DE4020708A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung gebogener und vorgespannter glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gebogener und vorgespannter Glasscheiben, bei dem die Glasscheiben in einem Horizon­ tal-Durchlaufofen auf Biegetemperatur erwärmt, nach Erreichen der Bie­ getemperatur in horizontaler Lage zwischen einer oberen vollflächigen Biegeform und einer unteren Ringform in die gewünschte Form gebogen, mit Hilfe der Ringform in die Vorspannstation verbracht und dort durch Aufblasen von Kühlluft vorgespannt werden.

Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise aus den EP 00 30 340 und 00 62 814 bekannt. Bei diesem in verschiedenen Varianten ausführbaren Verfahren dient die untere Ringform sowohl als Biegeform als auch als Transportring für den Transport der gebogenen Glasscheibe von der Bie­ gepresse in die nachfolgende Vorspannstation und als Tragring während des Abblasen der gebogenen Glasscheibe in der Vorspannstation. Da es beim Vorspannen der Glasscheibe darauf ankommt, daß die Glasscheibe auch im Randbereich von beiden Seiten abgeschreckt und gleichmäßig vorgespannt wird, muß die Ringform so ausgebildet sein, daß sie auf ihrer tragenden Oberfläche Abströmkanäle für die Blasluft aufweist. Typische Ringformen für dieses Verfahren sind auf ihrer tragenden Ringfläche deshalb mit entsprechenden Einkerbungen versehen; andere Ringformen sind mit hitzebeständigem Draht oder einem hitzebeständi­ gen Fasermaterial umwickelt, das die erforderlichen Abströmkanäle schafft. Da die Ringformen in diesem Fall aber auch als Biegeformen verwendet werden, gegen die die Glasscheibe ggf. mit mehr oder weniger hohem Preßdruck angepreßt wird, führt die diskontinuierliche Preßflä­ che der Ringform leicht zu sichtbaren Eindrücken und/oder zu optisch störenden Verformungen der Glasscheibe im Randbereich.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, zum Preßbiegen der Glasscheiben einerseits und zum Abblasen der Glasscheibe in der Vor­ spannstation andererseits verschiedene Ringformen zu verwenden, näm­ lich zum Biegen eine Ringform mit kontinuierlicher Oberfläche und zum Abblasen eine Ringform mit diskontinuierlicher Tragfläche. Beispiels­ weise Ausführungsformen, die auf diesem Prinzip aufbauen, sind in den EP 01 83 418 und 02 37 231 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfah­ ren muß die Glasscheibe nach dem Biegen auf den für den Vorspannvor­ gang geeigneten Tragring übergeben werden. Zu diesem Zweck ist die obere Biegeform als Saugform ausgebildet, die die gebogene Glasscheibe nach dem Biegen festhält, bis der Vorspann-Tragring unter die obere Biegeform verbracht ist und die gebogene Glasscheibe übernimmt. Dieses Verfahren ist zwangsläufig mit einem erhöhten apparativen und zeitli­ chen Aufwand verbunden.

