DE602004002767T2 - Verfahren und vorrichtung zum biegen von glasscheiben - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben, bei dem die Glasscheiben in horizontaler Lage auf einer Rahmenbiegeform durch Schwerkraftbiegen vorgebogen und anschließend mit Hilfe einer auf die vorgebogenen Glasscheiben einwirkenden Endbiegeform nachgebogen werden. Sie bezieht sich auch auf eine insbesondere zum Ausführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung. Gebogene Glasscheiben werden häufig zu Fahrzeugscheiben oder zu Scheiben an Gebäuden weiter verarbeitet.
- Aus dem Dokument
EP 0 705 798 B1 ist ein Verfahren zum Rahmenbiegen einer oder paarweise aufeinander liegender Glasscheiben durch Schwerkraft bekannt, bei dem die auf einen starren Vorbiegerahmen aufgelegte(n) Glasscheibe(n) sich durch Schwerkraftwirkung an das Profil dieses Biegerahmens anpassen. In einem folgenden zweiten Biegeschritt werden die zu biegenden Glasscheiben von dem außenliegenden Vorbiegerahmen auf einen beweglichen innen liegenden Endbiegerahmen übergeben, welcher rein mechanisch steuerbar ist. - Das Dokument
DE 43 37 559 C1 beschreibt ein Verfahren, bei dem auf einer Rahmenbiegeform vorgebogene Glasscheibenpaare von unten an eine obere vollflächige Biegeform angelegt werden. Die vollflächige Biegeform ist randseitig von einer Schürze umgeben, welche mit dem Außenrand der oberen Biegeform einen Ringspalt bildet. Nach dem Anlegen der erhitzten Glasscheiben an die obere Biegeform mittels der Rahmenbiegeform wird Luft durch besagten Ringspalt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit abgesaugt. Darauf legen sich die beiden Glasscheiben vollflächig an die obere Biegeform an. Sie erhalten gemeinsam ihre endgültige sphärische Gestalt. Die Luftströmung in den Ringspalt soll auch eventuelle Lufteinschlüsse zwischen den beiden Scheiben abströmen lassen. - Ein weiteres Verfahren zum paarweisen Biegen von auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten, aufeinanderliegenden Glasscheiben ist aus
DE 101 05 200 A1 bekannt. Das Glasscheibenpaar wird dabei zum Vorbiegen unter Schwerkraftwirkung auf einer Rahmenbiegeform abgelegt und anschließend als vorgebogenes Glasscheibenpaar auf eine vollflächige Saugbiegeform mit konkaver Formfläche übergeben, wobei eine Anlage der Unterseite der untenliegenden Glasscheibe zumindest an den Umfangsrand der Formfläche hergestellt wird. Durch Anlegen eines Unterdrucks während einer bestimmten Zeitspanne wird Luft aus dem Zwischenraum zwischen der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe und der Saugbiegeform abgesaugt und das Glasscheibenpaar durch den Um gebungsdruck auf die konkave Formfläche der Saugbiegeform gedrückt. Nach Ende der Unterdruckbeaufschlagung erfolgt die Übergabe des fertig geformten Glasscheibenpaars von der Saugbiegeform auf eine Transportvorrichtung und wird abgekühlt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum Biegen von Glasscheiben sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung anzugeben.
- Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale des Patentanspruchs 10 geben eine entsprechende Vorrichtung an. Die Merkmale der den unabhängigen Ansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieser Gegenstände an.
- Bei dem erfindungsgemäßen Biegeverfahren erfolgt die Formgebung der auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheiben in mindestens zwei Schritten, nämlich einem Vorbiegeschritt durch die Einwirkung von Schwerkraft auf einer Vorbiegeform und einem weiteren Biegevorgang auf einer zweiten rahmenförmigen Endbiegeform. Die Glasscheiben werden mithilfe einer Übergabeform von der Vorbiegeform übernommen, abgehoben und auf die Endbiegeform aufgelegt. Die Übergabeform, deren Außenabmessungen kleiner sind als die freien Öffnungen der Vor- und der Endbiegeform, wird zu diesem Zweck von unten nach oben entgegen der Schwerkraftrichtung durch die Vorbiegeform hindurch bewegt. Dabei nimmt die Übergabeform die Glasscheiben auf und fördert sie in genügend großem Abstand horizontal über die Vorbiegeform, so dass die Endbiegeform unter die Übergabeform bewegt und in vertikaler Projektion über diese ausgerichtet werden kann. Anschließend wird die Übergabeform durch die Endbiegeform hindurch abgesenkt, wobei die Glasscheiben auf der Endbiegeform abgelegt und dem Endbiegevorgang unterzogen werden. Die horizontale Ausrichtung zwischen Übergabeform und Endbiegeform kann durch horizontales Bewegen entweder der Übergabeform oder der Endbiegeform erfolgen.
