unterhalb der Glasscheibe führen, vermieden werden. Gegebenenfalls, beispielsweise bei stärkeren Biegungen an den Rändern der Glasscheiben, ist es auch möglich, einen Gasstrom mit gezielt inhomogenem Strömungsfeld, das heißt mit einem Druckprofil, das unter den stärker zu biegenden Randbereichen einen entsprechend höheren Staudruck aufweist, zu erzeugen und gegen die Glasscheibe zu richten.
• In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung des Verfahrens wird auch vor dem Biegeprozeß innerhalb der Biegekammer, und gegebenenfalls auch schon im letzten Abschnitt des Erwärmungsofens, ein heißer Traggasstrom gegen die untere Oberfläche der Glasscheiben gerichtet, der einen Teil des Eigengewichts der Glasscheiben kompensiert. Dadurch lassen sich eventuelle Deformationen, die beispielsweise beim Transport der Glasscheiben über die Transportrollen auftreten können, sicher vermeiden, was zu einer weiteren Verbesserung des Ergebnisses beiträgt.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche und ergeben sich im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens und verschiedener für die Durchführung des Verfahrens geeigneter Vorrichtungen anhand der Zeichnungen.
• Von den Zeichnungen zeigen
• Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs;
• Fig. 2 eine Vorrichtung zum Biegen einer Glasscheibe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und zum anschließenden Vorspannen in einer perspektivischen Darstellung der Biegekammer;
• Fig. 3 einen Schnitt der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung entlang der Linie III-III;
• Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung entlang der Linie IV-IV;
• Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung mit einem zuschaltbaren Bypass zur Absenkung des wirksamen Drucks;
• Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung mit zwei getrennten Ventilatoren für die Erzeugung der unterschiedlichen Glasdrücke, und
• Fig. 7 einen vertikalen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Biegeofen zum Biegen eines für die Herstellung einer Verbundglasscheibe bestimmten Scheibenpaares.
• In Fig. 1 sind jeweils in einem vertikalen Schnitt durch eine Biegestation die einzelnen aufeinanderfolgenden Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
• Als wesentliche Bestandteile weist die Biegestation einen horizontalen Rollenförderer 1, eine in der Mitte der Biegestation oberhalb des Rollenförderers 1 heb- und senkbar gelagerte Biegeform 2, beiderseits der Biegeform 2 angeordnete Schienen 3, auf denen ein eine Transportvorrichtung in Form eines Tragrings 5 tragender Wagen 4 verfahrbar ist, einen unterhalb des Rollenförderers 1 angeordneten Strömungskanal 6, in dem der heiße Gasstrom, insbesondere ein heißer Luftstrom zwischen den Transportrollen des Rollenförderers 1 hindurch senkrecht nach oben gerichtet wird, sowie eine die Biegestation nach oben abschließende Haube 10 auf, durch die das heiße Gas über die Rohrleitung 11 abgeführt und vorzugsweise im Kreislauf wieder in den Kanal 6 zurückgeführt wird.
• Die Mittel zur Erzeugung des heißen Gasstroms, beispielsweise des heißen Luftstroms, die später noch näher beschrieben werden, sollen geeignet sein, einen homogenen Gasstrom mit einem gleichmäßigen Druckprofil ohne Druckspitzen zu erzeugen bzw. mit einem Druckprofil mit an ausgewählten Stellen erhöhtem Druck.
• Die auf Biegetemperatur erhitzte Glasscheibe 14 wird von den angetriebenen Förderrollen 1 in Richtung des Pfeiles F aus dem nicht dargestellten Erwärmungsofen in die Biegestation transportiert. Dieser Zustand, bei dem die Glasscheibe 14 nocht nicht ihre endgültige Position in der Biegestation erreicht hat, ist in der Position A dargestellt. In diesem Verfahrenssschritt befindet sich die Biegeform 2 in einer unteren Stellung, das heißt in nur geringem Abstand oberhalb der Glasscheibe 14. Von unten wird gegen die Glasscheibe 14 ein heißer Luftstrom mit einer Temperatur von etwa 650°C und einer solchen Strömungsgeschwindigkeit gerichtet, daß im Falle einer 4 mm dicken Glasscheibe unmittelbar unterhalb der Glasscheibe 14 ein Staudruck, das heißt ein dynamischer Druck, von etwa 98 Pa herrscht. Mit diesem Gasstrom wird das Eigengewicht der Glasscheibe 14 so weit kompensiert, daß die Glasscheibe sich nicht durch Durchsacken zwischen den Förderrollen 1 verformt, andererseits aber der von den Förderrollen 1 getragene Teil des Eigengewichts für den Transport durch die Förderrollen ausreicht. Der Volumenstrom und der Druck dieses heißen Luftstroms richten sich nach der Dicke der Glasscheibe 14.