Aus der japanischen Patentanmeldung 57-1 45 041 ist eine Ringform-Kon­ struktion bekannt, bei der zwei Ringformen konzentrisch zueinander derart beweglich angeordnet sind, daß wechselweise die eine oder die andere Ringform mit der Glasscheibe in Kontakt gebracht werden kann. Bei dieser Ringformvorrichtung weist die innere Ringform eine kontinu­ ierliche Oberfläche auf und dient als Biegeform, und die äußere Ring­ form ist mit Einkerbungen zur Bildung der Abströmkanäle versehen. Nach dem Biegevorgang wird die Glasscheibe von der äußeren Ringform über­ nommen. Diese Vorrichtung stellt zwar eine Verbesserung gegenüber den zuvor beschriebenen Lösungen dar, ist jedoch immer noch verhältnismä­ ßig aufwendig, weil sie zwei getrennte Ringformen mit hoher Überein­ stimmung ihrer Formgeometrie erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Ver­ fahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit möglichst geringem ap­ parativem Aufwand sowohl das Biegen der Glasscheiben mit einwandfreier optischer Qualität, das heißt ohne unerwünschte Deformationen im Rand­ bereich, als auch eine einwandfreie Vorspannung der Glasscheibe, die zu der vorgeschriebenen Krümelzahl im Fall eines Bruches der Glas­ scheibe führt, ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine untere Ringform mit einer kontinuierlichen Biegefläche verwendet wird, die gebogene Glasscheibe auf dieser Ringform liegend in der Vorspannstati­ on mit Kühlluft beaufschlagt und nach kurzzeitiger Kühlung, die aus­ reicht, um die Formstabilität der Glasscheibe sicherzustellen, durch lokal einwirkende Stützglieder über die Ringform angehoben und in die­ ser angehobenen Stellung der Abblasvorgang zu Ende geführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnis zunutze, daß man auf einen geschlossenen Tragring, mit dem die Glasscheibe während des Vorspannens entlang ihrem gesamten Umfang unterstützt wird, ver­ zichten kann, wenn man zunächst durch eine kurzzeitige Abkühlung der Glasscheibe dafür sorgt, daß die Oberflächen der Glasscheibe so weit verfestigt werden, daß die Glasscheibe insgesamt eine ausreichende Steifigkeit und Formbeständigkeit erreicht. Es hat sich überraschen­ derweise gezeigt, daß sich eine einwandfreie Vorspannung im Randbe­ reich auch dann noch erreichen läßt, wenn während der ersten Phase der Abkühlung, während derer die Glasscheibe ihre Formbeständigkeit er­ reicht, der Randbereich der Glasscheibe auf der unteren Seite nicht oder höchstens geringfügig abgekühlt wird. Der Zeitpunkt, in dem die Glasscheibe von den lokal wirkenden Stützelementen über die Ringform angehoben wird und damit auch die untere Oberfläche des Randbereichs der Glasscheibe für die Beblasung mit der Kühlluft freigegeben wird, ist dabei im Einzelfall durch Versuche auf einfache Weise zu ermit­ teln. Er hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Dicke der Glasscheiben, von der Abkühlgeschwindigkeit und von der Form der gebogenen Glasscheiben. Da diese Parameter bei der Serienfertigung eines bestimmten Typs einer gebogenen und vorgespannten Glasscheibe konstant bleiben, läßt sich der optimale Zeitpunkt zum Anheben der verfestigten Glasscheibe für jeden Scheibentyp auf einfache Weise em­ pirisch ermitteln und während der Serienfertigung konstanthalten.

Die Ringform selbst kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren aus­ schließlich unter dem Gesichtspunkt eines optimalen Biegerings gestal­ tet werden. Das bedeutet insbesondere, daß sie mit einer elastisch nachgiebigen Auflage aus einem hitzebeständigen Fasermaterial und/oder mit einem oxidischen oder keramischen Überzug versehen werden kann, der beispielsweise ein Anhaften oder Ankleben der erhitzten Glasschei­ be verhindert.

Da die Glasscheibe nach Erreichen ihrer Formbeständigkeit von ledig­ lich lokal einwirkenden Stützgliedern, beispielsweise von Stützfingern mit verhältnismäßig kleiner Kontaktfläche, übernommen wird, werden keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Form und der Arbeits­ genauigkeit an die Stützglieder gestellt. Ihre Konstruktion kann ein­ fach und robust sein, wodurch die Zuverlässigkeit des Verfahrens und der Vorrichtung erhöht wird.

Die Stützglieder, mit denen die Glasscheibe während des Abblasvorgangs nach Erreichen der Formstabilität der Glasscheibe angehoben wird, kön­ nen beispielsweise in Form einer geeigneten Konstruktion in der Ab­ blasstation angeordnet sein. In diesem Fall ist die Betätigungsvor­ richtung für die Stützglieder ortsfest angeordnet. Nach Beendigung des Abblasvorgangs bzw. nach Erreichen der gewünschten Vorspannung werden die Stützglieder wieder abgesenkt, wobei die Glasscheibe wieder von dem Biegering übernommen und mit Hilfe des Biegerings aus der Abblas­ station in die nachfolgende Entnahmestation verbracht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die bewe­ glichen Stützglieder zusammen mit dem Biegering und der Betätigungs­ vorrichtung für die Stützglieder auf einem verfahrbaren Rahmen ange­ ordnet. In diesem Fall kann die Glasscheibe nach dem Abblasen bis zur Entnahme der Glasscheibe in der nachfolgenden Entnahmestation auf den Stützfingern liegen bleiben.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge­ eignete Anlage in einer teilweise im Schnitt dargestellten Gesamtansicht;

Fig. 2 einen einen Biegering und bewegliche Stützglieder umfaßenden verfahrbaren Wagen in einer Aufsicht, und

Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten verfahrbaren Wagen in einer Seitenansicht.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage umfaßt einen Durchlaufofen 1 zum Erwärmen der Glasscheiben auf Biegetemperatur, eine sich an den Durchlaufofen 1 anschließende Biege­ station 2 und eine sich an die Biegestation 2 anschließende Vorspann­ station 3. Im Durchlaufofen 1 wird die Glasscheibe 4 auf angetriebenen Transportrollen 5 in Richtung des Pfeiles F bis zu einer Übergabesta­ tion am Ende des Durchlaufofens transportiert. In dieser Übergabesta­ tion ist eine auf Schienen 8 fahrbare Transportvorrichtung 9 angeord­ net, die eine untere Saugplatte 10 umfaßt. Mit Hilfe eines geeigneten Ventilators 11 und einer Venturidüse 12 wird der erforderliche Unter­ druck in der Saugplatte 10 erzeugt, um die Glasscheibe 4 von den Tran­ sportrollen 5 abzuheben und mit der Transportvorrichtung 9 in die Bie­ gestation 2 zu transportieren.

In der Biegestation 2 wird die Glasscheibe 4 auf die ringförmige Bie­ geform 15 abgelegt. Die ringförmige Biegeform 15 ist auf einem fahrba­ ren Wagen 16 angeordnet. Der Wagen 16 weist Räder 17 auf, mit denen er auf Schienen 18 zwischen der Biegestation 2 und der Vorspannstation 3 verfahrbar ist. Sobald Wie Glasscheibe 4 durch Aufheben des Unter­ drucks in der Saugplatte 10 auf dem Biegering 15 abgelegt ist, fährt die Transportvorrichtung 9 in ihre Ausgangsposition zurück. Anschlie­ ßend wird mit Hilfe des Druckzylinders 19 die obere vollflächige Bie­ geform 20 abgesenkt und mit ihrer Hilfe die Glasscheibe 4 gegen den Biegering 15 gepreßt. Unmittelbar nach diesem Preßvorgang wird mit Hilfe des Druckzylinders 19 die Biegeform 20 wieder in ihre obere Aus­ gangsstellung zurückgezogen. Sodann werden die Klappen 24 in den Zu­ leitungen 25 zu den Blaskästen 23 geöffnet, und der Wagen 16 fährt mit der auf dem Biegering 15 liegenden Glasscheibe in die Vorspannstation 3, wo sie durch die Blasdüsen 22 mit der Kühlluft beaufschlagt wird.

Wenn der Wagen 16 seine Endposition in der Vorspannstation 3 eingenom­ men hat, sind bei einer 4 mm dicken Glasscheibe die Oberflächenschich­ ten der Glasscheibe nach 1 Sekunde so weit abgekühlt, daß sie sich von fingerartigen Stützgliedern anheben läßt, ohne daß sie durch ihr Ei­ gengewicht verformt wird. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird die Glasscheibe durch innerhalb des Biegerings 15 beweglich angeordnete Stützglieder um etwa 1 bis 2 cm angehoben, während der Abblasvorgang ohne Unterbrechung fortgesetzt wird, bis die Glasscheibe ihre volle Vorspannung erreicht hat. Nach Beendigung des Abblasvorgangs fährt der Wagen 16 in eine sich an die Vorspannstation 3 anschließende nicht dargestellte Entnahmestation, in der die gebogene und vorgespannte Glasscheibe von dem Wagen 16 abgenommen wird.

Wie bereits erwähnt, ist der Zeitpunkt, in dem die Glasscheibe nach Erreichen ihrer Endposition zwischen den Blaskästen durch die Stütz­ glieder angehoben wird, im Einzelfall in Abhängigkeit von der Dicke der Glasscheibe und in Abhängigkeit von den Abblasbedingungen empi­ risch zu ermitteln. Dabei können bei Verwendung von Blaskästen mit Düsenröhrchen, bei denen die Düsenröhrchen einen Innendurchmesser von 8 mm, einen gegenseitigen Abstand von 150 mm und eine Röhrchenlänge von 100 mm aufweisen, folgende Angaben als Anhaltswerte dienen:

In Fig. 2 und 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die sich in beson­ derer Weise für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens eignet. Die Rahmenbiegeform 15 ist als in sich geschlossener Ring mit einer durchgehenden oberen Biegefläche ausgebildet und mit einem Überzug aus einem hitzebeständigen elastischem Material, beispielsweise aus einem Glasfasergewebe oder aus einem filzartigen Material aus sehr dünnen Fasern aus einem hitzebeständigen Metall versehen. Beispielsweise eig­ nen sich hierfür Überzüge aus einem etwa 1 mm dicken Metallfaserfilz, dessen Fasern aus einer Nickel-Chrom-Legierung bestehen und einen Durchmesser von etwa 5 bis 20 Mikrometern aufweisen.

