DE69305926T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Stützen und Transport von Glasscheiben in einer Biegestation - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verfahren zum Biegen von Glasscheiben und insbesondere Vorrichtungen und Arbeitsgänge, die Teil dieser Verfahren sind und es erlauben, Glasscheiben in das Innere einer Formgebungszelle zu transportieren und/oder zu tragen.
• Diese Verfahren sind insbesondere zur Herstellung von Autoglasscheiben vorgesehen, die gebogen und anschließend vorgespannt (und mit denen dann meist die Seiten und die Rückseite eines Fahrzeugs ausgerüstet sind) oder für eine Verbindung in Form von Verbundverglasungen, die beispielsweise zwei Glasscheiben enthalten (und insbesondere als Windschutzscheibe verwendet werden) gebogen und anschließend im Kühlofen abgekühlt werden.
• Speziell auf dem Gebiet des Automobilbaus müssen die Verglasungen sehr strengen Kriterien, insbesondere hinsichtlich der optischen Qualität und der Genauigkeit der vorgeschriebenen Biegung, genügen.
• Deshalb sind sämtliche Anstrengungen darauf gerichtet, die Gefahr einer Fehlerentstehung, beispielsweise durch Reibung der Glasscheiben mit den Werkzeugen, mit denen sie sich im Kontakt befinden, wodurch sich auf ihrer Oberfläche Abdrücke bilden, und/oder durch eine unkorrekte Positionierung der Glasscheiben in bezug auf diese Werkzeuge, insbesondere auf Biegeformen, wodurch dann ungenaue Biegungen entstehen würden, zu minimieren. Das ist selbstverständlich noch wichtiger, wenn sich die Glasscheiben in der Formgebungszelle befinden, ihre Erweichungstemperatur angenommen haben und einem Biegevorgang durch Ansaugen und/oder mechanisches Pressen in direktem Kontakt mit den Biegeformen ausgesetzt sind.
• Es ist festzustellen, daß in bestimmten üblichen Biegeverfahren die Glasscheiben den Erwärmungsofen im allgemeinen horizontal durchlaufen, befördert von einem sich bis zur Formgebungszelle fortsetzenden Rollenbett, von dem sie dann, insbesondere durch eine von einem Unterdruckkasten erzeugte Umfangsansaugung, zum Kontakt mit der gebogenen Unterseite einer oberen Biegeform angehoben werden, deren Krümmung sie unter der Ansaugwirkung mehr oder weniger annehmen. Anschließend kann dieser Formgebungsvorgang entweder unter der gemeinsamen Wirkung von Eigengewicht und Schwerkraft durch Ablegen der Glasscheiben auf einer unteren Ringform oder durch mechanisches Pressen der Glasscheiben zwischen Oberform und unterer Ringform vervollständigt werden. Danach werden die Glasscheiben entweder auf derselben unteren Ringform oder auf einer für das Vorspannen spezifischen Ringform zur Zelle für das Vorspannen/thermische Behandeln befördert. Dafür wird insbesondere auf die Patente FR-B-2 085 464, EP-B-241 355, EP-A-240 418, EP-A-241 355, EP-A- 255 432 und EP-A-389 315 Bezug genommen.
• Dabei stellt sich jedoch das Problem, ein Mittel zum Transport und/oder Tragen der Glasscheiben in diese Zelle auszuwählen, das so weit wie möglich geeignet ist, die optische Qualität der Glasscheiben bei hohen Temperaturen nicht zu beeinträchtigen.
• In obengenannten Biegeverfahren wird als ein Mittel zum Transport der Glasscheiben vom Ofen zur Formgebungszelle und anschließend als Mittel zum Tragen der Glasscheiben in dieser Zelle, bevor sie von den Biegeformen aufgenommen werden, eine einfache Folge von Tragrollen vorgeschlagen, durch welche das im Ofen vorhandene Rollenbett verlängert wird. Das bedeutet dann einen direkten mechanischen Kontakt der erweichten Glasscheiben mit den Rollen in der Zelle, wodurch die Möglichkeiten einer Nachzentrierung der Glasscheiben in bezug auf die Biegeformen (wobei die Nachzentrierung insbesondere durch die in obengenannter Patentanmeldung EP-A-389 315 beschriebenen Mittel erfolgt) nur begrenzt werden können, da jede Neupositionierung einer bestimmten Größenordnung zu einem relativen Gleitvorgang zwischen Glasscheiben und Rollen führt, der von Abdrücke her vorrufenden Reibungsvorgängen begleitet ist.
• In weiteren Biegeverfahren sind andere Mittel zum Transport und/oder Tragen der Glasscheiben in der Formgebungszelle vorgeschlagen worden. So ist in der Patentanmeldung EP-A-0 351 278 ein Biegeverfahren beschrieben, das darin besteht, die Glasscheiben vom Ofen zur Formgebungszelle mittels eines flexiblen Förderbandes zu transportieren, durch das die Glasscheiben unter der Biegeform angehalten werden, die sie anschließend durch Ansaugen aufnimmt. Dieses Förderband kann außerdem am Biegevorgang teilnehmen, indem es die Aufgabe einer unteren Gegenpreßform übernimmt. An die Stelle der punktuellen Kontakte zwischen Glasscheiben und Rollen tritt deshalb hier ein ununterbrochener Kontakt zwischen den Glasscheiben und einem nachgiebigen Material, wobei es sich aber immer noch um einen mechanischen Kontakt handelt, der auf den Glasscheiben Spuren hinterlassen kann.
