DE69113953T2 - Process for heating and bending a sheet of glass. - Google Patents

Process for heating and bending a sheet of glass.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Die Patentpublikation des Anmelders US4497645 offenbart einen Biegeofen, welcher eine Biegestation enthält, in der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. Die Erfindung ist jedoch in allen Arten von Glasplattenbiegestationen geeignet, in welchen eine Glasplatte mit Hilfe elektrischer Widerstandselemente bis nahe zur Erweichungstemperatur geheizt wird, bei welcher eine Glasplatte gebogen werden kann. Es können auch mehr als eine Biegestation verwendet werden, z.B. zwei oder drei in Reihenfolge. In diesem Fall wird die Biegung einer Glasplatte sequentiell in aufeinanderfolgenden Biegestationen ausgeführt.Applicant's patent publication US4497645 discloses a bending furnace containing a bending station in which the present invention can be applied. However, the invention is suitable in all types of glass plate bending stations in which a glass plate is heated by means of electrical resistance elements to close to the softening temperature at which a glass plate can be bent. More than one bending station can also be used, e.g. two or three in sequence. In this case, the bending of a glass plate is carried out sequentially in successive bending stations.

Wenn z.B. Autowindschutzscheiben oder Rücklichter gebogen werden, ist es notwendig, die Wärmewirkung zu lokalisieren und auf verschiedene Sektionen des Glases in einer Weise zu bündeln, daß die Glasplatte in den Bereichen starker Biegungslinien mehr als in anderen Bereichen, welche nur eine geringfügige Biegung erfordern, aufgeheizt wird. Das Bündeln der Wärme, um so eine gesteuerte Biegung zu erreichen, ist sogar dann schwierig, wenn nur eine einzige Glasplattenart zu biegen ist. Die Situation wird besonders problematisch, wenn die Stellen und Richtungen der Biegungslinien sich auch mit den Arten der zu biegenden Glasplatten ändern. Anstrengungen zur Lösung dieses Problems sind gemacht worden, indem manöverierfähige und erneut ausrichtbare Widerstandselemente verwendet worden sind (Patentpublikationen EP335749 und US4726832). Jedoch ist die Installation der Bewegungsmechanismen in dem heißen Innenraum einer Biegestation in ihrer Ausführung eine sehr unbequeme und teure Lösung.When bending, for example, car windshields or taillights, it is necessary to localize and focus the heat effect on different sections of the glass in such a way that the glass sheet is heated more in the areas of strong bend lines than in other areas requiring only slight bending. Focusing the heat so as to achieve controlled bending is difficult even when only a single type of glass sheet is to be bent. The situation becomes particularly problematic when the locations and directions of the bend lines also change with the types of glass sheets to be bent. Efforts have been made to solve this problem by using maneuverable and reorientable resistance elements (Patent publications EP335749 and US4726832). However, the installation of the movement mechanisms in the hot interior of a bending station is a very inconvenient and expensive solution.

Ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4952227 bekannt. Bei diesem Verfahren werden die Heizelemente derart angeordnet, daß eine zu biegende Glasplatte aufeinanderfolgend an jeweiligen drei Feldern von Widerstandselementen vorbeitransportiert wird. Unter jedem Widerstandselement kann die Glasschicht durch Steuern der Widerstandselemente des jeweiligen Feldes mit unterschiedlichen Temperaturen zum Steuern der Wärmemenge aufgeheizt werden, wobei die Temperatur des Elements durch ein Thermoelement gemessen wird.A method according to the preamble of claim 1 is known from US-A-4952227. In this method, the heating elements are arranged in such a way that a glass plate to be bent is transported successively past three fields of resistance elements. Under each resistance element, the glass layer can be heated by controlling the resistance elements of the respective field with different temperatures to control the amount of heat, the temperature of the element being measured by a thermocouple.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, durch welches eine größere Vielfalt der Temperaturverteilung ohne Bewegung der Widerstandselemente erreicht werden kann.It is the object of the present invention to provide a new method according to the preamble of claim 1 by means of which a greater variety of the temperature distribution can be achieved without movement of the resistance elements.

