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Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung für
Glasscheiben. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine
Weiterentwicklung von Biegetechnologien, bei denen Glasscheiben
in horizontaler Lage in einem Durchlaufofen erwärmt und auf
einen ringförmigen Rahmen übergeben werden, der mit einer
oberen Biegeform zusammenwirkt.
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Zahlreiche Ausführungsformen derartiger Biegevorrichtungen
gehören zum Stand der Technik. Nach der EP-A-183 418 wird die
in einem Rollenofen auf Biegetemperatur erwärmte Glasscheibe zu
einer Übergabestation transportiert, wo sie von einer
Saugplatte ergriffen wird, die sie von den Rollen abhebt und
anschließend auf einen ringförmigen Rahmen ablegt. Dieser
bringt die Glasscheibe unter eine obere vollflächige Biegeform,
mittels derer die Biegung durch Pressen erfolgt.
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Bei einer anderen, aus der EP-A-62 814 bekannten
Ausführungsform wird der letzte Abschnitt des Förderers, der
die Glasscheiben zur Biegestation fördert, abgesenkt, so daß
die Glasscheibe auf einen ringförmigen Rahmen aufgelegt wird.
Eine obere Biegeform wird dann abgesenkt, um den Preßvorgang
durchzuführen. Die gebogene Glasscheibe wird dann durch den
ringförmigen Rahmen aus der Biegestation herausgebracht,
während ein zweiter ringförmiger Rahmen die folgende
Glasscheibe übernimmt.
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Es sind auch Anlagen bekannt, bei denen die Glasscheiben
bereits vom Eingang des Ofens ab auf ringförmigen Rahmen
liegen, die in der Biegestation unterhalb einer oberen
Biegeform zum Stillstand kommen. Mit Hilfe der oberen Biegeform
wird der Preßvorgang durchgeführt, der der Glasscheibe ihre
endgültige Form gibt.
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Bei allen diesen Anlagen ist es verhältnismäßig schwierig, den
ringförmigen Rahmen genau unter der oberen Biegeform zu
positionieren.Wenn aber diese Positionierung fehlerhaft ist,
ist der Druck, der auf die Randzone der Glasscheibe ausgeübt
wird, nicht konstant. Das kann wegen der Eindrücke auf dem Glas
im Bereich der stärker unter Druck gesetzten Zonen zu optischen
Fehlern oder zu Formfehlern führen.
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Es ist natürlich aus der EP-A-237 231 auch bekannt, den
ringförmigen Rahmen mit einstellbaren Anschlägen zu versehen,
die die Abwärtsbewegung der oberen Biegeform begrenzen und so
die Entstehung von Druckstellen auf dem Glas vermeiden.
Allerdings wird dann die Preßkraft insgesamt auf diese
Anschläge übertragen, was die Gefahr einer Deformation des
ringförmigen Rahmens erhöht. Außerdem erlaubt es diese
Ausführungsform nicht, die Ausübung einer konstanten Preßkraft
auf der Randzone der Glasscheibe sicherzustellen, denn
logischerweise müssen die Anschläge auf eine Höhe oberhalb der
der Dicke der Glasscheibe entsprechenden Höhe eingestellt
werden.
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Aus dem US-Patent 4,778,507 ist ferner eine Technik zum
gleichzeitigen Biegen zweier Glasscheiben bekannt. Diese
Technik besteht darin, die beiden aufeinanderliegenden
Glasscheiben auf eine untere Biegeform aufzulegen, auf der sie
sich unter der Wirkung der Wärme und ihres Eigengewichts
durchbiegen, und dann diese Biegung durch einen
Preßbiegevorgang zwischen dieser unteren Form und einer oberen
vollflächigen Form zu ergänzen, wobei dieser Preßvorgang den
Rand der Glasscheiben nicht erfaßt. Außerdem sind zwischen der
unteren und der oberen Form Verriegelungsmittel vorgesehen,
durch die in horizontaler Richtung jede Abweichung in der
Positionierung der oberen Form berichtigt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Biegevorrichtungen
der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine
größere Konstanz der auf die Randzone der Glasscheibe
ausgeübten Druckkraft erreicht wird, ohne eine Verformung der
Randzone befürchten zu müssen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Preßbiegen
von Glasscheiben in horizontaler Lage mit wenigstens einer in
Transportrichtung der Glasscheiben horizontal verfahrbaren
unteren Biegeform und einer oberhalb der Transportebene der
Glasscheiben angeordneten oberen Biegeform vorgeschlagen, die
an vertikalen Stangen befestigt ist, die ihr Anheben und
Absenken ermöglichen und bei der die Preßkraft durch ihr
Eigengewicht bestimmt ist. Erfindungsgemäß ist die obere
Biegeform an den Stangen in der Höhe und in der Winkellage
verstellbar gelagert, wodurch die Preßkraft unabhängig von der
Höhenlage der unteren Biegeform wird.
