EP3749619A1 - Gebogene glas- oder glaskeramik-scheibe und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Gebogene glas- oder glaskeramik-scheibe und verfahren zu deren herstellungInfo
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- EP3749619A1 EP3749619A1 EP19704592.5A EP19704592A EP3749619A1 EP 3749619 A1 EP3749619 A1 EP 3749619A1 EP 19704592 A EP19704592 A EP 19704592A EP 3749619 A1 EP3749619 A1 EP 3749619A1
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B23/0258—Gravity bending involving applying local or additional heating, cooling or insulating means
Definitions
- the forming comprises the three steps of preheating in a chamber or tunnel kiln, local heating by means of two gas burners from both sides of the glass surface and finally one
- Arc length of the bent portion and / or above 30 millimeters can be
- Deviations of the curvature from the desired course are regarded as long-wave distortions whose refractive power and thus their influence on the transparency is only slight.
- Glass-ceramic disc is given by:
- the method for forming a glass sheet and producing a glass or glass-ceramic pane according to the invention provides to provide a glass pane with a thickness of at least 2 millimeters to heat a strip extending from one edge to the opposite edge of the glass pane until it softens to bend the glass sheet then on the heated and softened strip, so that on the heated strip a simple, or uniaxial bent curve is formed and adjacent the strip adjacent flat surfaces are inclined to each other, the strip under broadening of the heated area of the glass pane transverse to the longitudinal direction of which is moved across the glass sheet while increasing the inclination of the flat surfaces to each other and widening the bent portion until the two flat surfaces incline to each other at an angle of at most 150 °, preferably at most 120 °, more preferably at most 100 ° eat.
- a mean radius of curvature in the range of 15 to 100 millimeters is preferred. These values correspond to mean curvatures in the range of 0.0667 mm -1 to 0.01 mm -1 . These values refer to the side of the glass or glass-ceramic pane on which the curved section is convexly curved.
- Radius of curvature In order to avoid variations in the curvature along the bent portion, it has proved to be very effective when the bending operation is path-controlled. This means that the bending movement along a given path is independent of the force required for the bending. This is a technique that stands in contrast to a force-controlled bend. If, as described for example in WO 2013/184893 A1, a predetermined force is applied, then the local or total bending angle and also the bending radius at least partly also depends on the viscosity of the glass and thus on its temperature. In contrast, the locally inserted curvature is forcibly given in the course of a predetermined movement. Again, fluctuations in the
- the bending movement is mediated via a bending device and takes place after a predetermined coupling of the bending movement of the bending device and the movement of the heating zone generated by a heating device relative to the glass pane.
- the heating zone is the area of the surface of the glass pane in which the heating device introduces heat energy. When the heating device is stationary, the width of the heated strip is thus about as wide as the heating zone.
- the coupling can also take place according to a predetermined sequence as a function of time. Accordingly, in one embodiment, the bending of the glass sheet on the heated and softened strip and the movement of a heating zone over the glass sheet to produce the heated and softened strip are coupled to each other transversely to its longitudinal direction, in particular positively coupled. As mentioned, this coupling can take place after a predetermined movement-time sequence. In addition to the movement of the glass pane, this movement-time sequence can also include the movement of the heating zone via the pane over the glass pane.
- FIGS. 17 and 18 show speed-time curves of the bending movement and the movement of the fleece zones.
- the bending of glass by means of line gas burners arranged on both sides of the glass surface is known. Also for the bending of glass ceramic green glass, this method is known and tested. Depending on the flame width, which is typically around 10-20 mm for line burners, the radian measure of the area to be reshaped results. The resulting bending radius can be calculated with reference to the sketch of a formed glass sheet shown in FIG. 1 as follows:
- the average area over the heating width, or in the heated strip 8 effective area performance is according to a development of the invention at least 10 W / cm 2 .
- the effective area performance refers to the heat energy actually deposited in the glass per unit of time.
- the averaged effective area performance refers to the averaged effective
- a strip-shaped section extending from an edge 12 of the glass pane 1 to the opposite edge 13, or a strip 8 in the region of the heating zones 190, 200, to which the
- Heating 19, 20 bring heating energy, heated until it softens.
- two opposing heaters 19, 20 are provided, so that the strip 8 on both sides 9, 10 of the glass sheet 1 can be heated quickly.
- Glass-ceramic discs according to the invention show in particular that the invention is also suitable for large bending radii of the bent portion 3.
- the glass-ceramic disk 1 of FIG. 1 1 has a bending radius of 70 mm
- the disk of the example of FIG. 12 has a bending radius of 95 mm.
- the fluctuations are even lower than at In the graph of Fig. 1 1, although there is about 330 mm arc length a single significant fluctuation with a short period, but this is not in the
- Heating devices 19, 29 and the start of the bending movement is thus 4.5 seconds.
- the heaters 19, 20 are stopped after a running time of about 14 seconds and off (time t 3 ).
- the glass sheet 1 is then further bent for a period of 1 to 2 seconds to the intended end angle until the time t4 of
- Section is set, with a reduction in the average radius of curvature, a higher average bending speed is selected.
- the glass of the glass pane, or its composition is selected so that at least one of the following features is satisfied.
- the quotient T2.3 / T9 of the temperatures T2.3 and T9 is less than two.
- T2.3 denotes the temperature in degrees Celsius, at which the viscosity has a value of 10 2 ⁇ 3 dPa-s.
- T9 denotes the temperature at which the viscosity of the glass is 10 9 dPa ⁇ s.
- Glasses for the production of glass ceramic disks and thus also the glass ceramics themselves produced according to one embodiment contain the components U2O with 3 to 5 weight percent, preferably 3.6 to 3.9 weight percent, and as nucleating agent of one of the oxides or preferably both oxides T1O2 and ZrO 2. These may be in the composition having a T1O2 content of from 2 to 4 percent by weight, preferably from 2.3 to 3.3 percent by weight, and a ZrO2 content of from 0.8 to 2.2 percent by weight, more preferably 1.2 to 1.8
- the method according to this disclosure is not limited to the processing of glasses, which are limited to the production of glass ceramic, or more generally of vitreous materials, but rather glasses can generally be formed into curved glass sheets.
- Preferred types of glass are in addition to the above-mentioned LAS glasses
- Components in weight percent have:
- Hot aggregate as a cover, as a cooking table or cooking surface, in particular with an integrated splash guard wall, as an outer lining of chimney or heaters and as Exterior cladding in general, as well as used as a facade element.
- Yet another application is the inner lining of coating equipment.
- a shock-to-impact shoring at the corners of the coating chamber can be avoided.
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Abstract
Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1), insbesondere als Sichtscheibe für einen Kaminofen, wobei die Glaskeramik-Scheibe (1) mindestens einen einfach gebogenen Abschnitt (3) aufweist, an den sich zwei ebene Flächen (5, 7) anschließen, die aufgrund der Verbindung über den gebogenen Abschnitt (3) zueinander einen Winkel von höchstens 150°, vorzugsweise höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen, wobei die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1) eine Dicke von mindestens 2 Millimetern aufweist, und wobei im gebogenen Abschnitt (3) Schwankungen der Krümmung entlang der Oberfläche in azimutaler Richtung des gebogenen Abschnitts (3) in einem Längenbereich von einer Länge entsprechend der Dicke der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe bis zu einem Viertel der Bogenlänge des gebogenen Abschnitts (3) eine Amplitude von maximal 0,005 mm-1 aufweisen.
Description
i
Gebogene Glas- oder Glaskeramik-Scheibe und Verfahren zu deren Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft allgemein Glas- oder Glaskeramik-Scheiben, die mit mindestens einer Biegung oder Wölbung versehen sind. Solche Scheiben werden beispielsweise als Sichtscheiben für Kaminöfen oder für Haushaltsgeräte eingesetzt.
Die Verwendung von Glaskeramik-Scheiben als Sichtscheibe für Kaminöfen ist hinreichend bekannt. Um die räumliche Sicht in den Kaminofen zu erhöhen werden seit langem rundgebogene oder winklig gebogene Kaminsichtscheiben eingesetzt. Die rundgebogenen Kaminsichtscheiben können durch sogenanntes Schwerkraftsenken hergestellt werden. Für winklig gebogene Scheiben gibt es spezielle gasbetriebene Biegemaschinen.
Ausgangsmaterial für beide genannten Verfahren sind sogenannte Grünglasscheiben in Plattenform. Grüngläser sind Vorläufergläser der Glaskeramiken, die in einem
Keramisierungsprozess dann in Glaskeramik-Scheiben umgewandelt werden. Die Umwandlung von Vorläufergläsern in Glaskeramiken kann parallel zum Umformprozess oder nach dem Umformen in einem eigenen Prozessschritt erfolgen. Eine Umwandlung parallel zum Umformen wird beim Schwerkraftsenken eingesetzt. Hier wird ausgenutzt, dass die Gläser bei der
Umwandlung auf eine Temperatur gebracht werden, bei welcher die Gläser auch hinreichend weich für eine Umformung sind. Wird eine Biegemaschine eingesetzt, geht der Biegeschritt als separater Verfahrensschritt der Keramisierung voraus.
Der Umformprozess des Schwerkraftsenkens wird im Allgemeinen und für große
Biegewinkel im speziellen, anschaulich in der DE10102576 B4 erläutert. Kennzeichnend für dieses Verfahren ist das Aufwärmen des Glases zusammen mit dem Biegewerkzeug in Kammeroder Tunnelöfen, die entweder elektrisch oder mit Gas beheizt werden. Bei diesem Verfahren wird die gesamte Glasfläche gleichmäßig erwärmt und gebogen. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn zum Beispiel das gebogene Teil einen Abschnitt aus einem Zylinder darstellen soll.
