DE69005540T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen und Härten durch Kontakt. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft das Kontaktbiegen und -vorspannen von Glasscheiben, insbesondere für die Herstellung von Verglasungen, die beispielsweise für Kraftfahrzeuge bestimmt sind und eine sehr hohe Formgenauigkeit, beim Zerspringen einen Zerfall entsprechend den Sicherheitsnormen und eine optische Qualität aufweisen müssen, die auch strengste Normen erfüllt.
• So ist beispielsweise aus der Patentanmeldung EP-A-277074 bekannt, das Biegen und Vorspannen von Glasscheiben gleichzeitig durchzuführen, die dafür zuvor auf über ihre plastische Verformungstemperatur erhitzt worden sind und anschließend zwischen zwei Kühl und Pressplatten gebracht werden, deren Form der Krümmung entspricht, welche die Glasscheibe annehmen soll. Die Glasscheiben werden zwischen den Platten solange gepreßt, bis ihre Temperatur soweit abgesunken ist, dar sie in ihrer Form erstarrt sind. Ein solches Verfahren ist besonders vorteilhaft bei Verglasungen aus dünnem Glas, beispielsweise von weniger als 3 mm Dicke, da es kompliziert ist, auf Grund ihres schnellen Abkühlens an der Luft bereits von dem Moment an, an dem die Verglasungen aus dünnem Glas den Wiedererwärmungsofen verlassen, diese nach dem Biegen auf eine Temperatur zu bringen, die für ein thermisches Abschrecken ausreichend hoch ist.
• Ein weiterer Grund für die Entwicklung solcher Verfahren des Kontaktbiegens- und -vorspannens ist das Streben nach einer vollkommenen Beherrschung der Krümmung einer Verglasung und insbesondere nach dem Vermeiden von "Doppelbiegungen" genannten Fehlern, d. h. von unerwünschten Krümmungen, die insbesondere auf Grund der Einwirkung der Schwerkraft entstehen, wenn die Glasscheibe nicht an jedem Punkt ihrer Unterseite gelagert ist.
• Von den Erf indern ist jedoch eine geringe Formabweichung der Glasscheibe, bezogen auf die Kühl und Preßplatten, festgestellt worden, deren Ursache teilweise auf die unvollständige Entspannung der Verformungs- und insbesondere der Biegespannungen zurückzuführen ist. Diese Biegespannungen sind in der Nähe der Glasoberflächen am höchsten, d. h. sie sind in den Bereichen am höchsten, die am schnellsten abgekühlt sind und für die der Zeitraum, während dem der Abbau der Spannungen effektiv vor sich gehen kann, am kürzesten ist. Außerdem kann die nicht stattfindende Entspannung örtlich zu Spannungen, die über der Glasfestigkeit liegen, und damit zum Bruch der Verglasung führen.
• Es ist möglich, den Zeitraum, während dem diese Entspannung vorsichgeht, zu verlängern, indem Glasscheiben verwendet werden, deren Anfangstemperatur höher ist und die daher eine intensivere Abkühlung erfahren. Der Anfangserwärmung der Glasscheibe ist jedoch durch die optische Qualität eine Grenze gesetzt. Wenn die Glasscheiben flach auf Rollen transportiert werden - was gleichzeitig die einfachste, wirtschaftlichste und größtenteils diejenige Transportart ist, die am wenigsten zu Abdrücken oder Verschmutzungen durch die Emails tührt - hat das zu heile Glas eine leichte Neigung dazu, sich zwischen den Rollen abzusenken, was zu Fehlern des "Wellblech"-Typs führt, deren Spuren sogar nach dem Pressen während der Stufe des Kontaktbiegens und -vorspannens erhalten bleiben.
• Außerdem ist es bei dem Verfahren des Kontaktbiegens und -vorspannens praktisch unmöglich, die Formgebungsphase beispielsweise durch Anwendung einer fortschreitenden Krümmung der Biegeformen zu verlängern, da selbstverständlich die Formgebungszeit in dem Male begrenzt ist, in dem gleichzeitig die Glasscheibe eine starke Abkühlung durch die Kühl und Preßplatten erfährt. Eine Lösung dieses Problems bringt die Verwendung geeigneter Dämpfungsmaterialien, aber nur, wenn man für das Kontaktvorspannen bei gewöhnlichen Preßgeschwindigkeiten bleibt. Wenn die vorgesehene Formgebungszeit zu lang ist, kommt es am Ende der Formgebungszeit zum Bruch, da das Glas dann zu kalt ist, um den Verformungsgrad zu ertragen. Diese Begrenzung der Formgebungszeit bewirkt eine Begrenzung der Krümmungen, die durch dieses Verfahren erzeugt werden können. Darüber hinaus verringert die Verlängerung der Formgebungsphase den Arbeitstakt der Produktionslinie, was bei industrieller Anwendung immer ein Mangel ist.
