DE961752C - Verfahren zur Herstellung von gebogenen, gehaerteten Glasscheiben - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von gebogenen Glasseheiben, die unter Aussparung von nichtgehärteten Zonen gehärtet sind.

Die Herstellung von gebogenem Glas erfolgt, indem eine meistens ebene Glasscheibe bis zum Beginn der Erweichung erhitzt und anschließend der Wirkung eines Formgebungsorgans ausgesetzt wird, das die gewünschte Krümmung- besitzt. Die Scheibe schmiegt sich diesem Formgebungsorgan an, und zwar unter -der Wirkung des Eigengewichts oder durch den Druck einer zweiten Torrn, welche dde Schieibe gegen 'die erste Form andrückt.

Es ist femer bekannt," gebogene Glasschieiben dadurch zu härten, daß die Scheibe nach der Formung, während ihre Temperatur noch in hinreichender Nähe des Erweichungspunktes liegt, einer schroffen Abkühlung, insbesondere durch kalte Luftstrahlen, ausgesetzt wird.

Ferner sind gehärtete Glasscheiben, insbesondere Windschutzscheiben, bekannt, die gewisse, wenig oder nicht gehärtete Bier eiche, Aussparungen genannt, aufweisen, die unter von den sie umgebenden Zonen ausgeübten Druckwirkungen stehen. Beim Bruch eimer solchen Scheibe zerbricht zwar ihr gehärteter Teil in ungefährliche, krümelige Bruchstücke, die unter Umständen die Sicht durch die Scheibe ungünstig beeinflussen können, jedoch hört diese krümelige Zerteilung an der Grenze des

ausgesparten Teils auf, so 'daß die Sicht durch! diesen Teil der Scheibe erhalten bleibt. Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von solchen gehärteten Glasscheiben mit ausgesparten Zonen be* steht darin, daß die thermische Behandlung der Erhitzung und der nachfolgenden schroffen Abkühlung in ihrer Gesamtheit so geführt wird, daß in dem Augenblick, in dem die umgebende Zone infolge der Abschreckung in ihrer ganzen Dicke erstarrt, die ausgesparte Zone oder die ausgesparten Zonen eine Temperatur aufweisen, die niedriger als die Temperatur der umgebenden Zone oder ihr höchstens gleich ist. Dieses Ergebnis kann insbesondere erreicht werden, indem die beiden Flächen des auszusparenden Teils der zu härtenden Glasscheibe während der Erhitzung durch einen doppelten Schirm abgedeckt werden, der je nach den Verhältnissen während der Kühlung entweder an seiner Stelle auf der Scheibe verbleiben oder von dieser entfernt werden kann.

Um eine gebogene, gehärtete Glasscheibe mit einer ausgesparten Zone dieser Art herzustellen, kann selbstverständlich von einer vorher in die gewünschte Form verbrachten Scheibe ausgegangen werden, die anschließend gemäß dem oben erläuterten Verfahren erhitzt wird, wobei während der Erhitzung in dem geeigneten Zeitpunkt der Doppelschirm auf die Scheibe vor die Stelle gesetzt wird, die ausgespart werden soll. Nachdem der übrige Teil der Scheibe bis zu einer genügenden Erweichung erhitzt worden ist, wird die ganze Scheibe, mit dem Doppelschirm versehen., oder ohne diesen, durch Luftstrahlen abgeschreckt.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es zwei getrennte, vollständige Erhitzungen erfordert, denen jede das Glas von Raumtemperatur bis zur Erweichung erhitzt, und zwar ein erstes Mal für das Biegen und ein zweites Mal für das Härten.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie besteht darin, daß die ebene Scheibe gleichmäßig, d.h. ohne die Benutzung des Doppelschirms, bis auf die zum Biegen erforderliche Erweichungstemperatur erhitzt wird, worauf das Biegen erfolgt. Kurz nach dem Biegen, also in einem Zeitpunkt, in dem das Glas noch vollständig oder wenigstens zum Teil die zum Biegen zugeführte Wärmemenge enthält, wird der doppelte Schutzschirm angebracht. Die weiteren thermischen Arbeitsvorgänge (Erhitzen und/oder Abkühlung) werden so geführt, wie eis die Härtung des Glases in dem nicht ausgesparten Bereich und die Bedingung erfordert, daß in dem Zeitpunkt, in dem die umgebende Zone infolge der schroffen Abkühlung in ihrer ganzen Stärke erstarrt, die Temperatur des ausgesparten Teils niedriger als: die der umgebenden Zone oder ihr höchstens gleich ist.