Da sich das Ausgangsglas bei den Umformungstemperaturen sehr schnell in Glaskeramik umwandelt und dann von einem sehr weichen Zustand sehr schnell in einen sehr festen Zustand übergeht, ist es ab einer bestimmten hohen Viskosität nicht mehr verformbar. Aus diesem Grund steht für das Schwerkraftsenken von Glaskeramikgrünglas nur ein sehr eingeschränkter Temperatur-/Zeitbereich zur Verfügung. Mit der Einschränkung der damit erreichbaren Viskosität
geht im Allgemeinen eine Einschränkung der erreichbaren Biegeradien einher. Generell kann man sagen, dass mit diesem Verfahren, bei Glasdicken von 4mm-5mm ohne zusätzliche äußere Kräfte Radien kleiner als 200 mm schwierig zu erreichen sind. Sollen mit diesem Verfahren kleinere Radien gefertigt werden, müssen die Umformungen durch äußere Kräfte unterstützt werden.
Eine solche Umformung ist in der DE 10 2009 012 018 A1 beschrieben. Mit diesem Verfahren lassen sich Biegeradien zwischen 30 mm und 200 mm im Schwerkraftsenkverfahren erreichen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Biegewerkzeuge relativ aufwändig und wenig variabel bezüglich einer Änderung der gewünschten Radien sind.
Ein alternatives Verfahren zum oben beschriebenen Schwerkraftsenken ist das Umformen in einer Biegemaschine mit gasbetriebenen Brennern. Hier wird durch das schnelle Einbringen hoher Energiemengen ein Erweichen des Grünglases vor der Umwandlung erreicht. Ein solches Biegeverfahren ist aus der JP41 1 1408 B2 und der DE 100 39 027 C1 bekannt.
Die JP 411 1408 B2 beschreibt im Speziellen eine mit Gasbrennern betriebene
Biegemaschine wie sie im Prinzip bereits aus der US 2 176 999 A bekannt ist. Das Umformen umfasst die drei Schritte Vorwärmen in einem Kammer- oder Tunnelofen, lokales Erhitzen mittels zweier Gasbrenner von beiden Seiten der Glasoberfläche und abschließend ein
Entspannungsprozess, der wiederum in einem Tunnel- oder Kammerofen geschieht. Ohne weitere Hilfsmittel stellen sich an einer solchen Biegeanlage während des Prozesses typischerweise Biegeradien von etwa 7 bis 10 mm für eine 4 mm dicke Scheibe und einen Biegewinkel von 90° ein. Bei dickeren oder dünneren Scheiben ändern sich die typischen Biegeradien entsprechend. Die Radien sind mit diesem einfachen Verfahren ohne weitere Hilfsmittel nur sehr eingeschränkt veränderbar. Sie hängen von den Temperaturen, den
Viskositäten der Grüngläser, den Aufheizgeometrien, den Aufheizzeiten und den Materialdicken der Grüngläser ab. Da Temperaturen nicht uneingeschränkt erhöht und damit einhergehend die Viskositäten des Vorläuferglases nicht beliebig erniedrigt werden können und bei Grüngläsern für Glaskeramiken eine Zeitbegrenzung durch die Umwandlung in diesen Temperatur-Zeitprozessen in Glaskeramiken in Erscheinung tritt, sind den erreichbaren Biegeradien in den üblichen Verfahren enge Grenzen gesetzt.
Nach der DE10039027 C1 wird das Grünglas in einem Ofen vorgewärmt und dann durch eine lokale Erhitzung mittels Gasbrenner von einer Seite in einem Ofen soweit erwärmt, dass es umgeformt werden kann. Dieses Verfahren hat einige Nachteile; es werden teure Formen
benötigt, es ist langsam, da immer nur ein Biegeteil im Ofen aufgewärmt, umgeformt und entspannt wird. Ebenso ist auch die einseitige Erhitzung mit Gasbrennern nachteilig. Es hat sich gezeigt, dass sowohl die erforderliche Energiedichte um ein Umformen vor der Keramisierung zu erreichen als auch die kurze notwendige Aufheizdauer mit einer einseitigen Erhitzung mittels Gasbrenner nur schwer zu erreichen ist.
Dazu können zwei Brennerleisten zu beiden Seiten der Glasscheibe für winklig umgeformte Produkte mit einem Verfahren, wie es in der JP41 11408 B2 beschrieben ist, eingesetzt werden. In der FR 2726350 A1 wird dieser Prozess des Biegens von Glaskeramiken mittels Gasbrennern inklusive der benötigten Vor- und Nach-Temperöfen anschaulich beschrieben.
Die WO 2013/184893 A1 beschreibt ein Verfahren zum Biegen von dünnen Glasscheiben für die Herstellung von Gehäusen für elektronische Geräte. Dabei wird die Glasscheibe zusammen mit einer Biegevorrichtung insgesamt erhitzt und dann in einem Streifen weiter bis zur Erweichung erwärmt. An die Glasscheibe wird ein Arm angelegt, auf den eine Kraft ausgeübt wird. Die Glasscheibe wird so durch die angelegte Kraft am erweichten Streifen umgebogen.
Ein weiteres generelles Problem beim Herstellen gebogener Glasflächen besteht darin, dass die Krafteinwirkung beim Umformen im Allgemeinen zu unerwünschten Unebenheiten der Oberfläche führt. Diese können deutlich sichtbar sein, da sie auf der Glasoberfläche eine Brechkraft aufweisen, die bei der Durchsicht zu optischen Verzerrungen führt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verzerrungsarme Durchsicht durch eine umgeformte Glasoder Glaskeramik-Scheibe zu erzielen. Auch soll eine hohe Formtreue auch bei großen
Biegeradien gegeben sein.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Demgemäß sieht die Erfindung eine Glas- oder Glaskeramik-Scheibe für vielfältige Verwendungen, insbesondere als Sichtscheibe für einen Kaminofen vor, wobei die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe mindestens einen einfach gebogenen, beziehungsweise einachsig gebogenen Abschnitt aufweist, an den sich zwei ebene Flächen anschließen, die aufgrund der Verbindung über den gebogenen Abschnitt zueinander einen Winkel von höchstens 150°, vorzugsweise höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen, wobei im gebogenen Abschnitt Schwankungen der Krümmung entlang der Oberfläche in azimutaler Richtung des gebogenen Abschnitts, beziehungsweise in Richtung senkrecht zur
Krümmungsachse, also in Richtung entlang eines Pfades von einer ebenen Fläche über den gebogenen Abschnitt hinweg zur anderen ebenen Fläche in einem Längenbereich von einer Länge entsprechend der Dicke der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe bis zu einem Viertel der Bogenlänge des gebogenen Abschnitts eine Amplitude von maximal 0,005 mm-1 aufweisen. Schwankungen der Krümmung in diesem Längenbereich und oberhalb des genannten
Grenzwerts von 0,005 mm-1 erweisen sich als optisch besonders auffällig in Bezug auf eine Verzerrung der Durchsicht, sowie der Spiegelung unter flachen Betrachtungswinkeln. Dabei ist die Bogenlänge größer, vorzugsweise mindestens doppelt, besonders bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Dicke der Glas- oder Glaskeramikscheibe. Als Glaskeramik wird im Sinne dieser Offenbarung auch ein glasartiges Material verstanden, welches kristalline Bestandteile enthält. Der Begriff„glasartig“ bezieht sich dabei auf die Bestandteile anorganischer Gläser. Das glasartige Material entspricht demnach in seiner Zusammensetzung einem anorganischen Glas.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Schwankungen von maximal 0,005 mm-1 in einem Längenbereich von 2 bis 30 mm unterdrückt. Oberhalb von einem Viertel der
Bogenlänge des gebogenen Abschnitts und/oder oberhalb von 30 Millimetern können
Abweichungen der Krümmung vom Sollverlauf als langwellige Verzerrungen betrachtet werden, deren Brechkraft und damit deren Einfluss auf die Durchsicht nur gering ist.
Das Verfahren ist besonders für Glas- oder Glaskeramik-Scheiben mit einer Dicke von mindestens 2 Millimetern geeignet. Dies unter anderem im Hinblick auf das oben beschriebene Verfahren des Schwerkraftsenkens und die damit verbundenen Nachteile,
Um die Oberflächen für die Bestimmung der Krümmung abzutasten, kann eine dem Fachmann bekannte Koordinatenmessmaschine mit Tastkopf verwendet werden.
Die lokale Krümmung k an einer Messstrecke auf der Oberfläche der Glas- oder
Glaskeramik-Scheibe ist dabei gegeben durch:
Dabei bezeichnet f den Verlauf der Messstrecke, beziehungsweise die Funktion, welche den Verlauf der Messstrecke beschreibt. Die erste Ableitung f und die zweite Ableitung f" sind örtliche Ableitungen des Verlaufs dieser Messstrecke. Die Krümmung k stellt den inversen Krümmungsradius R der Oberfläche dar: k = R-1
Als ebene Flächen werden die Abschnitte der einstückigen Scheibe erachtet, die nur noch sehr geringe Krümmungswerte aufweisen. Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen, dass die Krümmung des gebogenen Abschnitts an dessen Übergängen zu den ebenen Flächen auf einen Wert kleiner als 0,0025 mm-1 absinkt. Dies ist von Vorteil, da auf den ebenen Teilen der Scheibe sich auch noch geringe Krümmungswerte, etwa durch großflächigere Verformungen deutlich bemerkbar machen. Zwar findet keine nennenswerte Verzerrung durch eine Brechung an einer solchen Verformung mehr statt, allerdings können die Verformungen Lichtreflexe an der Scheibe verzerren und auf diese Weise sichtbar werden.
Eine derartige Glas- oder Glaskeramik-Scheibe kann mit einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden, bei welchem allgemein die Aufheizung und im Anschluss die Umformung nicht gleichzeitig über den gesamten Umformbereich durchgeführt, wird. Vielmehr wird die Aufheizung und Umformung kontinuierlich in zeitlicher Abfolge längs des Bogenmaßes durchfahren.