• Andererseits sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung von gebogenen und vorgespannten Verglasungen bekannt, in denen diese zwei Arbeitsgänge zu verschiedenen Zeiten und Orten durchgeführt werden. Das sind insbesondere Verfahren, nach denen die Glasscheiben in waagerechter Position in einem Ofen erhitzt werden, den sie beispielsweise von einem Rollenförderer transportiert durchlaufen; anschließend werden sie über den Förderer durch mechanische oder pneumatische Mittel hochgehoben - insbesondere durch Ansaugen oder durch Blasen von Heißluft - an ein Oberteil, das eben oder eine Biegeform ist, gedrückt und danach zu einem Unterteil, beispielsweise einem in seiner Mitte offenen Ring, losgelassen, das die Glasscheibe bis zu einer Vorrichtung zum thermischen Abschrecken durch Einblasen kalter Luft mittels Abschreckkästen führt. In diesem Fall erfolgt die Verformung der Glasscheibe ausschließlich oder teilweise auf dem Unterteil oder sie ist bereits beendet, wenn das Glas auf dem Unterteil abgelegt wird. Auch sind Verfahren bekannt, die kein Unterteil - oder nur in der Biegestufe - verwenden, und nach denen der Transport der gebogenen Glasscheibe bis zur Abschreckvorrichtung direkt auf der Oberform, die dann beweglich ist, oder auch auf einem Förderer erfolgt, der ein gegebenenfalls gekrümmter Rollenträger ist. Diesen Biege- und Vorspannverfahren ist die Verwendung einer Oberform und der senkrechte Transport der Glasscheibe gemeinsam. Zu ergänzen sind noch die Biegeverfahren, nach denen sich die Glasscheibe auf einem Formgebungsträger fortbewegt, der beispielsweise aus geraden oder Führungsstangen besteht, die entlang einer gekrümmten Bahn befestigt sind. Sämtliche oben erwähnten Verfahren gehören zum Stand der Technik, Beispiele dafür finden sich in den Patentveröffentlichungen US-A-3527589, EP-A-3391, EP-A-5306, FR-A- 208546, FR-A-2312463, FR-A-2442219, FR-A-2549464, FR-A- 2549465, FR-A-2554436, FR-A-2567508, FR-A-2596750 und FR-A- 2596751.
• Insbesondere ist aus der Veröffentlichung EP-A2-183 418 ein Verfahren zur Formgebung von Glasscheiben bekannt, welches das Ablegen der Glasscheibe auf eine Rahmenform mit anschließendem Pressen mittels einer ansaugenden vollen Oberform umfaßt. Nach Beendigung dieses Preßvorgangs wird die Glasscheibes durch Ansaugen in Kontakt mit der Oberform gehalten, angehoben und danach auf einem neuen Rahmen abgelegt, der sie zur Abschreckstation befördert.
• Aus der Veröffentlichung EP-A1-143 691 ist weiterhin ein Verfahren zum Biegen auf Rollen bekannt, bei dem nach einer ersten Verformungsphase auf einem Träger aus rotierenden Teilen ein Preßvorgang durchgeführt und die gebogene Glasscheibe schließlich von anderen rotierenden Teilen bis zur Abschreckstation transportiert wird.
• Diese Verfahren ermöglichen das Erreichen sehr hoher Arbeitstaktfrequenzen selbst für relativ komplexe Verglasungsformen. In dem Maße jedoch, in dem die optische Qualität Priorität hat, ist es praktisch unmöglich, eine vollständig befriedigende Form und insbesondere keinen Doppelbiegungsfehler zu erhalten. Es ist festzustellen, dar die Formabweichungen umso empfindlicher sind, je geringer die Glasdicke ist, was das gewachsene Interesse an Kontaktbiege- und -vorspannverfahren für dünnes Glas erklärt.
• Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung als wichtigste Aufgabe eine solche Verbesserung der Kontaktbiege- und -vorspannverfahren zugrunde, welche die Herstellung von Verglasungen, die sämtliche Krümmungsarten aufweisen können, insbesondere solche, die sich durch kleine Kurvenradien auszeichnen, unter befriedigenden industriellen Bedingungen und mit sehr hoher Formgenauigkeit ermöglicht.
• Die erfindungsgemäß für dieses Problem vorgeschlagene Lösung besteht in einem dem gleichzeitigen Kontaktbiegen und -vorspannen vorgelagerten Vorverformungsarbeitsgang in heiter Umgebung. Unter heiter Umgebung wird hier verstanden, dar die Vorverformung unter solchen Bedingungen durchgeführt werden muß, dar die Temperatur der Glasscheiben gleich ihrer Biegeund Abschrecktemperatur ist, wenn sie zwischen die Kühl und Preßplatten eingeführt werden.
