DE69001571T2

DE69001571T2 - Bekleidung für Biegeformen.

Info

Publication number: DE69001571T2
Application number: DE1990601571
Authority: DE
Inventors: Roger David; Denis Mathivat; Jean-Marc Petitcollin
Original assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Current assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2010-02-07
Also published as: EP0387111B1; FR2644156A1; FR2644156B1; EP0387111A1; DE69001571D1; ES2048449T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Biegen von Glasscheiben und betrifft insbesondere eine Beschichtung für eine volle Biegeform, an welche die Glasscheibe während des Biegeverfahrens angelegt wird.
In den am häufigsten verwendeten Biegeverfahren wird die Glasscheibe - die auf über ihre Verformungstemperatur erhitzt ist - während des Biegeverfahrens wenigstens einmal an eine Biegeform angelegt, die aus einer Platte besteht - ausgeführt als Blech oder eine feuerfeste Keramik - die gegebenenfalls eine Form aufweist, die der endgültigen Form, die der Glasscheibe verliehen werden soll, mehr oder weniger entspricht. Diese Biegeform wird meist in Verbindung mit einem in der Mitte offenen Rahmen mit gekrümmten Querschnitt verwendet und im Gegensatz dazu mit dem Begriff "volle Biegeform" bezeichnet, selbst wenn das Biegeverfahren keine Stufe für das Andrücken des Glases zwischen dieser vollen Biegeform und dem in seiner Mitte offenen Rahmen enthält.
Als nicht Beispiele solcher vollen Biegeformen, die nicht erschöpfend sein sollen, seien Trägereinrichtungen genannt, die aus den Patentschriften EP-33 91 und EP-53 06 bekannt sind und aus geraden oder eine geringe zylindrische Krümmung aufweisenden feuerfesten Platten bestehen, die mit einer Vielzahl von Ansaugöffnungen versehen sind, mittels derer die Glasscheibe - die von einem Förderer, beispielsweise einem Rollenförderer, bis zu einer Halteposition transportiert wird, die genau unter der Trägereinrichtung liegt - durch Ansaugen bis zu einem Anschlag an die Trägereinrichtung angehoben, bevor man sie auf einen Biegerahmen, wo sie durch die Wirkung der Schwerkraft gebogen wird, fallenläßt. Zusätzlich zu solchen Trägereinrichtungen, die nichts oder wenig zum eigentlichen Biegen der Glasscheiben beitragen, gibt es ebenfalls gekrümmte Biegeformen, an welche die Glasscheiben durch Kräfte, beispielsweise pneumatische oder mechanische, angelegt werden, um die Glasscheibe entsprechend des Biegeformprofils zu verformen; solche Formen sind aus den Dokumenten FR-2 085 464, FR-2 567 508, FR-2 596 750, FR-2 596 751, FR-2 601 668 oder EP 272 962 bekannt. Schließlich können volle Biegeformen verwendet werden, um mechanische Druckflächen für eine Formgebung von Glasscheiben durch Andrücken in senkrechter oder waagerechter Position zu schaffen.
Unabhängig von der Aufgabe der Biegeform ist ihre im Kontakt mit der Glasscheibe befindliche Oberfläche immer mit einer Zwischenbeschichtung überzogen. Diese Beschichtung soll die Berührung zwischen dem Glas und der oberen Form abmildern und insbesondere deren kleine Fehler ausgleichen, die trotz maschineller Bearbeitung vorhanden sein können. Darüber hinaus muß man auch noch berücksichtigen, daß selbst unter der Voraussetzung einer vollkommen glatten Biegeform Staubteilchen, wie bei einem Sandwich, zwischen das Glas und die Form gelangen können. Außerdem reichen Unterschiede in den Eigenschaften der Materialien (beispielsweise Glas und feuerfester Stahl) aus, um zur Bildung von Nadelstichporen auf dem heißen Glas zu führen.