• Ferner ist ein "Reines-Luftkissen"-Verfahren bekannt, das insbesondere im Patent US-3 869 271 beschrieben ist, worin im Ofen aufeinanderfolgende Luftkissen sich zu einem Luftkissen in. die Formgebungszelle verlängern, um für die gesamte Beförderung der Glasscheiben zu sorgen. Seine Durchführung erweist sich jedoch als schwierig, da es nicht leicht ist, eine gute Ebenheit sämtlicher Luftkissen über eine recht große Länge sicherzustellen, um so mehr, als in der einzigen Ausführungsform Druckkästen aus poröser Keramik verwendet werden, deren Herstellung schwierig und teuer und deren Reproduzierbarkeit unsicher ist.
• Außerdem führt die Anwendung eines Luftkissens im Anfangsteil des Ofens, d.h. wenn die Glasscheiben noch sehr starr sind, zu Fehlern in der Ebenheit auf ihnen, insbesondere zu in bezug auf ihre Durchlaufachse Querkonkavitäten, die zufällige physikalische Kontakte der Unterseite der Glasscheiben mit dem Kasten verursachen können, der das Luftkissen erzeugt.
• Weiterhin ist aus dem Patent US-3 665 730 eine Vorrichtung bekannt, mit welcher Glasscheiben gleichzeitig getragen, gebogen und vorgespannt werden können und die Luftkissen enthält, welche mittels Rohrleitungssystemen erzeugt werden, die von einem Gebläse mit einer Vielzahl paralleler Leitungen, die mit Öffnungen durchbohrt und quer zur Durchlaufachse der Glasscheiben angeordnet sind, Gasströme zuführen.
• Auch ist aus dem Patent US-3 468 645 ein Luftkissen bekannt, das für den Transport von Glasscheiben durch einen Ofen, um sie dort auf Erweichungstemperatur zu bringen, vorgesehen ist, wobei das Luftkissen von einem Kasten erzeugt wird, der mit vertikalen Gasversorgungsschlitzen und mit seitlichen Gasaustrittsöffnungen versehen ist.
• Desweiteren ist das Patent US-5 078 775 zu nennen, in welchem ein Luftkissen für Glasscheiben beschrieben ist, das ebenfalls von einem Druckkasten erzeugt wird, in welchem sich Gasversorgungsschlitze und Gasaustrittsschlitze, die ein seitliches Abströmen der Gase ermöglichen, miteinander abwechseln.
• Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Tragen/Transportieren von Glasscheiben in eine Formgebungszelle bereitzustellen, die bei hoher Temperatur arbeiten kann, durch welche die optische Qualität der Glasscheiben selbst beim Nachzentrieren in ihrer Transportebene nicht beeinträchtigt wird und die einfach herzustellen und anzuwenden ist.
• Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung wenigstens den zentralen Bereich von auf ihre Formgebungstemperatur erhitzten Glasscheiben in eine Formgebungszelle tragen und/oder transportieren, welche einen ein Luftkissen erzeugenden Druckkasten umfaßt, dessen Oberseite abwechselnd Gasversorgungsöffnungen und Gasaustrittsschlitze aufweist. Dieser Kasten enthält eine Vielzahl einzelner Abteile, die quer zur Durchlaufachse der Glasscheiben stehen. Jedes der Abteile besitzt einerseits eine (parallel zu dieser Achse gemessene), in bezug auf die "Höhe" der Glasscheiben kurze Breite, die kleiner als diese ist, und ist anderer seits mit Gaszuführungsmitteln ausgestattet, die wenigstens zwei Druckverteilungsniveaus aufweisen. (Die "Höhe" der Glasscheiben entspricht erfindungsgemäß der Abmessung, die parallel zu deren Durchlaufachse gemessen wird.) Außerdem sind die Abteile derart konstruiert, daß die sie trennenden Wände von Gasaustritts"fächern" gebildet werden, die im Kasteninneren die Austrittsschlitze verlängern, um das Gas aus dem Kasten zu evakuieren.
• Die Entscheidung für eine Vorrichtung mit Luftkissen bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere gegenüber einem Rollenbett, da sie den erweichten Glasscheiben eine pneumatische und keine mechanische Kontaktfläche bietet. So wird die Gefahr einer Abdruckbildung auf ihrer Unterseite vermieden, sogar beim Nachzentrieren der Glasscheiben auf dem Luftkissen in bezug auf die Biegeformen und unmittelbar bevor sie von diesen Formen aufgenommen werden, wodurch dem Risiko entgegengewirkt wird, daß sich die Glasscheiben vor dem Biegevorgang erneut desorientieren.
• Bis dahin bestand das Problem auch darin, bei Temperaturen, die leicht 600 ºC übersteigen können, eine ordnungsgemäße Gleichmäßigkeit der Tragfläche dieses Luftkissens zu erreichen.
• Diese beiden speziellen Merkmale des erfindungsgemäßen Luftkissens, die Aufteilung des es erzeugenden Kastens und die Verwendung mehrerer Druckverteilungsniveaus, führen jedoch zu einem Luftkissen, das gleichzeitig in der Zeit und in seinen Druckparametern an jeder Stelle völlig homogen ist.
• Dabei ist es deutlich schwieriger, eine Homogenität in der Zeit während des Tragens durch das Luftkissen sicherzustellen, wenn es diskrete Glasscheiben tragen muß, als wenn es beispielsweise ein endloses Glasband trägt.
• Im ersten Fall, den die Erfindung betrifft, ist es erforder lich, daß das Luftkissen ordnungsgemäß auf ständige Eingriffe in die Fahrweise "reagieren" kann, die entlang des Fortschreitens jeder Glasscheibe auf seiner Oberfläche hervorgerufen werden.