Das Verfahren zur Umformung einer Glasscheibe und Herstellung einer Glas- oder Glaskeramik-Scheibe gemäß der Erfindung sieht vor, eine Glasscheibe mit einer Dicke von mindestens 2 Millimetern bereitzustellen, einen sich von einer Kante bis zur gegenüberliegenden Kante der Glasscheibe erstreckenden Streifen zu erwärmen, bis dieser erweicht, die Glasscheibe dann am erwärmten und erweichten Streifen zu biegen, so dass am erwärmten Streifen eine einfach, beziehungsweise einachsig gebogene Krümmung entsteht und die an den Streifen angrenzenden ebenen Flächen zueinander geneigt sind, wobei der Streifen unter Verbreiterung des aufgeheizten Bereichs der Glasscheibe quer zu dessen Längsrichtung über die Glasscheibe bewegt wird, während die Neigung der ebenen Flächen zueinander vergrößert und der gebogene Abschnitt verbreitert wird, bis die zwei ebenen Flächen zueinander einen Winkel von höchstens 150°, vorzugsweise höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen.
Für den gebogenen Abschnitt ist ein mittlerer Krümmungsradius bevorzugt, der im Bereich von 15 bis 100 Millimetern liegt. Diese Werte entsprechen mittleren Krümmungen im Bereich von 0,0667 mm-1 bis 0,01 mm-1. Diese Werte beziehen sich auf die Seite der Glas- oder Glaskeramik- Scheibe, auf welcher der gebogene Abschnitt konvex gewölbt ist.
Besonders bevorzugt ist der einfach gekrümmte, beziehungsweise einfach gebogene Abschnitt zylindrisch gebogen. Eine solche zylindrische Biegung ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht herstellbar und erleichtert auch die Montage eines Rahmens zur Halterung der Scheibe. Bei einem zylindrisch gebogenen Abschnitt ist die Krümmung entlang des gebogenen Abschnitts im Idealfall konstant, entsprechend dem idealerweise gleichbleibenden
Krümmungsradius.
Um Schwankungen der Krümmung entlang des gebogenen Abschnitts zu vermeiden, hat es sich als sehr wirksam erwiesen, wenn der Biegevorgang Weg-gesteuert erfolgt. Dies bedeutet, dass die Biegebewegung entlang eines vorgegebenen Wegs unabhängig von der für die Biegung erforderlichen Kraft erfolgt. Dies ist eine Technik, die im Gegensatz zu einer kraftgesteuerten Biegung steht. Wird, wie etwa in der WO 2013/184893 A1 beschrieben, eine vorgegebene Kraft angelegt, so hängt der lokale oder gesamte Biegewinkel und auch der Biegeradius zumindest teilweise auch von der Viskosität des Glases und damit wiederum von dessen Temperatur ab. Demgegenüber ist bei dem Abfahren einer vorgegebenen Bewegung die lokal eingefügte Krümmung zwangsweise vorgegeben. Auch hier könnten an sich Schwankungen in der
Krümmung hervorgerufen werden, dann nämlich, wenn die Position des erweichten Streifens und dessen Fortbewegung schwankt oder nicht genau festgelegt ist. Offensichtlich sind derartige Effekte aber wesentlich kleiner. Auch hat sich gezeigt, dass die Zwangsbewegung der
Glasscheibe kein zu hohes Bruchrisiko hervorruft, obwohl die einwirkenden Kräfte prinzipiell nicht oder nur durch die maximal von der Biegeeinrichtung ausübbaren Momente begrenzt werden.
Die Biegebewegung wird über eine Biegeeinrichtung vermittelt und erfolgt nach einer vorgegebenen Kopplung der Biegebewegung der Biegeeinrichtung und der Bewegung der von einer Heizeinrichtung erzeugten Heizzone relativ zur Glasscheibe. Die Heizzone ist der Bereich der Oberfläche der Glasscheibe, in dem die Heizeinrichtung Wärmeenergie einbringt. Bei stehender Heizeinrichtung ist die Breite des erwärmten Streifens also in etwa so breit wie die Heizzone. Die Kopplung kann dabei auch nach einem vorgegebenen Ablauf in Abhängigkeit von der Zeit erfolgen. Demgemäß ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Biegen der Glasscheibe am erwärmten und erweichten Streifen und die Bewegung einer Beheizungszone über die Glasscheibe zur Erzeugung des erwärmten und erweichten Streifens quer zu dessen Längsrichtung miteinander gekoppelt, insbesondere zwangsgekoppelt sind. Diese Kopplung kann wie gesagt nach einem vorgegebenen Bewegungs-Zeit-Ablauf erfolgen. Dieser Bewegungs-Zeit- Ablauf kann neben der Bewegung der Glasscheibe auch die Bewegung der Beheizungszone über die Scheibe über die Glasscheibe umfassen.
Die Erfindung inklusive des besonderen Verfahrens zur Herstellung der gebogenen Glasoder Glaskeramik-Scheiben wird nachfolgend genauer anhand der beigeschlossenen Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Skizze einer gebogenen Glasscheibe mit Darstellung des Biegeradius der neutralen Faser,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 und Fig. 4 in Seitenansicht die Vorrichtung zu Beginn und nach Beendigung des Umformprozesses,
Fig. 5 eine umgeformte Glasscheibe,
Fig. 6 Diagramme der Temperaturverteilung an den Oberflächen und der Glasmitte beim Biegen der Scheibe,
Fig. 7 eine in eine Form für die Keramisierung eingelegte Glasscheibe.
Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 Verläufe der Krümmung von Glaskeramik-Scheiben entlang des gebogenen Abschnitts mit einem Biegeradius von 54 mm,
Fig. 11 den Verlauf der Krümmung einer Glaskeramik-Scheibe mit einem Biegeradius von 70 mm,
Fig. 12 den Verlauf der Krümmung einer Glaskeramik-Scheibe mit einem Biegeradius von 95 mm,
Fig. 13 einen Kaminofen mit einer Glas- oder Glaskeramik-Scheibe,
Fig. 14 eine Tür eines Fleißaggregats.
Fig. 15 eine weitere Ausführungsform einer Tür eines Fleißaggregats,
Fig. 16 eine Glas- oder Glaskeramik-Scheibe mit zwei gebogenen Abschnitten,
Fig. 17 und Fig. 18 Geschwindigkeits-Zeit-Kurven der Biegebewegung und der Bewegung der Fleizzonen.
Das Biegen von Glas mit Hilfe von Linien-Gasbrennern, die auf beiden Seiten der Glasoberfläche angeordnet sind, ist bekannt. Auch für das Biegen von Glaskeramikgrünglas ist dieses Verfahren bekannt und erprobt. Abhängig von der Beflamm breite, die bei Linienbrennern typischerweise bei etwa 10-20 mm liegt, ergibt sich das Bogenmaß des umzuformenden Bereichs. Der dabei entstehende Biegeradius kann unter Verweis auf die in Fig. 1 dargestellte Skizze einer umgeformten Glasscheibe folgendermaßen berechnet werden:
R(NF)=(BM- 180)/(p -W).
Dabei bezeichnet R(NF) den Biegeradius der neutralen Faser, BM das Bogenmaß der neutralen Faser im umgeformten Bereich und W den Öffnungswinkel des umgeformten Bereichs.
Unter der Annahme, dass die Energiedichte über die Beheizungsbreiten, etwa eine Beflamm- oder Bestrahlungsbreite konstant ist, kann hierbei näherungsweise die Beflammbreite
mit dem Bogenmaß gleichgesetzt werden. Je nach Beheizungsdauer, Temperaturprofil eines Brenners oder eines Heizstrahls und der Heizleistung kann es jedoch auf Grund der
Wärmeleitung zu leichten Abweichungen kommen.
Demnach käme man bei einer typischen effektiven Beheizungsbreite von 12 mm, einem Öffnungswinkel von 90° und einer Glasdicke von 4 mm auf einen Biegeradius der neutralen Faser von circa 7,6 mm. Unter effektiver Beheizungsbreite wird hierbei der Bereich auf der Scheibe angenommen, in dem die Leistungsdichte größer 80% beträgt. In diesem
Leistungsdichtebereich wird das Glas schnell genug so weit erwärmt, dass es ohne beginnende Keramisierung verformbar wird. Die über die Aufheizbreite, beziehungsweise im erwärmten Streifen 8 gemittelte effektive Flächenleistung liegt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei mindestens 10 W/cm2. Die effektive Flächenleistung bezeichnet dabei die tatsächlich im Glas deponierte Wärmeenergie pro Zeiteinheit. Vorzugsweise liegt die gemittelte effektive
Flächenleistung in einem Bereich von 20 W/cm2 bis 1000 W/cm2. Bei Gasbrennern liegt die effektive Flächenleistung eher höher als bei der Verwendung eines Lasers, wie etwa eines CO2- Lasers. Vorzugsweise werden aber mit beiden genannten Heizquellen Leistungen im genannten Bereich von 20 W/cm2 bis 1000 W/cm2 bereitgestellt. Bei Gasbrennern ist die Flächenleistung auf Grund von Verlustleistungen und unscharfem Beflammungsbereich höher, die effektive
Flächenleistung sollte aber in dem oben genannten Bereich liegen. Die effektive Heizleistung kann weiterhin abhängig von der Glasdicke, der Biegelinienlänge, beziehungsweise der Breite des gebogenen Abschnitts, der Breite des Aufheizstreifens und der Leistung der Heizquelle, wie etwa der Laserleistung gewählt werden.
Werden größere Radien benötigt, könnte versucht werden, eine entsprechend breite Heizquelle einzusetzen um den umzuformenden Bereich gleichmäßig auf eine zum Biegen ausreichende Temperatur zu bringen. Hierbei gibt es allerdings Grenzen, da bei sehr breiten Brennern die Abgase aus dem inneren Beheizungsbereich durch den äußeren Bereich entweichen müssen, was zu Inhomogenitäten der Termperaturverteilung im Aufheizbereich und damit zu Wellenbildung im Biegebereich führt.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Ansicht. Die Glasscheibe 1 wird an einem Ende mittels einer Halteeinrichtung 17 fixiert. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Halteeinrichtung 17 umfasst einen Vakuumtisch, an welchen die Glasscheibe mit einer ihrer Seiten 9, 10 festgesaugt wird. Bei dem dargestellten
Beispiel ist die Glasscheibe 1 mit ihrer Seite 10 auf die Halteeinrichtung 17 aufgelegt und festgehalten.