• Vorteilhafterweise beträgt der Unterschied zwischen der beabsichtigten endgültigen Krümmung und der durch die Vorverformung erzielten Anfangskrümmung der Glasscheibe an jedem Punkt und in jeder Richtung weniger als 1 m&supmin;¹, wobei die Krümmung an einem gegebenen Punkt der Glasscheibe definitionsgemäß gleich dem Kehrwert des Kurvenradius an diesem Punkt ist. Anders ausgedrückt kann der Arbeitsgang des Kontaktbiegens und -vorspannens mit derselben Geschwindigkeit wie der Arbeitsgang des Biegens und Vorspannens für eine ebene Glasscheibe, die einen Kurvenradius von wenigstens 1 m erhalten soll, unabhängig von der gewünschten Form durchgeführt werden. Daher hat die Vorverformung zum Ziel, sich der endgültigen Krümmung, vor allem in den Bereichen, in denen die kleinen Kurvenradien lokalisiert sind, wesentlich anzunähern. Sie kann dadurch extrem schnell durchgeführt werden, ohne sich um eine mögliche Bildung störender Krümmungen, die während der Preßphase des Kontaktbiege- und -vorspannungsarbeitsgangs entfernt werden, sorgen zu müssen, wobei jedoch kompromißlos darauf geachtet werden muß, dar während der Phase der Vorverformung oder des Transports bis zur Vorrichtung für das Kontaktbiegen und -vorspannen keine optischen Fehler auftreten.
• Diese anschließende Phase der Kurvenentfernung verleiht dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr grobe Flexibilität. Sowie der Unterschied zwischen den Krümmungen beispielsweise immer unter 1 m&supmin;¹ bleibt, ist es unwichtig, ob die Glasscheibe während des Transports etwas von der Krümmung verliert, die ihr im Vorverformungsprozeß verliehen wurde - oder eine zusätzliche erhält. Aus diesem Grund kann der Transport mittels eines Luftkissenförderers (der keine optischen Fehler verursachen kann), eines gegebenenfalls geformten Rollenförderers oder eines Drahtgurtes durchgeführt werden, der ein flexibles Band ist, das aus einem Gewebe oder einer Maschenware aus hitzebeständigem Metalldraht besteht, der einen Wärmedurchlaßwiderstand von 0,25 . 10&supmin;³ bis 5 . 10&supmin;³ m² K . W&supmin;¹ , gemessen senkrecht zur Bandebene, aufweist, wobei sich dieses flexible Band zwischen der Glasscheibe und der unteren Preß- und Kühlplatte befindet.
• Als Ersatz für diese Förderer können auch direkt die zur Vorverformung dienenden Teil formen verwendet werden, entweder ein dem Glas fortlaufend eine Krümmung verleihender Verformungsträger oder Formen, an welche die Glasscheibe angelegt wird, insbesondere Patrizen- oder Matrizenpreßformen, volle oder aus in ihrer Mitte offenen Ringen bestehende Preßformen.
• Im allgemeinen sind die Preßformen, die mit mechanischen oder pneumatischen Kräften arbeiten, erfindungsgemäß bevorzugt, da sie sich gut zur Erzeugung kleiner Biegeradien eignen. Das Pressen mittels eines von unten nach oben strömenden Heißluftstroms ist besonders bevorzugt, es kann jedoch auch mit einem "Ansaugpressen" gearbeitet werden, d. h. die Glasscheibe wird an die Oberform mittels Ansaugen gedrückt, das beispielsweise in der Nähe des Umfangs der Glasscheibe oder der Oberfläche der Oberform erfolgt.
• Von allen obengenannten Verfahren müssen diejenigen besonders erwähnt werden, die in der Schlußphase des Biegens und daher hier der Vorverformung, die Glasscheibe auf einen Trägerring überführen, der dann die Ränder der Glasscheibe trägt. In diesem Fall besteht für den mittleren Teil der Glasscheibe - der nach der Montage der Verglasung in einem Fahrzeug meistens der einzig sichtbare ist - keine Gefahr von Abdrücken. Außerdem ist bekannt, daß, wenn die Verglasungen mit einer Emailschicht überzogen sind, diese immer zum Fahrzeuginneren, also der am wenigsten Witterungseinflüssen ausgesetzten Seite, gerichtet ist. Anders ausgedrückt befinden sich die Emails, die während des Biegens teilweise im geschmolzenen Zustand mit einer hohen Verschmutzungsgefahr sind, auf der konkaven Seite der Verglasung und nicht auf der konvexen, die auf dem Trägerring aufliegt. Darüber hinaus kann dieser Trägerring sehr gut zum Transport der Glasscheiben von der Vorverformungs- zur Kontaktbiege- und -vorspannvorrichtung verwendet werden - wie es aus den Verfahren zum thermischen Abschrecken mit Kaltluft-Blaskästen bekannt ist - dazu mit in dieser besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform dem Vorteil, eine sehr hohe Positioniergenauigkeit der Glasscheibe, bezogen auf die Kühl- und Preßplatten erreichen zu können, eine Genauigkeit, die eine der Bedingungen für die Herstellung vollkommen formgenauer Verglasungen ist.