Diese Aufgabe wird durch die durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchenThe invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which

Figur 1 ein Blockdiagramm der Hauptkomponenten und eine Betriebssteuerung für eine Vorrichtung nach der Erfindung zeigt, undFigure 1 shows a block diagram of the main components and an operation control for a device according to the invention, and

Figuren 2 bis 5 verschiedene Auswahlen für angeschaltete Widerstandsmuster mit einer variierenden Oberfläche, Anzahl und Richtung (Staffelung) für einzelne Heizlinien erläutert.Figures 2 to 5 illustrate different selections for switched-on resistance patterns with a varying surface, number and direction (staggering) for individual heating lines.

Alle Figuren erläutern einzelne Widerstandselemente 3, die auf der linken Seite von der Mittellinie 6 eines Widerstandselementenfeldes angeordnet sind. In den vorliegenden Fällen beträgt die Anzahl von Widerstandselementen auf einem Halbfeld 3 x 20, d.h. 60 Elemente. In der Längsrichtung der Widerstandselemente 3 sind drei getrennte Widerstandselemente vorgesehen, welche unabhängig an- und abgeschaltet werden können. Diese aufgebauten drei aufeinanderfolgenden Widerstandselementenfelder, deren einzelne Widerstandselemente 3 in einer solchen Staffelung angeschaltet werden können, daß die angeschalteten Widerstände in aufeinanderfolgenden Feldern eine Heizlinie mit einer Richtung unterschiedlich von derjenigen eines Heizelements 3 liefern. Die Richtung einer Heizlinie, d.h. der Grad der Staffelung von Heizelementen, kann programmgesteuert durch Verwendung der Staffelung von einem oder mehreren aneinandergrenzenden Widerständen in aufeinanderfolgenden Feldern gesteuert werden. Zusätzlich zu dieser Möglichkeit ist es natürlich möglich, andere Arten von Schaltungskonfigurationen für Widerstände zu verwenden; d.h. alle Widerstände können angeschaltet werden; Widerstände des obersten und untersten Feldes können angeschaltet werden und die Widerstände im Mittelfeld können ausgeschaltet werden oder umgekehrt; und allein das obere oder untere Feldwiderstände wird angeschaltet und der Rest abgeschaltet. Die verschiedenen Schaltkonfigurationen oder Muster von Widerständen können in verschiedenen Stufen eines Heiz- und Biegezyklus verwendet werden. Jedoch ist es zur Endstufe der Biegung hin, wenn eine Glasplatte sich zu biegen beginnt, besonders wichtig, daß die Heizung auf die Biegungslinien fokussiert wird. Andererseits, um eine Randspannung in einer Glasplatte zu entwickeln, ist es notwendig, eine gleichmäßige Wärmewirkung auf die Ränder einer gebogenen Glasplatte vor ihrer schnellen Abkühlung auszuüben. Die Staffeldung von Widerstandselementen entsprechend der Erfindung erleichtert auch die Heizung des Randes von Glasplatten mit unterschiedlichen Formaten und Formen zum Entwickeln einer Randspannung.All figures illustrate individual resistance elements 3 arranged on the left side of the center line 6 of a resistance element field. In the present cases, the number of resistance elements on a half field is 3 x 20, ie 60 elements. In the longitudinal direction of the resistance elements 3, three separate resistance elements are provided, which can be switched on and off independently. These constructed three consecutive resistance element arrays, the individual resistance elements 3 of which can be switched on in such a staggering that the switched on resistors in consecutive arrays provide a heating line with a direction different from that of a heating element 3. The direction of a heating line, i.e. the degree of staggering of heating elements, can be controlled programmatically by using the staggering of one or more adjacent resistors in consecutive arrays. In addition to this possibility, it is of course possible to use other types of circuit configurations for resistors; i.e. all resistors can be switched on; resistors of the top and bottom arrays can be switched on and the resistors in the middle array can be switched off, or vice versa; and only the top or bottom array resistors are switched on and the rest switched off. The different circuit configurations or patterns of resistors can be used in different stages of a heating and bending cycle. However, towards the final stage of bending, when a glass sheet begins to bend, it is particularly important that the heating is focused on the bending lines. On the other hand, in order to develop edge stress in a glass sheet, it is necessary to exert a uniform heating effect on the edges of a bent glass sheet before its rapid cooling. The staggering of resistive elements according to the invention also facilitates the heating of the edge of glass sheets of different formats and shapes to develop edge stress.