• Sobald die Glasscheibe 14 die Biegestation unterhalb der Biegeform 2 erreicht hat, wird der Volumenstrom und damit der Druck des heißen Gasstroms rasch erhöht, und zwar auf einen Wert, der ausreicht, um die Glasscheibe 14 von den Förderrollen 1 abzuheben und gegen die Biegefläche der Biegeform 2 zu pressen, so daß sich die Glasscheibe 14 vollständig an die Biegefläche anschmiegt. Dieser Zustand ist in Pos. B dargestellt. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Biegeform 2 zu verwenden, deren Flächenausdehnung nicht oder nicht wesentlich größer ist als die Scheibenfläche. Insbesondere wird eine Biegeform 2 verwendet, die genau der Gestalt und Größe der zu biegenden Scheibe entspricht. Je nach der gewünschten Form der Glasscheibe kann es sich empfehlen, eine Biegeform zu verwenden, die geringfügig kleiner ist als die Glasscheibe, beispielsweise auf ihrem gesamten Umfang etwa 5 mm kleiner als die Glasscheibe.
• Sobald die Glasscheibe 14 sich an die Biegeform 2 angelegt hat, wird die Biegeform 2 in ihre obere Endstellung verbracht (Pos. C). Der Gasstrom bleibt währenddessen unverändert. Er sorgt dafür, daß die Glasscheibe 14 während der Aufwärtsbewegung der Biegeform 2 an der Biegeform 2 haftet und sich mit dieser nach oben bewegt.
• Im nächsten Verfahrensschritt (Pos. D) wird auf den Schienen 3 der Wagen 4 mit dem Tragring 5 unter die Biegeform 2 gefahren und unterhalb der Glasscheibe 14 positioniert. Anschließend wird (Pos. E), bei Aufrechterhaltung des hohen Gasdrucks, die Biegeform 2 so weit abgesenkt, daß die Glasscheibe 14 sich geringfügig, beispielsweise einige Millimeter, oberhalb des Tragrings 5 befindet. Sobald diese Stellung erreicht ist, wird der Druck des Gasstroms auf den niedrigen Wert von etwa 98 Pa verringert. Dadurch legt sich die Glasscheibe 14 langsam und sanft auf den Tragring 5 (Pos. F). Der niedrige Gasdruck von etwa 98 Pa wird dabei aufrechterhalten und verhindert eine unerwünschte Durchbiegung der Glasscheibe innerhalb des Tragrings 5. Die Biegeform 2 wird darauf wieder in ihre obere Endstellung verbracht.
• Wenn die Biegeform 2 ihre obere Endstellung erreicht hat, wird der Wagen 4 mit der von dem Tragring 5 getragenen gebogenen Glasscheibe 14 aus der Biegestation auf den Schienen 3 herausgefahren. Die Biegestation ist damit für den Biegevorgang der nächsten Glasscheibe 14&min; frei, die währenddessen auf den Förderrollen 1 in die Biegestation einläuft (Pos. G). Während die Glasscheibe 14&min; in ihre Biegeposition einläuft, wird die Biegeform 2 in ihre untere Endstellung abgesenkt, in der sich ihre Biegefläche kurz oberhalb der Glasscheibe 14&min; befindet. Diese Stellung, in der ebenso wie in den Verfahrensstufen F und G der Gasdruck auf einem niedrigen Wert gehalten wird, um unerwünschte Deformationen der jetzt in die Biegestation einlaufenden Glasscheibe 14&min; durch Durchsacken zwischen den Transportrollen 1 zu vermeiden, entspricht der Pos. A zu Beginn des Biegezyklus, der damit von neuem beginnt.
• Das erfindungsgemäße Biegeverfahren eignet sich zum Beispiel zum Biegen von Autoglasscheiben vor einer Vorspannbehandlung. Eine solche Vorrichtung zum Biegen und anschließendem thermischen Vorspannen wird deshalb anhand der Fig. 2 bis 5 im folgenden beschrieben.