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Die Stangen sorgen für eine sichere vertikale Führung der
oberen Biegeform, während andererseits eine nachgiebige
Winkellage durch eine geeignete Befestigung der oberen
Biegeform an den Stangen erreicht wird. Die Preßkraft wird
dadurch unabhängig von der Höhenlage der unteren Form, oder mit
anderen Worten des ringförmigen Rahmens. Jede wenn auch geringe
Abweichung in der Positionierung der unteren Form wird so durch
die nachgiebige Aufhängung der oberen Form ausgeglichen, die
deshalb in jedem Punkt der Randzone der Glasscheibe die gleiche
Druckkraft ausübt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jede
Stange mit einer Entlastungsvorrichtung versehen, die auf die
Stange eine Kraft ausübt, die dem Gewicht der oberen Biegeform,
das die maximal von der Vorrichtung ausgeübte Druckkraft
bestimmt, entgegengerichtet ist. Man kann so die Preßkraft in
Abhängigkeit von der Größe und der gewünschten Form der
Glasscheibe in optimaler Weise anpassen. Diese
Entlastungsvorrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise
aus einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder mit
vorwählbarem Druck des Druckmediums bestehen. Durch geeignete
Regelung des Drucks in dem Zylinder kann man in weiten Grenzen
die Höhe der Preßkraft verändern, die auf diese Weise
unabhängig von der Größe und der gewünschten Form der
Glasscheiben optimal eingestellt werden kann. Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung können die Stangen über Seile
oder Ketten an einem Rahmen aufgehängt werden, der abgesenkt
oder angehoben werden kann und auf dem Einrichtungen angeordnet
sind. Diese üben auf die Stangen unter Zwischenschaltung eines
Zugseils eine dem Eigengewicht der Biegeform entgegengerichtete
Kraft aus.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei nachfolgend auf die
Zeichnungen Bezug genommen wird. Von den Zeichnungen zeigt
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer oberen
Biegeform und ihrer Aufhängung;
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Fig. 2 eine Einzelheit II aus Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab;
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Fig. 3 eine Einzelheit III aus Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab;
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Fig. 4 einen vertikalen Schnitt einer oberen Biegeform
im Zusammenwirken mit einer unteren Biegeform,
und
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Fig. 5 eine Aufsicht auf die untere Biegeform der
Fig. 4.
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Der besseren Übersicht wegen ist in der Fig. 1 nur die obere
Biegeform einer Biegestation einschließlich ihrer Aufhängung
und ihrer Antriebselemente dargestellt. Die obere Biegeform 1
ist innerhalb eines Ofens in einer bestimmten, in der Höhe
verstellbaren Position angeordnet. Zum Pressen einer
Glasscheibe wirkt sie mit einer unteren Biegeform von der Art
eines ringförmigen, innen offenen Rahmens zusammen, die jedoch
in der Fig. 1 nicht dargestellt ist.
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Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist die Biegestation
im Innern des Ofens 2 angeordnet, der seitlich durch Wände 3
und oben durch eine Decke 4 geschlossen ist. Die eigentlichen
Biegewerkzeuge, das heißt die Form 1 und ihre
Befestigungsstangen 5 befinden sich in einer Umgebung, deren
Temperatur in der Nähe der Biegetemperatur der Glasscheiben in
der Größenordnung von 650 ºC liegt. Es muß daher besonders für
die Lager, die die Biegeform 1 an den Stangen 5 festhalten,
eine robuste Konstruktion vorgesehen werden, die
Relativbewegungen ohne Reibung ermöglichen.
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Die Stangen 5, die die Auf- und Abwärtsbewegungen der Form 1
ermöglichen, durchdringen die Decke 4 in Durchbrechungen 7,
deren Durchmesser deutlich größer ist als der Durchmesser der
Stangen 5, um eine seitliche Verschiebung und/oder eine
Neigungsbewegung der Stangen 5 zu erlauben.
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Die obere Biegeform 1 ist ihrerseits auf ihrer Oberseite mit
einer Platte 9 versehen, die in einem bestimmten Abstand von
der Oberseite befestigt und mit der Form 1 zum Beispiel durch
Schrauben 10 verbunden ist.
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Die Lagerung der Platte 9 an den Stangen 5 ist im einzelnen in
Fig. 3 dargestellt. Die Platte 9 weist an geeigneten Stellen
konisch erweiterte Bohrungen 11 auf, deren konischer Teil 12
auf der Unterseite der Platte 9 liegt. Gegen diesen erweiterten
Teil 12 kommt das Kugelsegment 13 eines Schraubenkopfes 14 zur
Anlage. Der erweiterte Teil 12 der Bohrungen 11 kann auch eine
zylindrische Form haben. Der Schraubenkopf 14 und die
Oberfläche des Kugelsegments 13 sitzen am Ende eines
Gewindeschaftes 15, der in eine Gewindebohrung 16 im unteren
Ende der Stange 5 eingeschraubt und durch eine Kontermutter 17
festgelegt ist.