Das Widerstandselementenfeld ist typischerweise an der Decke einer Biegestation angeordnet, und an eine zu biegende Glasplatte 4 wird unter das Widerstandsfeld gebracht, wobei sie durch eine Ringform gehaltert wird. Natürlich kann die Biegeform auch eine Gesamtoberflächenform oder eine Kombination aus einer Ringform und einer Teilobeflächenform umfassen.The resistance element array is typically arranged on the ceiling of a bending station, and a glass plate 4 to be bent is placed under the resistance array, being held in place by a ring mold. Of course, the bending mold may also comprise a total surface mold or a combination of a ring mold and a partial surface mold.

Ein An- und Ausschalten der Widerstandselemente 3 wird mit Hilfe eines Steuermechanismus bewirkt, welcher einen Personalcomputer 1 und ein Block 2, der sowohl einen Schalter oder ein Schütz in einem zu jedem Widerstand 3 führenden Leistungsversorgungskreis als auch Logigschaltungen enthält, welche die Schalter oder Schütze steuern und die An-/Auszustände der einzelnen Widerstände 3 erfassen und den Prozeßsteuerungscomputer 1 über jedes gegebene Schaltmuster des Widerstandsfeldes informieren.Switching on and off of the resistive elements 3 is effected by means of a control mechanism which includes a personal computer 1 and a block 2 which includes both a switch or contactor in a power supply circuit leading to each resistor 3 and logic circuits which control the switches or contactors and detect the on/off states of the individual resistors 3 and inform the process control computer 1 of any given switching pattern of the resistive array.

Bei einem Glasbiegevorgang wird die Temperatur des Glases 4 mit Hilfe von einem oder mehreren Pyrometern 5 gemessen. Während eines Biegevorgangs wird das Meßpyrometer ausgesucht, welches am nächsten zu dem Hauptbiegepunkt des Glases liegt. Die erhaltene Meßauslesung wird dem Computer 1 zugeführt, wo sie als eine Referenzauslesung zum Steuern aller Widerstandselemente 3 verwendet wird. Wenn die Temperatur steigt, sind die nur angeschalteten Elemente 3 diejenigen, deren jeweilige Säule sich auf dem Display des Computers 1 bis oberhalb des entsprechenden Temperaturlimit erstreckt. Jedes aufeinanderfolgende Feld von Widerstandslementen 3 ist mit seinem eigenen Satz von Säulen versehen (nicht notwendig auf dem Schirm dargestellt), wobei die Staffelung nach der vorliegenden Erfindung durch Verschieben der Position der längsten Säule innerhalb des Säulensatzes von aufeinanderfolgenden Widerstandsfeldern erreicht wird.During a glass bending operation, the temperature of the glass 4 is measured by means of one or more pyrometers 5. During a bending operation, the measuring pyrometer is selected which is closest to the main bending point of the glass. The measurement reading obtained is fed to the computer 1 where it is used as a reference reading for controlling all the resistance elements 3. As the temperature increases, the only elements 3 which are switched on are those whose respective columns extend above the corresponding temperature limit on the display of the computer 1. Each successive array of resistance elements 3 is provided with its own set of columns (not necessarily shown on the screen), the staggering according to the present invention being achieved by shifting the position of the longest column within the set of columns of successive resistance arrays.

Ein Biegeprogramm für eine bestimmte Glasart kann auf zwei Wegen erstellt werden.A bending program for a specific type of glass can be created in two ways.

1. Eine erste Glasplattte kann manuell unter Verwendung einer Steuertafel 7 gebogen werden, welche einen getrennt für jeden Widerstand numerierten Schalter 8 zum An- und Ausschalten einzelner Widerstandselemente 3 enthält. Die abgeschlossenen Vorgänge werden gespeichert, wenn das Biegen beendet ist (teach-in).1. A first glass plate can be bent manually using a control panel 7, which contains a switch 8, numbered separately for each resistor, for switching individual resistance elements 3 on and off. The completed processes are stored when the bending is finished (teach-in).

2. Ein Biegeprogramm wird mit Hilfe der Kathodenstsrahlröhrenanzeige und dem Tastenfeld des Computers 1 unter Verwendung eines Graphikparametereingabeprogramms erstellt.2. A bending program is created using the CRT display and the keypad of the computer 1 using a graphic parameter input program.

In beiden Fällen werden die fertiggestellten Programme in dem Festplattenspeicher des Computers 1 zum Lesen für den Betrieb, wenn notwendig, gespeichert. Die Programme können, wenn erforderlich, entweder mit Hilfe eines Graphikeinstellprogramms oder durch wiederholtes Bewirken der Biegung unter einer manuellen Steuerung korrigiert werden.In both cases, the completed programs are stored in the hard disk memory of the computer 1 for reading for operation when necessary. The programs can be corrected when necessary either by means of a graphic adjustment program or by repeatedly effecting the bend under manual control.