• Wie oben beschrieben, ist ein wichtiges Merkmal der Vorverformung vor dem Arbeitsgang Biegen und Vorspannen die Möglichkeit, in jedem Fall die Verformung, welche die Glasscheibe zwischen den Kühl- und Preßplatten erfährt, auf eine Verformung zu verringern, die einer Krümmung von weniger als 1 m&supmin;¹ entspricht. So ist es möglich, Verglasungen jedes Kurvenradius herzustellen, während ohne eine Vorverformung die kleinsten Kurvenradien nahe 0,85 m oder bei einer höheren optischen Qualität sogar darüber liegen.
• Folglich erlaubt diese Vorverformung eine wesentliche Verringerung der Verformungszeit zwischen den Kühl- und Preßplatten und dadurch eine Erhöhung der Arbeitstakte, insbesondere indem sie eine Beschleunigung der Preßgeschwindigkeit in dem Male ermöglicht, in dem die Biegephase verkürzt werden kann.
• Ein weiterer bedeutsamer Vorteil ist die Möglichkeit, die Stufe des Kontaktbiegens und -vorspannens mit Glasscheiben durchführen zu können, deren Anfangstemperatur relativ niedrig ist, was die Entstehungsgefahr optischer Fehler maximal begrenzt. Unter einer niedrigen Temperatur wird hier eine Temperatur von unter 650 und vorzugsweise von unter 630 ºC verstanden, selbstverständlich jedoch eine über der plastischen Verformungstemperatur der Glasscheibe, damit ihre Krümmung vollendet werden kann.
• Darüber hinaus eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut zum Einsatz einer der in der bereits genannten Patentanmeldung EP-A-277 074 beschriebenen Ausführungsformen, und zwar derjenigen, nach der ein Kontaktbiegen und -vorspannen mit Kühl- und Preßplatten durchgeführt wird, die kleiner als die Glasscheiben sind. Die Wahl einer solchen Ausführungsform ist für Verglasungen mit groben Abmessungen besonders vorteilhaft, da mit sich vergrößernden Magen der Bau von entsprechend geformten Kühlplatten ständig schwieriger wird. Auch wird es immer schwieriger, den erforderlichen gleichmäßigen Preßdruck zu erzeugen und zur Kühlung dieser Platten die steigenden Wärmemengen abzuführen. Außerdem ist festzustellen, dar dieses bevorzugte Verfahren den Einsatz eines Transportrahmens für die Verglasung erlaubt, der während des Kontaktabschreckens an seinem Platz bleibt.
• Eine weitere bekannte Schwierigkeit, zu deren Beseitigung die Kühl- und Preßplatten, die kleiner als die Glasscheiben sind, befriedigend beitragen können, ist diejenige, die von Verglasungen verursacht wird, deren Randbereiche mit Emails bedeckt sind, die eine opake Schicht bilden sollen, welche beispielsweise den zur Befestigung der Verglasung im Fahrzeug verwendeten Klebstoff umrahmt und bedeckt. Es ist selbstverständlich, dar sich die oben für die Vorverformung beschriebenen Schwierigkeiten ebenfalls wiederfinden. Aus diesem Gesichtspunkt ist der Vorteil, mit Kühl- und Preßplatten zu arbeiten, welche die emaillierten Randbereiche nicht bedecken, vollkommen klar.
• Der Hauptmangel der durch EP-A-277074 gelehrten Ausführungsform ist selbstverständlich die Tatsache, dar der äußere Teil der Verglasung nicht gepreßt und daher nicht direkt gebogen wird, obwohl unter der Bedingung, dar die äußeren Bereiche nur einen genügend kleinen Bruchteil der Oberfläche ausmachen und die Glasviskosität nicht zu niedrig ist, die Glassteifigkeit ausreicht, damit diese Bereiche wenigstens teilweise der dem mittleren Teil verliehenen Krümmung folgen. Mit einer entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgelagerten Verformungsphase wird es möglich, selbst diesen Randbereichen die gewünschte Krümmung ohne die Gefahr der Beschädigung der emaillierten Bereiche und/oder der Verschmutzung der Kühlplatten durch die Emails zu geben.
• Es kann vorteilhaft sein, solche emaillierten Verglasungen unter Verwendung eines Formrings vorzuverformen, der als Preßform und/oder als Transportvorrichtung bis zur Biege- und Vorspannvorrichtung dient, welche Kühl- und Preßplatten, die kleiner als die Glasscheiben sind, und eine Einrichtung zum Blasen von Kaltluft auf die Randbereiche der Verglasung umfast. Man kann mit einem Rahmen arbeiten, der zur besseren Abfuhr der eingeblasenen Kaltluft eine diskontinuierliche Auflagefläche für die Glasscheibe aufweist, was die Abschreckqualität verbessert, oder mit einem kontinuierlichen Rahmen, der für eine bessere optische Qualität in dem Male steht, in dem so die Fehler vermieden werden, die beim möglichen Pressen während der Vorverformungsphase entstehen können. Dieser Rahmen wird dann genau vor der Durchführung des Blasvorgangs entlang der Randbereiche evakuiert.