- Da die Außenabmessungen der Übergabeform kleiner sind als die der Vor- und der Endbiegeform, stehen die Umfangsränder der Glasscheiben über den Glasaufnahmeflächen der Übergabeform über. Diese Umfangsränder bilden die Kontaktflächen mit den Formflächen von Vor- und Endbiegering.
- Durch die Trennung von Vor- und Endbiegering bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mehrere Vorteile erzielen. Zum einen sind getrennte Biegewerkzeuge für den Vor- und den Endbiegeschritt wesentlich einfacher und kostengünstiger herzustellen als ein gemeinsam auf einem Grundrahmen angeordnetes Kombinationswerkzeug. Außerdem können die Werkzeuge besser an ihre jeweiligen Funktionen angepasst werden, ohne Kompromisse wegen unzureichender Platzverhältnisse oder aufgrund behinderter Wärmeübergange durch massive Kombinationswerkzeuge eingehen zu müssen. Schließlich kann aufgrund der Trennung von Vor- und Endbiegeform ein Ofen mit zwei Bereichen konstruiert werden: im ersten Bereich werden eine oder bevorzugt mehrere Vorbiegeformen mit aufliegenden Gasscheiben auf eine bestimmte erste Temperatur erhitzt, während der zweite Bereich eine Biegekabine umfasst, in der die Endbiegeform angeordnet ist und die Endbiegung unter dem Einfluss einer zweiten, gegenüber der ersten erhöhten Temperatur erfolgt.
- In der einfachsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen sowohl die Vorbiegung als auch die Endbiegung durch den Einfluss der Schwerkraft. Es ist aber auch möglich, einen dritten Biegeschritt durchzuführen, indem die Übergabeform mit zusätzlichen Mitteln zum Biegen der Glasscheiben ausgerüstet ist. So ist es beispielsweise möglich, in die Übergabeform eine Vorrichtung zum Erzeugen von Unterdruck anzuordnen, welcher auf die Unterseite der Glasscheiben wirkt und somit eine zusätzliche Biegung hervorruft. Eine solche Übergabeform kann auch als vollflächige konkave Biegeform ausgebildet sein, die im Gegensatz zu rahmenförmigen Biegeformen auch ein Beeinflussen und genaues Einstellen der Form und Biegetiefe der zentralen Bereiche der Glasscheiben ermöglicht.
- In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Endbiegeschritt zusätzlich oder alternativ als Pressbiegeverfahren gestaltet werden. Dazu wird eine Oberform benötigt, die die auf der Endbiegeform liegenden Glasscheiben in bestimmten Bereichen in die gewünschte Form presst. Die Oberform kann dabei ringförmig sein, so dass nur der auf der Endbiegeform aufliegende Umfangsbereich der Glasscheiben zwangsverformt wird. Bevorzugt wird aber eine vollflächige, konvexe Oberform, mit der die gesamte Fläche der Glasscheiben beeinflusst werden kann. Zusätzlich kann die Oberform zur Unterstützung des Pressvorgangs mit einem Mittel zur Erzeugung eines Über- oder Unterdrucks ausgestattet sein. Die Druckdifferenz wirkt dann zwischen der oben liegenden Oberfläche der Glasscheiben und der nach unten gerichteten Formfläche der Oberform und verformt die Glasscheiben in der gewünschten Art und Weise.
- Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Einzelglasscheiben als auch für übereinander liegende Paare von Glasscheiben, welche üblicherweise nach dem Biegevorgang zu Verbundsicherheitsglas verarbeitet werden.