• Durch das Unterteilen des Druckkastens in Abteile entsteht nicht mehr nur ein Luftkissen, sondern eine Vielzahl aneinander angrenzender Luftkissen, deren Kontaktfläche mit den Glasscheiben viel kleiner ist. Deshalb tritt mit der Fortbewegung jeder Glasscheibe über dem Druckkasten jedes dieser "kleinen" Luftkissen fortschreitend, unabhängig von allen anderen in Aktion und stabilisiert sich viel schneller als es ein nicht unterteiltes Luftkissen könnte, das anschließend als "integrales Luftkissen" bezeichnet wird. Weiterhin ist es viel leichter und einem Luftkissen geringerer Größe eigen, mit ihm eine gute Gleichmäßigkeit zu erreichen, als bei einem größeren Luftkissen, da es technisch einfacher ist, einheitliche Gaseinblasund -ableitungsparameter über eine kleine anstatt über eine große Oberfläche sicherzustellen.
• Außerdem erlauben es die erfindungsgemäß vorgesehenen Druckverteilungsniveaus der Gasversorgungsmittel in jedem der von den Abteilen erzeugten Luftkissen an allen Stellen eine gute Druckgleichmäßigkeit zu erhalten. Das ist dann notwendig, wenn sich die Glasscheiben, die sich auf über ihrer Erweichungstemperatur, d.h. auf gegen 650 ºC, befinden, wie ein viskoses Material verhalten, das sich irreversibel verformen würde, wenn das im integralen Luftkissen herrschende Druckregime lokal unterschiedlich wäre.
• Mindestens ein erstes Druckverteilungsniveau kann insbesondere direkt in der Gaszuführungsleitung jedes Abteils erzeugt werden, die außerdem zentralisiert und sämtlichen Abteilen gemeinsam sein kann. Mindestens ein weiteres Verteilungsniveau kann auch im Inneren eines jeden Abteils vorgesehen werden. Diese Verteilungsniveaus können beispielsweise sehr leicht erhalten werden, indem in den Gasstrom mindestens eine Platte eingebaut wird, die mit vorzugsweise regelmäßig verteilten Öffnungen durchbohrt ist.
• Vorzugsweise weist die Oberseite des Druckkastens, die sämtliche Abteile bedeckt, abwechselnd insbesondere kreisrunde Versorgungsöffnungen und Austrittsschlitze auf, die insbesondere zur Durchlaufachse der Glasscheiben quer stehen. Es erweist sich als vorteilhafter, auch Austrittsschlitze vorzusehen, als sich mit einem peripheren Gasaustritt zufriedenzugeben, von dem experimentell nachgewiesen worden ist, daß er dazu neigt, ein "Glocken"phänomen, d.h. einen Überdruck in der Mitte des Luftkissens, der auf Evakuierungsschwierigkeiten zurückzuführen ist, zu verursachen.
• Insbesondere aus Gründen einer vereinfachten Konstruktion ist es wünschenswert, das Gas des Luftkissens abzuleiten, ohne in Höhe der Schlitze im Druckkasten auf ein Absaugsystem zurückgreifen zu müssen. In diesem Fall ist es bevorzugt, einerseits die Abmessungen der Schlitze anzupassen, d.h. sie beispielsweise genügend groß auszulegen, und andererseits einen Abstand vorzusehen, der den Druckkastenboden vom Fußboden trennt, der genügend groß ist, um eine zufriedenstellende Ableitung der Gase in Höhe der Formgebungszelle sicherzustellen.
• Man kann jedoch auch auf Absaugeinrichtungen in Höhe dieser Schlitze zurückgreifen, was die Druckkastenstruktur komplexer macht, aber auch zu einer optimierteren Beherrschung der Ableitung dieser Gase führen kann.
• Weiterhin verlängern sich vorteilhafterweise diese Schlitze ins Innere des Druckkastens zu Gasaustrittsfächern, durch welche die Gase aus dem Druckkasten abströmen, damit im Inneren der Druckkastenabteile keine Druckstörungen hervorgerufen werden. Vorzugsweise werden dann am Ausgang dieser Fächer in der Formgebungszelle Absaunmittel für die Gase vorgesehen, um sie im Kreislauf zu führen.
• Die einfachste erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, als Wände für die Druckkastenabteile diese Fächer zu nutzen, die dann den Druckkasten auch mechanisch versteifen können.
• Für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise eine Gasversorgung eingesetzt, die durch einen Erzeuger vom Typ eines Heißluftlüfters oder einer Venturidüse, d.h. einen bekannten Gaserzeuger, erhalten wird, da er es ermöglicht, ein integrales Luftkissen zu erzeugen, das in zufriedenstellender Weise Glasscheiben tragen kann, ohne daß zu hohe Durchsätze und/oder Drücke erforderlich wären.
• Insbesondere wird, wenigstens um die Oberseite des Druckkastens zu bilden, die sämtliche Abteile bedeckt, eine Platte aus geeignet maschinell bearbeitetem und anschließend spannungsfrei geglühtem Metallblech verwendet, was eine einfache und reproduzierbare Ausführungsform darstellt. Es kann auch eine gegossene Metall- oder Keramikplatte vorgesehen werden.
• Soll das Luftkissen die Glasscheibe in der Formgebungszelle tragen, bevor sie von einer unteren Ringform, insbesondere um sie gegen eine gebogene obere Vollform zu pressen, aufgenommen wird, ist es vorteilhaft, die Ringform am Umfang des Luftkissens anzuordnen, damit sie über die Ränder der Glasscheibe vorstehen kann, ohne störend auf das Luftkissen einzuwirken. Das Beste ist somit, ein Luftkissen zu erzeugen, dessen Kontur der Glasscheibe ähnlich, aber in einem etwas kleineren Verhältnis ist, wobei es dann nur den zentralen Teil der Glasscheibe und nicht deren äußersten Rand trägt.
• Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Anwendung dieser Vorrichtung zum Gegenstand. Dabei handelt es sich insbesondere darum, die Einstellung des Luftkissens, d.h. speziell der Betriebsparameter wie die Gasversorgung und der Konstruktionsparameter der Vorrichtung wie Anzahl und Auslegung der Druckverteilungsniveaus derart anzupassen, daß ein Luftkissen entsteht, das den Glasscheiben die richtige "Schwebehöhe" verleiht. Diese Schwebehöhe ist durch den senkrecht zur Luftkissenebene gemessenen Abstand definiert, der die Oberseite des Druckkastens von der Unterseite der Glasscheibe trennt. Die Wahl dieser Schwebehöhe ist wichtig, da sie einen reibungslosen Übergang zwischen den Fördemitteln außerhalb der Formgebungszelle und dem Luftkissen in der Zelle bedingt. Vorzugsweise wird eine Schwebehöhe von 0,5 bis 3 mm und insbesondere von etwa 2 mm gewählt, was ein Bereich ist, der es erlaubt, zu genaue und umständliche Einstellungen zwischen dem Niveau der vorhergehenden Fördermittel wie Rollen und dem des Luftkissens zu vermeiden. Außerdem wird, indem man eine ausreichend große Schwebehöhe wählt, die Gefahr einer zufälligen Abdruckbildung auf Glasscheiben verringert, die sich mit der Oberseite des Druckkastens und/oder mit Ausschußresten, die gegebenenfalls darauf vorhanden sein können, im Kontakt befinden.
• Diese Schwebehöhe wird vorzugsweise aus denselben Gründen in Korrelation mit einer optimierten "Steifigkeit" des Luftkissens gewählt, die insbesondere entsprechend denselben obengenannten Betriebs- und/oder Konstruktionsparametern ausgewählt werden kann. Dieser steife Charakter kann durch die Fähigkeit des Luftkissens definiert werden, sofort auf eine punktuelle Höhenbeanspruchung durch eine Glasscheibe zu reagieren, beispielsweise um zu vermeiden, daß eine Glasscheibe, die auf Grund eines Luftkissenniveaus, das etwas unter dem des vorhergehenden Rollenbettes liegt, eine leichte Neigung angenommen hat, mit ihrem vorderen Teil an die Oberseite des Druckkastens anstößt. Umgekehrt kann ein zu "steifes" Luftkissen destabilisierende Schwingungserscheinungen erzeugen. In der Praxis wird diese Steifigkeit insbesondere durch die Berechnung des Verhältnisses von im Druckkasten herrschenden Druck zu dem im Luftkissen herrschenden Druck ausgedrückt. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise dieses Verhältnis von 3 bis 7 gewählt, wodurch sich eine zufriedenstellende Steifigkeit ergibt. Das bedeutet, daß ein großer Teil des Druckverlustes in den Abteilen im Kasteninneren und nicht nur in Höhe des Luftkissens realisiert wird. Dieses Merkmal ist vorteilhaft, da es dazu beiträgt, das Phänomen einer sequentiellen Störung des Luftkissens zu verringern, das vom diskontinuierlichen Auftreffen der Glasscheiben auf seine Oberfläche verursacht wird. Erfolgte demgegenüber der größere Druckverlust in Höhe des Luftkissens, würde jedes Auftreffen von Glasscheiben einen momentanen Druckverlust bewirken, der viel beträchtlicher und somit auch viel störender wäre.
• Weiterhin ist es bevorzugt, die Regelung des Luftkissens und insbesondere der Gasversorgung derart einzustellen, daß die Geschwindigkeit des Gases des Luftkissens auf der Unterseite der Glasscheiben 20 m/s nicht übersteigt, um die Gefahr einer Abdruckbildung zu vermeiden, die sonst durch das Auftreffen der anströmenden Gase gegeben wäre, die sich im Kontakt mit ihnen befinden.
• Um in der Glasdicke keine Temperaturdifferenzen zu erzeugen, ist die Temperatur der Versorgungsgase des integralen Luftkissens vorzugsweise sehr nahe der der Glasscheiben und/oder der Atmosphäre der Formgebungszelle. Die Temperatur des Versorgungsgases kann jedoch etwas darüber liegen, um die Unterseite der Glasscheiben leicht zu überhitzen, die vorgesehen ist, während des Kontakts mit der gebogenen oberen vollen Biegeform ausgedehnt zu werden. Durch diese Überhitzung wird der Biegevorgang insbesondere dann erleichtert, wenn er den Glasscheiben einen starken Biegegrad verleihen soll. Dabei erfolgt diese Überhitzung auf einem Luftkissen ohne anschließenden Kontakt der erweichten Glasscheiben mit einem mechanischen Förderer vom Typ eines Rollenförderers vor dem Biegevorgang, wobei es vorteilhafterweise möglich wird, diesen zu verlängern, ohne dabei das Risiko einer Abdruck- und/oder Welligkeitsbildung zu vergrößern, wie es der Fall ist, wenn die Glasscheiben von Rollen getragen werden.
• Die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf die die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendenden Biegeverfahren, die darin bestehen, die Glasscheiben auf einem Rollenbett in einen Erwärmungsofen zu befördern, der vorgesehen ist, sie auf ihre Biegetemperatur zu erhitzen, danach sie in die Biegezelle auf dem von dem erfindungsgemäßen Druckkasten erzeugten Luftkissen gleiten zu lassen und sie darauf anzuhalten, bevor sie von den verschiedenen Biegewerkzeugen aufgenommen werden.