Gemäß einer ersten Ausführungsform dieses Verfahrens wird die Glasscheibe ohne Vorschaltung· des Schirms genügend erweicht und durch Biegen auf ihre endgültige gebogene Form gebracht. Dann läßt man die Scheibe bis auf eine Temperatur in der Nähe des Erstarrungspunktes abkühlen. In diesem Zeitpunkt wird der Doppelschirm vor die giabogieoe Scheibe gesetzt, und die Kombination Scheibe und Schirm wird so weit wieder erhitzt, daß der nicht ausgesparte Teil eine in der Nähe des Erweichungspunktes liegende Temperatur erreicht hat und schließlich die Scheibe der schroffen Abkühlung zwecks Härtung des nicht ausgesparten Teüs unterworfen wird. Die ganze Behandlung wird so geführt, daß die oben angeführte thermische Bedingung eingehalten wird.

Eine zweite Ausführungsform, des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß der Schirm unmittelbar nach der erfolgten Biegung auf die Scheibe gesetzt wird, d. h. bevor die gesamte 'Scheibe sich nennenswert abkühlen kann, also jedenfalls zu einer Zeit, in der die Temperatur der Scheibe noch merklich über dem Erstarrungspunkt liegt. Anschließend werden Maßnahmen getroffen, um einerseits. durch den Schirm die von ihm abgedeckte, ausgesparte Zone zu kühlen, andererseits den nicht ausgesparten Teil der Scheibe auf Erweichunigstemperatuir zu bringen oder zu erhalten, so daß er durch schroffe Abkühlung gehärtet werden kann. Hierbei wird wieder die thermische Behandlung so geführt, daß die oben angegebenen Temperaturbedingungen für die ausgesparte und für die umgebende Zone in dem Augenblick erfüllt werden, in dem die letztere in ihrer ganzen Dicke erstarrt,

Nachstehend wird als Beispiel, jedoch ohne Beschränkung auf dieses Beispiel, die Anwendung jeder der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungen der Erfindung an Hand der Figuren beschrieben.

Die Fig. 1 bis 8 beziehen sich auf die erste, die Fig. 9 bis 12 auf die zweite Ausführungsform.

Fig. ι veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch eine ebene Glasscheibe 1 während ihrer Erhitzung in einem elektrischen Ofen 2. Die Scheibe wird in vertikaler Lage mittels der Gelenkzangen 3, die an den Enden der Tragseile 4 befestigt sind, aufgehängt. Der doppelte Schirm 5 verbleibt während der gesamten Dauer dieser Erhitzung außerhalb der Scheibe. Die" Biegevorrichtunig besteht aus den beiden Formhälften 6 und 7. Diese sind an Balken befestigt, die in den Führungen 8 und 9 gleiten und die Gegeneinanderbewegung der Formhälften ermöglichen. Oberhalb der Formgebungsvorrichtung sind mit Düsen 12 versehene Kästen 10, 11 angeordnet, durch die zur Härtung Kaltluft auf die Glasscheibe aufgeblasen wird.