- Im Anschluss an das Biegeverfahren erfolgt eine Abkühlung der Einzelglasscheiben oder der Glasscheibenpaare. Wenn die Einzelglasscheiben zu Einscheiben-Sicherheitsglas verarbeitet werden sollen, muss die Abkühlung bekanntlich sehr schnell erfolgen, um die er forderlichen Spannungen in der Glasscheibe zu erzeugen. Das so genannte thermische Vorspannen muss in der Regel auf einem speziellen Vorspannring durchgeführt werden. Die Übergabe der Einzelglasscheiben oder der Glasscheibenpaare auf eine Kühl- oder Vorspanneinrichtung kann mithilfe einer weiteren Übergabeform erfolgen, analog zu der Übergabe von der Vorbiegeform auf die Endbiegeform. Bei Verwendung einer zweiten Übergabeform kommt das erfindungsgemäße Biegeverfahren ohne Verwendung von Differenzdruck für den Transport der Glasscheiben aus. Es ist natürlich auch möglich, die Einzelscheiben durch Erzeugen eines Unterdrucks an der Oberform aus der Endbiegeform auszuheben und auf einen Vorspannring abzulegen. Im Fall der Glasscheibenpaare kann mithilfe einer Schürze um die Oberform und schnell strömender Luft durch den Ringspalt zwischen Schürze und Oberform ein Differenzdruck erzeugt werden, durch den die Glasscheibenpaare aus der Endbiegeform ausgehoben werden können.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen ohne Absicht einer Einschränkung aus der zeichnerischen Darstellung verschiedener Phasen der Durchführung des Verfahrens in einer entsprechenden Vorrichtung und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
- Es zeigen in stark vereinfachter Prinzipdarstellung
-
1 den Vorbiegevorgang, -
2 die Übergabe der Glasscheibe von der Vorbiegeform auf die Übergabeform, -
3 die Positionierung der Endbiegeform unter der Übergabeform, -
4 die Übergabe der Glasscheibe von der Übergabeform auf die Vorbiegeform, -
5 die Positionierung der Endbiegeform unter der Oberform, -
6 den Pressvorgang und -
7 die Glasscheibe nach dem Pressvorgang in der Endbiegeform. -
1 zeigt innerhalb einer durch einen Rahmen nur angedeuteten Biegestation1 eine auf Biegetemperatur erhitzte Glasscheibe2 , die auf einer rahmenförmigen Vorbiegeform3 liegt und bereits einer Vorbiegung unter Schwerkraftwirkung unterzogen wurde. Die Transportmittel, mit denen die Vorbiegeform3 in die Biegekabine verbracht wurde sowie der Erwärmungsofen sind hier nicht dargestellt. Die Vorbiegeform3 kann zum Transport der Glasscheibe2 durch den Erwärmungsofen dienen, es ist aber auch möglich, andere Mittel zum Transport der Glasscheiben durch den Ofen zu benutzen und die Glasscheibe2 anschließend auf die Vorbiegeform zu übergeben. Jedenfalls erfolgt der Vorbiegeschritt unter Schwerkrafteinwirkung auf der Vorbiegeform3 . Diese Vorbiegung ist in der in1 gezeigten Phase bereits eingetreten. - Unterhalb der Vorbiegeform
3 befindet sich eine ebenfalls rahmenförmige Übergabeform4 , deren äußerer Umriss kleiner ist als der von den Formflächen der Vorbiegeform3 umschriebene Freiraum. - Horizontal versetzt zu der Vorbiegeform
3 und der Übergabeform4 befinden sich eine rahmenförmige Endbiegeform5 sowie eine konvexe, vollflächige Oberform6 . Die Oberform6 braucht nicht zwingend zum Einsatz zu kommen, jedoch kann deren Verwendung bei Bedarf, insbesondere bei komplexen Scheibenformen, die Formgenauigkeit besonders der zentralen Bereiche der Glasscheibe2 nach dem Biegevorgang erheblich verbessern. - Die Pfeile in
1 deuten an, in welche Richtungen die Übergabeform4 , die Endbiegeform5 und die Oberform6 durch hier nicht dargestellte Antriebe parallel zur Zeichnungsebene bewegt werden können. Die Vorbiegeform3 kann ferner beispielsweise in Richtung aus der Zeichnungsebene heraus transportierbar sein, um den (nicht dargestellten) Ofen zu erreichen, der sich perspektivisch hinter der Biegestation1 befinden kann. - Selbstverständlich sind sämtliche Flächen, die mit der heißen Glasscheibe