Mittels einer oder mehreren Heizeinrichtungen wird nun ein sich von einer Kante 12 der Glasscheibe 1 bis zur gegenüberliegenden Kante 13 erstreckender streifenförmiger Abschnitt, beziehungsweise ein Streifen 8 im Bereich der Heizzonen 190, 200, an welchen die
Heizeinrichtungen 19, 20 Heizenergie einbringen, erwärmt, bis dieser erweicht. Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei gegenüberliegende Heizeinrichtungen 19, 20 vorgesehen, so dass der Streifen 8 auf beiden Seiten 9, 10 der Glasscheibe 1 schnell erwärmt werden kann.
Ist die Glasscheibe 1 so weit erwärmt, dass das Glas erweicht, wird die Glasscheibe 1 dann am erwärmten und erweichten Streifen 8 gebogen, indem die Glasscheibe 1 mit einer Biegeeinrichtung 21 gegenüber dem mit der Halteeinrichtung 17 festgehaltenen Abschnitt bewegt wird. Die Biegeeinrichtung 21 umfasst im dargestellten Beispiel zwei Greifer 22. Auf diese Weise entsteht am erwärmten Streifen 8 eine einfach, beziehungsweise einachsig gebogene
Krümmung. Die an den Streifen 8 angrenzenden ebenen Flächen 5, 7 werden dadurch zueinander geneigt. Die Biegeeinrichtung 21 kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zumindest einen Roboterarm umfassen. Zum Roboterarm gehören dann auch die in Fig. 2 dargestellten Greifer 22. Ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel stellt die
Biegeeinrichtung 21 vorzugsweise eine kraftschlüssige Verbindung zur Glasscheibe her, um eine Biegebewegung der Schreibe in vorgegebenem Weg durchführen zu können. Für die kraftschlüssige Verbindung können wie im dargestellten Beispiel Greifer 22 oder entsprechende Einrichtungen verwendet werden.
Ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel kann die Heizleistung der
Heizeinrichtungen, beziehungsweise die in den Heizzonen 190, 200 eingetragene Wärmeleistung auch unterschiedlich gewählt werden. Dies kann von Vorteil sein, um das Biegeverhalten zu kontrollieren. So kann es etwa günstig sein, die Heizleistung auf der Seite, die konvex gebogen wird, höher zu wählen, als die Heizleistung der gegenüberliegenden Seite, die konkav gebogen wird.
Einen genaueren Verfahrensablauf zeigen die Fig. 3 und Fig. 4.
Hierzu starten, wie in Fig. 3 gezeigt, die Heizeinrichtungen 19, 20 am Anfang des vorgesehenen Umformbereichs 16. Nach einer kurzen Verweilzeit von 0-5 Sekunden ist ein Streifen 8 hinreichend erwärmt, um verformbar zu sein. Spätestens dann beginnen die
Heizeinrichtungen 19, 20 mit einer Querfahrt in Richtung des Endes des Umformbereichs 16.
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Dadurch wird, da der erwärmte Streifen 8 durch Bewegen der Heizeinrichtungen 19, 20 entlang der Scheibe bewegt wird, der insgesamt erwärmte Bereich verbreitert, bis er mindestens den Umformbereich 16 einnimmt. Während der Bewegung der Heizeinrichtungen 19, 20 wird die Neigung der ebenen Flächen 5, 7 zueinander vergrößert, indem die eine ebene Fläche über den erwärmten und erweichten Streifen 8 gegenüber der anderen ebenen Fläche gebogen wird. Gleichzeitig verbreitert sich dementsprechend auch der gebogene Abschnitt. Dies wird fortgeführt, bis die zwei ebenen Flächen 5, 7 zueinander einen Winkel a von vorzugsweise höchstens 150°, insbesondere höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen.
Die fertig gebogene Glasscheibe 1 mit dem zwischen den beiden ebenen Flächen oder Abschnitten 5, 7 eingeschlossenen Winkel a zeigt Fig. 5. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass es auf die Relativbewegung zwischen der Glasscheibe 1 und der oder den Heizeinrichtungen 19, 20 ankommt. Daher ist es auch möglich, die Heizeinrichtungen 19, 20 festzuhalten und die Glasscheibe 1 zu bewegen. Der Ablauf wie dargestellt ist allerdings einfacher zu realisieren, da in diesem Fall die Biegebewegung nicht zusätzlich mit einer Translation gekoppelt werden muss. Es ist daher allgemein in bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Glasscheibe festgehalten wird, während die zumindest eine
Heizeinrichtung 19, 20 während des Biegens über die Glasscheibe 1 geführt wird.
Als Heizeinrichtungen können wie dargestellt Laser verwendet werden. Da das Aufheizen und Biegen erfindungsgemäß sequentiell entlang des zu verformenden Umformbereichs 16 erfolgt, muss auch nicht der gesamte Umformbereich 16 gleichzeitig bis zur Erweichung des Glases aufgeheizt werden. Daher ist die erforderliche Heizleistung beim erfindungsgemäßen Verfahren auch vergleichsweise geringer. Dies macht den Einsatz eines Lasers als
Heizeinrichtung besonders geeignet. Um den gesamten Streifen 8 zu erwärmen, kann der Laserstrahl beispielsweise mittels eines Galvanoscanners über das Glas geführt werden. Der Laserstrahl deponiert vorzugsweise eine effektive Flächenleistung von mindestens 10 W/cm2, besonders bevorzug in einem Bereich von 20 W/cm2 bis 1000 W/cm2.
Es ist aber auch möglich, alternativ oder zusätzlich einen Brenner als Heizeinrichtung 19, 20 einzusetzen. Ein geeigneter Brenner kann zur streifenförmigen Erhitzung des Glases eine Reihe nebeneinanderliegender Brennerdüsen oder auch eine Schlitzdüse aufweisen.
Damit die Umformung am Anfang des Umformbereichs beginnen kann, weist die
Glasscheibe 1 an dieser Stelle über die gesamte Dicke eine für die Umformung ausreichend
niedrige Viskosität auf. Die Verformbarkeit wird dabei durch die niedrigste Temperatur über die Glasdicke in der Glasmitte bestimmt.
Um dies zu veranschaulichen, zeigt Fig. 6 Diagramme (a) bis (f) aus einer Simulation. Die Simulation wurde unter der Annahme erstellt, dass Gasbrenner zum Aufheizen verwendet werden. Die Diagramme zeigen einen zeitlichen Ablauf der Glastemperaturen an der Oberseite (Kurve 30), der Unterseite (Kurve 32) und der Glasmitte (Kurve 31 ). Die abgelaufene Zeit ist jeweils in den Diagrammen angegeben. Die Simulation beginnt bei einer Startzeit von 10 Sekunden (Diagramm (a)) Die Abszissenachse der Diagramme beschreibt den Verfahrweg der Heizeinrichtung (0 mm = Anfang Umformbereich; 90 mm = Ende Umformbereich). Auf der Ordinatenachse ist die Temperatur aufgetragen. Zu Beginn des Aufheizvorgangs ist die
Glasplatte gleichmäßig auf ca. 600°C vorgewärmt. Nach 2,5 s Heizzeit (Diagramm (b)) haben die Ober- und Unterseite ihre Maximaltemperatur erreicht. Die Heizeinrichtung beginnt nun mit der Querfahrt entlang des Umformbereichs. Wie man sehen kann, ist die Mittentemperatur zu diesem Zeitpunkt erst bei knapp über 700°C, was für eine Umformung noch nicht ausreicht. Im weiteren Verlauf wandert die Temperaturspitze mit der fortschreitenden Heizeinrichtung quer über den umzuformenden Bereich. Nach etwa 5 s hat die Glasmitte am Anfang des Umformbereichs 900°C überschritten (Diagramm (c)). Nun kann mit der Umformung an dieser Stelle begonnen werden. In Abhängigkeit der Mittentemperatur kann nun die Umformung der Brennerbewegung mit einem Abstand folgen. Der erwärmte und erweichte Streifen 8 befindet sich demgemäß nicht notwendigerweise direkt gegenüber der oder den Heizeinrichtungen, sondern kann auch entgegen der Bewegungsrichtung verlagert sein.
Um aus der erfindungsgemäß geformten Glasscheibe 1 , wie sie beispielsweise Fig. 5 zeigt, eine entsprechende Glaskeramik-Scheibe herzustellen, wird die Glasscheibe 1 in
Weiterbildung der Erfindung in eine Form 25 mit zwei zueinander gewinkelten Auflageflächen 50, 70 eingelegt, so dass die Glasscheibe 1 mit ihren ebenen Flächen 5, 7 auf den Auflageflächen 50, 75 aufliegt und mit der Form 25 zusammen durch einen Keramisierungsofen geführt, wobei sich das Glas der Glasscheibe 1 in eine Glaskeramik umwandelt. Eine solche Form mit einer eingelegten Glasscheibe 1 zeigt Fig. 7. Wie dargestellt kann die Form 25 aus mehreren
Formteilen 250, 251 , 252 zusammengesetzt sein. Insbesondere können separate Formteile als Auflage jeweils für die ebenen Flächen 5, 7 und den gebogenen Abschnitt 3 der Glasscheibe vorgesehen sein.
Obwohl das Glas beim Keramisieren weich wird, erhalten sich Schwankungen in der Krümmung der Oberfläche auch nach der Keramisierung oder können sich durch den Schrumpf des Materials bei der Keramisierung sogar noch verstärken. Dies gilt insbesondere für den gebogenen Abschnitt 3. Daher gilt das erfindungsgemäße Merkmal, dass Schwankungen der Krümmung entlang der Oberfläche in azimutaler Richtung des gebogenen Abschnitts 3 in einem Längenbereich von einer Länge entsprechend der Dicke der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe bis zu einem Viertel der Bogenlänge des gebogenen Abschnitts 3 eine Amplitude von maximal 0,005 mm-1 aufweisen, sowohl für Glasscheiben, als auch für Glaskeramik-Scheiben, die anschließend keramisiert wurden.
