JP4806629B2 - ガラスシートを曲げる方法および装置 - Google Patents

Description

本発明はガラスシートを曲げる方法に関し、この場合、ガラスシートはベンディング・フレーム（ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ）上の水平位置において重量によりプリベンディングされており、次に、プリベンディング・シートに作用する最終ベンディング・フォーマ（ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｅｒ）を用いて最終形状に曲げられる。本発明はまた、この方法を実行するのに最適なシステムに関する。曲げられたガラスシートは、自動車用窓またはビルの窓ガラスに利用されることが多い。

欧州特許第０７０５７９８号明細書は、重力により、フレーム上で、相互に重ねて対で配置される１つ以上のガラスシートを曲げる方法を開示している。この方法では、剛体のプリベンディング・フレーム上に載せられたシートは、重力によりこの曲がったフレームの形状に順応した形状となる。曲げの次の段階では、曲げられるシートは、外部にあるプリベンディング・フレーム（ｐｒｅｂｅｎｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ）から、内部にある可動最終ベンディング・フレームに移され、これらは完全に機械的に制御できる。

独国特許第４３３７５５９号明細書は、ベンディング・フレーム上でプリベンディングされた対のガラスシートが、下方から中実の上側ベンディング・フォーマに当てられる方法を開示している。この中実のベンディング・フォーマはその縁部を、上側ベンディング・フォーマの外縁部で環状スリットを形成するスカートにより囲まれている。ベンディング・フレームにより加熱ガラスシートを上側ベンディング・フォーマに供給後、上記環状スリットを通して空気を高速で抜き出す。この結果、２つのシートは上側ベンディング・フォーマに強くプレスされる。これらシートは共に完成した球形構造となる。環状スリット内に空気を流すとさらに、２つのガラスシートの間の空気の封入分を排出する必要がある。

軟化点まで加熱された重ね合わせた対のガラスシートを曲げる別の方法は、独国特許出願公開第１０１０５２００号明細書から公知である。この事例においては、対のシートは、ベンディング・フレーム上に置かれて重力によりプリベンディングされた後、プリベンディングされた対のシートの形状で、吸引により、凹形状形成表面を有する中実のベンディング・フォーマに移され、これにより、形成表面の少なくとも周辺縁部まわりに下側ガラスシートの下側面を確実に張り付ける。所定の時間長さで部分的にバキュームを印加することにより、下側ガラスの下側面と吸引式ベンディング・フォーマとの間の空間から空気を抜き出すことができ、対のシートは周囲圧力により吸引式ベンディング・フォーマの凹形状形成面にプレスされる。部分的にバキュームを印加した後、最終形状の対のガラスシートは吸引式ベンディング・フォーマから移送システムに移動され、その後に冷却される。

本発明が対処する課題は、別のガラスシートを曲げる方法と、この方法を実行するのに適するシステムをいかにして考案するかである。

本発明によれば、この課題は、その方法に関しては請求項１の特徴によって解決される。請求項１０の特徴は対応するシステムを提供する。それぞれの独立請求項に関連する従属請求項の特徴は、これら主題の有利な実施形態を示す。

本発明のベンディング方法においては、軟化点まで加熱されたガラスシートを形成することは、少なくとも２つのステップ、すなわち重力によりプリベンディング・フォーマ上で実行されるプリベンディング・ステップと、フレームの形状の第２の最終ベンディング・フォーマ上で実行される別のベンディング・ステップとにおいて、実行される。シートはプリベンディング・フォーマから取り外され、移動フォーマにより持ち上げられて、最終ベンディング・フォーマ上に置かれる。プリベンディング・フォーマおよび最終ベンディング・フォーマの占有されていない開口に比べて、外側寸法が小さい移動フォーマは、この目的のために、プリベンディング・フォーマを通り抜けて上方に、重力作用と反対方向に移動される。本発明の場合には、移動フォーマはガラスシートを持ち上げ、それをプリベンディング・フォーマの上方を水平方向にかなり長い距離移動させて、最終ベンディング・フォーマが移動フォーマの下になり、垂直に突き出て移動フォーマに整列するようにすることができる。次に、移動フォーマは最終ベンディング・フォーマにより下方に移動され、その位置で、ガラスシートは最終ベンディング・フォーマ上に置かれ、最終ベンディング操作が実行される。移動フォーマと最終ベンディング・フォーマとを水平に整列させることは、移動フォーマまたは最終ベンディング・フォーマのいずれかの水平運動により実行できる。

移動フォーマの外形寸法がプリベンディング・フォーマおよび最終ベンディング・フォーマの外形寸法より小さい場合は、ガラスシートの周辺縁部が、ガラスシートを支持している移動フォーマの表面を越えて突き出る。これら周辺縁部は、プリベンディングおよび最終ベンディング・リングの形成表面と接触する表面を形成する。

本発明の方法におけるプリベンディングおよび最終ベンディング・リングの分離は、いくつかの利点を有する。第１の利点では、プリベンディング・ステップおよび最終ベンディングに関する個別のベンディング・ツールが、１つのベースフレーム上にすべてを複合したツールよりも、簡単で廉価に製造できることである。さらに、このツールは、有効スペースの不足によるか、または熱伝達が大規模な複合ツールにより妨げられる理由による折り合いをつける必要もなく、それぞれの機能に対して最適に製作できる。最後に、プリベンディングおよび最終ベンディング・フォーマの分離の理由から、２つの区画室を有するオーブンを形成できる。第１区画室では、ガラスシートを保持する１つまたは好ましくは２つ以上のプリベンディング・フォーマが特定の第１温度に加熱され、一方で、第２区画室はベンディング・キャビンを備え、その内部に最終ベンディング・フォーマが配置され、第１温度より高い第２温度の影響下で、最終ベンディングが実行される。

