DE69305760T2

DE69305760T2 - Verfahren zum Biegen und Härten von Glasscheiben

Info

Publication number: DE69305760T2
Application number: DE69305760T
Authority: DE
Inventors: Tapio Laakso; Esko Olavi Lehto; Jukka Heikki Vehmas
Original assignee: Tamglass Engineering Oy
Current assignee: Tamglass Engineering Oy
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: FI920589A0; FI90044B; AU3183693A; CN1032130C; AU655524B2; DE69305760D1; CN1075303A; US5232482A; EP0558911B1; CA2088232A1; JPH0826760A; FI90044C; EP0558911A1

Description

Verfahren zum Biegen und Härten einer Glasscheibe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen und Härten einer Glasscheibe, wobei das Verfahren umfaßt:
- Abstützen der Glasscheibe auf einer Ringform während des Erwärmens, Biegens und Härtens und
- Erwärmen der Glasscheibe um diese durch Schwerkraft zu biegen.
Die Erfindung umfaßt auch die Lösungen, bei denen das Biegen durch Schwerkraft mechanisch vereinfacht wird, zum Beispiel durch den Einsatz mechanischer Biegepressen oder einer hängenden Presse. Die Erfindung kann auch auf schwenkbare Ringformen angewendet werden.
Während des Verlaufens des Biegens durchschwerkraft, bewirkt durch eine Ringform, wurde beobachtet, daß, nachdem sich das Glas zu biegen beginnt und der mittlere Bereich des Glases nach unten "durchhängt bzw. durchsackt", durch diese Bewegung beschleunigt wird. Diese Beschleunigung ist teilweise ein Ergebnis der kontinuierlichen Erhöhung der Glastemperatur, dies erklärt jedoch nicht vollständig die hohe Beschleunigung der Bewegung. Das Biegen des Glases tritt sehr langsam auf, bis das "Durchsacken" des mittleren Bereichs beginnt. Daher muß das Abkühlen schnell und genau zu einem geeigneten Zeitpunkt beginnen. In den bevorzugtesten Fällen sollte das Biegen durch Kühlen gestoppt werden, bevor das Glas in einen anderen Abschnitt oder einen anderen Bereich befördert wird. Nach einem ausreichenden Abkühlen kann das Glas weiterbefördert werden, ohne daß ein Risiko besteht, daß sich das Glas übermäßig verbiegt.
Insbesondere, wenn eine schwenkbare Biegeform eingesetzt wird, ist es möglich, daß viel Wärme auf bestimmte Bereiche ausgeübt werden muß und daher kann die Temperatur dieser Bereiche auf Temperaturen oberhalb der Härtetemperatur ansteigen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Biegen und Härten einer Glasscheibe bereitzustellen, wobei das Verfahren geeignet ist, ein übermäßiges Biegen einer Glasscheibe zu verhindern, die Temperaturunterschiede in der Glasscheibe zu eliminieren und eine gebogene Glasscheibe zu einer Härtebehandlung mit einer ausreichend hohen Temperatur zu befördern.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird ein Verfahren der obengenannten Gattung bereitgestellt, welche gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Glastemperatur nach dem Biegevorgang bzw. der Biegebehandlung überall auf ungefähr 500 - 550ºC verringert, gefolgt von einer Erhöhung der Gesamtglastemperatur auf die Härtetemperatur, indem so schnell und gleichmäßig wie möglich erwärmt wird.
Das Verfahren der Erfindung ist geeignet, die Temperaturunterschiede auf eine einfache Weise zu eliminieren, welche in dem Glas während des Biegevorgang resultieren, ohne daß das Temperaturprofil vorher bekannt sein muß. Ein Erfordernis hierfür ist jedoch, daß das Abkühlen und Wiedererwärmen überall mit einer konstanten Geschwindigkeit auftritt (der Koeffizient der Wärmeübertragung muß so konstant wie möglich sein). Bei einem Wiedererwärmungsvorgang muß die Temperaturerhöhung so schnell wie möglich durchgführt werden, im Hinblick auf das Verfahren: Je schneller die Wiedererwärmung ist, desto geringer tritt während eines Erwärmungsverfahrens in der Glasscheibe zusätzliches Verbiegen auf.
Das Verfahren der Erfindung wird im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Ofenaufbau darstellt, welcher verwendet wird, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen;
Fig. 2 einen Endbereich 5 des in Fig. 1 dargestellten Ofens in einem Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 2A einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2 zeigt, welcher jedoch einen Bereich 4 vor dem Endbereich darstellt;
Fig. 3 einen Querschnitt eines Vorwärmbereichs 2 entlang einer Linie III-III aus Fig. 1 zeigt, welcher das Vorwärmen des Glases darstellt, welches auf der oberen Bahn bewirkt wird und die Rückkehr einer Ringform; welche auf der unteren Bahn bewirkt wird;
Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Ringform 10 und dessen Beförderungsvorrichtung 11 zeigt;
Fig. 5 einen Querschnitt einer Kühlkammer entlang einer Linie V-V aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 einen Querschnitt einer schnellen Wärmekammer gemäß einer ersten Ausführungsform entlang einer Linie VI-VI in Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 einen schematischen Querschnitt einer schnellen Wärmekammer gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt; und
Fig. 8 die Glastemperatur als Funktion der Zeit zeigt.