Die Wahl der Beschichtung bestimmt die optische Qualität der erzeugten Fensterscheiben, insbesondere auf Grund des Risikos eines bleibenden Abdrucks der Beschichtung auf der Glasscheibe, die zum Zeitpunkt ihres Anlegens an die Biegeform sehr formbar ist. Aus diesem Grund hat die Anmelderin festgestellt, daß es bevorzugt ist, keine Gewebe zu verwenden, deren Struktur auf dem Glas wiedererkannt werden könnte. Außerdem ist es selbstverständlich, daß die verwendete Beschichtung geeignet sein muß, ohne irgendwelche Zersetzungserscheinungen ständig eine Temperatur von etwa 700ºC auszuhalten und das während eines Zeitraums, der den Produktivitätsforderungen der Produktionslinie für gewölbte Fensterscheiben entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, daß jeder Ersatz der Biegeformbeschichtung eine Produktionsunterbrechung für einen Zeitraum erfordert, der bis zu mehreren Stunden betragen kann, falls es sich um Biegeformen aus feuerfester Keramik handelt.
Eine erste verwendete Beschichtungsart ist Glasfasergewebe, wobei die Glassorte E, d. h. ein alkalifreies Glas, verwendet wird. Die Grenze der Gebrauchstemperatur eines solchen Materials liegt sehr nahe an der Temperatur der Glasscheibe in einer Biegekammer, wobei sich ein solches Gewebe auch sehr schnell durch Oxidation zersetzt. Darüber hinaus kann sich der Abdruck der Gewebestruktur auf der Fensterscheibe sichtbar wiederfinden, deren optische Qualität dadurch stark beeinträchtigt ist.
Um das abzustellen, ist es aus der Patentanmeldung JP-A-61 261 226 bekannt, für eine Andruckeinrichtung ein Gewebe zu verwenden, daß im wesentlichen aus korrosionsbeständigem Stahldraht besteht, der eine Wärmebeständigkeit aufweist, die über der des Glases der Sorte E liegt, so daß die Nutzungsdauer einer solchen Beschichtung etwa dreimal höher als die einer Beschichtung aus Glasfasergewebe ist. Wenn auch der Einsatz von korrosionsbeständigem Stahldraht die thermischen Beständigkeitsprobleme des Materials löst, bleibt doch die Beschichtung ein einfaches Gewebe, das außerdem hinsichtlich emaillierter Glasflächen nicht völlig zufriedenstellend ist.
Dieses letzte Problem findet sich vollständig in der dritten Art der verwendeten Beschichtung, bei Papier auf der Grundlage von keramischen Fasern, insbesondere von durch ein mineralisches Bindemittel agglomerierten Siliziumdioxid- und/oder Aluminiumoxidfasern wieder. In der Praxis haben die keramischen Fasern eine sehr gute Wärmebeständigkeit und darüber hinaus wird durch die nichtgewebte Textur des Papiers jeder Abdruck auf dem Glas vermieden. Dennoch weist diese sehr häufig verwendete Papierbeschichtung eine bestimmte Anzahl von Nachteilen auf. Zunächst müssen Schichtdicken in der Größenordnung von 1 bis 2 mm verwendet werden, wenn man eine genügende mechanische Beständigkeit reichen will. Das hat eine Steifigkeit des Papiers zur Folge, die schlecht zu den komplexesten Biegeformen paßt. Weiterhin muß das Papier zwingend auf die Biegeform geklebt werden. Falls der Klebstoff nicht genügend sorgfältig aufgetragen wird, bilden sich kleine Klümpchen, die Blasen verursachen, deren Abdruck auf dem Glas sichtbar ist. Andererseits gestattet die Porigkeit des Papiers dem Klebstoff stellenweise bis zur Papieroberfläche zu wandern, so daß man wieder Abdrücke auf dem Glas beobachtet.
Es ist eine Tatsache, daß die vorgenannten Mängel in großem Maße durch einen ordnungsgemäßen Klebstoffauftrag vermieden werden können, dennoch stellt er für die Produktivitätsverbesserung der Produktionslinie ein Hindernis dar, da mehrere Papierwechsel pro Tag erforderlich sein können.