Dies wird anhand der Fig. 8, 9 und 10 verdeutlicht. Diese Figuren zeigen Verläufe der Krümmung von Glaskeramik-Scheiben 1 über den gebogenen Abschnitt 3 hinweg. Um die Krümmung zu bestimmen, wird die Oberfläche der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 mit einem Tastkopf abgetastet. Dabei werden Messstrecken abgefahren, die von einer ebenen Fläche 5 über den gebogenen Abschnitt 3 hinweg bis in die andere ebene Fläche 7 hineinreichen. In Fig. 5 sind drei solche Messstrecken 35, 36 ,37 eingezeichnet. Zwei der Messstrecken 35 und 37 verlaufen parallel und in der Nähe der Kanten der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 , eine weitere Messstrecke 36 dazwischen in der Mitte der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 . Fig. 8 zeigt den Verlauf der Krümmung entlang einer Messstrecke 35, Fig. 9 den Verlauf entlang der mittigen Messstrecke 36 und Fig. 10 den Verlauf entlang der Messstrecke 37 an der
gegenüberliegenden Kante der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 . Jedes der Diagramme enthält zwei mit„A“ und„B“ bezeichnete Graphen. Die mit„A“ bezeichneten Graphen stellen jeweils Krümmungswerte von erfindungsgemäß gebogenen und anschließend keramisierten
Glasscheiben dar. Bei den mit„B“ bezeichneten Graphen handelt es sich um Glaskeramik- Scheiben gemäß WO 2010/102858 A1 , die in eine Form eingelegt wurden, deren Formteile zu Beginn der Keramisierung bei Erweichung des Glases geklappt wurde, so dass wie auch bei einer erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramik-Scheibe eine entsprechende Form mit zwei ebenen Flächen und einem gebogenen Abschnitt erhalten wird. Die Umformung und
Keramisierung entspricht dem in der WO 2010/102858 A1 beschriebenen Verfahren. Auf der Abszisse ist die Bogenlänge der Messstrecke aufgetragen.
Die vermessenen Glaskeramik-Scheiben wurden mit einem Biegeradius des gebogenen Abschnitts von 52 mm hergestellt. Dabei bezieht sich der Biegeradius auf die Mitte der Scheibe, beziehungsweise die neutrale Faser, wie bereits anhand von Fig. 1 erläutert wurde.
Alle Graphen zeigen ein mehr oder weniger stufenförmiges Profil. Dabei ist in den
Bereichen, in denen der Tastkopf die ebenen Flächen 5, 7 abtastet, die Krümmung klein. Am Übergang zum gebogenen Abschnitt 3 springt die Krümmung auf einen höheren Wert. Allen Graphen„A“ ist dabei gemeinsam, dass die Krümmung auf einem nur gering schwankenden Wert bleibt. Die im Wesentlichen konstante Krümmung zeigt, dass der gebogene Abschnitt 3 zylindrisch gebogen ist, der Biegeradius also im gebogenen Abschnitt 3 gleich bleibt.
Die ebenen Flächen 5, 7 weisen keine wesentlichen Krümmungswerte auf. Wie anhand der Fig. 8 bis 10 zu entnehmen ist, liegt die Krümmung in den ebenen Flächen neben den Übergängen zum gebogenen Abschnitt 3 bei durchweg kleiner als 0,0025 mm-1.
Weiterhin liegen die Krümmungswerte bei den erfindungsgemäß hergestellten
Glaskeramik-Scheiben 1 bei allen drei Graphen zwischen 0,015 und 0,020 mm-1. Damit liegt die Schwankung der Krümmung entlang der Oberfläche in azimutaler Richtung des gebogenen Abschnitts (3), also auch entlang der Messstrecken 35, 36 ,37 nicht nur in einem Längenbereich von einer Länge entsprechend der Dicke der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe bis zu einem Viertel der Bogenlänge des gebogenen Abschnitts (3), sondern abgesehen von den Übergängen auf der gesamten Länge des gebogenen Abschnitts bei weniger als 0,005 mm-1. Demgegenüber weisen die Graphen„B“ kurzwellige Schwankungen der Krümmung auf. So zeigen alle Graphen „B“ der Fig. 8, 9, 10 eine deutliche Schwankung bei einer Bogenlänge um etwa 325 mm.
Insbesondere solche Schwankungen in einem in einem Längenbereich von 2 bis 30 mm, die bei einer erfindungsgemäßen Glaskeramik-Scheibe nicht vorhanden oder kleiner als 0,005 mm-1 sind, können aufgrund von Linseneffekten störend wirken.
Die mittlere Krümmung von etwa 0,0175 mm-1 liegt im bevorzugten Anwendungsbereich der Erfindung mit Krümmungen im Bereich von 0,0667 mm-1 bis 0,01 mm-1 , gemessen wie auch im Beispiel der Fig. 8 bis Fig. 10 auf der Seite der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 , auf welcher der gebogene Abschnitt 3 konkav gewölbt ist.
Der Krümmungsradius bei einer Krümmung von 0,0175 mm-1 beträgt 1/0,0175 mm-1 = 57,1 mm. Dies ist etwas mehr, als der nominale Krümmungsradius an der Außenseite von 54 mm,
Fig. 1 1 und Fig. 12 zeigen zwei weitere Beispiele des Krümmungsverlaufs an
erfindungsgemäßen Glaskeramik-Scheiben. Die Beispiele zeigen insbesondere, dass die Erfindung auch für große Biegeradien des gebogenen Abschnitts 3 geeignet ist. Die Glaskeramik- Scheibe 1 der Fig. 1 1 weist einen Biegeradius von 70 mm, die Scheibe des Beispiels der Fig. 12 einen Biegeradius von 95 mm auf. Wie ersichtlich sind die Schwankungen noch geringer als bei
den Beispielen der Fig. 8 bis 10. Im Graph der Fig. 1 1 gibt es zwar bei etwa 330 mm Bogenlänge eine einzelne deutliche Schwankung mit kurzer Periode, diese ist allerdings nicht in der
Glasoberfläche vorhanden, sondern durch eine Oberflächenverunreinigung verursacht. Die Schwankung bei 270 mm in Fig. 12 ist wiederum ein messtechnisches Artefakt.
Ein Anwendungsgebiet für die Erfindung ist die Verwendung der Glas- oder Glaskeramik- Scheibe für eine Tür, insbesondere eine Tür eines Kaminofens oder allgemeiner eines
Fleißaggregats. Die Tür kann mit einer erfindungsgemäßen gewinkelten Scheibe eine Ecke des Fleißaggregats bilden. Als Material für die Scheibe kommt sowohl Glaskeramik, als auch Glas, wie beispielsweise ein Borosilikatglas in Frage.
Fig. 13 zeigt zur Verdeutlichung ein solches Fleißaggregat in Form eines Kaminofens 1 1 mit einer Tür 40. Wie dargestellt bildet die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 eine Verglasung der Tür 40, wobei die Verglasung um eine Kante 42 des Korpus 41 des Kaminofens 1 1 herumreicht. Dabei wird die Kante 42 durch den gebogenen Abschnitt 3 fortgesetzt.
Die Erfindung hat dabei nicht alleine ästhetische Effekte durch die Vermeidung von Verzerrungen aufgrund von Brechung oder Reflexion von Lichtquellen an kurzwelligen
Krümmungsschwankungen der Oberfläche. Durch den gleichmäßigen Krümmungsverlauf ergibt sich auch eine erhöhte Festigkeit bei bestimmten dynamischen Belastungen. Diese kommen beim Schließen einer solchen Tür zum Tragen. Beim Anschlägen der Tür 40 wird besonders der gebogene Abschnitt dynamisch stark belastet. Die Belastung entsteht, da bei der Rotation der Tür um eine der parallel zum gebogenen Abschnitt laufenden Kanten die an die Kante anschließende ebene Fläche in einer Schwenkbewegung geführt wird, während die andere ebene Fläche eine tangentiale Bewegung oder wenigstens eine Bewegung mit tangentialer Komponente ausführt. Beim Anschlag der Tür entstehen dadurch im gebogenen Abschnitt aufeinandertreffende Momente unterschiedlicher Richtung. Wird die Tür heftig zugeschlagen, kann es dadurch zum Bruch der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 im gebogenen Abschnitt kommen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine erfindungsgemäß gebogenen Glas- oder Glaskeramik-Scheibe eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber derartigen Belastungen aufweist. Allgemein, ohne Beschränkung auf die dargestellten Beispiele sieht die Erfindung daher auch eine Tür 40 eines Fleißaggregats vor, wie sie beispielhaft in Fig. 14 dargestellt ist. Die Tür 40 mit einer erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 umfasst eine Halterung 44 zur schwenkbaren Befestigung der Tür 40 am Gerät (wie etwa dem in Fig. 13 gezeigten
Kaminofen 1 1 ) derart, dass die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 beim Öffnen und Schließen
der Tür an einer ihrer entlang des gebogenen Abschnitts 3, insbesondere parallel zu diesem gebogenen Abschnitt 3 verlaufenden Querkanten 14, 15 geschwenkt wird. Zum Schwenken können insbesondere wie in Fig. 14 dargestellt, Scharniere 46 verwendet werden.
Die Halterung 44 umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Leisten 48, 49, welche die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 an ihren Längskanten 12, 13 halten. Aus Gründen einer einfachen Montage und eines ansprechenden, schlanken Designs ist es weiterhin wünschenswert, wenn die Querkante 15 der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 wie in Fig. 14 gezeigt auf der Außenseite freiliegt, beziehungsweise nicht gehaltert ist. Anders als in der Figur dargestellt kann sich dabei auch eine Leiste der Halterung 44 entlang der Querkante 15 erstrecken, wobei die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 dann aber an dieser Leiste nicht befestigt ist, oder die Tür umfasst einen umlaufenden Rahmen, wobei die Scheibe aber nicht umlaufend gehalten ist. Gerade in dem in Fig. 14 illustrierten Fall mit nicht gehalterter Querkante 15 tritt allerdings das oben erläuterter Problem in verschärfter Form auf, dass beim Schließen und Anschlägen der Tür 40 der gebogene Abschnitt besonders mechanisch belastet wird. Die an die Querkante 15 angrenzende Fläche übt durch die Trägheitskräfte beim abrupten Abbremsen am Anschlag ein Moment entlang der Längskanten 12, 13 aus, welches am gebogenen Abschnitt 3 abgefangen werden muss. Das Moment wird dadurch verstärkt, dass es nicht teilweise von der Halterung 44 an der von der durch die Scharniere 46 definierten Schwenkachse 50 entfernten Querkante 15 aufgenommen wird. Gerade in einer solchen Konfiguration bietet also auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Biegen der Glasscheibe 1 und die damit hergestellte Glasoder Glaskeramik-Scheibe mit den genannten erhöhten Festigkeiten besondere Vorteile.