Das allgemeine Betriebsprinzip eines Ofens wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. In einem Ladebereich 1 wird eine zu biegende Glasscheibe auf eine Ringform 10 gelegt, welche von einem Ofenbereich zu einem anderen befördert wird. In den Vorwärmbereichen 2 wird die Glastemperatur stufenweise erhöht, wie in der, in Fig. 8 dargestellten, Kurve angegeben. Da die Erwärmung mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit durchgeführt wird, ist die Ofenkapazität ein Faktor, welcher eine Vielzahl von Vorwärmbereichen 2 erfordert. In den Vorwärmbereichen 3 hat die Glasscheibe eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, daß das Biegen durch Schwerkraft beginnt. In einem Endbereich 5 erreicht die Glasscheibe ein Endmaß des Biegens, wodurch sie sich auf eine Hauptbahn (eine untere Position in Fig. 2) absenkt und über die Länge bzw. Strecke eines Bereichs in eine Zwischenkühlkammer 4b des Bereichs 4 (Fig. 2A) zurückgeführt wird, von welcher aus die Form zusammen mit der Glasscheibe in einen Zwischenkühlbereich 6 und des weiteren in einen Schnellerwärmungsbereich 7 befördert wird. Nach einer so schnellen Vorerwärmungsbehandlung wie möglich, wird die Glasscheibe in einen Abschreckbereich 8 und weiter in einen Entladebereich 9 befördert.
Auf einer Hauptbahn des Bereichs 5 ist eine nicht unterteilte Verbindung über einen Zwischenkühlbereich 4b, angeordnet auf der Hauptbahn des Bereichs 4 mit einem Zwischenkühlbereich 6, vorgesehen und daher dient die Hauptbahn des Bereichs 5 als ein Zwischenkühlbereich.
Fig. 2 zeigt einen Endbereich 5, welcher mittels eines vertikal beweglichen Bodens 13 in einen oberen Biegebereich und einen unteren Zwischenkühlbereich unterteilt ist, in welchem das Biegen beendet wird. Während des Biegens einer Glasscheibe befindet sich der Boden 13 in einer oberen Position und die Temperatur in der darüberliegenden Kammer liegt bei ungefähr 650ºC. Heizwiderstände 12 werden verwendet, um eine Glasscheibe zu erwärmen, welche durch die Form 10 abgestützt wird, bis sie ein gewünschtes Maß des Biegens erreicht. Das Erwärmen und Biegen wird durch die Bewegung des Bodens 13 unterbrochen und eine Formbeförderungsvorrichtung 11 wird auf dieser zusammen mit der Form und der Glasscheibe unten abgestürzt, bis die Formbeförderungsvorrichtung die Höhe der Hauptformbahn erreicht. An diesem Punkt befindet sich die Glasscheibe in einer horizontalen Verbindung mit einem Hauptraum 4b des Bereichs 4 und des weiteren mit dem Bereich 6 und behält eine Temperatur von ungefähr 500ºC bei. Die Glasscheibe kühlt sich unmittelbar ein ausreichendes Maß ab, um das Biegen zu beenden. Die Form wird zusammen mit der Glasscheibe zurück in den Bereich 4 befördert und der Boden 13 des Bereichs 5 wird hochgezogen. Eine weitere zu biegende Glasscheibe wird auf die obere Bahn des Endbereichs 5 gebracht. Die abkühlende Glasscheibe wird aus dem Bereich 4 in einen Zwischenkühlbereich 6 befördert und auf einen Temperaturbereich 500 - 550ºC gesenkt.
Die gleiche Form 10 wird verwendet, um eine Glasscheibe aus einer Zwischenkühlkammer 6 in eine Schnellheizkammer 17 zu befördern, welche mit wirksamen Strahlungsheizelementen 16 auf beiden Seiten einer Glasscheibe ausgestattet ist. Die Temperatur in dem Raum 17 liegt vorzugsweise bei 800 - 900ºC. Obwohl das Erwärmen in diesem Fall hauptsächlich durch Strahlung bewirkt wird, kann es von Vorteil sein, diese mit künstlicher bzw. gezwungener Konvektion zu unterstützen.
Der obige Aufbau ist nur ein Beispiel vieler möglicher Konstruktionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zum Beispiel kann eine dazwischenliegende Kühlkammer 6 und eine Schnellheizkammer 7 wie auch ein Härtebereich 8 direkt als eine Verlängerung der Bereiche 3, 4, 5 angeordnet sein, um so die Notwendigkeit lateraler Bewegungen zu eliminieren. Die Rückkehr der Beförderungsvorrichtungen und Formen kann auch auf andere Weise ausgeführt werden, als unter den Bereichen 2-5.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schnellheizkammer, wobei das Erwärmen hauptsächlich durch den Einsatz künstlicher bzw. gezwungener Konvektion oder Heißluftstrahlen durchgeführt wird. Ein Ventil 18 wird verwendet, um Luft umzuwälzen, welche durch perforierte Platten 21 gesogen wird, die auf dem Boden und der Decke einer Kammer 17' angeordnet sind. In einem Heizer 19 wird die Luft auf eine Temperatur von 750 - 800ºC erwärmt und aus perforierten Strahldüsen 20 auf jede Oberfläche einer Glasscheibe geblasen.
In einer Schnellheizkammer 17 oder 17' wird die Glastemperatur schnell auf eine geeignete Härtetemperatur von 610 - 630ºC angehoben. Anschließend wird eine Glasscheibe weiter mittels der gleichen Form 10 und einer leichten Beförderungsvorrichtung 11 in einen Abschreckbereich 8 befördert, in welchem das Abschrecken auf eine per se bekannte Weise durchgeführt wird, indem auf jede Oberfläche einer Glasscheibe ein kraftvoller Kühlluftstrahl gerichtet wird. In einem Aus- bzw. Entladebereich 9 wird eine gebogene und gehärtete Glasscheibe von der Form entfernt, gefolgt von einer Rückkehr der Form 10 zusammen mit der Beförderungsvorrichtung 11 entlang einer unteren Ofenbahn 22 in den Ladebereich 1.
In Zwischenkühlkammern 4b und 6, dargestellt in den Fig. 2a und 5, wird die Lufttemperatur unter Verwendung von Ventilatoren 15 konstant gehalten, um eine geeignete Menge an Luft mit Raumtemperatur durch die Kammern 4b und 6 zu zirkulieren Im vorliegenden Fall tritt die Luft in die Kammern 4b und 6 durch eine perforierte Platte 13 ein, welche an der Kammerdecke angeordnet ist und die Luft wird aus der Kammer 4b oder 6 über eine perforierte Platte 14 angesaugt, welche den Boden definiert.

