DE3524843A1

DE3524843A1 - Vorrichtung zum biegen von glasscheiben

Info

Publication number: DE3524843A1
Application number: DE19853524843
Authority: DE
Inventors: Allan Taylor Toledo Ohio Enk; Robert Gene Revells
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: L O F GLASS Inc TOLEDO OHIO US
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1985-07-09
Publication date: 1986-02-06
Also published as: KR860001014A; GB8517466D0; GB2162169A; JPS6153128A; IT1200090B; US4571253A; GB2162169B; FR2568241B1; IT8548350A0; CA1272380A; FR2568241A1; MX162213A

Description

Pfenning, Meinig & Partner

Patentanwälte

European Patent Attorneys

Dipl.-lng. J Pfenning, Berlin Dipl.-Phys. K H. Meinig, München Dr.-lng, A. Butenschön, Berlin Dipl.-lng. J. Bergmann, München Rechtsanwalt

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9. Juli 1985 Pf/schu

LIBBEY-OWENS-FORD COMPANY 811 Madison Avenue, Toledo, Ohio 43695, U.S.A.

Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben

Vorrichtung J^i?Lit4il%^eA.-y ^on Glasscheiben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, insbesondere für Verglasungen von Kraftwagen mit einer der Krümmung der zu biegenden Glasscheiben entsprechenden, senkrecht bewegbar geführten Biegeform und einer diese betätigenden, hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinderanordnung, deren Kolbenstange an der Biegeform befestigt ist.

Kurvenförmig^ gebogene Glasscheiben sind bekannt und werden verwendet als Verglasungen für Kraftwagen und dergleichen. Da die Krümmung der zu biegenden ebenen Glasscheibe bestimmt ist durch die Formgebung des Wagens und die Größe der Wagenöffnungen, ist es erforderlich, eine Mehrzahl von Scheiben mit unterschiedlichen Krümmungen zur Verfügung zu haben für unterschiedliche Formen von Kraftfahrzeugen.

Bei der Massenherstellung von gebogenen und vergüteten Glasscheiben hat sich eine Methode durchgesetzt, bei der die flachen Glasscheiben auf den Erweichungspunkt des Glases erwärmt, in erwärmtem Zustand zwischen komplementären formgebenden Oberflächen durch Druck in die gewünschte gebogene Form überführt und die fertig gebogenen Scheiben anschließend schnell in gesteuerter Weise abgeschreckt werden auf eine Temperatur unterhalb der Anlaßternperatur des Glases. Diese einzelnen Operationen werden in Aufeinanderfolge durchgeführt während die Glasscheiben kontinuierlich auf einem Fördersystem längs eines waagerechten Weges geführt werden, in dem eine Heizzone, eine Biegezone und eine Kühloder Temperzone angeordnet sind, wobei die jeder Scheibe zum Zwecke ihrer Biegung erteilte anfängliche Wärme auch für die endgültige Wärme- oder Vergütungsbehandlung verwendet wird.

Die vorerwähnten komplementären formgebenden Oberflächen werden gebildet auf entgegengesetztliegenden Formhälften, die auf Tragplatten 5 angeordnet sind. Die Formhälften und ihre Tragplatten sind normalerweise oberhalb und unterhalb des horizontalen Förderweges der Glasscheiben angeordnet, um diese zwischen sich aufzunehmen; die Formhälften sind relativ zueinander hin und her beweglich, um durch Druck die ebenen Scheiben in die gewünschte Form zu überführen. Ein hydraulisches Betätigungsorgan in Form einer Kolben-Zylinderanordnung ist normalerweise vorgesehen zum Anheben der auf der unteren Tragplatte