2 in Berührung kommen, in der üblichen Art und Weise bearbeitet und/oder mit einem hitzebeständigen Gewebe oder Gewirk und/oder mit einer entsprechenden Beschichtung versehen. -
2 zeigt den Übergabevorgang der Glasscheibe2 von der Vorbiegeform3 auf die Übergabeform4 . Letztere fährt dazu von unten nach oben (entgegen der Schwerkraftrichtung) durch die Vorbiegeform3 und hebt dabei die Glasscheibe2 von den Formflächen der Vorbiegeform3 ab. Der äußere Umriss der Übergabeform4 ist geringfügig kleiner gearbeitet als die innere Öffnung der rahmenartigen Vorbiegeform3 , so dass sie beim Anheben mit allseitigem geringen Abstand durch die Vorbiegeform hindurch geführt werden kann. Selbstverständlich könnte die Bewegung auch umgekehrt werden, das heißt, die Vorbiegeform3 würde über die Übergabeform4 abgesenkt. -
3 zeigt als nächste Phase des erfindungsgemäßen Biegeverfahrens, wie die Übergabeform4 mit der Glasscheibe2 ihre höchste Stellung erreicht hat und die Endbiegeform horizontal unter die Übergabeform bewegt und positioniert wurde. Auch hier können die Bewegungen selbstverständlich vertauscht werden, das heißt die Übergabeform könnte die horizontale Bewegung zur Endbiegeform hin ausführen. Die Vorbiegeform3 ist inzwischen aus der Biegekabine1 ausgefahren, zum Beispiel um Platz für eine weitere Vorbiegeform mit der nächsten zu biegenden Glasscheibe zu schaffen oder selbst die nächste Glasscheibe abzuholen. - Die Übergabeform
4 wird, wie in4 dargestellt, durch die Endbiegeform5 hindurch abgesenkt, wobei die Glasscheibe2 mit ihren überstehenden Randbereichen auf den Formflächen der rahmenartigen Endbiegeform5 abgelegt wird. Der äußere Umriss der Übergabeform4 muss wiederum geringfügig kleiner gearbeitet als die innere Öffnung der rahmenartigen Endbiegeform5 , so dass sie beim Absenken mit allseitigem geringen Abstand durch die Endbiegeform5 hindurch geführt werden kann. - Die Übergabeform
4 wird vorzugsweise schon jetzt so weit abgesenkt, dass sie in der für eine erneute Übergabe einer vorgebogenen Glasscheibe vorgesehenen Ausgangsstellung steht. - Für den wie erwähnt optionalen Pressvorgang wird die Endbiegeform
5 mit der aufliegenden Glasscheibe2 horizontal unter der Oberform6 (5 ) positioniert. In der nächsten, in6 dargestellten Phase des Biegeverfahrens wird die Glasscheibe2 von der Endbiegeform5 gegen die Oberform6 gepresst. Dieser Pressvorgang wird in der Regel dann erforderlich, wenn eine zweite Schwerkraftbiegung auf der Endbiegeform5 nicht ausreicht, den gewünschten Biegeverlauf der Glasscheibe2 zu erreichen. Der Pressvorgang wird eingeleitet durch das vertikale Absenken der zu der Endbiegeform5 komplementär geformten Oberform6 dergestalt, dass die Glasscheibenränder auf der Endbiegeform5 in eine endgültige Form gepresst werden. Die Formgebung in der Glasscheibenmitte kann noch unterstützt werden, indem zwischen der oben liegenden Oberfläche der Glasscheibe2 und der nach unten gerichteten Formfläche der Oberform6 ein Differenzdruck erzeugt wird, beispielsweise um die Glasscheibe2 an die genannte Formfläche anzusaugen. - Es sei angemerkt, dass die Endbiegeform
5 abweichend von ihrer vereinfachten zeichnerischen Darstellung mindestens bis zu den Rändern der Glasscheibe, ggf. sogar darüber hinaus reichen sollte, wenn sie als Pressform zum Anlegen der Glasscheibe gegen eine Oberform verwendet wird. - Nach dem Anheben der Oberform
6 ist, wie7 zeigt, die Glasscheibe2 fertig gebogen und kann mit einem geeigneten Mittel aus der Endbiegeform5 zum Abkühlen oder Vorspannen entfernt werden. Gleichzeitig wird eine neue Glasscheibe2.1 auf einem Vorbiegering3.1 zugeführt, so dass ein weiterer Biegezyklus ausgeführt werden kann. - Wie bereits oben ausgeführt, können die Relativbewegungen zwischen den einzelnen Bauteilen der Biegevorrichtung selbstverständlich auch relativ zueinander vertauscht werden. Ebenfalls kann die Glasscheibe auch ein Paar zweier Glasscheiben sein, die gemeinsam gebogen werden.