Claims

1. Verfahren zum Biegen und Härten von Glasscheiben, wobei das Verfahren umfaßt:

- Abstützen der Glasscheibe auf einer Ringform (10) während des Erwärmens, Biegens und Härtens und

- Erwärmen der Glasscheibe um diese durch Schwerkraft zu biegen,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Glastemperatur nach dem Biegevorgang überall auf ungefähr 500 - 550ºC verringert, gefolgt von einer Erhöhung der Gesamtglastemperatur auf die Härtetemperatur, indem so schnell und gleichmäßig wie möglich erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen des Glases in den Endzustand durch den Einsatz einer hängenden Teil- oder Gesamtoberflächenpresse vereinfacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung in einer abgetrennten Kammer (17') bewirkt wird und die Erwärmung hauptsächlich durch eine künstliche bzw. erzwungene Konvektion (Heißluftstrahlen) bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung in einer abgetrennten Hochtemperaturkammer (17) bewirkt wird, deren Temperatur vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 800 - 900ºC liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen hauptsächlich durch Strahlung bewirkt wird, unter zusätzlicher Anwendung von künstlicher bzw. erzwungener Konvektion.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß während eines wiedererwärmungsvorganges die Glastemperatur auf den Bereich von 610 - 630ºC erhöht wird.