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angeordneten Formhälfte, um die erwärmte Glasscheibe nach oben von dem horizontalen Förderv >eg abzuheben und in Druckeingriff mit der formgebenden Fläche der oberen Formhälfte zu bringen.
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In aller Regel wird eine Mehrzahl von unterschiedlich gebogenen Verglasungen über eine gemeinsame Herstellungsstraße geführt, und die Kolben-Zylinderanordnung ist auf einem ortsfesten Stützglied befestigt, und die Länge des Kolbenhubes wird bestimmt durch die Tiefe der der jeweiligen Scheibe zu erteilenden Kurvenform. Daher ist es jedesmal, wenn Verglasungen mit unterschiedlich tiefen Kurvenformen herzustellen sind, notwendig, die Kolben-Zylinderanordnung durch eine solche zu ersetzen, die einen der jeweiligen Tiefe der Kurvenform entsprechenden Hub aufweist. Ein solcher erforderlicher Wechsel der Kolben-Zylinderanordnung ist nicht nur sehr zeitraubend, sondern die wiederholte Verbindung und Lösung der Speiseleitungen der Kolben-Zylinderanordnung führt zu vorzeitiger Abnutzung und Leckage der Anschlußstellen und zu einer vorzeitigen Beschädigung und Ersatz der Kolben-Zylinderanordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei den bekannten Vorrichtungen gegebenen Nachteile auszuschließen und die Biegevorrichtung so auszubilden, daß sich auf einfache Weise die Hublänge der Kölben-Zylinderanordnung auf die jeweilige Tiefe der Krümmung der zu biegenden Scheibe einstellen läßt, so daß ein und dieselbe Kolben-Zylinderanordnung bei Gewährleistung eines maximalen Ausstoßes

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ohne Unterbrechung der Fertigung für die Herstellung von unterschiedlich gebogenen Glasscheiben verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches durch das in seinem kennzeichnenden Teil unter Schutz gestellte Hebesystem.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch unter Schutz gestellten Erfindung dar.

Durch die erfindungsgemäß angeordnete und ausgebildete Hebevorrichtung für die Kolben-Zylinderanordnung zur Betätigung der formgebenden Oberfläche der unteren Formhälfte läßt sich diese durch gleichzeitige Betätigung der das Hebesystem tragenden Gewindespindeln die formgebende Oberfläche in eine solche Höhenlage einstellen, daß die Hubhöhe des Kolbens der Kolben-Zylinderanordnung genau der jeweils zu erzielenden Tiefe der Biegung der Glasscheibe entspricht, wodurch ein und dieselbe Kolben-Zylinderanordnung während des Betriebes auf einfache Weise auf die durch unterschiedliche Scheibenbiegungen bestimmte Hubhöhen einstellbar ist. Hierdurch ist eine optimal schnelle Herstellung gewährleistet, w=ts insbesondere für Glasscheiben geringer Stärke wesentlich ist, da ein unnötiger Wärmeverlust der erwärmten Glasscheibe und damit eine befriedigende Vergütung in der Temperzone gewährleistet ist.

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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, und es bedeuten:

Fig. 1 Seitenansicht der Biegevorrichtung;

Fig. 2 Teilschnitt gemäß Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 Teilschnitt gemäß Linie 3-3

der Fig. 2;

Fig. 4 Teilschnitt gemäß Linie 4-4 der Fig. 3; und

Fig. 5 perspektivische Darstellung des

Aufnahmelagers für den Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung.

°ie Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Biegen und Tempern 10 zur fortlaufenden Herstellung von vergüteten gebogenen Glasscheiben, bei der die Glasscheiben nacheinander auf einem vorbestimmten Förderweg durch eine Heiζzone, eine Biegezone und eine Vergütungszone geführt werden, die unmittelbar zueinander benachbart angeordnet sind, so daß ein Transport von der einen Zone in die andere in schneller Aufeinanderfolge erreicht wird. Zu diesem Zwecke besitzt die Vorrichtung 10 ein Fördersystem 12 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Glasscheiben S zum aufeinanderfolgenden Transport längs eines horizontalen Förderweges durch eine Heizzone 14, eine Biegezone 16 und eine Vergütungs- oder Temperzone 18, wobei die einzelnen Zonen unmittelbar

aneinander anstoßend in dem Förderweg angeordnet sind.

