DE69004530T2

DE69004530T2 - Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben in waagerechter Position.

Info

Publication number: DE69004530T2
Application number: DE90402345T
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Kuster; Herbert Radermacher; Luc Vanaschen
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2010-08-24
Also published as: EP0415826A1; FI904306A0; ES2048460T3; DE69004530D1; US5022907A; EP0415826B1; DE3928968C1; FI91389C; FI91389B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage. Sie betrifft insbesondere eine Weiterentwicklung einer eine Biegestation mit einer oberhalb der Transportebene der Glasscheiben angeordneten Biegeform und ein endloses, über Walzen geführtes und aus einem flexiblen hitzebeständigen Material bestehendes Förderband umfassenden Vorrichtung, mit der die auf Biegeteinperatur erwärmten Glasscheiben vom Ofen zur Biegestation und vor der Biegestation zur Vorspann- oder Kühlstation transportiert werden.
Die Erfindung findet Anwendung bei der Herstellung von gebogenen vorgespannten Autoglasscheiben.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus DE-A-1471872 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist unterhalb des Obertrums des endlosen Förderbandes eine höhenverstellbare Rahmenbiegeform angeordnet, die das Förderband mit der daraufliegenden Glasscheibe durch Anheben gegen die feststehende obere Biegeforin preßt. Anschließend senkt sich die Rahmenbiegeform wieder ab, und die gebogene Glasscheibe wird durch das ebene Förderband weitertransportiert. Damit sie sich dabei nicht deformiert, wird die gebogene Glasscheibe während der Absenkbewegung der Rahmenbiegeform durch Anblasen mit kalter Luft gekühlt. Dieses Verfahren ist jedoch allenfalls bei verhältnismäßig dicken Glasscheiben mit einer Dicke von mehr als 6 mm möglich; bei dünneren Glasscheiben wird der Glasscheibe durch die Abkühlung während der Absenkbewegung so viel Wärme entzogen, daß eine nachträgliche Vorspannung nicht mehr möglich ist.
Aus der US-A-4318728 ist ferner eine Vorrichtung mit zwei komplementären Biegeformen bekannt, die zu beiden Seiten des Obertrums eines endlosen Förderbandes angeordnet sind und sich synchron mit dem Förderband bewegen. Auch in diesem Fall ist das Förderband eben gespannt, und die Glasscheibe liegt nach dem Biegen nur entlang linienförmiger Bereiche auf dem ebenen Förderband auf, so daß auch hier eine erhebliche Deformationsgefahr für die gebogene Glasscheibe durch die Wirkung ihres Eigengewichts besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegevorrichtung der voraufgehend genannten Art so auszubilden, daß die Gefahr einer Deformation der gebogenen Glasscheibe unter der Wirkung ihres Eigengewichts während ihres Transports von der Biegestation zur Vorspannstation verringert wird, ohne daß dabei die gebogene Glasscheibe auf eine für das Vorspannen zu niedrige Temperatur abgekühlt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Biegevorrichtung für Glasscheiben in horizontaler Lage gelöst, die eine Biegestation, eine oberhalb der Transportebene der Glasscheibe angeordnete Biegeform und ein durch Walzen geführtes, aus biegsamem und hitzebeständigem Material bestehendes Endlosband für den Transport der auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheibe vom Ofen zur Biegestaion und von dieser zu einer Vorspann- oder Kühlstation umfaßt. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die am Ausgang der Biegestation angeordnete obere Walze eine Kurvenform aufweist, die der Querbiegung der gebogenen Glasscheibe entspricht, und daß die folgende untere Walze eine der Form der oberen Walze komplementäre Form aufweist derart, daß die durch die Kurvenform der oberen Walze bedingten Längenunterschiede zwischen dem Mittelbereich und den Seitenbereichen des Endlosbandes kompensiert werden.