• Insbesondere besteht das Biegeverfahren, das zum Erfindungsumfang des in der französischen Patentanmeldung FR-A-2 678 261 offenbarten Biegeverfahrens gehört, darin, jede Glasscheibe in einem Horizontalofen zu erhitzen, den sie, transportiert von einem Förderer mit angetriebenen Rollen, durchläuft, der sie in eine Biegezelle bringt, worin eine Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird, die etwa gleich der Temperatur der Glasscheibe ist, sie anschließend in der Biegezelle senkrecht zu einer unteren Ringform anzuhalten, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung umgibt, die den Druckkasten enthält, der das Luftkissen erzeugt, welches den zentralen Bereich der Glasscheibe abstützt, und danach die untere Ringform anzuheben, damit sie die Glasscheibe an die obere Biegeform preßt. Vorzugsweise sind sowohl die untere Ringform als auch die den Druckkasten enthaltende Vorrichtung auf einer Platte angebracht, die außerhalb der Biegezelle angeordnet ist.
• Die erfindungsgemäßen Merkmale und Vorteile werden anschließend an Hand der Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf folgende Figuren erläutert, wobei
• - Fig. 1 eine Seitenansicht einer Formgebungszelle, die den das erfindungsgemäße Luftkissen erzeugenden Druckkasten enthält,
• - Fig. 2 eine Ansicht von unten einer Glasscheibe, die von dem erfindungsgemäßen Luftkissen getragen und über der unteren ringförmigen Biegeform zentriert ist,
• - Fig. 3 eine Draufsicht des Druckkastens, der das erfindungsgemäße Luftkissen erzeugt,
• - Fig. 4 einen Querschnitt dieses Druckkastens parallel zur Durchlaufachse der Glasscheiben, die aus dem Ofen kommen, und
• - Fig. 5 einen Halbschnitt desselben Druckkastens in einer zu seiner Oberseite parallelen Ebene
• zeigt.
• Ganz besonders vorteilhaft ist es, die erfindungsgemäßen Tragevorrichtungen und -verfahren im Rahmen des Biegeverfahrens anzuwenden, das in den Figuren 1 und 2 der Patentanmeldung veranschaulicht ist, welche die Lehre der französischen Patentanmeldung FR-A 2 678 261 als Bezugnahme enthält, auf welche hinsichtlich der Einzelheiten Bezug genommen wird.
• Es ist jedoch selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise in jeder Formgebungszelle unabhängig vom vorgesehenen Biegeverfahren angewendet werden können. So kann sie vorteilhafterweise sämtliche Mittel zum Tragen/Transportieren von Glasscheiben in die Zelle, insbesondere die in den zu Beginn dieser Patentanmeldung genannten Patentanmeldungen oder Patenten beschriebenen, ersetzen.
• In Figur 1 ist eine in Richtung der Kühlzelle mit einem Ausgang 3 ausgestattete Biegezelle 2 dargestellt, die sich an einen Ofen 1 anschließt, von dem nur der letzte Teil gezeigt ist. In diesem Ofen wird die Glasscheibe von einer Einheit aus angetriebenen Rollen 4 befördert, die beispielsweise aus Siliciumdioxid oder einer anderen hitzebeständigen Keramik bestehen.
• Dieser Förderer erstreckt sich (Rolle 4') bis in die wärmeisolierte Biegezelle, worin eine Temperatur von etwa der Biegetemperatur der Glasscheiben, typischerweise von etwa 650 ºC, wenn ein thermisches Vorspannen vorgesehen ist, und von etwa 550 ºC für einen anschließenden Abkühlvorgang im Kühlofen aufrechterhalten wird. Gegebenenfalls wird eine Schürze 5 eingesetzt, um störende Luftströme zu vermeiden, die beispielsweise beim Beschicken entstehen könnten. In der eigentlichen Formgebungszone ist der Förderer jedoch unterbrochen und auf der anderen Seite dieser Zone sind in derselben Ausrichtung neue Rollen 4'' angeordnet, um gegebenenfalls eine unbehandelte Glasscheibe entfernen zu können.
• Zwischen diesen Rollen 4' und 4'' ist die erfindungsgemäße Tragevorrichtung 21 für die Glasscheiben angeordnet, welche ein Luftkissen erzeugt, das die von diesen Rollen gebildete Förderebene fortsetzt.
• Der untere Teil der Formgebungszelle enthält eine Platte 18, die von einem Wagen getragen wird oder direkt mit einem Fahrwerk 19 ausgerüstet ist. Diese Platte 18 trägt ein Isolierelement 20, den Druckkasten 21 für das Luftkissen und die untere Ringform 22. Mit einer solchen Anordnung kann bei einem Wechsel in der Herstellung der Glasscheiben die Ringform 22 zusammen mit dem Druckkasten 21 leicht durch die Platte 18 aus der Biegezelle 2 derart gezogen werden, daß man sie in einem einzigen Arbeitsgang austauschen kann.
• Die Ringform 22 besteht vorzugsweise aus einer ununterbrochenen Schiene, wodurch die Gefahr einer Abdruckbildung auf der Glasoberfläche begrenzt wird, sie kann aber auch, um komplexeste Biegeprobleme zu lösen, aus beispielsweise drei untereinander gelenkigen Elementen gebildet sein. Auf der unteren Ringform 22 sind (nicht dargestellte) Raststifte befestigt, die in (nicht dargestellte) mit der Oberform 11 verbundene Schlitze oder Ösen eingreifen.
• In Figur 2 ist in einer Ansicht von unten die relative Position der Unterform 22 und des vom Druckkasten 21 erzeugten Luftkissens veranschaulicht.