Die Steuerung von Widerstandselementen wird beschleunigt und erleichert, wenn sie unter Kombination in verschiedenen Reihen gesteuert werden kann. Eine solche Gruppierung oder Reihenanordnung von Linien enthält:The control of resistance elements is accelerated and facilitated if they can be controlled by combining them in different rows. Such a grouping or row arrangement of lines contains:

1. Die linke oder rechte Seite einer Biegestation,1. The left or right side of a bending station,

2. die vordere, mittlere oder hintere Sektion einer Biegestation,2. the front, middle or rear section of a bending station,

3. die Staffelung von Widerstandselementen in 0, 1, 2 oder 3 Stufen,3. the gradation of resistance elements in 0, 1, 2 or 3 levels,

4. das Schalten von Heizelementen in Gruppen oder Reihen.4. switching heating elements in groups or series.

Diese Auswahlen von Gruppen oder Reihen werden nachfolgend detaillierter betrachtet.These selections of groups or series are considered in more detail below.

1. Normalerweise wird, wenn symmetrische Glasplatten gebogen werden, eine zu biegende Glasplatte in der Mitte einer Biegestation angeordnet. In diesem Fall können die links- und rechtsseitigen Heizwiderstände (3) einer Biegestation gleichzeitig gesteuert werden. So wird die Gruppenauswahl "links und rechts" aktiviert.1. Normally, when bending symmetrical glass sheets, a glass sheet to be bent is placed in the middle of a bending station. In this case, the left and right heating resistors (3) of a bending station can be controlled simultaneously. This activates the group selection "left and right".

2. Abhängig von der Art einer zu biegenden Glasplatte kann die Gruppenauswahl "Vordere, mittlere oder hintere Sektion" verwendet werden, um eine stärkere Biegung in der Mitte, am oberen oder unteren Rand einer Glasplatte zu erreichen.2. Depending on the type of glass panel to be bent, the Front, Middle or Back Section group selection can be used to achieve a stronger bend in the middle, top or bottom edge of a glass panel.

3. Figur 2 zeigt ein Beispiel, worin die erste Reihe von Widerstandselementen, gezählt von der Mitte, eine direkte gestufte Auswahl aufweist, die 4. und 5. Reihe von Widerstandselementen eine direkte gestufte Auswahl und eine festliegende Auswahl 2 aufweisen, die 8., 9. und 10. Reihe von Widerstandselementen eine direkte gestufte Auswahl und eine festliegende Auswahl 3 aufweisen, und die 13. Reihe von Widerstandselementen eine gestufte Auswahl 1 und eine festliegende Auswahl 1 aufweist. Figur 3 zeigt eine gestufte Auswahl, welche nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, Figur 4 betrifft eine gestufte Auswahl 2, und Figur 5 eine gestufte Auswahl 3.3. Figure 2 shows an example in which the first row of resistive elements, counted from the center, has a direct stepped selection, the 4th and 5th rows of resistive elements have a direct stepped selection and a fixed selection 2, the 8th, 9th and 10th rows of resistive elements have a direct stepped selection and a fixed selection 3, and the 13th row of resistive elements has a stepped selection 1 and a fixed selection 1. Figure 3 shows a stepped selection which does not correspond to the present invention, Figure 4 refers to a stepped selection 2, and Figure 5 to a stepped selection 3.

4. Wenn Heizelemente 3 in der seitlichen Richtung des Ofens in größeren Gruppen an- oder auszuschalten sind, kann eine Gruppe oder eine Reihe ausgewählt werden, so daß sie zwei oder drei aneinandergrenzende Heizwiderstandselemente anstelle von gerade nur einem Element enthält.4. If heating elements 3 are to be switched on or off in larger groups in the lateral direction of the oven, a group or a row can be selected so that it contains two or three adjacent heating resistance elements instead of just one element.