• Die Förderrollen 1 bilden eine horizontale Transporteinrichtung innerhalb eines kanalartigen Durchlaufofens, der jedoch aus Gründen der besseren Übersicht als solcher nicht dargestellt ist. Der Antrieb dieser Förderrollen 1 erfolgt durch Reibschluß mit einem angetriebenen flexiblen endlosen Metallband 16, das am Anfang und am Ende der Förderbahn über Umlenkrollen 17 geführt wird, und auf dem die Endabschnitte 18 der frei drehbar gelagerten Förderrollen 1 aufliegen.
• In der Biegestation, die sich an den Erwärmungsofen anschließt, ist oberhalb der Förderebene für die Glasscheiben 14 die vollflächige Biegeform 2 in senkrechter Richtung beweglich gelagert, und wird durch den steuerbaren Druckzylinder 20 in die verschiedenen Stellungen bewegt. Quer zur Transportrichtung F, in der die Glasscheiben 14 in die Biegestation einlaufen, sind in der Biegestation beiderseits der Biegeform 2 Schienen 3 angeordnet, auf denen zwei Wagen 4 laufen, die jeweils einen Tragring 5 tragen. Diese Wagen 4 fahren abwechselnd in die Biegestation, wo sie jeweils eine gebogene Glasscheibe 14 übernehmen und anschließend in eine von zwei seitlich der Biegestation angeordneten Abblasstationen fahren, in denen die gebogenen Glasscheiben vorgespannt werden. In den beiden Abblasstationen sind unterhalb und oberhalb des Wagens 4 mit Blasöffnungen 21 versehene Abblasvorrichtungen 22 angeordnet, durch die in üblicher Weise die Glasscheiben 14 einer schroffen Abkühlung unterworfen werden.
• In der Biegestation ist unterhalb der Förderrollen 1 ein Strömungskanal 6 mit rechteckigem Querschnitt angeordnet, durch den der heiße Gasstrom mit homogenem Strömungsfeld senkrecht nach oben gerichtet wird. Der Gasstrom strömt um die Biegeform 2 herum und wird von dem dachförmigen Gehäuse 10 aufgefangen und durch die Rohrleitung 11 im Kreislauf wieder dem Kanal 6 zugeführt.
• Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung und zur Steuerung des Gasstroms ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Da zum Abheben der Glasscheibe 14 von den Förderrollen 1 und zum Durchführen der Biegung ein heißer Gasstrom erzeugt werden muß, der auf die Glasscheibe 14 einen dynamischen Druck von größenordnungsmäßig 980 bis 2450 Pa ausübt, und zwar gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche der Glasscheibe, muß mit Hilfe eines geeigneten Ventilators ein großer Volumenstrom mit dem nötigen Gesamtdruck erzeugt werden. Der Gasstrom, bei dem es sich in erster Linie um einen Luftstrom handelt, muß innerhalb der Biegekammer eine Temperatur von etwa 650°C aufweisen. Ferner ist es wichtig, daß der Gasstrom innerhalb der Biegekammer möglichst gleichmäßig laminar ausgebildet ist, das heißt ohne störende Turbulenzen, die einen nachteiligen Einfluß auf den Biegevorgang haben können. Ferner müssen die zur Erzeugung des heißen Gasstroms vorgesehenen Vorrichtungen eine schnelle Druck- und Volumenregelung gestatten, um schnell von einem niedrigen Druck auf einen hohen Druck, und umgekehrt, umschalten zu können.
• Zur Erzeugung des erforderlichen homogenen heißen Gasstroms eignet sich beispielsweise eine Vorrichtung, wie sie in der europäischen Patentanmeldung 01 06 758 beschrieben ist. Bei dieser Vorrichtung wird das heiße Gas durch einen Radialventilator in eine Kammer gefördert, deren obere Abschlußwand eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen bestimmter Größe und in bestimmter Anordnung aufweist, wobei der Abstand zwischen der die Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Abschlußwand und der Glasscheibe so groß ist, daß die Gasstrahlen in der Ebene der Glasscheibe sich zu einem homogenen Strömungsfeld vermischt haben, und außerdem der durch die Kante der Glasscheibe und die Abschlußwand gebildete Abströmquerschnitt für das Gas wenigstens so groß, und vorzugsweise größer ist als die Gesamtquerschnittsfläche der Gasaustrittsöffnungen in der Abschlußwand der Kammer.