Sobald die im Ausgangszustand ebene Glasscheibe ι durch Erhitzung, z. B. auf 650°, hinreichend erweicht ist, wird sie durch Seile 4 aus dem Ofen gezogen und durch Betätigung der Formkörper 6 und 7 in die gewünschte Form gebracht, wie dies ans Fig. 2 ersichtlich ist. Anschließend werden beide Formhälften schnell von der gebogenen 'Scheibe 1 entfernt. Diese wird der freien .tuft ausgesetzt, so daß die gesamte Scheibe abkühlt, z. B. bis auf eine Temperatur von ungefähr 450°. Die Kühlung an der freien Luft ist in Fig. 3 dargestellt, welche die an den beiden Seilen 4 autfgehängte, der freien Luft ausgesetzte Scheibe 1 zeigt.

Die gewünschte Abkühlung wird bereits erzielt, nachdem die Scheibe nur einige Sekunden, z. B. 6 bis 8 Sekunden, nach der Biegung an der freien Luft verweilt hat.

Nunmehr wird der Doppelschirm S auf die Scheibe ι abgesenkt, bis er den von der -Härtung auszusparenden Teil abdeckt. Die Fig. 4 zeigt die Vorrichtung in dem Augenblick, in dem dieser Vorgang beendet ist.

Unmittelbar anschließend, noch bei höherer Temperatur, z. B. von 450⁰, wird die gebogene Scheibe mit dem Schirm in den Ofen abgesenkt und mit Ausnahme des durch den Schirm abgedeckten Teils auf· eine genügend nahe am Erweichungstpunkt liegende Temperatur erhitzt. Der Schirm sichert hierbei einen Temperaturunterschied zwischen dem ausgesparten Teil und der ihn umgebenden Zone. Die Fig. 5 veranschaulicht die Anordnung während dieser Erhitzung.

ao Sobald die Scheibe die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird sie aus dem Ofen 2 herausgezogen und zwischen die Blaskästen 10 und 11 (Fig. 6) eingeführt, wo sie in der bekannten Weise der schroffen Abkühlung unterworfen und hierdurch gehärtet wird. Bei dem Abblasen kann der Schirm 5 vor der Scheibe bleiben.

Es ergibt sich so eine gehärtete, gebogene Glasscheibe mit einem durch die umgebende Zone unter Druckspannungen gesetzten ausgesparten Teil. Mitunter, besonders bei starker Krümmung der gebogenen Scheibe, kommt es vor, daß diese bei dieser Erhitzung bis zur Erweichung unter dem vereinten Einfluß der Erweichung und des Eigengewichts ihre Form ändert. In diesem Fall wird die Scheibe 1 gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, nachdem sie den Ofen verlassen hat und bevor sie zwischen die Blaskästen 10, 11 eingeführt wird, nochmals in dem die Biegung bewirkenden Formgebungswerkzeug 6, 7 behandelt, um etwa gegen Ende der Erhitzung aufgetretene unerwünschte Formänderungen zu korrigieren.

Diese etwa erforderliche zusätzliche Nachbiegung ist in Fig. 7 dargestellt. Um die Biegung zu erleichtern, wird der Schirm während des sehr kurzen Zeitintervalls, in welchem das Formwerkzeug zur Anlage an die Glasscheibe gelangt, entfernt, d.h. unmittelbar bevor die Scheibe in das Formgebungswerkzeug eingeführt wird. Sobald die beiden Teile 6 und 7 des Formgebungswerkzeugs nach erfolgter Nachverformung sich wieder voneinander entfernen, wird der Schirm 5 erneut an seine Stelle verbracht. Dann wird die aus der Scheibe 1 und dem 'Schirm. S bestehende Gesamtheit schnell, wie an Hand von Fig. 6 beschrieben wurde, in die Blaszone eingebracht.

Falls es nicht notwendig ist,· den Schirm 5 während des Blasens auf der Scheibe 1 zu belassen.; vereinfachen sich die beschriebenen Arbeitsvorgänge, denn es kann dann der Schirm in dem Augenblick, in dem die Scheibe den' Ofen Verläßt, oder kurz vorher endgültig entfernt werden.