Die Heizzone 14 besitzt einen Tunnelofen 20 mit einer Heizkammer 22, die eine obere Wand 24, eine Bodenwand 26 und gegenüberliegende Seitenwände 28 aus feuerfestem Material besitzt. Die Kammer 22 wird in an sich beliebiger Weise durch geeignete Mittel beheizt, beispielsweise durch Gasbrenner oder elektrische Widerstandselemente, die nicht dargestellt sind, und in der Oberwand und den Seitenwänden des Ofens 20 angeordnet sind. Die Scheiben S werden auf Förderrollen 30 durch die Heizkammer 22 getragen, die einen Teil des Fördersystems 12 bilden und sich von dem nicht dargestellten Eingangsende des Ofens 20 bis zu seinem gegenüberliegenden Ausgangsende erstrecken. Die Scheiben S werden auf *«i Erweichungspunkt des Glases während ihres Durchganges durch die Kammer 22 erwärmt und treten durch die öffnung 32 am Ausgangsende des Ofens aus und werden vcn einer zweiten Reihe von Förderrollen 34 übernommen, die ebenfalls einen Teil des Fördersystems 12 bilden, und die die Scheiben in und durch die Biegekammer 16 fördern zwischen ein Paar von Biegeformen, wie später im einzelnen beschrieben wird, um den Scheiben S die gewünschte Krümmung zu erteilen. Die Bewegung der unteren Formhälfte wird gesteuert durch ein hydraulisches nicht dargestelltes Drucksystem,

Nach der Biegung wird die Scheibe S auf den Förderrollen 34 aufgenommen, die die gebogene Scheibe S durch die Temperzone 18 führen, in der

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die Temperatur rapide gesenkt wird zur Erzielung einer befriedigend vergüteten Glasscheibe. 3ei der dargestellten Ausführungsform besitzt die Temperzone Kühlmittel aus oberen und unteren Blasköpfen 36, die oberhalb und unterhalb des Förderweges der Glasscheiben angeordnet und mit einer Reihe von Rohren 38 ausgestattet sind, die unmittelbar entgegengesetzte Kühlströme, beispielsweise Luftströme, auf die einander entgegengesetzten Oberflächen der Scheiben S richten, während sich diese durch die Vergütungszone 18 bewegen.

Die Biegevorrichtung 10 besitzt eine obere als Patrize dienende Biegeformhälfte 40 und eine untere als Matrize dienende Biegeformhälfte 42, die komplementäre gegenüberliegende formgebende Flächen besitzen, die mit der der Scheibe zu vermittelnden Krümmung übereinstimmen. Die Formhälften 40 und 42 sind relativ gegeneinander bewegbar an einem gemeinsamen Tragrahmen 44 aufgenommen, der aus senkrecht angeordneten Säulen 46 und aus horizontal gerichteten Trägern 48 besteht, die miteinander zu einer starren kastenartigen Konstruktion verbunden sind. Ein Bodenelement 50 erstreckt sich zwischen den Säulen 46 zur Aufnahme der Forrnhälfte 42 und ihrer zugehörigen Teile. Die obere Formhälfte 40 ist oberhalb der Förderrollen 34 angeordnet und vertikal zu dem Rahmen 44 hin und her bewegbar, während die untere Formhälfte 42 unterhalb der Förderrollen 34 angeordnet ist und senkrecht gegenüber der oberen Formhälfte 40 hin und her bewegbar ist.

Ein Paar von im Abstand angeordneten Anschläger 52, von denen nur einer gezeigt ist, ist in dem Förderweg der Glasscheiben angeordnet, um die Bewegung der Glasscheiben zu unterbrechen in genauer Ausrichtung zu den Formhälften 40 und 42. Jeder Anschlag trägt an seinem unteren Ende eine Kolbenstange 54 eines hydraulischen Zylinders 56, der auf einem Wagen oder einer Platte 58 angeordnet ist. Die Zylinder 56 können die Anschläge zwischen einer oberen Stellung oberhalb der Förderrollen 34 und einer unteren Stellung hin und her bewegen.