• Als besonders vorteilhaft für die Erzeugung eines heißen Gasstroms mit homogenem Strömungsfeld haben sich Querstromgebläse erwiesen, die für den vorliegenden Zweck anderen Vorrichtungen überlegen sind. Querstromgebläse haben nicht nur für den vorliegenden Fall besonders günstige rechteckige Kanalquerschnitte und günstige Strömungsverhältnisse, sondern sie lassen sich auch bei relativ hohen Temperaturen einsetzen, da die den Rotor tragenden Lager außerhalb des Heißgasstromes angeordnet sind. Ferner ergeben sich bei solchen Querstromgebläsen bessere Regelungsmöglichkeiten, und das Bauvolumen solcher Querstromgebläse ist außerdem extrem gering.
• Bei den anhand der Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsform sind daher zur Erzeugung des Heißluftstroms Querstromgebläse vorgesehen. Wie aus Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, ist der im Querschnitt rechteckige Ansaugkanal 29 des Querstromgebläses 28 an eine Rohrleitung 11 angeschlossen, die zur Abzugshaube 10 oberhalb der Biegestation führt, und durch die die heiße Luft im Kreislauf geführt wird. In dem Ventilatorgehäuse 31 dreht sich das Laufrad 32 mit den Schaufeln 33, während die Lager 34 für das Laufrad 32 sich außerhalb des eigentlichen Ventilatorgehäuses befinden. Der Antrieb des Laufrads 32 erfolgt über den Motor 36. Der Auslaßkanal 37 weist etwa den Querschnitt des in der Biegezone benötigten Heißluftstroms auf, befindet sich senkrecht unterhalb der Biegezone und geht in den Strömungskanal 6 über, durch den der Gasstrom von unten gegen die Glasscheiben gerichtet wird.
• Zwischen dem Ansaugkanal 29 und der Rohrleitung 11 ist ein Kanalabschnitt 39 angeordnet, in dem elektrische Heizvorrichtungen zum Aufheizen des Luftstroms auf die erforderliche Temperatur von etwa 650°C angeordnet sind.
• In dem Strömungskanal 6 sind verstellbare Drosselklappen 42 angeordnet, mit denen der Volumenstrom erhöht und verringert werden kann. Oberhalb dieser Drosselklappen 42 sind vertikale Gleichrichterbleche 44 angeordnet, die erforderlichenfalls für eine Vergleichmäßigung der Gasströmung sorgen.
• Man erkennt aus den Fig. 3 und 4 ferner die Anordnung der Transportrollen 1, der Schienen 3, auf denen der Wagen 4 mit dem Tragring 5 verfahrbar ist, sowie die Biegeform 2, die von dem Druckzylinder 20 oder einer entsprechenden mechanischen Hubeinrichtung in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist. Der Druckzylinder 20 ist mit Hilfe von Streben 46 innerhalb der Abzugshaube 10 angeordnet. Auf beiden Seiten der Biegestation ist ferner jeweils eine Abblasstation erkennbar, die die oberhalb und unterhalb der durch die Schienen 3 und die Wagen 4 bestimmten Transportebene für die gebogenen Glasscheiben angeordneten Abblasvorrichtungen 22 umfaßt. Die Abblasvorrichtungen 22 sind über geeignete Rohrleitungen 48 an Sammelleitungen 49 angeschlossen, die zu einem nicht dargestellten Ventilator führen, der die Blasluft, vorzugsweise von Umgebungstemperatur, für die Abblasvorrichtungen 22 liefert.