Außerdem erhöht sich die Häufigkeit dieser Papierwechsel beträchtlich, wenn die Glasoberfläche teilweise mit einer Emailzusammensetzung beschichtet ist. Diese Emailzusammensetzungen werden in Form von Pasten am Eingang des Ofens aufgebracht, der die Glasscheiben auf Biege- und/oder Abschrecktemperatur erhitzen soll. Dabei erfolgt der Auftrag auf die Oberseite der Glasscheibe, d. h. auf die Seite, die sich nicht in Berührung mit dem Förderer befindet, welcher im allgemeinen ein Rollenförderer ist, der das Glas durch den Ofen transportiert. In sämtlichen vorgenannten Biegeverfahren ist es jedoch die obere und folglich emaillierte Seite der Glasscheibe, die an die Biegeform angelegt wird.
Auf Grund der verwendeten Emailzusammensetzungen weisen die Emails - deren Einbrennvorgang nicht vollständig abgeschlossen sein kann, wenn die Glasscheibe in die Biegeanlage, in der sich die Biegeform befindet, eintritt - eine mehr oder weniger große Klebkraft auf. Wenn ein solches Ankleben vorkommt, reißt die Glasscheibe beim Ablösen ein Stück des Papiers mit, was dessen schnellen Ersatz erforderlich macht.
Weiterhin ist es aus der Patentanmeldung FR-A-2 606 398 bekannt, eine Biegeform mit einer Beschichtung zu versehen, deren äußere Oberfläche aus einem Geflecht gestrickter Metallfäden besteht. Die vor einem Gewebe bevorzugte Wahl einer Maschenware erklärt sich aus der viel größeren Biegsamkeit der Schutzschicht, die es ihr gestattet, komplexe Formen anzunehmen. Da die in Berührung mit dem Glas befindliche Oberfläche jedoch aus Fäden und nicht aus Fasern - mit etwa 100mal größeren Durchmessern - besteht, erhöht sich so das Risiko von Abdrücken auf dem heißen Glas sehr stark. Wenn außerdem die Biegeform nicht aus Keramik besteht (wobei aber Metallbiegeformen häufig bevorzugt sind, da sie weniger teuer und darüber hinaus viel einfacher an die zahlreichen Veränderungen in der Biegeformgruppe anzupassen sind), wird vorgeschlagen, die aus dem Metallgeflecht bestehende Beschichtung durch eine zweite Schicht auf der Grundlage von feuerfestem Papier zu verdoppeln, die jedoch wieder die vorstehend erläuterten Probleme mit sich bringt.
Ebenso ist zu bemerken, daß bei der Herstellung von Fensterscheiben mit komplexen Formen meist der Arbeitsgang des mechanischen Andrückens erforderlich ist. Damit erfährt die Beschichtung einen viel größeren Quetschdruck als beim einfachen Auflegen des Glases auf der Biegeform durch pneumatische Kräfte, wobei festzustellen ist, daß sich Beschichtungen von der Art eines Papiers aus keramischen Fasern unter mechanischem Druck sehr schnell zersetzen können, auch wenn sie drucklos zufriedenstellend anzuwenden sind.
Das technische Problem, auf dessen Lösung sich die Erfindung richtet, ist die Bereitstellung einer neuen Beschichtung für Biegeformen, die es gestattet, den Zeitraum zwischen dem Ersatz der Beschichtung sehr deutlich zu verlängern, ohne jedoch die Qualität der erzeugten Fensterscheiben, insbesondere hinsichtlich ihrer optischen Qualität, zu beeinträchtigen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Verwendung einer Beschichtung aus feuerfesten Fasern gelöst, deren Textur das einzelne Herauslösen dieser feuerfesten Fasern gestattet, und welche kein Bindemittel enthält. Nach Anspruch 1 schlägt die Erfindung dafür eine Beschichtung aus feuerfesten Fasern für volle Biegeformen