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Die Bohrung 11 in der Platte 9 hat einen größeren Durchmesser
als der Gewindeschaft 15, was relative winkelförmige
Kippbewegungen erlaubt. Außerdem ist zwischen der Oberseite der
Platte 9 und der Kontermutter 17 ein Abstand A vorgesehen, der
eine vertikale Verschiebung ermöglicht.
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Wie im einzelnen in Fig. 2 zu sehen ist, ist der zwischen der
Stange 5 und der Wand der Bohrung 7 verbleibende Ringspalt
durch eine auf die Decke 4 des Ofens aufgelegte Ringscheibe 19
dicht geschlossen. Diese Ringscheibe 19 erlaubt es,
Wärmeverluste und eine zu starke Aufheizung des oberhalb des
Ofens 2 angeordnete Aufhängemechanismus zu vermeiden. Die
Ringscheibe 19 wird durch einen Haltering 20 gehalten, der
genügend groß ist, um eine Gleitbewegung der Ringscheibe 19 zu
ermöglichen.
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Aus Fig. 1 erkennt man auch, daß die Stangen 5 oberhalb des
Ofens 2 über Seile oder Ketten 22 an einem Rahmen 23 befestigt
sind. Der Rahmen 23 ist seinerseits an Seilen oder Ketten 24
aufgehängt, die horizontal ankommen und mit Zahnrädern 25 in
Eingriff stehen. Die Zahnräder 25 sind auf einer oder auf
mehreren Wellen 26 angeordnet und werden durch einen hier nicht
dargestellten Antriebsmotor in Drehung versetzt, wobei durch
die Drehung in dem einen oder anderen Sinn das Anheben oder das
Absenken der oberen Form 1 erfolgt. Zum Biegen einer
Glasscheibe wird der Rahmen 23 abgesenkt. Die Stangen 5 und die
obere Form 1 senken sich unter der Wirkung ihres Eigengewichts
in Richtung auf den ringförmigen Rahmen ab, der die untere Form
bildet und der genau unter der oberen Form 1 positioniert ist.
Sobald sich die obere Form 1 in einem Punkt unter Einspannung
der Glasscheibe auf den ringförmigen Rahmen auflegt, bleibt die
Biegeform in dieser Höhe stehen und das entsprechende Seil 22
wird entlastet. Der Rahmen 23 wird weiter abgesenkt, bis alle
Seile 22 vollständig entlastet sind und die obere Biegeform mit
ihrem Eigengewicht und dem Gewicht der Stangen 5 auf der
Glasscheibe und damit auf dem ringförmigen Rahmen aufruht.
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Um den Preßdruck zu verringern, dessen maximale Höhe durch das
Gewicht der oberen Biegeform 1 bestimmt wird, sind
vorteilhafterweise auf dem Rahmen 23 Einrichtungen angeordnet,
die auf die einzelnen Stangen 5 regelbare Kräfte ausüben, die
dem Eigengewicht der Biegeform entgegenwirken. Zu diesem Zweck
ist am Ende jeder Stange 5 ein Seil oder eine Kette 30
befestigt, die über ein auf dem Rahmen 23 befestigtes Umlenkrad
31 läuft. Das Seil 30 ist an der Kolbenstange 32 eines
pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 33 befestigt. Auf
der dem Seil 30 zugewandten Seite des Kolbens wird der Zylinder
33 mit einem Druckmedium beaufschlagt, dessen Druck regelbar
und unabhängig von der Stellung des Kolbens in dem Zylinder 33
ist. Auf diese Weise kann man einen großen Teil des Gewichts
der Biegeform 1 kompensieren, wodurch eine feinstufige Regelung
des ausgeübten Preßdrucks möglich ist. Die Einstellung des
Drucks des Druckmediums erfolgt mit Hilfe eines Druckreglers
35, der einerseits die Regelung auf den gewünschten Druck
erlaubt, und der andererseits eine Regelvorrichtung umfaßt, die
die Aufrechterhaltung des vorgewählten Drucks unabhängig von
der Bewegung des Kolbens in dem Zylinder 33 sicherstellt.
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Jede der Stangen 5, von denen hier drei vorgesehen sind, ist
mit einem eigenen Entlastungsseil 30, einem eigenen Zylinder 33
und einem eigenen Druckregler versehen, wobei der vorgewählte
Druck gegebenfalls von einer Stange zur anderen variieren kann.
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In den Fig. 4 und 5 ist die Ausführung der unteren Biegeform 38
dargestellt, die auf einem fahrbaren Wagen 39 angeordnet ist.
Die obere Biegeform ist mit zwei Zentrierbolzen 42, 43
versehen, die mit entsprechenden Zentrieröffnungen auf dem
ringförmigen Rahmen oder unteren Form 38 zusammenwirken. Die
Zentrieröffnung 45 ist in Form eines Langlochs ausgebildet, das
in Richtung auf eine in Form eines kreisrunden Auges
ausgebildete Zentrieröffnung 44 ausgerichtet ist, um eventuelle
Längenänderungen infolge thermischer Ausdehnungen zu
kompensieren. Auf diese Weise erreicht man eine gute
gegenseitige Positionierung der beiden Preßformen.