• In Fig. 3 ist außerdem der letzte Abschnitt des Erwärmungsofens für die Glasscheiben vor dem Eintritt der Glasscheiben in die Biegestation dargestellt. In diesem letzten Abschnitt des Erwärmungsofens erreichen die Glasscheiben bereits die für den Biegevorgang erforderliche Temperatur, bei der die Gefahr besteht, daß sie sich unter der Wirkung des Eigengewichts beim Transport über die Transportrollen 1 verformen. Um diese Gefahr auch im Erwärmungsofen auszuschalten wird auch dort im letzten Abschnitt ein von unten gegen die Transportbahn gerichteter heißer Gasstrom erzeugt, durch den eine Gewichtsentlastung der Glasscheiben erfolgt. Ähnlich wie in der Biegestation selbst ist deshalb auch hier senkrecht zu der von den Transportrollen 1 gebildeten Transportbahn ein Strömungskanal 52 unterhalb der Transportbahn angeordnet, in dem mit Hilfe des Querstromgebläses 53, dessen Rotor 54 von dem Motor 55 angetrieben wird, ein Traggasstrom mit homogenem Strömungsfeld gegen die Glasscheiben gerichtet wird. Oberhalb der Transportbahn wird der Gasstrom von der Abzugshaube 56 aufgefangen und durch die Rohrleitung 57 im Kreislauf wieder dem Querstromgebläse 53 zugeführt. Innerhalb der das heiße Gas im Kreislauf führenden Rohrleitung, und zwar vorzugsweise unmittelbar vor dem Ansaugstutzen des Querstromgebläses 53, ist ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Heizaggregat angeordnet, mit dem das Gas auf die erforderliche Temperatur von etwa 650°C erwärmt wird. Der von dem Querstromgebläse 53 erzeugte Volumenstrom und der Gasdruck werden so eingestellt und geregelt, daß, je nach der Dicke der Glasscheiben, unterhalb der Glasscheiben ein Staudruck zwischen 49 und 294 Pa herrscht, so daß das Eigengewicht der Glasscheiben nur zu etwa 10 bis 20% von den Transportrollen 1 getragen wird.
• Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 4 lediglich dadurch, daß zum Absenken und Erhöhen des auf die Glasscheibe einwirkenden heißen Gasstroms ein Nebenkreislauf für den Gasstrom vorgesehen ist, der zum Zweck der Absenkung des Drucks durch Öffnen der Klappe 101 zugeschaltet wird. Im geöffneten Zustand nimmt die Klappe 101&min; eine Position ein, bei der ein Teil des Gasstroms durch den Strömungskanal 6 gegen die Glasscheibe gerichtet wird, während der andere Teil des Gasstroms durch die Rohrleitung 102 in die Rohrleitung 11 strömt. Der Ventilator 28 fördert in diesem Fall sowohl bei dem hohen auf die Glasscheibe einwirkenden Druck als auch bei dem niedrigen auf die Glasscheibe einwirkenden Druck das gleiche bzw. annähernd gleiche Gasvolumen, und die Umsteuerung von dem hohen Druck auf den niedrigen Druck, und umgekehrt, erfolgt auf einfache Weise durch Betätigung der Klappe 101.
• Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung erfolgt die Umschaltung des Gasstroms von dem hohen auf den niedrigen Volumenstrom und umgekehrt mit Hilfe zweier Querstromgebläse unterschiedlicher Leistung, die wechselweise zur Erzeugung des erforderlichen Gastragstroms dienen. Zu diesem Zweck sind an den Strömungskanal 6 der Auslaßkanal 60 eines Querstromgebläses 61 mit verhältnismäßig großer Leistung, und ferner der Auslaßkanal 62 eines Querstromgebläses 63 mit verhältnismäßig geringer Leistung angeschlossen. Die beiden Auslaßkanäle 60 und 62 sind derart einander gegenüber angeordnet, daß mit Hilfe einer Klappe 64 wahlweise einer der Auslaßkanäle 60, 62 geöffnet und dabei gleichzeitig der andere geschlossen wird. Am Ende der Rohrleitung 67, durch die der von dem Gebläse 63 erzeugte Gasstrom im Kreislauf geführt wird, ist vor dem Ansaugkanal 69 ein elektrisches Heizaggregat 70 angeordnet, mit dem der Gasstrom auf die erforderliche Temperatur von etwa 650°C erwärmt wird. Ebenso ist am Ende der Leitung 68, die den im Kreislauf geführten Gasstrom dem Gebläse 61 zuführt, vor dem Ansaugkanal 71 ein elektrisches Heizaggregat 72 zum Aufheizen des von dem Gebläse 61 erzeugten Gasstroms angeordnet. Die beiden Gebläse 61 und 63 laufen jeweils mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem erforderlichen hohen bzw. niedrigen Volumenstrom bzw. Gasdruck entspricht. Zum Anpressen der Glasscheibe 14 an die Biegeform 2, die heb- und senkbar gelagert ist, wird die Klappe 64 in die andere Endstellung umgelegt, während zum anschließenden Ablegen der gebogenen Glasscheibe 14 auf den unter die Biegeform 2 verbrachten Transportwagen 4 die Klappe 64 wieder in die in der Zeichnung dargestellte Endstellung umgelegt wird.