• Dieses selbstverständlich aus Heißluft bestehende Luftkissen ist ein erfindungsgemäßes und insbesondere in den Figuren 3 bis 5 in Einzelheiten dargestellt. Das sich nur in der Mitte der Ringform 22 befindende Luftkissen kann leicht derart geregelt werden, daß es sich während der Aufnahme der Glasscheiben 28 an den Rollenförderer anschließt. Generell dient das Luftkissen lediglich dazu, die Glasscheibe 28 abzustützen, deren Fortbewegung durch den Kontakt ihres hinteren Teils mit den Rollen gesteuert wird. In der Praxis funktioniert diese Steuerung perfekt, da das Luftkissen, während sich die Glasscheibe mit mindestens einer Rolle in Berührung befindet, diese praktisch nicht abbremst. Dennoch kann es erforderlich sein, Mittel zur Unterstützung der Fortbewegung der Glasscheibe wie ein Einblasen von Heißluft auf den Rand, eine schräge Ausrichtung bestimmter Öffnungen der Oberseite 50 (Figur 3) oder auch eine leichte Neigung des Luftkissens vorzusehen.
• Es ist hervorzuheben, daß sich erfindungsgemäß das einzige verwendete Luftkissen in der Formgebungszone befindet, wodurch zahlreiche aus dem Einsatz von Luftkissen bekannte Nachteile vermieden werden. In erster Linie ist es uneingeschränkt möglich, die Unterseite der Glasscheibe 28 im Ofen differenziert zu erhitzen, da diese von Rollen getragen wird. Andererseits wird die Bahn der Glasscheibe 28, die von dem in Figur 2 eingezeichneten Pfeil symbolisiert ist, mit Rollen zufriedenstellender beherrscht.
• Durch dieses Luftkissen in der Formgebungszone und an den Zentrieranschlägen können leicht sämtliche Bahnabweichungen von etwa einigen Millimetern beseitigt werden, die von den Rollen im Ofen verursacht worden sind. Diese seitlichen Zentrieranschläge 29 sind fest an der oberen Biegeform 11 (Figur 1) oder bezogen auf sie angebracht. Wenn sich, wie in Figur 2 schematisch dargestellt, die Glasscheibe 28 mit vvder Vorderkante nach vorn" vorwärtsbewegt, genügt es, daß eine mögliche seitliche Verschiebung ihr nicht verbietet, innerhalb der Zentrieranschläge aufgenommen zu werden, um schließlich eine vollkommene Zentrierung zu erreichen (in der Praxis erlaubt das meist eine Verschiebung um mehrere Zentimeter, was mehr als ausreichend ist). Die Glasscheibe, die sich immer noch mit mindestens einer Rolle 4, die ihre Beförderung sicherstellt, in Berührung befindet, wird ohne die Gefahr eines geringsten Schadens seitlich auf das Luftkissen gleiten.
• Mit einer solchen Vorrichtung ist deshalb die Positionierung der Glasscheibe 28 völlig vom Luftkissen unabhängig, das lediglich ein Tragemittel für die Glasscheibe darstellt. Dafür stimmen Glasscheibe 28 und obere Biegeform 11 vollkommen überein, selbst wenn die obere Biegeform in bezug auf ihre Referenzposition versetzt ist.
• In der Figur 2 kann, um gegebenenfalls ein Absenken des Randbereichs der Glasscheibe zu kompensieren, welcher nicht vom Luftkissen abgestützt wird, die untere Ringform 22 mit Blasdüsen 30 für Heißluft ausgestattet sein.
• Der Biegevorgang besteht darin, die Glasscheibe auf das vom Druckkasten 21 erzeugte Luftkissen zu bringen und anschließend die obere Biegeform 11 abzusenken, welche die Glasscheibe auf dem Luftkissen zentriert.
• Die Zentrieranschläge 29 sind, wenn nötig, gegebenenfalls während des Betriebs der Umfangsansaugung, durch welche die Glasscheibe angehoben wird, absenkbar. Die Glasscheibe wird so im Kontakt mit der oberen Biegeform vorverformt. Danach wird die untere Ringform 22 in Preßposition angehoben. Nach beendetem Preßvorgang wird die Glasscheibe durch Ansaugen an die obere Biegeform 11 festgehalten, die dann wieder in ihre obere Position zurückfährt. Anschließend nimmt ein Transportrahmen - oder ein beliebiges anderes gleichwertiges Mittel - die gebogene Glasscheibe auf, um sie zur Abkühlstation zu bringen.
• Anschließend wird in den Figuren 3 bis 5 der erfindungsgemäße spezifische Aufbau des Druckkastens 21 in Einzelheiten gezeigt.
• Die Figur 3 ist eine Draufsicht des Druckkastens 21, dessen Konturen, wie in der vorhergehenden Figur 2 gezeigt, sich an die der Glasscheiben anpassen, aber mit etwas kleineren Proportionen, damit deren Umfang frei bleibt, um später von der unteren Ringform 22 aufgenommen zu werden. Die Oberseite 50 des Druckkastens 21 der Figur 3 besteht aus einem etwa 10 mm dicken Metallblech, das maschinell bearbeitet und danach spannungsfrei geglüht worden ist und mit abwechselnden Gasversorgungsöffnungen 51 mit einem Durchmesser von etwa 6 mm, die gleichmäßig verteilt sind, und mit Gasaustrittsschlitzen 52 versehen ist, die senkrecht zur Durchlaufachse der Glasscheiben angeordnet und etwa 12 mm breit sind.