Claims (15)
- Verfahren zum Biegen von auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheiben (
2 ,2.1 ) mit folgenden Merkmalen: – die Glasscheiben (2 ,2.1 ) werden auf eine konkave Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ) abgelegt und unter Schwerkraftwirkung vorgebogen, – die vorgebogenen Glasscheiben (2 ,2.1 ) werden auf eine Übergabeform (4 ) mit konkaver Formfläche übergeben, deren Außenabmessungen kleiner als die von der konkaven Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ) umschriebene Fläche sind, indem die Übergabeform (4 ) in einer im wesentlichen vertikalen Relativbewegung durch die konkave Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ) bewegt wird, – die Übergabeform (4 ) wird in vertikale Überdeckung mit einer rahmenförmigen Endbiegeform (5 ) mit konkaver Formfläche gebracht, wobei wieder die Außenabmessungen der Übergabeform (4 ) kleiner als die von der konkaven Endbiegeform (5 ) umschriebene Fläche sind, – die Übergabeform (4 ) wird in einer im wesentlichen vertikalen Relativbewegung durch die rahmenförmige Endbiegeform (5 ) bewegt, wobei die Glasscheiben (2 ,2.1 ) auf die Endbiegeform (5 ) abgelegt werden, – die Glasscheiben (2 ,2.1 ) werden in ihre endgültige Form fertig gebogen, – nach Ende des Biegevorgangs werden die fertig geformten Glasscheiben (2 ,2.1 ) von der Endbiegeform (5 ) auf eine Transportvorrichtung übergeben und abgekühlt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (
2 ,2.1 ) auf der Übergabeform (4 ) mittels Differenzdruck einem zusätzlichen Biegevorgang unterzogen werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (
2 ,2.1 ) auf der Endbiegeform (5 ) durch Schwerkraftwirkung fertig gebogen werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (
2 ,2.1 ) mithilfe einer zur Endbiegeform (5 ) komplementären Oberform (6 ), welche die Glasscheiben (2 ,2.1 ) zumindest in deren Randbereich auf der Endbiegeform (5 ) presst, fertig gebogen werden. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressbiegeschritt zusätzlich mittels Differenzdruck unterstützt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Glasscheiben (
2 ,2.1 ) gebogen werden. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Glasscheiben (
2 ,2.1 ) im Anschluss an den Endbiegevorgang von der Endbiegeform (5 ) auf einen Vorspannring abgelegt und vorgespannt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aufeinander liegende Glasscheiben gebogen werden.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander liegenden Glasscheiben im Anschluss an den Endbiegevorgang von der Endbiegeform (
5 ) auf eine Kühlvorrichtung abgelegt und auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur abgekühlt werden. - Vorrichtung zum Biegen von auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheiben (
2 ,2.1 ), insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung umfasst – einen Ofen zu Erhitzen der Glasscheiben (2 ,2.1 ), – eine konkave Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ) zum Tragen und Vorbiegen der erhitzten Glasscheiben (2 ,2.1 ), – Antriebsmittel zum Bewegen der Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ), der Übergabeform (4 ) und der Endbiegeform (5 ) im Sinne der jeweiligen Übergabe der Glasscheiben, – Mittel zum Transportieren der fertig gebogenen Glasscheiben (2 ,2.1 ) in eine Kühlstation, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: – eine Übergabeform (4 ) mit konkaver Formfläche, deren Umfang kleiner ist als der Umfang der Rahmenbiegeform (3 ,3.1 ), und auf welche die Glasscheiben (2 ,2.1 ) übergeben werden, – eine Endbiegeform (5 ) mit konkaver Formfläche, deren Umfang größer ist als der Umfang der Übergabeform (4 ), und auf welche die Glasscheiben (2 ,2.1 ) von der Übergabeform (4 ) übergeben werden. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeform (
4 ) mit einem Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks zwischen ihrer Formfläche und den Glasscheiben (2 ,2.1 ) versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeform (
4 ) eine vollflächige konkave Oberfläche aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zur Endbiegeform (
5 ) komplementäre Oberform (6 ) umfasst, welche zumindest mit den Randbereichen der auf der Endbiegeform liegenden Glasscheiben (2 ,2.1 ) in Kontakt bringbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberform (
6 ) mit einem Mittel zum Erzeugen eines Differenzdrucks zwischen der Formfläche der Oberform (6 ) und der oben liegenden Oberfläche der Glasscheiben (2 ,2.1 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberform (
6 ) eine vollflächige konvexe Oberfläche aufweist.
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