vor, an die während des Biegeverfahrens auf über ihre Verformungstemperatur erhitzte Glasscheiben angelegt werden, wobei diese feuerfesten Fasern ohne Bindemittel miteinander verbunden sind und die Beschichtung Metallfasern aufweist, deren Durchmesser zwischen 8 und 16 und vorzugsweise etwa 12 m beträgt und sie durch Filz- oder Maschenbildung hergestellt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist daher vollständig von der bisherigen Praxis verschieden, welche die Beschichtung so verschleißfest wie möglich ausführt, da sie sich während ihrer Nutzungsdauer absolut nicht zersetzen darf. Falls doch Verschleiß auftreten sollte, würde das unmittelbar die Notwendigkeit des Austauschs der Beschichtung nach sich ziehen.
Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß eine außergewöhnliche Lebensdauer paradoxerweise wegen der Möglichkeit des Abbröckeln der Beschichtung erreicht. Unter Abbröckeln wird hier die Möglichkeit des Herauslösens einzelner Fasern verstanden, da diese nicht durch eine gemeinsame Matrix, beispielsweise vom Typ eines Bindemittels, miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund ist die erfindungsgemäße Beschichtung gegenüber den bekannten Erscheinungen des Anklebens durch Emails viel weniger empfindlich als die bekannten Beschichtungen; dabei ist es nicht so, daß solche Erscheinungen nicht mehr vorkommen - da sie im wesentlichen auf die Eigenschaften der Emailzusammensetzungen zurückzuführen sind - praktisch bleiben sie jedoch ohne Folgen für die Beschichtung, da, wenn sich das Glas von der Beschichtung löst, es nur einige Fasern mitreißt - und nicht ganze Beschichtungsstücke, wie es beispielsweise bei Papieren auf der Grundlage von keramischen Fasern der Fall ist. Die sehr kleine Anzahl herausgelöster Fasern - und ihre Begrenzung auf die emaillierten Bereiche der Fensterscheibe - bewirkt, daß das Abbröckeln absolut ohne Einfluß auf die optische Qualität der Fensterscheiben ist und daß der daraus folgende Verschleiß der Beschichtung tatsächlich sehr gering bleibt. In der Praxis konnten für die erfindungsgemäßen Beschichtungen zehnmal höhere Lebensdauern festgestellt werden - selbstverständlich für dieselben Sorten von Glasscheiben. Außerdem erlaubt es dieses Herauslösen, daß Emailtröpfchen vermieden werden, die die Beschichtung verschmutzen könnten.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Beschichtung muß derart sein, daß keinerlei Abdruck auf dem Glas erzeugt wird, das auf seine Biegetemperatur erhitzt ist. Eine solche Oberflächenbeschaffenheit kann mit solchen nichtgewebten Materialien wie Filze oder Maschenware erhalten werden. Falls Maschenware verwendet wird, wählt man für sie ein solches Herstellungsverfahren und eine Beschaffenheit der gewirkten/gestrickten Fäden, daß die Fasern so anordnet werden, daß diese die Möglichkeit des einzelnen Herauslösens von Fasern erlauben und dem Erzeugnis Eigenschaften verleihen, die einem Filz nahekommen. Gute Ergebnisse werden beispielsweise mit einem Gestrick vom Jersey-Typ mit einer Maschenweite in der Größenordnung von 1 mm erzielt, vorzugsweise ausgehend von einem "haarigen" Faden, d. h., daß dessen einzelne Fasern nur durch eines ihrer Enden zusammengehalten und deshalb viel leichter herauszulösen sind.
