-
I. Anwendungsgebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Giessform und ein Verfahren zum Vakuumformen
einer erhitzten flachen Glasplatte.
-
II. Technischer Hintergrund
-
Erhitzte
flache Glasplatten werden im Allgemeinen mit Vakuumgiessformen gebildet,
die einen Unterdruck in der Größenordnung
von ca. 10 Inch Wassersäule,
in anderen Worten ca. 0,025 Atmosphären an Unterdruck, verwenden.
Solche Unterdrücke
wurden bereits mit Gasstrahlpumpen erzeugt, wie beispielsweise in
dem
US-Patent 4,222,963 von McMaster
beschrieben. Es können
auch Gebläse
zur Erzeugung des Unterdrucks, der die Glasplatte formt, verwendet
werden. Ferner kann die Formgebung der Glasplatte durch separate
Kammern erzielt werden, die unterschiedliche Unterdruckniveaus in
unterschiedlichen Bereichen der Form bereitstellen, wie in dem
US-Patent 4,877,437 von
Nitschke gezeigt.
-
Ein
vor kurzem eingeführtes
Verfahren zum Formen erhitzter flacher Glasplatten verwendet einen Vakuumimpuls,
der aus einem Vakuumreservoir erzeugt wird, wie in dem
US-Patent 5,376,158 von Shetterly
et al. beschrieben. Diese Vakuumimpulsformung verwendet ein weitaus
größeres Unterdruckniveau,
wie vorher verwendet wurde, beispielsweise im Bereich von 0,1 Atmosphären an Unterdruck.
Dies entspricht mehr als dem Vierfachen des Unterdrucks, der normalerweise
zum Formen von Glasplatten verwendet wird.
-
III. Offenbarung der Erfindung
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
zur Herstellung einer Glasplatte unter Verwendung einer Vakuumform
zu schaffen.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Glasplatte
unter Verwendung einer Vakuumform nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Die Vorrichtung zur Herstellung einer Glasplatte unter Verwendung
einer Vakuumform der Erfindung beinhaltet eine Form, die eine gekrümmte formgebende
Fläche
und eine Vakuumkammer, in der ein Vakuum erzeugt wird, aufweist.
Die formgebende Fläche
weist auf ihr verteilte Öffnungen
auf, so dass die Vakuumkammer mit der formgebenden Fläche verbunden
ist, um eine erhitzte flache Glasplatte an der formgebenden Fläche vakuumzuformen.
Ein Vakuumimpulsverteiler der Vorrichtung umfasst eine Vakuumimpulskammer,
in der ein Vakuumimpuls von wenigstens 0,1 Atmosphären an Unterdruck
aus einem mit einem Ventil versehenen Vakuumreservoir erzeugt wird.
Eine Vielzahl von Rohren erstreckt sich von der Vakuumimpulskammer
des Vakuumimpulsverteilers zu einer beschränkten Anzahl an Öffnungen
in der formgebenden Fläche,
um einen Vakuumimpuls bereitzustellen, der das Formen der Glasplatte
unterstützt.
-
In
dem bevorzugten Aufbau der Vorrichtung zur Herstellung einer Glasplatte
unter Verwendung einer Vakuumform ist der Vakuumimpulsverteiler
innerhalb der Vakuumkammer der Form angeordnet und weist Seiten
auf, die die Rohre mit seiner Vakuumimpulskammer verbinden.
-
Der
bevorzugte Aufbau der Vorrichtung zum Formen einer Glasplatte unter
der Verwendung einer Vakuumform beinhaltet ferner eine flexible
Leitung zur Verbindung des mit einem Ventil versehenen Vakuumreservoirs
und des Vakuumimpulsverteilers, wobei eine Bewegung der Form möglich ist.