Wie aus dieser Definition hervorgeht, weist der die gebogenen Glasscheiben aus der Biegestation heraus fördernde Förderer in der eigentlichen Biegezone eine der Biegeform angepaßte Kurvenform auf, so daß das Endlosband einen großen Teil der Oberfläche der gebogenen Glasscheibe unterstützt. Diese Unterstützung wird während des Transports zur Vorspann- oder Kühlstation beibehalten. Je mehr die Glasscheibe die Tendenz hat, sich unter der Wirkung ihres Eigengewichts zu deformieren, desto mehr verstärkt sich diese Unterstützung und hält so die Gefahr von unerwünschten Verformungen in Grenzen. In unmittelbarer Umgebung der oberen Walze liegt die Glasscheibe auf ihrem gesamten Querschnitt auf dem Endlosband auf.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist die obere Walze hinter der Biegestation die Form eines Rotationsparaboloids auf, und zwar eines hyperbolischen, wenn die konkave Seite der Biegeform nach oben gewendet ist, und die darauffolgende untere Walze hat die Form des Rotationsparaboloids mit entgegengesetztem Vorzeichen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bestehen die obere und die untere Walze jeweils aus einem Rundstab mit einem gebogenen Kernstab und einer auf diesem Kernstab drehbar gelagerten flexiblen Hülse aus einem flexiblen, verdrehungssteifen Material. Vorteilhafterweise weisen die beiden Rundstäbe die gleiche Biegung auf, und die flexiblen Hülsen werden mit der gleichen Tangentialgeschwindigkeit angetrieben wie die im Ofen angeordneten geraden zylindrischen Walzen. Die gebogenen Rundstäbe sind vorzugsweise winkelverstellbar gelagert, so daß auf einfache Weise in ziemlich weiten Grenzen der Radius der Querbiegung verändert werden kann.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen. Von diesen zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 2 eine Vorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Glasscheiben 1 werden von einem Rollenförderer 2 durch einen Ofen 3 transportiert, der sie auf Biegetemperatur erhitzt. Die Biegestation 4 schließt sich unmittelbar an den Ofen 3 an. Sie umfaßt eine oberhalb der Transportebene der Glasscheibe 1 angeordnete Biegeform 5 vom Typ einer Vollform mit der konkaven Seite nach oben. Die Biegeform 5 ist in bekannter Weise in vertikaler Richtung bewegbar gelagert. Sie wirkt mit einer Gegenform 6 zusammen, die vollflächig oder vorzugsweise als innen offene Rahmenform ausgebildet und ortsfest oder in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist.
An die Biegestation 4 schließt sich eine Vorspann- oder Kühlstation 8 an, in der erforderlichenfalls die gebogenen Glasscheiben 1 durch schroffe Abkühlung mit Hilfe der Blasdüsen 9 von Blaskästen 10 abgeschreckt werden, die über Leitungen 11 mit Blasluft versorgt werden. In der Vorspannstation 8 werden die gebogenen Glasscheiben 1 auf gebogenen Rundstäben 12 transportiert, deren Biegung der Biegung der Glasscheiben 1' entspricht.
Zwischen dem Ofen 3 und der Vorspannstation 8 werden die Glasscheiben von einem Endlosband 13 aus flexiblem hitzebeständigem Material transportiert. Die Glasscheibe bleibt während des Preßvorgangs durch die Biegeformen 5 und 6 an ihrem Platz auf dem Endlosband.
Für das Endlosband 13 geeignete Materialien sind beispielsweise Gewebe aus Glasfasern oder Gewebe oder Gewirke aus korrosions- und hitzebeständigen Materialfasern. Besonders geeignet für diesen Zweck sind Gewebe oder Gewirke aus Fäden, deren Elementarfasern aus einer Chrom-Nickel- Legierung bestehen und einen Durchmesser von weniger als 50 Mikrometern, und vorzugsweise von weniger als 20 Mikrometern aufweisen. Solche Gewebe oder Gewirke aus Metallfasern sind in der EP-A-310439 beschrieben. Diese Materialien weisen nicht nur die erforderliche Hitzebeständigkeit auf, sondern besitzen auch eine gute mechanische Festigkeit und die erforderlichen Wärmeisolations-Eigenschaften. Sie weisen darüber hinaus eine ausreichende Elastizität und Verformungsfähigkeit auf, um sich den Biegeformen anzupassen.