Die obere Biegeformhälfte ist eine Ringform und bildet eine fortlaufende formgebende Schiene 60, die durch eine Mehrzahl von Stangen 64 mit einem Basiselement 62 verbunden ist. Die formgebende Schiene 60 entspricht der Randlinie der zu biegenden Glasscheibe S und besitzt eine abwärts gerichtete im allgemeinen konvexe Oberfläche 66 mit ihrer unteren Oberfläche, um der Glasscheibe S die gewünschte Kurvenform zu erteilen. Die formgebende Schiene 60 und die Kurvenform der Oberfläche 66 wird bestimmt durch die jeweils gewünschte Form der zu biegenden Glasscheibe und kann in erheblicher Weise unterschiedlich ausgebildet sein. Es kanr auch eine Biegeform mit geschlossener Oberfläche gegebenenfalls benutzt werden

Die obere Biegeformhälfte 40 wird an dein Rahmen 44 durch wenigstens eine Kolben-Zylinderanordnung 68 gehalten, die an einem der oberen horizontalen Träger 48 befestigt ist und eine

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χ Kolbenstange 70 besitzt, die mit ihrem äußeren Ende an einer vertikal hin und her beweglichen Rahmenplatte 72 angreift. Das Basisglied 62 der oberen Formhälfte 40 ist mit der Rahmenplatte 72 durch zwischenliegende Konstruktionsglieder 74 und 76 und eine Tragplatte 78

verbunden, die sich quer zu der Tragplatte erstrecken. Eine Mehrzahl von Führungsstangen 80 ist mit ihren unteren Enden mit den vier Ecken der Rahmenplatte 72 verbunden und JO erstreckt sich nach aufwärts durch geeignete Buchsen 82, die an dem oberen horizontalen Träger angeordnet sind zur gleitenden Aufnahme der hin und her bewegbaren Rahmenplatte 72.

Die untere Biegeformhälfte ist ebenso eine Ringform und besteht aus einem an der Tragplatte 58 befestigten Basisglied 84 und einer formgebenden Schiene 86, die mit Verbindungsstangen 88 mit dem Basiselement 84 verbunden ist.

Die formgebende Schiene 86 entspricht dem Außenrand der zu biegenden Glasscheibe S und bildet mit seiner Oberfläche eine im allgemeinen konkave formgebende Fläche 90, die mit der formgebenden Fläche 66 komplementär ausgebildet ist. Um ein Anheben der formgebenden Schiene 86 oberhalb der Förderrollen 34 zum Zwecke der Anhebung der Glasscheibe im Druckeingriff mit der oberen formgebenden Fläche 66 zu ermöglichen, besteht die Schiene 86 aus einer Mehrzahl von Segmenten 92, die im Abstand voneinander angeordnet sind, um zwischen den Förderrollen 34 hindurchtreten zu können, Die Durchmesser der Rollen 34 sind relativ klein verglichen mit den Rollen 30, um einen einwandfreien Durchtritt der Segmente 92 zu. gewährleisten