Die Nachverformung" kann auch durch ein zusätzliches Biegewerkzeug erfolgen, dessen beide gebogene Formflächen Aussparungen für die durch den Doppelschirm gebildeten Vorspränge besitzen, so daß die Formflächen mit der ,gesamten Fläche der Glasscheibe, ausgenommen an den Stellen, die durch den Doppelschirm eingenommen werden, in Berührung kommen können. Da es sich bei diesem BiegevOTgang nur um ein einfaches Ausgleichen kleiner Unregelmäßigkeiten der Krümmung handelt, ist es ohne Nachteil, daß auf das Glas an der Stelle des Schirms während der Nachverformung kein formender Druck ausgeübt wird.

Die Fig. 8 bezieht sich auf die Verwendung eines mit eimer Aussparung versehenen Hüfsformwerkzeugs, welches oberhalb des normalen Formwerkzeugs 6, 7 angeordnet ist, das zur .Durchführung der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Arbeitsvoirgärage dient. Dieses Hilfsformgebungswerkzeug ist aus zwei mit Aussparungen 15,16 versehenen Teilen 13, 14 zusammengesetzt. Die Aussparungen nehmen dan Schirm und seine Aufhängeorgane auf, während die beiden formgebenden Teile 13, 14 sich an die Glasscheibe anlegen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Hilfsformgiebungswerkzeug 13, 1.4 von dem ersten Form-■gebungswerkzeug 6, 7 verschieden ausgebildet. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß für die Mehrzahl der praktisch in Betracht kommenden Krümmungen, insbesondere für die Verglasungen vom Fahrzeugen, ohne Nachteil das mit Aussparungen versehene Nachbiegewerkzeug 13, 14 auch für die Durchführung der in Fig. 2 veranschaulichten Hauptbiegung verwendet werden kann. In diesem Fall dient ein und dasselbe Formgebungswerkzeug aufeinanderfolgend für die Durchführung der Arbeitsvorgänge gemäß den Fig. 2 und 8.

Die Fig. 9 bis 12 veranschaulichen die zweite Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In Fig. 9 ist schematisch in vertikalem Schnitt eine Härteanlage in dem Zeitpunkt dargestellt, in welchem die Erhitzung einer ebenen Glasscheibe 17 in horizontaler Lage in einem elektrischen Horizontalofen 18 beginnt. Die Scheibe 17 ruht auf einem Metallgestell 19, das auf Schienen 20 durch Rollen 21 fahrbar ist. Dieses Gestell 19 trägt einen Biegerahmen 22, auf dem die Scheibe 17 mit ihrem Rand hohl aufliegt, so daß der Raum zwischen Unterseite der Scheibe und der Oberseite des Rahmens frei bleibt. Die Form des Biegerahmens entspricht der gewünschten Form der zu biegenden Scheibe.

Außerhalb des Ofens 18 liegt die Blasstelle zwischein den üblichen mit den Blasdüsen 2 5 ausgerüsteten Blaskästen 23, 24. Die Blaskästen können, da sie über nachgiebige bzw. biegsame Verbindungen 26 an die Blasluftzuleitung angeschlossen sind, aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Diese Gesamtanordnung als solche ist allgemein bekannt.

Während der ersten Erhitzung ist außerhalb der Scheibe, jedoch in ihrer Nähe, ein aus den beiden Teilen 27, 28 bestehender Doppelschirm angeordnet. Wegen der Kühlwirkung, die dieser Schirm

Claims (1)

1. später ausüben soll, wird er während dieser ganzen Erhitzung auf verhältnismäßig niedriger Temperatur erhalten. Zu diesem Zweck werden während dieser Periode die beiden Teile 27, 28 des Schirms an einen von kalter Luft oder von Wasser durchflossenen hohlen Körper 29 angelegt.