Die Rahmenbiegeform 15 ist über Halterungen 28 an dem Rahmen 29 fest angeordnet. Ebenfalls an dem Rahmen 29 sind Lagerstücke 30 befestigt, in denen Wellen 31 drehbar gelagert sind. An den Wellen 31, die sich unterhalb des Biegerings 15 erstrecken, sind im Bereich innerhalb des Biegerings 15 Stäbe 32 angeschweißt, die an ihren Enden Stützkörper 33 tragen. Bei den Stützkörpern 33 kann es sich beispielsweise um Rund­ stababschnitte handeln, die jeweils von einem Ring 34 aus elastischem Fasermaterial umgeben sind. In ihrer unteren Endstellung befinden sich die Stützkörper 33 etwa 0,5 bis 1 cm unterhalb der unteren Oberfläche der auf der Rahmenbiegeform 15 liegenden Glasscheibe.

An den Wellen 31 ist ferner jeweils ein Kurbelarm 36 angeschweißt, und die beiden Kurbelarme 36 sind durch die Koppelstange 37 in ihrer Bewe­ gung gekoppelt. An einem der Kurbelarme 36 greift eine Schubstange 38 an, die mit der Kolbenstange 39 eines Druckzylinders 40 verbunden ist.

Mit Hilfe des Druckzylinders 40 werden auf diese Weise die beiden Wel­ len 31 gemeinsam jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung um ein Win­ kelmaß Alpha gedreht, das ausreicht, um die Glasscheibe um das ge­ wünschte Maß, beispielsweise um etwa 2 cm, von dem Biegerahmen 15 abzuheben.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung gebogener und vorgespannter Glasscheiben, bei dem die Glasscheiben in einem Horizontal-Durchlaufofen auf Bie­ getemperatur erwärmt, nach Erreichen der Biegetemperatur in hori­ zontaler Lage zwischen einer oberen vollflächigen Biegeform und einer unteren Ringform in die gewünschte Form gebogen, mit Hilfe der Ringform in die Vorspannstation verbracht und dort durch Auf­ blasen von Kühlluft vorgespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Ringform mit einer kontinuierlichen Biegefläche verwendet wird, die gebogene Glas­ scheibe auf dieser Ringform liegend in der Vorspannstation mit Kühlluft beaufschlagt und nach kurzzeitiger Kühlung, die ausreicht, um die Formstabilität der Glasscheibe sicherzustellen, durch lokal einwirkende Stützglieder über die Ringform angehoben und in dieser angehobenen Stellung der Glasscheibe der Abblasvorgang zu Ende ge­ führt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Rollendurchlaufofen, einer Biegestation, einer Abblasstation, einem einen ringförmigen unteren Biegering tragenden verfahrbaren Wagen und einer Übergabevorrichtung zum Übergeben der erhitzten Glasscheibe von den Transportrollen des Durchlaufofens auf den Bie­ gering, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abblasstation heb- und senkbare Stützglieder und eine ortsfeste Betätigungsvorrichtung für diese Stützglieder während des Abblasvorganges angeordnet sind.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Rollendurchlaufofen, einer Biegestation, einer Abblasstation, einem einen ringförmigen unteren Biegering tragenden verfahrbaren Wagen und einer Übergabevorrichtung zum Übergeben der erhitzten Glasscheibe von den Transportrollen des Durchlaufofens auf den Bie­ gering, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem den Biegering (15) tra­ genden verfahrbaren Wagen (16) in vertikaler Richtung bewegbare Stützkörper (33) angeordnet sind, die von einer Stellung unterhalb der auf dem Biegering (15) liegenden gebogenen Glasscheibe in eine Stellung oberhalb der von dem Biegering (15) beschriebenen Fläche bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ körper (33) an drehbar gelagerten Wellen (31) angeordnet sind, und daß an den Wellen (31) Kurbelarme (36) befestigt sind, durch die über einen Druckzylinder (40), eine Schubstange (38) und eine Kop­ pelstange (37) die beiden Wellen (31) um den Drehwinkel (Alpha) drehbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stützkörper (33) mit einer Auflage (34) aus einem ela­ stisch nachgiebigen hitzebeständigen Fasermaterial versehen sind.