Erfindungsgemäß ist die Tragplatte 58 durch Führungsstangen 94 aufgenommen und senkrecht bewegbar durch eine Kolben-Zylinderanordnung 96, die auf einem Hebesystem 98 angeordnet ist. Das Kebesystem 98 besitzt einen vertikal beweglichen Rahmen 100, der mit seinen vier Ecken auf Gewindespindeln 102 aufgenommen ist, deren untere Enden auf dem Bodenelement 50 aufliegen. Die Gewindespindeln 102 sind gemeinsam durch einen Antriebsmechanismus 104 drehbar, der durch einen Motor 106 mittels einer Kette und eines Kettenrades 108 angetrieben wird. Ein Zylinder-Tragrahmen 110 hängt von der Unterseite des Rahmens 100 nach unten und nimmt » um horizontale Achsen schwenkbar den Zylinder 96 j der Kolben-Zylinderanordnung auf, so daß dieser sich selbst in vertikaler Richtung zu der Tragplatte 58 ausrichten kann. Der Zylinder-Tragrahmen 110 ist mit einem Paar von gegenüberliegenden Lagerblöcken 112 und 114 versehen, die auf einer Platte 116 aufgenommen sind und schwenkbare Lagerachsen 118 und 120 tragen, die sich ihrerseits diametral gegenüberliegend von einem U-förmigen Lagerbügel 122 (Fig. 5) erstrecken. Senkrecht zu den Achsen 118 und ist auf einem schwenkbaren Zwischenglied in Form eines Jochs 124 ein Paar von axial ausgerichteten gegenüberliegenden Lagerachsen 126 und 128 angeordnet, die drehbar abgestützt sind in Lagerblöcken 130 und 132, die vom Lagerbügel 122 getragen sind. Der mittlere Bereich der die Lagerblöcke 112 und 114 tragenden Platte 116 besitzt eine mittlere öffnung 134,durch die sich der Zylinder 96 erstreckt. Der Zylinder 96 besitzt eine Kolbenstange 136, die mit ihrem oberen Ende an der Tragplatte 58 angreift über

ORIGINAL INSPECTED

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eine sich selbst ausrichtende Kupplung 138.

Die Kupplung 138 zusammen mit der schwenkbaren Aufnahme des Zylinder 96, wie oben beschrieben, kompensieren in ihrer Zusammenarbeit eine falsche Ausrichtung zwischen der Tragplatte 58 und dem Zylinder 96.

Die Kolben-?ylinderanordnung 96 hebt und senkt die untere Biegeformhälfte zwischen ihrer unteren Stellung unterhalb der Förderrollen 34 und ihrer oberen Stellung in Eingriff mit der oberen Biegeformhälfte 40 zum Biegen der Scheibe S in die gewünschte Form mittels der formgebenden Oberflächen 66 und 90. Nach erfolgter Biegung wird die Kolbenstange 136 eingezogen zur Ab-Senkung der unteren Biegeformhälfte 42 unterhalb der Förderrollen 34 und zur Ablage der Scheibe auf diesen zwecks überführung in die Temperzone 18.

In einem typischen Arbeitskreis werden die Glasscheiben S nacheinander auf die Förderrollen 30 am Eingangsende des Ofens 20 aufgelegt, und durch die Heizkammer 22 geführt, in der jede Scheibe S auf die Biegetemperatur erwärmt wird. Die erwärmte Scheibe S tritt durch die öffnung 32 aus und wird auf den Förderrollen 34 aufgenommen und in die Biegezone 16 gefördert. Wenn die Scheibe S in die Biegezone 16 eintritt, wird eine nicht dargestellte Fotozelle oder dergleichen betätigt zur Aktivierung eines nicht dargestellten Zeitrelais, das den Biegezyklus steuert. Wenn der Vorderrand der Glasscheibe S mit den Anschlägen 52 in Eingriff tritt, wird derZylinder 96 betätigt und hebt die untere Biegeformhälfte 42 an und die Scheibe S von den

Förderrollen 34 ab und bringt diese in Druckeingriff rait der formgebenden Oberfläche 66 der oberen Biegeformhälfte 40. Während des Aufwärtshubes der Biegeformhälfte 42 werden die Zylinder 56 betätigt und ziehen die Anschläge zurück, um ein Transport der gebogenen Scheibe auf den Förderrollen 34 zu ermöglichen.