Zusätzlich
beinhaltet die Vorrichtung eine Gasstrahlvakuumpumpe für die Erzeugung
eines Vakuums bzw. Unterdrucks, einen Vakuumleitungskanal zur Verbindung
der Gasstrahlpumpe mit der Vakuumkammer der Form sowie eine rigide
Leitung, die sich durch den Vakuumleitungskanal erstreckt, um die
flexible Leitung und den Vakuumimpulsverteiler zu verbinden. Der
Vakuumleitungskanal umfasst eine Gleitverbindung zu der Form, um
in Bezug auf den Vakuumleitungskanal eine Bewegung der Form zu ermöglichen.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Verfahren zum Vakuumformen einer erhitzten flachen Glasplatte bereitzustellen.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum Vakuumformen einer erhitzten
flachen Glasplatte nach Anspruch 7 vorgesehen. Das Verfahren zum Vakuumformen
einer erhitzten flachen Glasplatte gemäß der Erfindung wird durch
Anlegen eines Vakuums aus einer Vakuumkammer einer Form durch Öffnungen
in einer gekrümmten
formgebenden Fläche der
Form durchgeführt,
um die erhitzte flache Glasplatte vakuumzuformen. Das Verfahren
umfasst ferner das Anlegen eines Vakuumimpulses von wenigstens 0,1
Atmosphären
an Unterdruck aus einer Vakuumimpulskammer eines Vakuumimpulsverteilers durch
mehrere Rohre, die sich von der Vakuumimpulskammer an zugehörige Öffnungen
in der formgebenden Fläche
der Form erstrecken, um das Formen der Glasplatte zu unterstützen.
-
In
einer bevorzugten Anwendung dieses Verfahrens erzeugt eine Gasstrahlvakuumpumpe
den Unterdruck in der Vakuumkammer der Form und eine flexible Leitung
verbindet ein Vakuumreservoir mit der Vakuumimpulskammer des Vakuumimpulsverteilers,
um den Vakuumimpuls zu erzeugen und eine Bewegung der Form zu ermöglichen.
-
Die
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsform
zur Durchführung
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen unmittelbar ersichtlich.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Aufsicht einer Vorrichtung zum Formen unter Verwendung einer
Vakuumform gemäß der vorliegenden
Erfindung, um das Verfahren der Erfindung durchzuführen.
-
2 ist
eine Aufsicht entlang der Richtung der Linie 2-2 in 1 für eine weitere
Darstellung der Vorrichtung zum Formen unter der Verwendung einer Vakuumform.
-
3 zeigt
eine Unteransicht entlang der Richtung der Linie 3-3 in 4 für die Darstellung
einer gekrümmten
formgebenden Fläche
einer Vakuumform der Vorrichtung.
-
4 ist
eine Schnittansicht der Vakuumform entlang der Richtung der Linie
4-4 in 2 für die
Darstellung eines innerhalb einer Vakuumkammer der Vakuumform angeordneten
Vakuumimpulsverteilers.
-
5 ist
eine Schnittansicht zur Darstellung einer Verbindung eines Vakuumimpulsverteilungsrohrs
mit der gekrümmten
formgebenden Fläche
der Vakuumform.
-
Beste Ausführungsform zur Durchführung der
Erfindung
-
Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 der Zeichnungen
umfasst ein Formgebungssystem für Glasplatten,
angezeigt mit dem Bezugszeichen 10, eine Vorrichtung 12 zum
Formen einer Glasplatte unter Verwendung einer Vakuumform. Die Vorrichtung ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut, um deren Verfahren zu ermöglichen, wie im Folgenden vollständig in
ganzheitlicher Weise beschrieben wird, um das Verständnis der
Erfindung zu erleichtern. Das Formgebungssystem 10, wie
in 1 gezeigt, umfasst einen Heizofen 14 zum
Erhitzen zu formender Glasplatten G, während diese auf einem Fördermittel 16 aufliegen.
Das Fördermittel 16 ist
als ein Fördermittel
vom Rollentyp dargestellt, das Förderrollen 18 beinhaltet,
die vorzugsweise aus sinterschmelzverbundenen Siliciumteilchenpartikeln
hergestellt sind, so dass die Förderrollen
einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten
haben. Die Vorrichtung 12 beinhaltet zudem eine Form 20,
die oberhalb des Fördermittels 16 angeordnet
ist und eine abwärtsgerichtete
gekrümmte
formgebende Fläche 22 aufweist. Die
Form 20 hat eine Vakuumkammer 24, in der ein Vakuum
von ca. 8 bis 10 Inch Wassersäule
erzeugt wird, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Öffnungen 26 sind über die
formgebende Fläche 22 verteilt,
wie in der 3 ge zeigt, und mit der in 1 gezeigten
Vakuumkammer 24 verbunden, um eine erhitzte flache Glasplatte
G an der formgebenden Fläche
zu formen.