• Da sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für die Herstellung gebogener vorgespannter Glasscheiben eignet, sondern auch für die Herstellung gebogener nicht vorgespannter Glasscheiben, und beispielsweise auch zum Biegen eines Scheibenpaares, das zu einer Verbundglasscheibe weiterverarbeitet wird, wird anhand der Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für eine solche Anlage zum Biegen eines Scheibenpaares beschrieben.
• Die Biegeanlage umfaßt einen Tunnelofen 76, in dem die Glasscheiben auf ihre Biegetemperatur erwärmt werden, eine Biegekammer 77, in der die Glasscheiben in die gewünschte Form gebogen werden, zwei Kühlkammern 78 und 79 zur langsamen schrittweisen Abkühlung der Glasscheiben und einen Kühlkanal 80, in dem die Glasscheiben schließlich beschleunigt bis auf die übliche Weiterverarbeitungstemperatur abgekühlt werden. Die Glasscheibenpaare 82 werden mit auf fahrbaren Wagen 83 angeordneten Ringformen 84 in einem festgelegten Takt auf Schienen 85 durch die Anlage gefahren.
• Unterhalb der Biegekammer 77 ist ein Querstromgebläse 87 angeordnet, dessen Rotor 90 von dem Antriebsmotor 91 in Drehung versetzt wird und das einen Gasstrom erzeugt, der durch den Strömungskanal 88 gegen die von den Wagen 83 getragenen Glasscheiben gerichtet wird. Mit Hilfe der Drosselklappen 89 bzw. mit Hilfe einer der anhand der Fig. 5 oder 6 beschriebenen Einrichtungen kann die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in dem Strömungskanal 88 von einem hohen Wert, bei dem das Glasscheibenpaar 82 gegen die Biegeform 2 gepreßt wird, auf einen niedrigen Wert abgesenkt werden, bei dem das gebogene Scheibenpaar 82 langsam auf die Ringform 84 aufgelegt wird.
• Die Wagen 83 werden sodann taktweise in die beiden Kühlkammern 78 und 79 gefahren, in denen ebenfalls jeweils ein Traggasstrom aufrechterhalten wird. Zur Erzeugung der Traggasströme in diesen beiden Kühlkammern 78, 79 dienen wiederum zwei Querstromgebläse 94, 95, die von dem gemeinsamen Antriebsmotor 96 angetrieben werden. Mit Hilfe dieser Querstromgebläse 94, 95 wird in den beiden Kühlkammern jeweils ein Gasstrom erzeugt, dessen Strömungsgeschwindigkeit bzw. Volumenstrom so eingestellt wird, daß etwa 80 bis 90% des Eigengewichts der Glasscheiben 82 von dem Gasstrom getragen werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß die gebogenen Glasscheiben sich während des Transports auf den Ringformen 84 innerhalb der Ringformen unter der Wirkung ihres Eigengewichts durchbiegen.
• Während der Gasstrom in der Biegekammer 77 eine hohe Temperatur von etwa 650°C aufweist, wird die Temperatur des Gasstroms in den Kühlkammern 78 und 79 schrittweise verringert, beispielsweise in der Kammer 78 auf 600°C und in der Kammer 79 auf 550°C. Unterhalb dieser Temperatur von etwa 550°C tritt keine Verformung der Glasscheiben mehr auf, so daß eine weitere Gasunterstützung nicht mehr erforderlich ist, sondern die Glasscheiben in einem üblichen Kühlkanal 80 weiter abgekühlt werden können.