Nachdem die Glasscheibe S in die gewünschte Form durch die untere Biegeformhälfte überführt ist, wird diese durch den Zylinder 96 abgesenkt unter die Förderrollen 34, so daß die gebogene Scheibe auf diesen Rollen aus der Biegezone 16 in die Temperzone 18 geführt wird. Hier wird die gebogene Scheibe zwischen den gegenüberliegenden Rohren 38 der Blasköpfe 36 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die eine für die Vergütung ausreichende Kühlung der gebogenen Scheibe gewährleistet.

Die am besten geeignete Arbeitsstellung der Tragplatte 58 und der unteren Biegeformhälfte 42 wird erreicht durch Anheben oder Absenken des Rahmens 100 mittels der Schraubspindeln 102. Es kann eine Vielzahl von unteren Formhälften mit unterschiedlichen Krümmungsgraden auf der Tragplatte 58 befestigt und relativ zu den Förderrollen und der oberen Formhälfte eingestellt werden zum Zwecke der Biegung der Scheibe durch die Kolben-Zylinderanordnung 96. Die Einstellung der unteren Biegeformhälfte kann, wenn dies notwendig ist, auch vorgenommen werden während des Produktionsablaufes.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet einen besonderen Vorteil insoweit, als die untere Eiegeformhälfte unabhängig von dem Grad der Krümmung genau eingestellt werden kann, um die Kolben-Zylinderanordnung mit einem optimal geringen Hub zu betätigen zur Verringerung der Zeit des Preßzyklus und damit zur Verringerung der Verzugszeit. Die Verzugszeit ist diejenige Zeitdauer, die eine Glasscheibe benötigt vom Verlassen des Heizofens bis zum vollen Durchlauf der Vergütungszone. Neben dem hierdurch erzielten maximalen Durchsatz, ist die Verringerung der Verzugszeit von besonderer Bedeutung bei der Herstellung dünner Glasscheiben in Stärken im Bereich von 2,5 bis 4 mm, da der sehr schnelle Wärmeverlust derartiger dünner Scheiben einen Transport in die Temperzone so schnell als möglich erfordert, um eine befriedigende Vergütung der Scheibe zu gewährleisten.

Die Erfindung zeigt ein verbessertes Hebesystem zum Instellungbringen der Biegeformen und eine Ausrichtung der Kolben-Zylinderanordnung. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die im Ausführungsbeispiel gezeigte Ausführungsform sondern umfaßt auch solche Abwandlungen, die im Rahmen des der Erfindung zuzusprechenden allgemeinen Erfindungsgedankens liegen. So kann beispielsweise die Erfindung auch ausgenutzt werden bei Biegemethoden, bei denen die Biegung der Scheibe unter Wirkung ihrer Schwerkraft erfolgt.

ORIGINAL INSPECTED

Claims

\x ^ Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, insbesondere für Verglasungen von Kraftfahrzeugen, mit einer senkrecht bewegbar geführten, der Krümmung der zu biegenden Glasscheiben entsprechenden Biegeform und einer diese betätigenden hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinderanordnung, deren Kolbenstange an der Biegeform befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (96) der Kolben-Zylinderanordnung (96,136) an einem in senkrechter Richtung einstellbaren, der Anpassung an Biegeformen

(42) unterschiedlicher Krümmungen dienenden Hebesystem (98) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kebesystem (98) ein durch gemeinsam antreibbare Gewindespindeln (102) heb- und senkbares Rahmengestell (100) aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (96) in einer an der Unterseite des Rahmengestells (100) hängend befestigten Lagerkonstruktion aufgenommen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeform (42) über eine sich selbsttätig ausrichtende Kupplung (138) mit der Kolbenstange (136) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkonstruktion aus einem den Zylinder (98) schwenkbar aufnehmenden Kardanlager (112 bis 134) besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet/ daß bei einer aus einer oberen und einer unteren Hälfte bestehenden Biegeform (40, 42) die Kolben-Zylinderanordnung (96,136) der unteren Biegeformhälfte (42) zugeordnet ist.