Allgemein, ohne Beschränkung auf das spezielle in Fig. 14 gezeigte Beispiel ist in einer Weiterbildung der Erfindung daher auch eine Tür 40 mit einer erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 und einer Halterung 44 zur schwenkbaren Befestigung der Tür 40 vorgesehen, mit welcher die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 schwenkbar gehaltert ist, wobei die von der Schwenkachse 50 der Halterung 44 entfernte Querkante 15 der Glas- oder
Glaskeramik-Scheibe 1 nicht mit der Halterung 44 gehaltert ist.
Fig. 15 zeigt im Querschnitt an der Kante mit der schwenkbaren Halterung 44 eine solche Ausführungsform einer Tür 40. Bei dieser Ausführungsform ist ein umlaufender Rahmen 52 als Bestandteil der Halterung 44 vorgesehen. Die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 wird mittels der hier L-förmig ausgeführten Leisten 48, 49 gegen eine zwischen Scheibe und Rahmen 52 verlegte Dichtung 54 gepresst und so gehaltert. Da die Leisten 48, 49 nur an den oberen und unteren
Kanten der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 verlaufen, ist auch hier die von der Schwenkachse 50 der Halterung 44 entfernte Querkante 15 der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 nicht mit der Halterung 44 gehaltert. Die Anordnung gemäß Fig. 15 ist rein beispielhaft. Um die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 am Rahmen 52 zu befestigen, sind eine Vielzahl anderer Anordnungen möglich. Eine weitere Anordnung, die ebenfalls bevorzugt ist, sieht vor, die Scheibe auf der anderen Seite des Rahmens 52 zu haltern, so dass die konkav gewölbte Seite des gebogenen Abschnitts zum Rahmen 52 zeigt.
Bei den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen war ein einzelner gekrümmter Abschnitt 3 vorgesehen. Es ist hier aber ohne aufwändige Biegeformen auch möglich, mehrere gekrümmte Abschnitte vorzusehen. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 16. Allgemein, ohne
Beschränkung auf das spezielle dargestellte Beispiel sieht die Erfindung hierzu also in
Weiterbildung vor, dass die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 zwei gebogene Abschnitte 3, 4 mit einer dazwischenliegenden ebenen Fläche 6 aufweist. Anders als in Fig. 16 gezeigt, können die gebogenen Abschnitte 3, 4 auch gegenläufig gebogen sein.
Um die oben erläuterten niedrigen Schwankungen in der Krümmung entlang des gebogenen Abschnitts zu erreichen, wird eine Zwangsbewegung beim Biegen der Glasscheibe 1 durchgeführt. Es wird also der Bewegungsablauf vorgegeben, ohne dass die zum Verformen erforderlichen Kräfte geregelt werden. Würden also etwa bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel eine oder beide Heizeinrichtungen 19, 20 ausfallen und kein erweichter Streifen 8 erzeugt, könnte der Ablauf des Biegeprogramms zu einem Bruch der Scheibe führen, wenn die ausgeübten Kräfte nicht begrenzt werden. Dieses Risiko besteht bei einer kraftgesteuerten Verformung nicht, bei der nur eine vorgegebene, zulässige Biegekraft ausgeübt wird. Die Zwangsbewegung führt aber dazu, dass auch bei leichten Temperaturschwankungen im erwärmten Streifen 8 der vorgegebene Biegewinkel und Biegeradius erreicht wird.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es sowohl für die Vermeidung von Schwankungen im Krümmungsverlauf, als auch für die Verarbeitung von keramisierbaren Gläsern besonders günstig ist, wenn die Biegegeschwindigkeit nicht gleichförmig ist, sondern im Verlauf des Biegevorgangs ansteigt. Dies bezieht sich nicht nur auf den Beginn der Bewegung, die ja aus einer Ruheposition startet und damit anfangs zwangsläufig beschleunigt ist, sondern auch auf den überwiegenden Teil der Bewegung. Daher ist in Weiterbildung dieser Ausführungsform vorgesehen, dass für die Biegebewegung der Glasscheibe 1 wenigstens eine der folgenden Bedingungen gilt:
- die Biegebewegung beschleunigt sich über mehr als die Hälfte der Zeitdauer des Biegens der Glasscheibe 1 ,
- die Biegebewegung beschleunigt sich über mehr als die Hälfte des Wegs, den ein beim Biegen bewegter Teil der Glasscheibe 1 zurücklegt.
Weiterhin hat es sich aus den oben genannten Vorteilen auch als günstig erwiesen, wenn die Biegebewegung und die Bewegung der Heizzone mit einem Zeitversatz erfolgen.
Insbesondere ist es dazu vorteilhaft, wenn die Bewegung der Heizzone, beziehungsweise beider Heizzonen 190, 200 zeitlich vor der Biegebewegung beginnt und zeitlich vor dem Stopp der Biegebewegung endet.
Fig. 17 verdeutlicht in einem schematischen Beispiel diese Ausführungsformen. Im Speziellen zeigt Fig. 17 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der Biegegeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Heizzonen 190, 200. Die Kurve 60 ist dabei die Weg-Zeit-Kurve der Biegebewegung, die Kurve 62 die Weg-Zeit-Kurve der Bewegung der Heizzonen 190, 200. Das Bearbeiten startet zunächst mit einer Beheizung bei feststehenden Heizzonen 190, 200 zu einem Zeitpunkt to bis das Glas in einem Streifen 8 zumindest an der Oberfläche der Ober- und Unterseite hinreichend für eine Umformung erwärmt ist. Da die Glasmitte länger braucht, um auf Umformtemperatur zu kommen und hier die Biegebewegung noch nicht startet, muss zu diesem Zeitpunkt noch keine Umformtemperatur über die gesamte Glasteildicke vorliegen.
Zu einem Zeitpunkt ti beginnt dann die Bewegung der Heizzonen 190, 200. Die Bewegung ist relativ zur Glasscheibe 1 und kann daher sowohl durch eine Bewegung der Heizeinrichtungen 19, 20 gegenüber der Glasscheibe 1 , als auch umgekehrt durch eine Bewegung der Glasscheibe 1 gegenüber den Heizeinrichtungen 19, 20 erfolgen. Zeitversetzt nach dem Beginn der
Bewegung der Heizzonen 190, 200 zum Zeitpunkt ti startet zu einem Zeitpunkt fe die
Biegebewegung. Wie anhand der Weg-Zeit-Kurve 60 zu erkennen ist, nimmt die Geschwindigkeit der Biegebewegung über den überwiegenden Zeitraum des Biegevorgangs zu. Bereits vor dem Ende der Biegebewegung stoppt zu einem Zeitpunkt fe die Bewegung der Heizzonen 190, 200. Danach stoppt zeitversetzt zu einem Zeitpunkt t4 auch die Biegebewegung. Wie anhand der Kurve 60 außerdem zu erkennen ist, kann eine Bremsphase vorgesehen sein, innerhalb derer die Biegegeschwindigkeit abgesenkt wird. Im dargestellten Beispiel liegt diese Bremsphase zwischen den Zeitpunkten t3 und t4, was allerdings nicht zwingend ist. Eine solche Bremsphase kann unter anderem vorteilhaft sein, um Vibrationen beim Stopp der Biegebewegung zu reduzieren. Diese Vibrationen können sonst gegebenenfalls Krümmungsschwankungen im gebogenen Abschnitt
hervorrufen. Die Biegegeschwindigkeit kann die Geschwindigkeit der von der Biegeeinrichtung bewegten Kante der Glasscheibe 1 oder auch die Winkelgeschwindigkeit des Winkels zwischen den an den gebogenen Abschnitt angrenzenden ebenen Flächen sein. Da die Geschwindigkeiten voneinander abhängen, gilt in jedem Fall unabhängig davon, welche Geschwindigkeit gemessen wird, der hier beschriebene Verlauf mit beschleunigter Bewegung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Beschleunigung der Biegebewegung derart, dass die
Maximalgeschwindigkeit mindestens um einen Faktor 1 ,5 größer ist, als die
Durchschnittsgeschwindigkeit im Zeitintervall der Biegebewegung, beziehungsweise die
Durchschnittsgeschwindigkeit während des Zeitraums, in denen die Glasscheibe 1 gebogen wird. Insbesondere kann die Biegebewegung innerhalb eines Intervalls des 0,2- bis 3-fachen der Durchschnittsgeschwindigkeit variieren.
In einem praktischen Beispiel werden die Heizeinrichtungen zum Zeitpunkt tO gestartet und die Glasscheibe in den Fleizzonen 190, 200 aufgeheizt. Etwa 3,5 Sekunden nach dem Start des Aufheizvorgangs werden dann die Heizeinrichtungen 19, 20 bewegt, dies entspricht dem
Zeitpunkt ti in Fig. 17. 8 Sekunden nach Beginn des Aufheizens beginnt der Biegevorgang, entsprechend dem Zeitpunkt fe in Fig. 17. Der Zeitversatz zwischen der Bewegung der
Heizeinrichtungen 19, 29 und dem Start der Biegebewegung beträgt also 4,5 Sekunden. Die Heizeinrichtungen 19, 20 werden nach einer Laufzeit von etwa 14 Sekunden gestoppt und ausgeschaltet (Zeitpunkt t3). Die Glasscheibe 1 wird danach für eine Dauer von 1 bis 2 Sekunden noch weiter bis zum vorgesehenen Endwinkel weitergebogen, bis zum Zeitpunkt t4 der
Biegevorgang abgeschlossen ist.