Vor der Durchführung des Biegevorgangs muß die Glasscheibe 1 unter der Biegeform 5 mit Hilfe des Endlosbandes 13 sorgfältig positioniert werden. Zu diesem Zweck ist vorteilhafterweise eine optische Einrichtung vorgesehen, nämlich im vorliegenden Fall eine Videokamera 14, die die Position der Glasscheibe 1 bei ihrem Eintritt in die Biegestation 4 vor der Biegeform 5 erfaßt. Die von der Kamera 14 gelieferten Signale werden von einer Datenverarbeitungseinheit 15 ausgewertet. Diese steuert einerseits den Antriebsmotor 20 des Endlosbandes 13 an und andererseits, falls erforderlich, andere Antriebsmotoren für eine Querbewegung und/oder eine Winkelveränderung des Bandes 13, wodurch eine vollständige Ausrichtung der Lage der Glasscheibe 1 erfolgt.
Wenn die der Glasscheibe mitgeteilte gewünschte Biegung gering ist, ist die Gegenform 6 nicht erforderlich, da die von dem Endlosband 13 ausgeübten Kräfte ausreichen, um die Glasscheibe gegen die obere Form 5 zu pressen. Allerdings ist diese Gegenform 6 zweckmäßig, wenn es sich um eine stärkere Biegung handelt. Die Gegenform 6 kann ortsfest unterhalb des Obertrums des Endlosbandes 13 angeordnet sein, das sich bei der Abwärtsbewegung der Biegeform 5, die unmittelbar auf die Positionierung der Glasscheibe folgt, absenkt. Die Biegeform 5 legt sich dann gegen die rahmenförmige, im Innern offene Gegenform 6.
Es ist auch möglich, das Verfahren mit einer beweglichen Gegenform 6 durchzuführen, die sich gegen eine ortsfeste obere Biegeform 5 bewegt, oder mit zwei Biegeformen, die sich beide aufeinanderzu bewegen.
Das Endlosband 13 wird über vier Walzen 16, 17, 18 und 19 geführt. Diese Walzen werden vorzugsweise von einem gemeinsamen Motor 20 angetrieben, der, wie weiter oben erwähnt, von einer Datenverarbeitungseinheit 15 angesteuert wird. Diese stellt nicht nur die Positionierung der Glasscheiben in der Biegestation sicher, sondern sorgt auch für eine vollkommene Synchronisation der Geschwindigkeit des Bandes 13 mit der Geschwindigkeit der Transportwalzen 2 und 3 des Ofens - um eine Gleitbewegung der Glasscheibe 1 beim Eintritt in die Biegestation 4 zu vermeiden - und für eine Beschleunigung des Bandes 13 bei der Überführung in die Vorspannstation 8.
Die beiden dem Ofen 3 benachbarten Walzen 16 und 19 sind zylindrische Walzen. Die Walze 17 am Ausgang der Biegestation hat die Form eines Rotations-Hyperboloids. Die darauffolgende Walze 18 hat ebenfalls die Form eines Rotations-Hyperboloids, jedoch mit entgegengesetzten Vorzeichen, denn ihre Umfangsfläche wird durch die Rotationsfläche gebildet, die durch Rotation einer der Querbiegung der Glasscheibe entsprechenden Kurve entsteht, wobei jedoch die der Querbiegung entsprechende Kurve um 180 Grad gedreht ist. Auf diese Weise wird der Längenunterschied zwischen dem Mittelbereich des Bandes 13 und den Seitenbereichen durch die gegenseitige Ergänzung der Durchmesser der Walzen 17 und 18 kompensiert.