Außer dieser Möglichkeit des einzelnen Herauslösens von Fasern, die die Beschichtung der Biegeform bilden, ist es vorteilhaft, daß die Fasern ebenfalls eine Bewegungsfreiheit in der Beschichtung besitzen, was insbesondere durch eine Beschichtung ermöglicht wird, deren Porigkeit größer als 95 % ist. Darüber hinaus ist bekannt, daß Porigkeiten von unter 90 % nicht erwünscht sind, da die dauerhafte Bildung eines Luftkissens zwischen Glasscheibe und Biegeform verhindert werden soll - ohne jedoch auszuschließen, daß sich ein solches Luftkissen beispielsweise zu dem Zeitpunkt bildet, wo die Glasscheibe die Biegeform berührt, mit dem Ziel, den Aufprall zu mildern. Unter diesen Bedingungen liegt die Porigkeit einer erfindungsgemäßen Beschichtung vorzugsweise zwischen 95 und 98 %. Weiterhin ist festzustellen, daß eine Beschichtung, die eine erhöhte Porigkeit aufweist, eine große Biegsamkeit besitzt, die es ihr gestattet, sich vollständig an jede Biegeform anzupassen, selbst wenn diese eine oder mehrere ausgeprägte Krümmungen, insbesondere in der Nähe der Ränder, wie es für Fensterscheiben mit komplexen Formen der Fall ist, aufweist.
Das Flächengewicht der Beschichtung beträgt vorzugsweise zwischen 300 und 900 g/m . Das erlaubt Beschichtungen herzustellen, die vom mechanischen Gesichtspunkt her besonders widerstandsfähig sind, und gegebenenfalls auf der Biegeform ohne Verwendung von Klebstoffen befestigt werden können, was bei Beschichtungen vom Typ des Papiers aus keramischen Fasern, die zu zerbrechlich sind, vollständig ausgeschlossen ist. Wie in der Einleitung der Anmeldung beschrieben, ist das Verkleben immer ein recht komplizierter Arbeitsgang, da dafür gesorgt werden muß, daß sich keine Klümpchen bilden, die zu Gasbläschenbildung führen und die Wanderung von Klebstoffpunkten zur Beschichtungsoberfläche, wo sie die Fensterscheiben verschmutzen können, begünstigen. Werden keine Klebstoffe verwendet, wird die Befestigung durch mechanische Mittel, beispielsweise mit Klammern, durchgeführt. Es ist festzustellen, daß dieser Typ der Montage an der Rückseite der Biegeform mehrere Falze in der Beschichtung erfordert, was beispielsweise die Papierbeschichtungen nicht, die erfindungsgemäßen Beschichtungen jedoch ohne Schwierigkeiten vertragen können. Dabei weisen letztere hinsichtlich ihres Verschleißes und der optischen Qualität, bedingt durch das Herauslösen einzelner Fasern, einen unbedeutenden Preis auf.
Die verwendeten Fasern müssen genügend fein - da es sicher nicht erwünscht ist, daß die Fasern selbst ihren eigenen Abdruck auf der Glasfläche hinterlassen - und dennoch genügend widerstandsfähig sein und darüber hinaus einen vernünftigen Preis aufweisen. Gute Ergebnisse werden mit Fasern erhalten, deren mittlerer Durchmesser weniger als 16, beispielsweise zwischen 8 und 16 m, und vorzugsweise etwa 12 m beträgt.
Besonders eignen sich für eine erfindungsgemäße Beschichtung Fasern auf der Grundlage einer feuerfesten Metallegierung, beispielsweise einer feuerfesten Nickellegierung des Typs INCONEL 601 oder ein korrosionsbeständiger Stahl des Typs 316 L.
Die Nutzungsdauer der erfindungsgemäßen Beschichtungen ist wenigstens 10mal höher als die Nutzungsdauer bekannter Beschichtungen, wenigstens für die Fälle, bei denen die Glasscheibe auf ihrer in Berührung mit der Beschichtung befindlichen Seite einen emaillierten Teil aufweist.
Es sind Versuche mit erfindungsgemäßen Filzen oder Maschenwaren und verschiedenen Typen von Beschichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen oder auf technischen Gebieten verwendet werden, die sehr nahe dem Abschrecken von Glasscheiben liegen, durchgeführt worden. Die Eigenschaften der Beschichtungen sind wie folgt