So wird, wenn die Erfindung angewandt wird, jede Art von zu biegender Glasplatte mit ihrem eigenen Widerstandssteuerprogramm versehen, welches, auf der Basis einer an dem Biegepunkt gemessenen Temperatur, eine bestimmte Anzahl von Widerständen anschaltet, oder genauer gesagt, eine Abschaltung unterläßt, wobei dadurch gebildete Heizlinien an der richtigen Stelle und in einer geeigneten Staffelung für diese besondere Art von Glasplatte angeordnet sind.Thus, when the invention is applied, each type of glass sheet to be bent is provided with its own resistance control program which, on the basis of a temperature measured at the bending point, switches on, or more precisely, refrains from switching off, a certain number of resistors, heating lines formed thereby being arranged in the correct place and in a suitable stagger for that particular type of glass sheet.

Claims (4)

1. Ein Verfahren zum Heizen und Biegen einer Glasplatte in einer Biegestation, wobei die zu biegende Glasplatte ungleichmäßig durch eine Vielzahl von getrennten und unabhängig steuerbaren länglichen Widerstandselementen (3), welche in drei Widerstandselementfeldern aufeinanderfolgend in der Längsrichtung der Widerstandselemente (3) angeordnet sind, geheizt wird,1. A method for heating and bending a glass plate in a bending station, wherein the glass plate to be bent is heated unevenly by a plurality of separate and independently controllable elongated resistance elements (3) which are arranged in three resistance element fields successively in the longitudinal direction of the resistance elements (3), gekennzeichnet durchmarked by Anordnen der Widerstandselemente derart, daß jedes der Felder gleichzeitig einen Teil der zu biegenden Glasplatte abdeckt;Arranging the resistance elements in such a way that each of the fields simultaneously covers a part of the glass plate to be bent; Haltern der Glasplatte durch eine Ringform während der Heizung und Biegung;Holding the glass plate by a ring mold during heating and bending; Messen der Temperatur der Glasplatte während der Heizung und Biegung;Measuring the temperature of the glass plate during heating and bending; ungleichmäßiges Heizen der Glasplatte durch Ausschalten von Widerstandselementen, die unter Steuerung von der Temperaturmessung ausgewählt sind; unduneven heating of the glass plate by switching off resistance elements selected under control of the temperature measurement; and Steuern des Ausschaltens durch ein Computerprogramm zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Musters von jedem der drei Elementfelder in angeschaltetem Zustand, wenn die gemessene Temperatur ansteigt, wobei das Widerstandsmuster ausgewählt ist, um ein Muster bereitzustellen, worin die angeschalteten Widerstandselemente (3) von den aufeinanderfolgenden Elementfeldern in einer solchen Staffelung positioniert sind, daß die angeschalteten Widerstandselemente in den aufeinanderfolgenden Feldern wenigstens eine Heizlinie bilden, welche sich in einer von der Richtung der Heizelemente (3) abweichenden Richtung erstreckt.Controlling the switching off by a computer program for maintaining a predetermined pattern of each of the three element arrays in the switched-on state as the measured temperature increases, the resistance pattern being selected to provide a pattern in which the switched-on resistance elements (3) of the successive element arrays are positioned in a staggered manner such that the switched-on resistance elements in the successive arrays form at least one heating line extending in a direction deviating from the direction of the heating elements (3). 2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Staffelung, d.h. der Winkel zwischen der Heizlinie und der Längsrichtung von Widerstandselementen (3) programmierbar durch Auswählen einer Verschiebung von einem oder mehr aneinandergrenzenden Heizelementen (3) in aufeinanderfolgenden Feldern eingestellt wird.2. A method according to claim 1, characterized in that the degree of staggering, i.e. the angle between the heating line and the longitudinal direction of resistance elements (3) is programmably set by selecting a displacement of one or more adjacent heating elements (3) in successive fields. 3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Heizlinien auf der linken und rechten Seite von der Mittellinie von Widerstandselementfeldern gesteuert werden, um symmetrisch angeordnet zu sein und sich symmetrisch relativ zu der Mittellinie zu erstrecken.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that heating lines on the left and right sides of the center line of resistive element arrays are controlled to be symmetrically arranged and to extend symmetrically relative to the center line. 4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pyrometer (5) verwendet wird, um die Temperatur von Glas (4) innerhalb eines Bereiches einer starken Biegung zu messen, und die gemessene Temperatur in dem Computerprogramm als eine Referenzauslesung zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Widerstandsmusters im angeschalteten Zustand, wenn die gemessene Temperatur ansteigt, verwendet wird.4. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that a pyrometer (5) is used to measure the temperature of glass (4) within a region of high bending, and the measured temperature is used in the computer program as a reference reading for maintaining a predetermined resistance pattern in the switched-on state as the measured temperature increases.
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