• Strenggenommen lädt sich der erfinderische Gedanke nur auf die Herstellung von Verglasungen anwenden, deren Krümmung nicht gleich Null ist. Es ist jedoch einer der vielen Vorteile der Vorverformung, dar sie die Optimierung der Oberflächentemperaturen der Glasscheiben ermöglicht. So ist von den Erfindern festgestellt worden, dar dieser Gedanke in bestimmten Male sogar auf flache Verglasungen erstreckt werden kann. Es wurde festgestellt, dar jede noch so kleine Asymmetrie zwischen den Temperaturen der zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Glasscheibe ausreicht, um nach dem Abschrecken eine bestimmte Abweichung bezüglich der erwarteten Form hervorzurufen, wobei die anfangs kältere Seite der konvexen Seite der Verglasung entspricht. Aus diesem Gesichtspunkt heraus wird die Vorverformung sehr interessant, entweder um einer Glasscheibe eine inverse Krümmung zu verleihen, die dann während des Kontaktabschreckvorgangs wieder ausgeglichen wird, oder unkomplizierter, nur um eine einfache Wärmebehandlungsphase der Glasscheibe einzuführen. Die oft benutzten Öfen neigen beispielsweise dazu, die Oberseite der Glasscheibe mehr als deren Unterseite zu erhitzen, die teilweise von den das Glas tragenden Rollen verdeckt ist. Man kann deshalb versuchen, die Temperaturdifferenz zwischen den Seiten durch eine spezielle Wärmezufuhr für die Unterseite auszugleichen. Diese Wärmezufuhr kann beispielsweise durch einen aufsteigenden Heißluftstrom erfolgen, der einen gleichmäßigen dynamischen Druck ausübt. Ein und dieselbe Fertigungslinie kann so für alle Verglasungsarten eingesetzt werden.
• Wie zuvor ausgeführt, entspricht der größte Teil der Biegevorrichtungen des Standes der Technik einem erfindungsgemäßen Einsatz. Eine für das erfindungsgemäße Verfahren gebaute Fertigungslinie besteht deshalb im wesentlichen aus einem Ofen, einer "Heiß"biegestation ohne Abschreckkühlung, einer Kontaktbiege- und -abschreckstation und Transportmitteln für die Glasscheiben zwischen den zwei Biegevorrichtungen.
• In bestimmten Anwendungsfällen ist es jedoch vorteilhaft, die spezielle, anschließend unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen beschriebene Vorrichtung zu verwenden, wobei
• Figur 1 eine schematische Gesamtansicht einer Biege- und Abschreckanlage,
• Figur 2 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der Preß- und Abschreckstation,
• Figur 3 eine Ansicht der Preß- und Abschreckstation zum Zeitpunkt der Positionierung der vorgebogenen Verglasung,
• Figur 4 eine Ansicht der Preß- und Abschreckstation zum Zeitpunkt des Arbeitsganges Pressen und Abschrecken,
• Figur 5 eine Schnittansicht, die den Aufbau der gekühlten Biegewerkzeuge und
• Figur 6 eine im vergrößerten Maßstab abgebildete Ansicht einer Einzelheit der Figur 5
• darstellt.
• Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt, wie schematisch in Figur 1 zu sehen, im wesentlichen drei Stationen, nämlich eine Biegestation A, eine Preß- und Abschreckstation B und eine Austragstation C.
• Die zu biegenden Verglasungen 1 werden fortlaufend in einem kontinuierlichen Ofen 2 auf Biegetemperatur erhitzt. Mittels eines Förderers, der beispielsweise aus den Motoren 3 besteht, werden die erhitzten Verglasungen durch den Ofen 2 bis zur Biegestation A transportiert, wo die Vorverformung stattfindet.
• Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Biegevorgang in der Biegestation A durch das aus US-A-4682997 bekannte Heißluftbiegeverfahren. Die Biegestation A enthält dazu eine konvexe volle Biegeoberform 6, die über den Rollen 3 angebracht ist. Die Biegeform 6 ist auf einem Rahmen 7 befestigt, der seinerseits auf Stangen 8 montiert ist, welche durch geeignete Antriebseinrichtungen 9 derart senkrecht bewegt werden können, daß die Biegeform 6 in die in den Zeichnungen gezeigte abgesenkte Position und auch in eine angehobene Position gebracht werden kann. Unter den Rollen 3 ist eine Versorgungsleitung 12 angebracht, durch welche Heißluft mit einem definierten Volumendurchsatz und Druck derart zugeführt wird, dar der nach oben strömende Heißluftstrom gegen die Oberform 6 gerichtet ist, Nachdem die Heißluft die Biegekammer durchströmt hat, verläßt sie sie durch die Rohrleitung 13 und wird anschließend durch die Leitung 12 wieder zurückgeführt.