   Statt dessen können selbstverständlich auch zahlreiche andere Mittel angewendet werden, um den Schirm, bevor er zur Einwirkung auf 'die Scheibe gebracht wird, auf niedriger Temperatur zu erhalten. Wenn die ebene Glasscheibe 17 durch die Erhitzung hinreichend erweicht ist, biegt sie sich auf den Rahmen 22 durch und nimmt in an sich bekannter Weise die in Fig. 10 beispielsweise dargestellte gewölbte Form an.

   Unmittelbar darauf wird der Ofenheizstrom abgeschaltet oder verringert, um ein weiteres stärkeres Erhitzen der Scheibe 17 und damit ihr Einsinken zwischen den vom Rahmen 22 gebildeten zo Unterstützungsstellen zu vermeiden. In dem gleichen Zeitpunkt wird desr Schirm 27, 28 an die Stelle der auszusparenden Zone der gebogenen Scheibe 17 verbracht. Die Fig. 11 veranschaulicht die Gesamtanilage in dem Augenblick, in welchem dieser Vorgang beendet ist.

   Die Scheibe bleibt in dem Ofen bei verringerter Heizung, die jedoch ausreichen muß, um den nicht abgedeckten Teil der Scheibe auf einer gewissen Temperatur, von z. B. 6oo°, zu halten. Während dieser Zeit übt der Schirm auf den ausgesparten Teil eine Kühlwirkung aus, die dessen Temperatur, z. B. auf 450°, erniedrigt. Es ergibt sich also auf der gebogenen Schieibe 17 der erwünschte Temperaturunterschied zwischen dem ausgesparten Teil und der diesen umgebenden Zone.

   Während der ausgesparte Teil auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, befindet sich die Gesamtanordnung in dem in Fig. 11 dargestellten Zustand. Es hängt von der Kühlwirkung des Schirms ab, welche Zeit erforderlich ist, um den ausgesparten Teil auf die gewünschte Temperatur abzukühlen. Diese Zeit kann ungefähr 20 Sekunden betragen. Während dieser Einwirkung des Schirms, also gleichzeitig mit der Kühlung des ausgesparten Teas, wird erforderlichenfalls die Intensität der Beheizung durch den elektrischen Ofen gesteigert. Anschließend wird das Metallgestell 19 sehr schnell aus dem Ofen 18 gehoben und zwischen die Blaskästen 23, 24 eingeführt. Diese werden der Scheibe genähert, in Tätigkeit gesetzt und bewirken derart die schroffe Abkühlung des nicht ausgesparten Teile, während der Schirm an seiner Stelle auf der Scheibe verbleiben kann, um den von ihm abgedeckten Teil gegen die heftige Einwirkung der ausgeblasenen Luft zu schützen. Fig. 12 zeigt die Scheibe während dieser an sich bekannten Härtungsbehandlung, durch die eine gebogene, gehärtete Scheibe erhalten wird, die einen durch die umgebende Zone unter Druckspannunigen gesetzten ausgesparten Teil aufweist.

   Die Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung gemäß den Fig. 9 bis 12 besitzt gegenüber der erstbeschriebenen Ausführung nach den Fig. ι bis 8 dan Vorteil, daß sie schneller durchzuführen und der Wärmeverbrauch geringer ist, weil keine nennenswerte Kühlung der Scheibe zwischen dem Biegen und der Aufbringung des Schirms erfolgt.

   Die vorstehend gegebenen Ausführungsarten der Erfindung sind lediglich als Beispiele anzusehen, Dies bezieht sich insbesondere auf die Beschreibung des Biegvorgangs mittels einer Formvorrichtung oder eines Unterstützungsrahmens von der endgültigen Form der gebogenen Scheibe. Statt dessen können z. B. die Formelemente oder die Stäbe des Tragrahmens aus mehreren gegeneinander beweglichen Elementen bestehen, die auf die Scheibe zu verschiedenen Zeitpunkten, entsprechend verschiedenen Bereichen derselben, einwirken.