Beschichtung Nr. 1:

Papier aus Keramikfasern

Beschichtung Nr. 2:

Gewebe aus Fasern der Glassorte E

Beschichtung Nr. 3:

Unverformbares, im wesentlichen aus Metall bestehendes Gewebe, welches aus einem 90 10- m-Elementarfäden enthaltendem Garn hergestellt ist, das in verschiedenen Richtungen angeordnet eine Gesamtheit von quadratischen Maschen mit 2 bis 10 mm Seitenlänge bildet und zur Herstellung von Knoten überlagert ist.

Beschichtung Nr. 4:

Feines Asbestgewebe

Beschichtung Nr. 5:

Gewebe aus Siliziumdioxidfasern

Beschichtung Nr. 6:

Multiplex-Metallgewebe aus Inox 304 L

Beschichtung Nr. 7:

- erfindungsgemäßer Filz
- Legierung: Inox 316-L
- Faserdurchmesser: 8 m
- Flächengewicht: 500 g/m
- Porigkeit: 98 %

Beschichtung Nr. 8:

- erfindungsgemäßer Filz
- Legierung: Inconel 601
- Faserdurchmesser: 12 m
- Flächengewicht: 600 g/m
- Porigkeit: 95 %

Beschichtung Nr. 9:

- erfindungsgemäßer Filz
- Legierung: Inconel 601
- Faserdurchmesser: 12 m
- Flächengewicht: 300 g/m
- Porigkeit: 95 %

Beschichtung Nr. 10:

- erfindungsgemäßer Filz
- Legierung: Inconel 601
- Faserdurchmesser: 8 m
- Flächengewicht: 600 g/m
- Porigkeit: 98 %

Beschichtung Nr. 11:

- erfindungsgemäßer Filz
- Legierung: Inconel 601
- Faserdurchmesser: 12 m
- Flächengewicht: 600 g/m
- Porigkeit: 98 %

Beschichtung Nr. 12:

- Gestrick
- Legierung: Inox 316 L
- Faserdurchmesser: 12 m
- Jersy-Gestrick mit 112 Fäden pro Garn
- Abstand zwischen zwei Reihen: 1,4 mm
- Gestrickdicke: 0,7 mm
Die nachfolgende Tabelle zeigt die jeweiligen Lebensdauern der verschiedenen Beschichtungen, wobei nur die Beschichtungen, die zu einer genügenden optischen Qualität führen, vollständig geprüft worden sind. Dabei wird die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Beschichtungen deutlich. Beschichtung Befestigung optische Qualität Lebensdauer geklebt auf die Form gespannt auf Papier gespannt auf die Form geklebt gut Abdruck Nadelstichporen Glasscheiben

Claims

1. Beschichtung aus feuerfesten Fasern für volle Biegeformen, an die während des Biegeverfahrens auf über ihre Verformungstemperatur erhitzte Glasscheiben angelegt werden, wobei diese feuerfesten Fasern ohne Bindemittel miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Fasern aus einer feuerfesten Metallegierung bestehende Fasern sind, deren Durchmesser zwischen 8 und 16 und vorzugsweise etwa 12 Mikrometer beträgt, und daß die Beschichtung durch Maschen- oder Filzbildung hergestellt wird.

2. Beschichtung aus feuerfesten Fasern vom Typ einer Maschenware nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Maschenweiten in der Größenordnung von 1 bis 1,4 mm aufweist.

3. Beschichtung aus feuerfesten Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Beschichtung durch Jersey-Strickerei hergestellt wird.

4. Beschichtung aus feuerfesten Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Flächengewicht zwischen 300 und 800 g aufweist.

5. Beschichtung aus feuerfesten Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Porigkeit zwischen 90 und 98 % aufweist.

6. Beschichtung aus feuerfesten Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Porigkeit zwischen 95 und 98 % aufweist.

7. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Form von haarigen Fäden vorliegen.

8. Biegeform, die mit einer Beschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 versehen ist.

9. Biegeform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch mechanische Mittel, die an der Rückseite der Biegeform angebracht sind, befestigt wird.

10. Anwendung der Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf das Biegen von emaillierten Glasscheiben.