Claims (20)

1. Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage, bei dem die Glasscheiben auf einer horizontalen Fördereinrichtung durch einen Erwärmungsofen in eine sich an diesen anschließende Biegestation gefördert werden, in der sie mit Hilfe von aufwärts strömendem Gas von der Fördereinrichtung abgehoben und gegen eine oberhalb der Fördereinrichtung angeordnete Biegeform angehoben und anschließend auf eine unter die Biegeform verbrachte Tragvorrichtung abgelegt werden, mit der die Glasscheiben in eine nachgeschaltete Kühlstation verbracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom und der Druck des heißen Gases so eingestellt werden, daß die Glasscheiben durch den Gasdruck gegen die Biegeform gepreßt und in die endgültige Form gebogen werden, und daß zum anschließenden Ablegen der gebogenen Glasscheiben auf die Tragvorrichtung der Volumenstrom und der Gasdruck auf einen Wert abgesenkt werden, bei dem noch ein wesentlicher Teil des Eigengewichts der Glasscheiben von dem Gasdruck getragen wird und unerwünschte Durchbiegungen der Glasscheibe innerhalb der die Glasscheibe abstützenden Tragvorrichtung vermieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom und der Druck des heißen Gases so geregelt werden, daß der unterhalb der Glasscheiben wirkende Druck außerhalb der Biegephase sich zu dem Druck während der Biegephase wie 0,02 bis 0,3 verhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein heißer Gasstrom mit homogenem Strömungsprofil ohne Druckspitzen und störende Turbulenzen auf die Glasscheiben zur Einwirkung gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein heißer Gasstrom mit einem auf die Randbereiche der Glasscheiben einen höheren Druck ausübenden Strömungsprofil ohne ausgeprägte Druckspitzen und störende Turbulenzen auf die Glasscheiben zur Einwirkung gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Gasstrom im Kreislauf geführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben mit Hilfe eines heißen Gasstroms gebogen werden, dessen Querschnitt etwa der Fläche der zu biegenden Glasscheiben entspricht.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere aufeinanderliegende Glasscheiben gebogen werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben auf einer rahmenförmigen Tragvorrichtung durch den Erwärmungsofen in die Biegestation transportiert und nach dem Biegen auf diese rahmenförmige Tragvorrichtung wieder abgelegt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben im letzten Abschnitt des Erwärmungsofens vor dem Eintritt in die Biegestation zur Vermeidung von durch ihr Eigengewicht hervorgerufenen Verformungen durch einen von unten gegen die Glasscheiben gerichteten heißen Gasstrom gewichtsentlastet werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Biegekammer, in die die zu biegenden Glasscheiben auf einer horizontalen Transportvorrichtung einlaufen, einer oberhalb der Transportvorrichtung angeordneten Biegeform (2), und einer unterhalb der Transportvorrichtung angeordneten, den heißen Gasstrom liefernden Einrichtung mit einem Ventilator (28), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (28) ein Querstromventilator (Axialgebläse) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Biegestation eine Abzugshaube (10) für den Gasstrom vorgesehen ist, die durch eine Rohrleitung (11) zur Bildung eines geschlossenen Strömungssystems mit dem Ansaugkanal (29) des Querstromventilators (28) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gasstroms mit abwechselndem Druck im Strömungskanal (6) Drosselklappen (42) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gasstroms mit abwechselndem Druck zwischen dem Ventilator (28) und der Biegekammer ein Bypass (Rohrleitung 102) für einen Teil des Gasstroms, sowie eine den Nebenkreislauf durch den Bypass zu- bzw. abschaltende umsteuerbare Klappe (101) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gasstroms mit abwechselndem Druck ein einen Gasstrom mit hohem Druck liefernder Querstromventilator (61) und ein einen Gasstrom mit niedrigem Druck liefernder Querstromventilator (63) nebeneinander angeordnet sind, deren Ausströmkanäle (60, 62) in einen gemeinsamen Strömungskanal ( 6) münden, und die durch eine Steuerklappe (64) abwechselnd an den Strömungskanal (6) anschließbar sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom und der Druck des von dem Querstromventilator gelieferten Gasstroms durch eine Drehzahlregelung des Antriebsmotors für den Querstromventilator regelbar ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrleitungssystem (11; 67, 68) des Querstromventilators bzw. der Querstromventilatoren elektrische Heizeinrichtungen (39; 70, 72) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungskanal (6) unterhalb der Transportvorrichtung für die Glasscheiben Strömungsgleichrichter (44) angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Biegeform (2) in horizontaler Richtung den horizontalen Abmessungen der Glasscheiben entsprechen.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Biegeform (2) in horizontaler Richtung geringfügig kleiner sind als die Abmessungen der Glasscheiben.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Transportrichtung angeordnete Biegeform (2) heb- und senkbar angeordnet ist.