-
Bevor
der Aufbau und die Arbeitsweise der Form genauer beschrieben werden,
erleichtert eine Bezugnahme auf 2 das Verständnis des
spezifischen Verfahrens, mit dem die Formgebung mittels der Form
in dem dargestellten System durchgeführt wird. Das Fördermittel 16 und
die Form 20 sind in einer Heizkammer 28 eines
isolierten Gehäuses 30 angeordnet
und die Form ist durch den Betrieb eines geeigneten Aktors 32 vertikal
beweglich. Nachdem eine Glasplatte G innerhalb des in 1 gezeigten Heizofens 14 erhitzt
wurde, wird der Transport der erhitzten Glasplatte unter die Form 20 nachfolgend durch
Abwärtsbewegung
der Form zu einer Position genau an die Glasplatte anliegend durch
den Betrieb des Aktors 32 bewirkt. Danach wird innerhalb
der Form 20 ein Vakuum erzeugt, wie im Folgenden genauer
beschrieben wird. Ein aufwärts
gerichteter Gasstrahl kann zudem von einer Reihe von Gasstrahlvakuumpumpen 34 unterhalb
des Fördermittels erzeugt
werden, so dass als effektive Wirkung die Glasplatte von den Fördermitteln
nach oben abgehoben wird und mit der gekrümmten formgebenden Fläche 22 der
Form in Eingriff gebracht wird. Der Aktor 32 bewegt daraufhin
die Form 20 mit der Glasplatte nach oben und ein Druckring 36 wird
dann von einem Aktor 38 nach rechts unter die Form 20 bewegt,
wie in 2 gezeigt. Die Abwärtsbewegungen der Form 20 drücken dann
die Glasplatte zwischen die formgebende Fläche 22 der Form und
den Druckring 36. Danach wird die Aufwärtsbewegung der Form 20 von der
Bewegung des Druckrings 36 durch den Betrieb des Aktors 38 zurück nach
links gefolgt. Ein Kühlring 40 wird
daraufhin von einem Aktor 42 aus einer Kühlstation 44 bewegt,
die eine obere und untere Abschreckstation 46 für die Zufuhr
von Kühlgas
aufweist. Der Kühlring 40 wird
unterhalb der Form 20 mit der daran geformten Glasplatte
positioniert und nachfolgend die Form abwärts bewegt, um die geformte
Glasplatte an den Kühlring 40 abzugeben.
Die Form 20 wird daraufhin nach oben bewegt und der Kühlring 40 durch
den Aktor 42 nach rechts zu der oberen und unteren Abschreckstation 46 bewegt,
um Kühlung
bereitzustellen, die die Glasplatte je nach Wunsch vergütet, hitzehärtet oder
tempert.
-
Mit
Bezugnahme auf 4 umfasst ein Vakuumimpulsverteiler 48 der
Vorrichtung eine Vakuumimpulskammer 50, in der ein Vakuumimpuls
von wenigstens 0,1 Atmosphären
an Unterdruck aus einem in 1 gezeigten
mit einem Ventil versehenen Vakuumreservoir 52 erzeugt
wird. Eine Vakuumpumpe 54 erzeugt das Vakuum in dem Reservoir 52 und ein
Ventil 56 steuert die Verbindung des Vakuumreservoirs mit
dem in 4 gezeigten Vakuumverteiler 48. Eine
Vielzahl an Rohren 58 erstreckt sich von der Vakuumimpulskammer 48 zu
einer begrenzten Anzahl von Öffnungen 26 in
der formgebenden Fläche, um
einen Vakuumimpuls zu erzeugen, der die Formgebung der Glasplatte
an Positionen unterstützt,
an denen zusätzliche
Formgebung erforderlich ist. Der Vakuumimpuls ist vorzugsweise größer als
0,25 Atmosphären
an Unterdruck und in besonders vorteilhafter Weise größer als
0,5 Atmosphären
an Unterdruck. Darüber
hinaus wird der Vakuumimpuls vorzugsweise für wenigstens eine halbe Sekunde
angewendet und vorzugsweise für
nicht länger
als 3 Sekunden, wobei 1 ½ Sekunden
besonders vorteilhaft sind, um Eindrücke oder Verwindungen der Glasplatte
zu verhindern.