• Durch den heilen Gasstrom wird die Verglasung 1 an die Formfläche der Biegeform 6 gedrückt und nimmt dadurch die von dieser vorgegebene Form an. Die eigentliche Biegekammer ist von einer Außenwand 14 umgeben. Die Wand 15 der Außenwand 14 weist eine Öffnung 16 auf, die während des Biegevorgangs mit einer Tür 17 verschlossen ist.
• Die Biege- und Abschreckstation B umfaßt eine beispielsweise wassergekühlte konvexe Oberform 20 und eine ebenfalls gekühlte konkave Unterform 30. Die zwei Formen 20 und 30 bilden eine kleinere Oberfläche als die der Verglasung 1'. Diese zwei Formen sind jeweils von einer Ringleitung zur Verteilung von Kaltluft umgeben, die mit 40 bzw. 41 gekennzeichnet ist. Diese Leitungen 40 und 41 enthalten jeweils Blasdüsen 42 und 43, die auf die Randbereiche der Verglasung 1' gerichtet sind. Die Leitungen 40 und 41 werden durch die Kaltluftschlauch-Zwischenstücke 44 und 45 versorgt. Die Oberform 20 ist fest mit der Ringleitung 40 über einen Rahmen 46 verbunden, dessen senkrechte Position mittels des pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 47 gesteuert wird. Ebenso ist die Unterform 30 fest mit der Ringleitung 41 über einen gemeinsamen Rahmen 48 verbunden, dessen senkrechte Position mittels des pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 49 gesteuert wird.
• Die Transportstation C umfaßt im wesentlichen einen Wagen 52, der sich auf Schienen 51 fortbewegt, die zur Achse der Transportrichtung der Glasscheiben parallel sind. Der Wagen 52 trägt einen pneumatischen Zylinder 53, wobei auf der Kolbenstange 54 des Zylinders 53 ein Rahmen 55 befestigt ist, auf dem Ansaugeinrichtungen 56 verteilt sind. Mittels dieser Transporteinrichtung werden die Verglasungen nach dem Abschrecken von den Ansaugeinrichtungen 56 erfaßt, angehoben und auf einem Rollenförderer 58 abgelegt. Dieser Rollenförderer 58 transportiert die Verglasungen über eine solche Nachabkühlstrecke, dar sie am Ende des Förderers 58 Umgebungstemperatur angenommen haben.
• Der Transport der Verglasung 1' von der Biegestation A bis zur Transportstation C erfolgt mittels eines Ringrahmens 60, welcher der Form der gebogenen Verglasung entspricht. Der Rahmen 60 ist auf einem Wagen 61 befestigt, der mit Rädern 62 versehen ist, die auf den parallel zu den Schienen 51 stehenden Schienen 63 fahren.
• Bau und Funktionsweise der Preß- und Abschreckwerkzeuge geht im einzelnen aus den Figuren 2 bis 6 hervor. Die Oberform 20, die zum Vorspannen gleichzeitig das Pressen und die schnelle Abkühlung des mittleren Bereichs der Verglasung 1' besorgt, besteht aus einem Metallkörper, der mit von Kühlwasser durchströmten Kanälen 21 versehen ist. Zur Fertigung der Kühlplatten kann auch jedes Material verwendet werden, das ein niedriges Verhältnis von linearem Ausdehnungskoeffizienten zur Wärmeleitfähigkeit besitzt, insbesondere Graphit, wie in der Patentanmeldung EP-A-312441 offenbart. Das Kühlwasser wird durch eine biegsame Röhre 22 zu- und von einer biegsamen Röhre 23 abgeführt. Auf der eigentlichen Formoberfläche ist die Form 20 mit der Schicht 24 überzogen. Diese Schicht 24 ist aus einem Material, das in geringem Male eine elastische Verformbarkeit aufweist, die es ihm erlaubt, in optimaler Weise mit seiner gesamten Fläche auf die Glasoberfläche angedrückt zu werden und das andererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die Schicht 24 kann beispielsweise aus einer Lamellengraphitplatte von etwa 1 bis 2 mm Dicke hergestellt sein, die unter der Handelsmarke SIGRAFLEX (eingetragenes Warenzeichen der Gesellschaft SIGRA GmbH nach deutschem Recht) erhältlich ist. Wie in den Figuren 5 und 6 zu sehen, trägt diese Lamellengraphitplatte 25 ein dünnes Metallgeflecht 26 und ist mit ihm beschichtet, das seinerseits an den Seitenwänden der Form 20 befestigt ist. Das Metallgeflecht 26 besteht ebenfalls aus einem Metall, das eine entsprechende Wärmeleitfähigkeit, wie in der genannten Patentanmeldung EP-A-312441 beschrieben, und eine geringe Dicke von beispielsweise zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweist.