Überraschend hat es sich auch als günstig erwiesen, die Biegegeschwindigkeit in
Abhängigkeit des Biegeradius, beziehungsweise des mittleren Krümmungsradius bei gegebenem Biegewinkel festzulegen. Im Speziellen wird für einen bestimmten Biegewinkel, z.B. 90° bei einem größeren Biegeradius eine insgesamt kleinere Biegegeschwindigkeit gewählt. Dann kann auch die Geschwindigkeit der Bewegung der Heizzonen unabhängig vom mittleren
Krümmungsradius gewählt werden. Fig. 18 zeigt zur Verdeutlichung Geschwindigkeits-Zeit- Diagramme entsprechend zu Fig. 17, aber mit einem kleineren Biegeradius bei gleichem Winkel (zum Beispiel 90°) zwischen den ebenen Flächen. Das Geschwindigkeits-Zeit-Profil für die Biegebewegung ist in diesem Beispiel mit dem Bezugszeichen 61 bezeichnet. Zum Vergleich ist auch das Geschwindigkeits-Zeit-Profil 60 des Beispiels aus Fig. 17 eingezeichnet. Die
Geschwindigkeit der Bewegung der Heizzonen 19, 20 bleibt gegenüber dem Beispiel der Fig. 17
unverändert (Kurve 62). Auch die Abstände zwischen den Zeitpunkten ti und fe, sowie zwischen t3 und t4 bleiben gleich. Da aber aufgrund des vorgesehenen kleineren mittleren
Krümmungsradius der Verfahrweg der Heizzonen 19, 20 kleiner ist, ist auch der Abstand zwischen den Zeitpunkten ti und fe kleiner. Das Zeitintervall zwischen fe und t4 innerhalb dem die Biegung bis zum Endwinkel erfolgt, verkürzt sich entsprechend. Damit geht einher, dass die Geschwindigkeit so erhöht wird, dass innerhalb des Zeitintervalls der gleiche vorgegebene Biegewinkel hergestellt wird. Demgemäß ist die Durchschnittsgeschwindigkeit v2 des
Geschwindigkeits-Zeit-Profils 61 für einen kleineren mittleren Biegeradius größer, als die Durchschnittsgeschwindigkeit v2 des Geschwindigkeits-Zeit-Profils 60. Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist also für das Biegeverfahren vorgesehen, dass für einen vorgegebenen Winkel zwischen den ebenen Flächen der Glasscheibe 1 die
Biegegeschwindigkeit in Abhängigkeit vom mittleren Krümmungsradius des gebogenen
Abschnitts eingestellt wird, wobei bei einer Reduzierung des mittleren Krümmungsradius eine höhere mittlere Biegegeschwindigkeit gewählt wird.
Um die niedrigen Schwankungen in der Krümmung beim Biegen mit dem hier
beschriebenen Verfahren einer zwangsgeführten Biegebewegung zu erreichen, sind auch besondere Eigenschaften der Gläser hinsichtlich des Temperatur-Viskositätsverlauf besonders von Vorteil. Dies gilt insbesondere auch für dicke Glasscheiben mit einer Dicke von 2 Millimetern oder mehr.
Allgemein ist es besonders bevorzugt, wenn das Glas der Glasscheibe, beziehungsweise dessen Zusammensetzung so ausgewählt ist, dass zumindest eine der folgenden Merkmale erfüllt ist. Nach einem ersten Merkmal ist der Quotient T2,3/T9 der Temperaturen T2,3 und T9 kleiner als zwei. T2,3 bezeichnet dabei die Temperatur in Grad Celsius, bei welcher die Viskosität einen Wert von 102·3 dPa-s hat. Entsprechend bezeichnet T9 die Temperatur, bei der die Viskosität des Glases 109 dPa-s beträgt.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist der Quotient T2,3/T8 der Temperatur T2,3, bei der die Viskosität des Glases 102·3 dPa-s beträgt, zur Temperatur T8, bei der die Viskosität des Glases 108 dPa-s beträgt, kleiner als 1 ,9. Beide Größen kennzeichnen Gläser, die einen steileren Viskositätsabfall mit steigender Temperatur aufweisen. Dieser steilere Viskositätsabfall hat mehrere Vorteile in Verbindung mit dem hier beschriebenen Verfahren. Der Umformbereich bleibt mit dem steileren Viskositätsverlauf enger auf den beheizten Bereich begrenzt. Dies gilt um so mehr bei den bevorzugt verarbeiteten dicken Glasscheiben mit mindestens 2 Millimetern Dicke.
Der relativ kurze Uniform bereich führt auch nicht zu Schwankungen in der Krümmung, da die lokale Umformung und Krümmung vor allem durch die Bewegung der Biegeeinrichtung vorgegeben wird.
Die Quotienten T2,3/T9 und T2,3/T8 sind zwar Parameter eines Glases, können aber auch einem entsprechend aus einem Glas hergestellten Glaskeramikartikel zugeordnet werden, da das Glas und die daraus hergestellte Glaskeramik die gleiche Zusammensetzung aufweisen.
Sind die Quotienten allerdings zu klein, das Glas also sehr kurz, kann sich ein weiter Viskositätsbereich im Umformungsbereich ergeben, oder das Glas kann lokal sehr weich werden. Daher sind auch Untergrenzen günstig. Der Quotient T2,3/T9 ist vorzugsweise größer als 1 ,85. Damit liegt dieser Quotient in Weiterbildung in einem Bereich von 1 ,85 bis 2. Der Quotient
T2,3/T8 ist vorzugsweise größer als 1 ,75. Nach noch einer Ausführungsform liegt der Quotient damit in einem Bereich von 1 ,75 bis 1 ,9.
Ebenfalls relevant und ein Maß für den Viskositätsverlauf ist der Quotient T2,3/T13 der Temperaturen T2,3 und T9 bei den Viskositäten 102 3 dPa-s, beziehungsweise 1013 dPa-s. Dieser liegt nach einer Ausführungsform bei einem Wert von höchstens 2,5, insbesondere in einem Bereich von 2,2 bis 2,5.
In der nachstehenden Tabelle sind die Minimal- und Maximalwerte der oben genannten Quotienten für eine Gruppe von fünf keramisierbaren Gläsern, sowie Maximal- und Minimalwerte der Temperaturen T2,3 T8, T9 und T13 angegeben:
Der Viskositätsverlauf eines Glases kann auch durch das Vogel-Fulcher-Tammann-Modell beschrieben, beziehungsweise durch eine Kurve nach diesem Modell beschrieben werden. Nach diesem Modell kann der Viskositätsverlauf durch die Gleichung
mit den Konstanten A, B und To beschrieben werden. Gemäß einer Ausführungsform gilt für die Konstanten der Gleichung mindestens eine, vorzugsweise alle der nachfolgenden
Bedingungen:
- A liegt bei einem Wert im Bereich von -2,95 bis -3,45,
- B liegt im Bereich von 7700 bis 8700 °C,
- To liegt in einem Bereich von 100 °C bis 250 °C, vorzugsweise in einem Bereich von 200 °C bis 250 °C,
Gläser zur Herstellung von Glaskeramik-Scheiben und damit auch die daraus hergestellten Glaskeramiken selbst enthalten gemäß einer Ausführungsform die Komponenten U2O mit 3 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3,6 - 3,9 Gewichtsprozent, sowie als Keimbildner eines der Oxide oder vorzugsweise beide Oxide T1O2 und ZrÜ2. Diese können in der Zusammensetzung mit einem T1O2 -Gehalt von 2 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,3 bis 3,3 Gewichtsprozent und einem ZrÜ2-Gehalt von 0,8 bis 2,2 Gewichtsprozent, insbesondere 1 ,2 bis 1 ,8
Gewichtsprozent vorgesehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Glas oder eine daraus hergestellte Glaskeramik mit folgenden Komponenten in Gewichtsprozent vorgesehen:
U20 3 - 5,
AI2O3 18 - 25,
Si02 55 - 75.
Dazu kommen für Glaskeramiken als Keimbilder vorzugsweise wie oben angegeben T1O2 und/oder ZrÜ2 in den oben genannten Mengen.
Grüngläser mit diesen Komponenten können insbesondere auch die oben angegebenen günstigen Viskositätseigenschaften haben. Generell ist es bei keramisierbaren Gläsern, beziehungsweise Grüngläsern günstig, wenn der Viskositätsverlauf steiler ist, wenn also die Quotienten T2,3/T8 und T2,3/T9 nicht zu groß sind. Dies ermöglicht einen schnelleren
Biegeprozess und reduziert damit eine vorzeitige Keimbildung beim Biegen.
Das Verfahren gemäß dieser Offenbarung ist nicht auf die Verarbeitung von Gläsern, die zur Herstellung von Glaskeramik, beziehungsweise allgemeiner von glasartigen Materialien beschränkt, vielmehr können ganz allgemein Gläser zu gebogenen Glasscheiben geformt werden. Bevorzugte Glassorten sind neben den oben bereits genannten LAS-Gläsern
Borosilikatgläser und Alumosilikatgläser. Geeignete Borosilikatgläser können gemäß einer Ausführungsform eine Zusammensetzung mit folgenden Komponenten in Gewichtsprozent aufweisen:
Komponente: (Gew.-%)
Si02 60-85
Komponente: (Gew.-%)
AI2O3 0-10
B2O3 5-20
U20 + Na20 + K20 2-16
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0-15
T1O2 + ZrÜ2 0-5
P2O5 0-2
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Glas der Glasscheibe ein Alkali- Alumosilikatglas. Dieses kann insbesondere eine Zusammensetzung mit folgenden
Komponenten in Gewichtsprozent aufweisen:
Komponente: (Gew.-%)
Si02 40-75
AI2O3 10-30
B2O3 0-20
U20 + Na20 + K20 4-30
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0-15
T1O2 + ZrÜ2 0-15
P2O5 0-10
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr ergeben sich im Rahmen der Ansprüche vielfältige Variationen. So ist die in Fig. 14 dargestellte Halterung lediglich beispielhaft. Denkbar wäre unter anderem auch, eine Halterung vorzusehen, die keine Leisten entlang der Längskanten 12, 13 aufweist, sondern rahmenlos ausgeführt ist und lediglich an der Scheibe 1 befestigte Scharniere umfasst. Die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe kann weiterhin auch in Türen oder Sichtfenstern eingesetzt werden, die nicht für Heißaggregate vorgesehen sind. Allgemein kann eine erfindungsgemäße Glas- oder Glaskeramik-Scheibe nicht nur als Scheibe eines Kaminofens oder eines Backofens, bevorzugt als Scheibe einer Tür eines Kaminofens oder Backofens, sondern auch als Innenauskleidung, insbesondere Innenauskleidung eines
Heißaggregats, als Abdeckelement, als Kochtisch oder Kochfläche, insbesondere mit einer integrierten Spritzschutzwand, als Außenverkleidung von Kamin- oder Heizgeräten sowie als
Außenverkleidung im Allgemeinen, sowie als Fassadenelement verwendet werden. Noch eine weitere Anwendung ist die Innenauskleidung von Beschichtungsanlagen. Hier kann vorteilhaft ein Stoß-auf-Stoß-Verbau an den Ecken der Beschichtungskammer vermieden werden.