• In Figur 4 ist ein schematischer Querschnitt-des Druckkastens 21 parallel zur Durchlaufachse der Glasscheiben gezeigt. Es ist festzustellen, daß die obere Platte 50 eine Vielzahl von Abteilen 53 bedeckt, deren Wände aus Gasaustrittsfächern 54 bestehen, welche das abströmende Gas führen, das durch die Gasaustrittsschlitze 52 aus dem Druckkasten 21 ausströmt. Durch diese Fächer werden so die Abteile vereinzelt, welche jeweils einen Teil des Luftkissens erzeugen, was eine viel schnellere Regelung des integralen Luftkissens während der Fortbewegung und des anschließenden Anhaltens der einzelnen Glasscheiben auf ihm erlaubt. Die Breite eines jeden Abteils, welche hier dem Abstand entspricht, der zwei Gasaustrittsfächer 54 trennt, kann vorzugsweise 75 bis 150 mm betragen, wobei günstige Ergebnisse mit einem Abstand von etwa 100 mm erhalten worden sind.
• Wie in Figur 3 gezeigt, hat der Druckkasten 21, der so in 10 Abteile unterteilt worden ist, um den zentralen Teil einer Glasscheibe abzustützen, in diesem speziellen Fall eine näherungsweise trapezförmige Gestalt und eine festgelegte Höhe von etwa 1 Meter. Durch die Breite der einzelnen Abteile, die deutlich kleiner als die Gesamthöhe der Glasscheibe ist, wird deren äußerst gleichmäßige Abstützung sichergestellt.
• Die Gasversorgung jedes Abteils 53 wird von einer (nicht darge stellten) gemeinsamen Versorgungsleitung bereitgestellt, die sich unter dem Druckkasten 21 etwa in einer Linie mit seiner geometrischen Mitte befindet.
• Um im Luftkissen über der Platte 50 eine günstige gleichmäßige Druckverteilung sicherzustellen, sind hier zwei Druckverteilungsmittel vorgesehen, eines in der gemeinsamen Versorgungsleitung, und das andere, mit 56 numerierte, befindet sich etwa auf halber Höhe in jedem Abteil 53 und ist insbesondere in Figur 5 dargestellt, dabei handelt es sich um Metallblechplatten, die derart maschinell bearbeitet sind, daß sie eine Verteilung von Öffnungen 57 aufweisen, durch welche der Gasstrom entweder in der gemeinsamen Gasversorgungsleitung oder im Inneren eines jeden Abteils 53 vergleichmäßigt wird. In letzterem Fall ist es bevorzugt, wie in Figur 5 gezeigt, jedes Abteil mit einer Lochplatte 56 zu versehen, die in ihrem zentralen Bereich eine regelmäßige Verteilung von Öffnungen 57 aufweist. Auf diese Weise ist der Druck in jedem Abteil 53 völlig gleichmäßig, was dem integralen Luftkissen einen sehr einheitlichen Druck verleiht, durch welchen die Ebenheit der Glasscheiben geschützt wird, die sich auf ihrer Erweichungstemperatur befinden und deshalb gegenüber Verformungen empfindlich sind.
• Weiterhin ist festzustellen, daß am Rand der Platte 50 des Druckkastens 21 das Gas des Luftkissens nicht nur durch die Schlitze 52 der Gasaustrittsfächer 54, sondern auch frei auf ihrer Oberfläche abströmen kann. Deshalb ist es bevorzugt, wie in Figur 3 gezeigt, die Länge dieser Schlitze 52 in Höhe der Platte 50 etwas zu kürzen, damit sie nicht bis zu deren Außenkante reichen, um dem Gas ein gleichmäßigeres Abströmen zu ermöglichen.
• Außerdem kann vorteilhafterweise am Umfang der Platte 50 eine (nicht dargestellte) Verdichtung der Gasversorgungsöffnungen 51 derart vorgesehen werden, daß, bei gleicher Auftreffgeschwindigkeit und Druckhöhe, das Aufblasen von Versorgungsgas auf den Umfang der Unterseite der Glasscheibe dichter wird, was es erlaubt, das verstärkte Abströmen vom Gas am Umfang tangential zur Platte 50 zu kompensieren und sogar die Schwebehöhe des Umfangs der Glasscheibe etwas zu vergrößern. Damit wird die Gefahr vermieden, daß sich die Ränder der Glasscheibe absenken, deren Umfang das Luftkissen nicht abstützt, bevor sie von der unteren Ringform 22 aufgenommen wird.
• Die Versorgung und Evakuierung des Luftkissengases funktioniert in einem geschlossenen Kreislauf mit einem Heißluftgebläse, das etwa 8000 m³/h umwälzt und das Gas in die gemeinsame Versorgungsleitung drückt und danach das Gas, das am Ausgang der Gasaustrittsfächer 54 in die Formgebungszelle abströmt, in einem bestimmten Abstand von diesen Fächern mittels Ansaugöffnungen zurückgewinnt. Indem das Gas im unteren Teil der Formgebungszelle abgesaugt wird, trägt das außerdem vorteilhafterweise zur Vereinheitlichung der Atmosphärentemperatur in dieser Zelle bei, da durch das wiedererhitzte und anschließend erneut dem Luftkissen zugeführte Gas die Atmosphäre in der Zelle durch Konvektion wieder aufgeheizt wird.
• Hier wird beispielsweise eine Schwebehöhe von etwa 2 mm eingehalten.
• Weiterhin wird eine Auftreffgeschwindigkeit von etwa 10 m/s und eine Steifigkeit des Luftkissens gewählt, die einerseits durch den in den Abteilen 53 des Druckkastens herrschenden Druck von hier etwa 300 bis 700 Pa (während in der gemeinsamen Versorgungsleitung hinter der Metallochplatte, mit welcher sie ausgerüstet ist, um ein Druckverteilungsniveau zu schaffen, der Druck etwa 1500 Pa beträgt) und andererseits durch den im Luftkissen herrschenden Druck von hier etwa 100 Pa definiert ist. Der größte Teil des Druckverlustes wird somit im Inneren der Abteile realisiert. Diese Werte für Schwebehöhe, Geschwindigkeit und Drücke stellen einen guten Kompromiß dar, um ein Luftkissen zu erzeugen, das das Tragen von Glasscheiben erlaubt, ohne daß weder die Gefahr eines mechanischen Kontakts der Unterseite der Glasscheiben mit dem Blech 50 des Druckkastens noch die Gefahr von Auftreffspuren der Gasstrahlen, die aus den Versorgungsöffnungen kommen, bästeht. Außerdem wird es durch die eingestellte Steifigkeit des Luftkissens möglich, jeden leichten Höhenunterschied zwischen der von den Rollen 4 gebildeten Ebene des Förderers und der von ihm gebildeten problemlos auszugleichen.