-
Die
Bereitstellung der einzelnen Rohre 58 zum Bereitstellen
der zusätzlichen
Vakuumimpulsformgebung, wo diese erforderlich ist, erleichtert die Fertigung
der Form im Vergleich zu einer Vakuumkammer, die mit einer Vielzahl
von weniger als allen Öffnungen
verbunden ist, da jede einzelne Form eine unterschiedliche Anwendung
des Unterdrucks an einer unterschiedlichen Anzahl an Öffnungen
auf eine Weise erfordern könnte,
die in einfacher Weise mit einzelnen Rohren erzielt werden kann.
-
Wie
in 1 dargestellt, ist der Vakuumimpulsverteiler 48 innerhalb
der Vakuumkammer 24 der Form 20 angeordnet, um
die Verbindung mit den Rohren 58, die den Unterdruck verteilen,
zu vereinfachen. Der Vakuumverteiler 48, wie in 4 gezeigt, weist
Seitenflächen 60 auf,
die die Rohre 58 der Vakuumimpulskammer 50 verbinden.
-
Wie
in 5 dargestellt, wird das Ende jedes Rohrs 58,
das an die formgebende Fläche 22 angrenzt,
in einem vergrößerten inneren
Ende 62 der zugehörigen Öffnung 26 aufgenommen.
Darüber
hinaus weist die Öffnung 26 ausgehend
von dem vergrößerten inneren
Ende 62 nach außen
eine Größe auf, die
größer als
der Innendurchmesser des Rohres 58 ist, um die Verteilung
des Unterdrucks zu erleichtern. Die Rohre 58, die tatsächlich verwendet
werden, haben einen Außendurchmesser
von ca. 5/16 Inch (ca. 0,8 cm) und einen Innendurchmesser von ca. ¼ Inch (ca.
0,64 cm), während
die Öffnungen 26 in
der Form einen Durchmesser von ca. 3/16 Inch (ca. 0,48 cm) aufweisen.
-
Wie
in
1 gezeigt, umfasst die Vorrichtung zum Vakuumformen
eine flexible Leitung
64, die das mit einem Ventil versehene
Vakuumreservoir
52 mit dem Vakuumverteiler
48 verbindet,
so dass Vertikalbewegungen der Form
20 während des
Formvorgangs einer Glasplatte, wie vorher beschrieben, möglich sind.
Eine Gasstrahlvakuumpumpe
66 einer Art, wie sie beispielsweise
in dem
US-Patent 4,222,763 gezeigt
ist, wird an das obere Ende eines Vakuumleitungskanals
68 angebracht,
der die Gasstrahlvakuum pumpe mit der Vakuumkammer
24 der Form
20 verbindet.
Eine starre Leitung
70 der Vorrichtung erstreckt sich durch
den Vakuumleitungskanal
68 und verbindet die flexible Leitung
64 mit
dem Vakuumverteiler
48. Darüber hinaus beinhaltet der Leitungskanal
68 eine
Gleitverbindung zu der Form
20, um in Bezug auf den Vakuumleitungskanal
eine Bewegung der Form durch den Betrieb des Aktors
32 zu
ermöglichen,
während
weiterhin die Verbindung der Gasstrahlvakuumpumpe
66 mit
der Vakuumkammer
24 der Form aufrechterhalten wird.
-
Während die
bevorzugte Ausführungsform und
das bevorzugte Verfahren zur Ausführung der Erfindung genau beschrieben
wurden, werden diejenigen, die mit der Technik vertraut sind, auf
die sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Gestaltungen
und Ausführungsformen
zur Anwendung der Erfindung erkennen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert
ist.