Bezugszeichenliste:
Claims
1. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ), insbesondere als Sichtscheibe für einen
Kaminofen, wobei die Glaskeramik-Scheibe (1 ) einen einfach gebogenen Abschnitt (3) aufweist, an den sich zwei ebene Flächen (5, 7) anschließen, die aufgrund der Verbindung über den gebogenen Abschnitt (3) zueinander einen Winkel von höchstens 150°, vorzugsweise höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen, wobei im gebogenen Abschnitt (3) Schwankungen der Krümmung entlang der Oberfläche in azimutaler Richtung des gebogenen Abschnitts (3) in einem Längenbereich von einer Länge entsprechend der Dicke der Glas- oder Glaskeramik- Scheibe bis zu einem Viertel der Bogenlänge des gebogenen Abschnitts (3) eine Amplitude von maximal 0,005 mm-1 aufweisen.
2. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Schwankungen der Krümmung in einem Längenbereich von 2 bis 30 mm im gebogenen Abschnitt (3) kleiner als 0,005 mm-1 betragen.
3. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) eine Dicke von mindestens 2 Millimetern aufweist.
4. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Abschnitt (3) einen mittleren
Krümmungsradius im Bereich von 15 bis 100 Millimetern, entsprechend einer Krümmung im Bereich von 0,0667 mm-1 bis 0,01 mm-1 aufweist, gemessen auf der Seite (9) der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ), auf welcher der gebogene Abschnitt (3) konvex gewölbt ist.
5. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des gebogenen Abschnitts (3) an
dessen Übergängen zu den ebenen Flächen auf einen Wert kleiner als 0,0025 mnr1 absinkt.
6. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe gemäß einem der vorstehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Abschnitt (3) zylindrisch gebogen ist.
7. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zwei gebogene Abschnitte (3, 4) mit einer dazwischenliegenden ebenen Fläche (6).
8. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale:
- das Glas der Scheibe hat einen Quotienten T2,3/T8 der Temperatur T2,3, bei der die Viskosität des Glases 102 3 dPa-s beträgt, zur Temperatur T8, bei der die Viskosität des Glases 108 dPa-s beträgt, der kleiner als 1 ,9 ist,
- das Glas der Scheibe hat einen Quotienten T2,3/T8, der größer als 1 ,75 ist,
- das Glas der Scheibe hat einen Quotienten T2,3/T9 der Temperatur T2,3, bei der die Viskosität des Glases 102 3 dPa-s beträgt, zur Temperatur T9, bei der die Viskosität des Glases 109 dPa-s beträgt, der kleiner als 1 ,9 ist
- das Glas der Scheibe hat einen Quotienten T2,3/T9, der größer als 1 ,85 ist.
- der Quotient T2,3/T9 der Temperaturen T2,3 und T13 bei den Viskositäten 102 3 dPa-s und 1013 dPa-s liegt bei einem Wert von höchstens 2,5.
9. Glas- oder Glaskeramik-Scheibe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zusammensetzung des Glases oder der Glaskeramik zumindest eines der folgenden Merkmale gilt:
- das Glas oder die Glaskeramik enthält 3 bis 5 Gewichtsprozent LhO, vorzugsweise 3,6 - 3,9 Gewichtsprozent, sowie 2 bis 4 Gewichtsprozent Ti02, vorzugsweise 2,3 bis 3,3 Gewichtsprozent, und 0,8 bis 2,2 Gewichtsprozent Zr02, insbesondere 1 ,2 bis 1 ,8 Gewichtsprozent.
- die Zusammensetzung enthält folgende Komponenten in Gewichtsprozent:
LhO 3 - 5,
AI2O3 18 - 25,
Si02 55 - 75.
10. Verfahren zur Umformung einer Glasscheibe (1 ) bei welchem eine Glasscheibe mit einer Dicke von mindestens 2 Millimetern bereitgestellt, und ein sich von einer Kante (12) der Glasscheibe (1 ) bis zur gegenüberliegenden Kante (13) erstreckenden Streifen (8) erwärmt wird, bis dieser erweicht, wobei die Glasscheibe dann am erwärmten und erweichten Streifen (8) gebogen wird, so dass am erwärmten Streifen eine einfach, beziehungsweise einachsig gebogene Krümmung entsteht und die an den Streifen angrenzenden ebenen Flächen (5, 7) zueinander geneigt sind, wobei der Streifen (8) unter Verbreiterung des aufgeheizten Bereichs der Glasscheibe (1 ) quer zu dessen Längsrichtung über die Glasscheibe (1 ) bewegt wird, während die Neigung der ebenen Flächen (5, 7) zueinander vergrößert und der gebogene Abschnitt verbreitert wird, bis die zwei ebenen Flächen (5, 7) zueinander einen Winkel von höchstens 150°, vorzugsweise höchstens 120°, besonders bevorzugt höchstens 100° einschließen.
1 1 . Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (1 ) festgehalten wird, während die zumindest eine Heizeinrichtung (19, 20) während des Biegens über die Glasscheibe (1 ) geführt wird.
12. Verfahren gemäß einem der zwei vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegebewegung der Glasscheibe (1 ) über eine Biegeeinrichtung (21 ) vermittelt wird und nach einer vorgegebenen Kopplung der Biegebewegung der Biegeeinrichtung (21 ) und der Bewegung der von einer Heizeinrichtung erzeugten Heizzone (190, 200) relativ zur Glasscheibe (1 ) erfolgt.
13. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Biegebewegung der Glasscheibe wenigstens eine der folgenden Bedingungen gilt:
- die Biegebewegung beschleunigt sich über mehr als die Hälfte der Zeitdauer des Biegens der Glasscheibe (1),
- die Biegebewegung beschleunigt sich über mehr als die Hälfte des Wegs, den ein
beim Biegen bewegter Teil der Glasscheibe (1 ) zurücklegt,
- die Bewegung der Heizzone (190, 200) beginnt zeitlich vor der Biegebewegung und endet zeitlich vor dem Stopp der Biegebewegung.
14. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Biegebewegung derart ist, dass die Maximalgeschwindigkeit mindestens um einen Faktor 1 ,5 größer ist, als die Durchschnittsgeschwindigkeit im Zeitintervall der Biegebewegung, vorzugsweise, wobei die Biegegeschwindigkeit innerhalb eines Intervalls des 0,2- bis 3-fachen der Durchschnittsgeschwindigkeit variiert.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für einen vorgegebenen Winkel zwischen den ebenen Flächen (5, 7) der Glasscheibe (1 ) die Biegegeschwindigkeit in Abhängigkeit vom mittleren Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts (3) eingestellt wird, wobei bei einer Reduzierung des mittleren Krümmungsradius eine höhere mittlere Biegegeschwindigkeit gewählt wird.
16. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aus der Glasscheibe eine Glaskeramik-Scheibe hergestellt wird, indem die Glasscheibe (1 ) in eine Form (25) mit zwei zueinander gewinkelten Auflageflächen eingelegt, so dass die
Glasscheibe 1 mit ihren ebenen Flächen (5, 7) auf den Auflageflächen (27, 29) aufliegt und mit der Form zusammen durch einen Keramisierungsofen geführt, wobei sich das Glas der Glasscheibe (1 ) in eine Glaskeramik umwandelt.
17. Tür (40) für ein Heißaggregat, mit einer Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Halterung (44) zur schwenkbaren Befestigung der Tür (40) am Heißaggregat derart, dass die Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 1 beim Öffnen und Schließen der Tür an einer ihrer entlang des gebogenen Abschnitts (3), insbesondere parallel zu diesem gebogenen Abschnitt (3) verlaufenden Querkanten (14, 15) geschwenkt wird.
18. Tür (40) gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei die von der Schwenkachse (50) der Halterung (44) entfernte Querkante (15) der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) nicht mit der Halterung (44) gehaltert ist.
19. Kaminofen (11 ) mit einer Tür (40), wobei die Tür eine Verglasung mit einer Glas- oder
Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß Anspruch 1 aufweist, wobei die Verglasung um eine Kante (42) des Korpus (41 ) des Kaminofens (11 ) herumreicht und wobei die Kante (42) durch den gebogenen Abschnitt (3) der Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) fortgesetzt wird.
20. Verwendung einer Glas- oder Glaskeramik-Scheibe (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 als Scheibe eines Kaminofens oder eines Backofens, bevorzugt als Scheibe einer Tür eines Kaminofens oder Backofens, als Innenauskleidung, insbesondere Innenauskleidung eines Heißaggregats, als Abdeckelement, als Kochtisch oder Kochfläche, insbesondere mit einer integrierten Spritzschutzwand, als
Außenverkleidung von Kamin- oder Heizgeräten sowie als Außenverkleidung im Allgemeinen, als Fassadenelement, als Innenauskleidung von Beschichtungsanlagen.
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Extension state: BA ME |
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| RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: MUEHLKE, OLIVER Inventor name: KRAUS, THOMAS Inventor name: BADER, HUBERTUS Inventor name: WALOSCHEK, MANUEL Inventor name: ARNOLD, GREGOR Inventor name: VOLLMER, MARKUS Inventor name: SCHROEDER, FRIEDRICH GEORG |
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| DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
| DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
| P01 | Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered |
Effective date: 20230516 |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS |
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| 17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20240214 |