• Demzufolge werden sowohl durch die strukturellen als auch die funktionellen Merkmale des Luftkissens, das von der erfindungsgemäßen Tragevorrichtung erzeugt wird, ihm gleichzeitig in Raum und Zeit bei hoher Temperatur einheitliche Eigenschaften verliehen, wobei durch diese Homogenität das Gleiten und anschließend Anhalten der Glasscheiben auf ihm sichergestellt wird, das gegebenenfalls von einem oder nehreren Nachzentrierungsarbeitsgängen begleitet ist, ohne dabei ihre optische Qualität zu beeinträchtigen.
• Außerdem ist festzustellen, daß die Konstruktion dieser Tragevorrichtung mit Luftkissen sehr einfach ist, wodurch der Austausch der Vorrichtung bei einem Wechsel in der Herstellung einer gegebenen Glasscheibe technisch problemlos möglich und akzeptabel wird, ohne dabei zu merklichen zusätzlichen Kosten und/oder einer größeren Komplexität der Durchführung zu führen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Tragen/Transportieren wenigstens des zentralen Bereichs von auf ihre Formgebungstemperatur erhitzten Glasscheiben in eine Formgebungszelle (2), welche einen ein Luftkissen erzeugenden Druckkasten (21) umfaßt, dessen Oberseite (50) abwechselnd Gasversorgungsöffnungen (51) und Gasaustrittsschlitze (52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten eine Vielzahl einzelner Abteile (53) enthält, die quer zur Durchlaufachse der Glasscheiben (28) stehen, wobei die diese Abteile trennenden Wände von Gasaustrittsfächern (54) gebildet werden, die im Kasteninneren die Austrittsschlitze (52) verlängern, um das Gas aus dem Kasten zu evakuieren, und jedes der Abteile (53) einerseits eine zur zur "Höhe" der Glasschei-ben kurzen Achse parallel gemessene Breite besitzt und andererseits mit Gaszuführungen bis zu den Versorgungsöffnungen (51) ausgestattet ist und wenigstens zwei Druckverteilungsniveaus aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein erstes Druckverteilungsniveau in der Gasversorungsleitung jedes Abteils verwirklicht wird.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Druckverteilungsniveau individuell im Inneren jedes Abteils (53) verwirklicht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverteilungsniveaus durch Überlagerung mit dem Gasstrom aus wenigstens einer Platte (56) erhalten werden, die von verteilten Öffnungen (57) durchbohrt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gasversorungsleitung enthält, die sämtlichen Abteilen (53) gemeinsam ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasversorgung durch einen Erzeuger vom Typ von Heißluftlüftern oder Venturidüsen erhalten wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeströmte Gas durch Ansaugmittel am Ausgang der Austrittsfächer (54) in die Biegezelle (2) zurückgeführt wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Oberseite (50) des Kastens aus einer sämtliche Abteile bedeckenden Platte hergestellt ist, die vorzugsweise ein spannungsfrei geglühtes maschinell bearbeitetes Metallblech oder gegossen ist.

9. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Luftkissens so eingestellt wird, daß es eine "Schwebehöhe" der Glasscheiben von 0,5 bis 3 mm und vorzugsweise von etwa 2 mm ermöglicht und die Gasgeschwindigkeit des Luftkissens weniger als 20 m/s und vorzugsweise etwa 10 m/s beträgt.

10. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des im Kasten herrschenden Drucks zu dem im Luftkissen herrschenden Druck auf einen Wert von 3 bis 7 eingeregelt wird.

11. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungsgas auf eine Temperatur, die nahe der der Glasscheiben ist, und gegebenenfalls auf eine darüber liegende Temperatur erhitzt wird.

12. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Biegeverfahren, in welchem die Glasscheibe (28) in den Erwärmungsofen (1), der vorgesehen ist, sie auf ihre Erweichungstemperatur zu erhitzen, auf einem Rollen-bett (4) befördert wird und danach auf dem von dem Ka-sten (21) erzeugten Luftkissen in die Formgebungszelle (2) gleitet, wo sie anhält und anschließend von den Biegewerk-zeugen (11, 22) aufgenommen wird.

13. Anwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Glasscheibe (28) in einem Horizontalofen (1) auf Biegetemperatur erhitzt wird, den sie, transportiert von einem Förderer (4) mit angetriebenen Rollen, durchläuft, der sie in eine Biegezelle (2) bringt, worin eine Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird, die etwa gleich der Biegetemperatur dieser Glasscheibe (28) ist, und sie anschließend in der Biegezelle (2) senkrecht zur unteren Ringform (22) anhält, welche die Vorrichtung umgibt, die den Druckkasten (2) enthält, der das Luftkissen erzeugt, welches den zentralen Bereich der Glasscheibe (28) abstützt, wobei die untere Ringform (22) angehoben wird, um die Glasschei-be (28) an die obere Biegeform (11) zu pressen und die untere Ringform (22) und die den Druckkasten (21) enthal-tende Vorrichtung vorzugsweise auf einer Platte (18) angebracht sind, die außerhalb der Biegezelle (2) angeordnet ist.