• Die Unterform 30 ist analog konstruiert. Sie ist ebenfalls mit von Kühlwasser durchströmten Kanälen 31 versehen. Das Kühlwasser wird durch die biegsame Röhre 32 zu- und von der biegsamen Röhre 33 abgeführt. Die Oberfläche des Metallkörpers der Biegeform 30 ist wieder mit einer flexiblen, elastischen Schicht 34 versehen, die aus einer Lamellengraphitplatte 35 hergestellt ist, welche mit einem Metallgeflecht 36 beschichtet ist.
• Die Formen 20 und 30 haben eine Oberflächenausdehnung, die soweit kleiner als die der Verglasung 1' ist, dar die Breite L des Randbereichs der Verglasung die Formen seitlich, und zwar um 1 bis 10 cm überragt. In diesem Randbereich wird die Verglasung 1' durch Kaltluftstrahlen abgeschreckt, welche aus den Blasdüsen 42 und 43 kommen.
• Um Verformungen der Verglasung 1 in Höhe des Randes der Formen 20 und 30 zu vermeiden, weisen die Formoberflächen der Formen in Höhe ihrer Ränder immer einen Kurvenradius auf, der von dem der Verglasung 1' verschieden ist, wie in den Figuren 5 und 6 deutlich gezeigt. Der Preßdruck wird so in einem Übergangsbereich R immer bis auf Null abgesenkt, was jede Verformungsgefahr in diesem Bereich ausschließt. Außerdem, das geht genauer aus Figur 4 hervor, wird die Verglasung 1' während des eigentlichen Preß- und Abschreckvorgangs gering über den Formrahmen 60 derart angehoben, dar der Formrahmen 60 während dieses Arbeitsganges keine (möglicherweise störende) Kraft auf die Verglasung 1' ausübt.
• Die Verglasung 1' wird von der Unterform 30, die vom Zylinder 49 angehoben wird, über den Formrahmen 60 gehoben. In einer anderen Ausführungsform kann der Formrahmen 60 auch nach oben und unten beweglich derart befestigt sein, dar die Verglasung 1' auf der Unterform 30 durch Absenken des Formrahmens 60 abgelegt werden kann und daß, nachdem die Verglasung 1' von der unteren Preßform 30 aufgenommen worden ist, der Formrahmen 60 von der Verglasung 1 durch ein weiteres Absenken getrennnt wird.
• Das mittels der beschriebenen Vorrichtung durchgeführte Verfahren läuft auf folgende Weise ab. Die auf Biegetemperatur erhitzte Verglasung 1 gelangt in die Biegekammer 14. Während dieser Zeit ist die Öffnung 16 durch die Tür 17 verschlossen. Die Biegeform 6 nimmt ihre äußerste untere Position ein, in der sie sich etwas über der Transportebene der Glasscheiben befindet. Die Verglasung wird unter der Biegeform 6 positioniert. Der Heißluftstrom, der die Verglasung an die Biegefläche der Biegeform 6 preßt, wird eingeschaltet.
• Unter Aufrechterhaltung des Heißluftstroms wird die Biegeform mit der Verglasung 11 in ihre obere Position gebracht. Gleichzeitig wird die Tür 17 geöffnet, was den Weg für den Ringrahmen 60 freigibt, der sich bis zu diesem Zeitpunkt außerhalb der Biegekammer befindet. Der den Ringrahmen tragende Wagen 61 bewegt sich in Richtung Biegekammer, bis sich der Rahmen 60 genau unter der Verglasung 1' befindet, die vom Heißluftstrom an der Biegeform 6 gehalten wird. Die Biegeform 6 wird jetzt in Richtung Ringrahmen 60 bewegt und der Volumendurchsatz des Heißluftstroms bis zu dem Punkt verringert, an dem sich die Verglasung 1' von der Biegeform 6 löst und auf dem Ringrahmen 60 liegt. Sobald sich die Verglasung 1' von der Biegeform 6 gelöst hat, wird diese erneut nach oben bewegt und der die gebogene Verglasung 1' tragende Ringrahmen in die Preß- und Abschreckstation B gefahren. Die geringe Verformung der Verglasung 1', die während des Transports der heilen gebogenen Verglasung unvermeidlich stattfindet und auf das Absenken der Verglasung in ihrem mittleren Bereich unter dem Einfluß des Eigengewichts zurückzuführen ist, wird jetzt in der Preß- und Abschreckstation rückgängig gemacht. Unmittelbar nach der Positionierung des Rahmens 60 zwischen den Kühl- und Preßformen 20 und 30 werden diese Formen gegeneinander derart bewegt, dar die Verglasung 1 durch die Unterform gering vom Formrahmen 60 abgehoben wird. Durch den Druckontakt mit den zwei gekühlten Formen 20 und 30 nimmt die Verglasung 11 im mittleren Bereich ihre endgültige Form an und wird gleichzeitig durch die schnelle Abkühlung thermisch abgeschreckt. Zur seiben Zeit werden die Luftverteilungsleitungen 40 und 41 so mit Kaltluft versorgt, dar der Randbereich ebenfalls schnell abgekühlt und damit abgeschreckt wird.