Die Walzen 16 bis l8, das Endlosband 13 und sein Antriebsmotor 20 sind auf einem gemeinsamen Rahmen 22 gelagert, der auf einer Platte 23 angeordnet ist. Die Platte 23 ist über ein mittig angeordnetes Drehlager 25 auf einer parallel zur Platte 23 angeordneten Platte 24 angeordnet und kann zum Zweck der Winkelverstellung um das Drehlager gedreht werden. Mit Hilfe von Schienen 26 kann die Platte 24 quer zur Längsachse des Bandes 19 transversal verschoben werden. Diese Transversalverschiebung wird durch die Motore 27 und 28 bewirkt, die ebenfalls von der die von der Videokamera 14 gelieferten Signale verarbeitenden Datenverarbeitungseinheit 15 angesteuert werden. Die beiden Motore 27 und 28 können gegebenenfalls zum Zweck einer winkelmäßigen Verschiebung mit verschiedenen Bewegungsamplituden angesteuert werden. Dadurch wird eine sehr genaue transversale und winkelmäßige Positionierung der Glasscheibe 1 ermöglicht.
Fig. 2 stellt die zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung dar. In diesem Fall wird das Endlosband 13 über vier Walzen 30, 31, 32, 33 geführt, von denen die beiden dem Ofen benachbarten Walzen gerade zylindrische Walzen sind. Die beiden am Ausgang der Biegestation angeordneten Walzen bestehen aus Rundstäben mit gebogenen Kernstäben 34, 35, die jeweils zum Zweck einer winkelmäßigen Verstellung in Drehlagern gelagert sind. Die Kernstäbe 34 und 35 sind von flexiblen Hülsen 36 umgeben, die nachgiebig, jedoch vedrehungssteif sind. Ihre Endabschnitte sind mit Zahnrädern 37 versehen, die mit einer Kette 38 zusammenwirken, durch die sie in Drehung versetzt werden. Die Kernstäbe 34 und 35 sind ihrerseits in ihrer räumlichen Winkelstellung festgelegt. Der Motor 20 kann so die Hülsen 36 gleichzeitig und mit derselben Umfangsgeschwindigkeit antreiben wie die Walzen 30 und 33.
Die Walzen 31 und 32 sind beispielsweise so aufgebaut, wie es in dem europäischen Patent EP-A-107565 beschrieben ist.
Die Winkelstellung der gebogenen Kernstäbe 34 und 35 wird so eingestellt, daß die Summe der Teilstrecken S&sub1; + S&sub2; + S&sub3; gleich der Summe der Teilstrecken T&sub1; + T&sub2; + T&sub3; ist, so daß der anfängliche Unterschied zwischen den Teilstrecken und T&sub1; kompensiert wird.
Da die Walzen 31, 32 sich aus gebogenen Kernstäben und sich drehenden Hülsen zusammensetzen, weist das Endlosband 13 eine Querbiegung auf, die sich in Abhängigkeit von der Winkelstellung des oberen Kernstabes 34 ändert. Auf diese Weise kann ihre Querbiegung den verschiedenen Typen der Biegeformen 5 angepaßt werden, ohne daß die Walzen 31, 32 ausgewechselt werden müßten. Die Querbiegung kann so zwischen einem dem ebenen Zustand entsprechenden Radius unendlich und dem Biegeradius des Kernstabes 34 eingestellt werden, wobei die horizontale Winkelstellung des Kernstabes 34 dem ebenen Zustand des Bandes 13, und die vertikale Winkelstellung dem kleinsten möglichen Biegeradius entspricht.