   Die vorstehend beschriebenen Arten der Biegung betreffen die Teile der Glasscheibe, in denen der oder die auszusparenden Teile liegen. Es ist daher unerhebüch, ob und in welcher Weise andere Bereiche der Scheibe zu anderen Zeitpunkten behandelt werden. Wichtig ist nur, daß der Schirm erst nach dem Biegen des ausgesparten Teils und seiner Umgebung, also· des Teils der Scheibe, auf den sich die Erfindung insbesondere bezieht, aufgebracht wird.

   i. Verfahren zur Herstellung von gebogenen, gehärteten Glasscheiben, die einen oder mehrere nichtgehärtete bzw. von der Härtung ausgesparte Teile aufweisen, insbesondere von Windschutzscheiben für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (1) aus ebenem Glas gleichmäßig in ihrer ganzen Ausdehnung bis auf die für ihre Verformung zwecks Biegung notwendige Erweichungstemperatur erhitzt wird, worauf das Biegen der Schieibe erfolgt und nunmehr auf diese zu einem Zeitpunkt, in dem die Scheibe noch den gesamten oder wenigstens einen Teil der ihr für den Biegevorgang zügeführten Wärmemenge enthält, den auszusparenden Teilen gegenüber ein Schutzschirm (5) aufgebracht wird, worauf die thermischen Arbeitsvorgänge (die Erhitzung und/oder Abkühlung), die für die Härtung des Glases in dem nicht ausgesparten Bereich erforderlich sind, so durchgeführt werden, daß in an sich bekannter Weise das Glas sich im Bereich des ausgeisparten Teils auf einer Temperatur befindet, die niedriger oder höchstens gleich der Temperatur der diesen Teil umgebenden Zone ist, wenn diese während der schroffen Abkühlung erstarrt: 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ohne Benutzung des Schirms (5) erfolgten Biegen der Scheibe diese bis auf eine Temperatur in der Nähe des Erstarrungsbereiches des Glases abgekühlt wird, worauf der Schirm an die gewünschte Stelle der gebogenen Scheibe (1) gebracht und die Scheibe nunmehr wieder erhitzt wird, bis der nicht ausgesparte Teil eine in der Nahe des Er-

   weichungsbereiches liegende Temperatur erreicht hat und schließlich die Scheibe der schroffen Abkühlung zwecks Härtung des nicht ausgesparten Teils unterworfen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Seheibe nach der Biegung dadurch erfolgt, daß sie der freien Luft ausgesetzt wird.

   4. Verfahrein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kühlende Schutzschirm

   (5) nach dem Biegen der Scheibe auf diese aufgebracht und die hohe Temperatur des nicht ausgesparten Teils so lange gehalten wird, bis der Schirm den ausgesparten Teil genügend gekühlt hat, worauf die Scheibe zur Härtung das nicht ausgesparten Teils 'einer schroffen Abkühlung unterworfen wird.

   5. Verfahren nach Anspruch^ 'dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschieibe (17) nach be-

   ao endetem Biegen und darauf folgendem Anbringen des Schutzschirms (27, 28) unter gleichzeitiger Verminderung der Heizstärke in dem Erhitzungs-Ofen (18) verbleibt.

   6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe ein zweites Ma] der Wirkung des die Biegung bewirkenden Formgebungswerkzeugs (6, 7) ausgesetzt und hierdurch nachträgliche Änderungen ihrer bei dem ■ersten Biegevorgang erzierten gebogenen Form korrigiert werden, bevor sie der schroffen Abkühlung unterworfen wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung unerwünschter nachträglicher Änderungen der Scheibenbiegung 'eine Hilfsform mit Aussparungen (15, 16) für den Schutzschirm (5) und seine Aufhängung (4) verwendet wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das erste Biegen der Scheibe wie auch für das Nachbiegen ein Biegewerkzeug (13, 14) mit Aussparungen verwendet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 626 606, 808 880, 855765.

   Hierzu 2 BIaAt Zeichnungen

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