• Nach Beendigung des Abkühlvorgangs werden die zwei Kühl- und Preßformen 20 und 30 in ihre Ausgangsposition zurückgebracht, wodurch die Verglasung freigegeben wird. Der Wagen 61 mit der Verglasung 1' wird jetzt zur Transportstation C befördert, wo die Verglasung vom Formrahmen 60 abgenommen und auf dem Rollenförderer 58 abgelegt wird.

Claims (20)

1. Verfahren zum gleichzeitigen Kontaktbiegen und -vorspannen von Glasscheiben, dadurch gekennzeichnet, dar eine Vorverformung der Glasscheiben in einer derart heilen Umgebung stattfindet, daß die Temperatur der Glasscheiben gleich ihrer Biege- und Abschrecktemperatur ist, wenn sie zwischen die Kühl- und Preßplatten geführt werden.

2. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar sämtliche Arbeitsgänge ausgeführt werden, während sich die Glasscheiben in einer horizontalen oder etwa horizontalen Position befinden.

3. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Glasscheibe während der Vorverformung verliehene Anfangskrümmung in sämtlichen Richtungen der Glasscheibe derart ist, dar der Unterschied zwischen ihrer endgültigen und dieser Anfangskrümmung kleiner als 1 m&supmin;¹ ist.

4. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Glasscheiben nach der Vorverformung unter 650 und vorzugsweise unter 630 ºC liegt.

5. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar die vorverformten Glasscheiben mittels eines der zur Vorverformung dienenden Formteile von der Vorverformungsstation zur Kontaktbiege- und -vorspannstation transportiert werden.

6. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Formteil ein ringförmiger Formrahmen ist.

7. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar die Vorverformung mittels Pressen durchgeführt wird.

8. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dar das Pressen mit einem aufsteigenden Heißluftstrom durchgeführt wird.

9. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dar das Pressen durch Ansaugen durchgeführt wird.

10. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dar die Vorverformung durchgeführt wird, indem man die Glasscheibe sich auf einem Formgebungsträger fortbewegen läßt.

11. Verfahren zum Kontaktbiegen und -vorspannen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar der Kontaktbiege- und -vorspannarbeitsgang der Glasscheiben durchgeführt wird, indem man die Randbereiche der Verglasung beläßt, welche die Preß- und Kühlformen durchlaufen, und diese Randbereiche durch Anblasen von Kaltluftstrahlen abgeschreckt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das umfängliche Randband oder der umfängliche Randbereich, der mittels Anblasen von Luftstrahlen abzuschrecken ist, eine Breite (L) von 1 bis 10 cm aufweist.

13. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 12 zum Biegen und Vorspannen von Verglasungen, die mit einem dekorativen Rand aus einzubrennendem Email bedruckt sind.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Ofen, eine "Heiß"biegestation (A), eine Kontaktbiegeund -abschreckstation (B) und Transportmittel für die Glasscheiben zwischen den beiden Biegevorrichtungen.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Ofen, eine Vorverformungsstation (A), einen Ringrahmen (60) der die gebogene Verglasung (1') aufnimmt und auf einem beweglichen Wagen (61) befestigt ist, und eine nach der Vorverformungsstation befindliche Biege- und Abschreckstation (B) , in der die Preß- und Kühlwerkzeuge aus zwei gekühlten Formen (20,30), die kleinere Abmessungen als die Verglasung (1') aufweisen, und Blasdüsen (42,43) bestehen, die an der Seite der Formen (20,30) angeordnet sind, auf die Randbereiche der Verglasung (1'), die seitlich die Formen überragen, wirken und mit Kaltluft durch eine Luftverteilungsleitung (40,41) versorgt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Formen (20,30) mit Kanälen (21,31) und auf ihrer zur Verglasung (1') gerichteten Fläche mit einer flexiblen, elastischen Schicht (24,34), die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, versehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dar die flexible elastische Schicht (24,34) mit hoher Wärmeleitfähigkeit aus einer laminaren Graphitplatte (25, 35) von 1 bis 2 mm Dicke und einem das Graphit bedeckenden Metallgeflecht (26,36) hergestellt ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dar die Formen (20,30) in ihren Randbereichen einen Krümmungsbereich aufweisen, der von dem der Verglasung (1') in diesen Bereichen so verschieden ist, daß die auf die Verglasung (1') ausgeübten Preßkräfte in einem übergangsbereich (R) immer auf Null gebracht werden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenausdehnung der Preßformen (20,30) derart geringer als die der Verglasung (1) ist, daß ein Randband von 1 bis 10 cm Breite über die Preßformen hinausragt.

20. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Herstellung flacher Verglasungen.