Wenn der gebogene Kernstab 34 in vertikaler Richtung ausgerichtet ist, ist auch der untere Kernstab 35 vertikal ausgerichtet, das heißt in der gleichen Winkelstellung. Wenn der obere Kernstab 34 horizontal ausgerichtet ist, gilt das gleiche für den unteren Kernstab 35, jedoch um 180 Grad gedreht, um die Wirkung der Längenkompensation zu erreichen. Zwischen diesen beiden Extremen wird die Winkelverstellung der Kernstäbe 34 und 35 in entgegengesetztem Sinn vorgenommen. Es ist deshalb vorteilhaft, die beiden Kernstäbe 34 und 35 über Kurbelarme 39, 40 und einen die beiden Kurbelarme 39 und 40 miteinander verbindenden Hebel 41 in ihren Rotationsbewegungen zu koppeln. Mit Hilfe des Handgriffs 42 kann dann automatisch die Querbiegung des Endlosbandes 13 verändert werden.
Ebenso wie die anhand der Fig. 1 beschriebene Konstruktion kann die in Fig. 2 vorgeschlagene Konstruktion mit einem Rahmen 22 arbeiten, dessen transversale und vorzugsweise auch horizontale winkelmäßige Position zum Zweck einer vollkommenen Positionierung der Glasscheiben regelbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben (1,1') in horizontaler Lage, mit einer Biegestation (4) mit einer oberhalb der Transportebene der Glasscheiben (1,1') angeordneten Biegeform (5) und einem die auf Biegetemperatur erwärmte Glasscheibe (1,1') von einem Ofen (3) zur Biegestation (4) und von dieser zu einer Vorspann- oder Kühlstation (8) transportierenden, durch Walzen (16,17,18,19; 30,31,32,33) geführten, aus einem biegsamen und hitzebeständigen Material bestehenden Endlosband (13), dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der Biegestation (4) angeordnete obere Walze (17,31) eine Kurvenform aufweist, die der Querbiegung der gebogenen Glasscheibe (1') entspricht, und daß die folgende untere Walze (18,32) eine der Form der Walze (17,31) komplementäre Form aufweist derart, daß die durch die Kurvenform der Walze (17,31) bedingten Längenunterschiede zwischen dem Mittelbereich und den Seitenbereichen des Endlosbandes (13) kompensiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen (17,31) und unteren (18,32) Walzen die Form von Rotationsparaboloiden mit entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere (31) und die untere (32) Walze jeweils aus einem Rundstab (34,35) mit einem gebogenen Mittelabschnitt und einer auf dem Rundstab (34,35) drehbar gelagerten Hülse (36) aus einem flexiblen und torsionsfesten Material bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Hülsen (36) mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind wie die an der Seite des Ofens (3) angeordneten geraden zylindrischen Walzen (30,33).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogenen Rundstäbe (34,35) der Walzen (31,32) winkelverstellbar gelagert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogenen Rundstäbe (34,35) in entgegengesetztem Drehsinn gekoppelt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Positionierung der Glasscheibe (1) in der Biegestation (4) der Antriebsmotor (20) des Endlosbandes (13) von einer Datenverarbeitungseinrichtung (15) angesteuert wird, die die von einer optischen Einrichtung (14) kommenden Signale, die die Lage der Glasscheibe (1) auf dem Endlosband (13) wiedergeben, auswertet.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (16,17,18,19; 30,31,32,33) in einem gemeinsamen Rahmen (22) angeordnet sind, der quer zur Längsachse des Endlosbandes (13) verschiebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Antriebsmotoren (27,28) zur Querverschiebung des Rahmens (22), die durch eine Datenverarbeitungsanlage (15) angesteuert werden, die die von einer optischen Einrichtung (14) kommenden Signale, die die Lage der Glasscheibe (1) auf dem Endlosband (13) wiedergeben, auswertet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (22) winkelverdrehbar gelagert ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (13) aus einem Gewebe oder Gewirk aus Fäden besteht, deren Elementarfasern aus einer Chrom-Nickel- Legierung bestehen und einen Durchmesser von weniger als 50 Mikrometern und vorzugsweise von weniger als 20 Mikrometern aufweisen.