本発明の方法の最も簡単な実施形態においては、プリベンディングおよび最終ベンディングの両方は重力によりなされる。しかし、追加のガラスベンディング手段を有する移動フォーマを備えることにより、第３のベンディング工程を実行することも可能である。例えば、移動フォーマ内に、ガラスシートの下側面に作用する部分バキュームを生成し、これにより追加のベンディングを生成するシステムを、配置することもできる。このような移動フォーマはまた、中実の凹形状ベンディング・フォーマから構成できる。このフォーマを利用して、フレーム式ベンディング・フォーマと異なり、ガラスシートの中央部分のベンディングの形状および深さに影響を与え、それらを正確に制御できる。

本発明による方法の別の有利な実施形態においては、最終ベンディング工程は、これに加えてあるいはこれに代えて、プレス・ベンディング工程にできる。これは上側フォーマを必要とし、このフォーマにより、最終ベンディング・フォーマの上に置かれたガラスシートをプレス加工して、特定の部分を所望の形状にする。この事例では、上側フォーマを環状とし、最終ベンディング・フォーマ上でプレスされたガラスシートの周辺領域だけが、プレス力により変形を受けるようにすることができる。しかしながら、中実の凸形状の上側フォーマが好ましく、これを用いて、ガラスシートの表面全体に影響を与えることができる。さらに、上側フォーマは、高い圧力または部分バキュームを生成する手段を装備することにより、プレス加工を強化できる。次に、ガラスシートの上側面と上側フォーマの下側形成面との間に圧力差を作用させ、シートを所望の形状に変形する。

本発明の方法は、通常ベンディング操作後に積層安全窓ガラスとして完成される、相互の上部に置かれた対のガラスシートと同様に、個別のガラスシートにも適する。

ベンディング・プロセスに続き、個別のガラスシートまたは対のガラスシートは冷却される。個別のガラスシートが耐久安全ガラスとして製造される場合、それらは公知の通り急速に冷却されることにより、ガラス内に必要な応力を生成する。いわゆる熱強化は一般に、特殊な強化リング上で実行する必要がある。個別のガラスシートまたは対のガラスシートは、プリベンディング・フォーマから最終ベンディング・フォーマに移動するときと同様な方法で、別の移動フォーマにより冷却または強化システムまで移動できる。第２移動フォーマを使用する場合、本発明のベンディング方法は、シートを移送するために差圧を利用する必要はない。部分バキュームを上側フォーマに印加することにより、シートを個々に最終ベンディング・フォーマから持ち上げて、それらを強化リング上に置くこともできるのはいうまでもない。対のガラスシートの事例では、スカートと、スカートおよび上側フォーマの間の環状スリットを通り高速で上側フォーマまわりを通過する空気流れとは、差圧を生成し、その差圧により、対のガラスシートを最終ベンディング・フォーマから持ち上げることができる。

本発明の主題のその他の詳細および利点は、限定を意味しないが、対応するシステムにおけるさまざまな形態の方法の図において、および以下の詳細な説明により示される。

図面ではきわめて単純化した図を示す。

図１は、フレームと、ベンディング温度にまで加熱され、フレームの形状のプリベンディング・フォーマ３上に置かれた、重力により前もってプリベンディング加工されたガラスシート２とにより簡単に表した、ベンディング・ステーション１の内部を示す。プリベンディング・フォーマ３をベンディング・キャビンに移動した移送手段と加熱オーブンとは、この図に示していない。プリベンディング・フォーマ３を使用して、ガラスシート２を、加熱オーブンを通し移送できるが、他の手段を使用してガラスシートを、加熱オーブンを通して移送し、その後にガラスシート２をプリベンディング・フォーマに移送できる。プリベンディング・ステップは、プリベンディング・フォーマ３上でその都度重力によりなされる。このプリベンディングは、図１を参照するまでに、前もって実行されている。

プリベンディング・フォーマ３の下方には、フレームの形状である移動フォーマ４があり、この移動フォーマの外側周辺長さは、プリベンディング・フォーマ３の形成表面により囲まれる占有されていない空間の外周長さより小さい。

プリベンディング・フォーマ３および移動フォーマ４から水平方向のある一定距離に、フレーム５の形状の最終ベンディング・フォーマ、および中実の凸形状上側フォーマ６がある。上側フォーマ６は必ずしも使用する必要はないが、必要に応じて使用でき、特に複雑なガラス形状では、形状の精度、詳細にはベンディング加工後のガラス２の中心部分における精度を、大幅に改良できる。

図１の矢印は移動フォーマ４、最終ベンディング・フォーマ５、および上側フォーマ６が、駆動システム（ここでは図示していない）により図の平面に平行に移動できる方向を表す。プリベンディング・フォーマ３はさらに、例えば、図の平面から離れる方向に移動して、ベンディング・ステーション１の背景後方にあるオーブン（図示せず）に達することができる。

明らかに、高温のガラスシート２に接触するすべての表面は、通常の方法で機械加工されるか、および／または耐熱布またはメリヤス生地で生成されるか、および／または対応するコーティングを施される。

図２は、ガラスシート２をプリベンディング・フォーマ３から移動フォーマ４に移動する操作を示す。この目的のために、移動フォーマ４はプリベンディング・フォーマ３を通過して上方に（重力と反対方向）移動し、これにより、ガラスシート２をプリベンディング・フォーマ３の形成表面から持ち上げる。移動フォーマ４の外側周辺は、フレームの形状のプリベンディング・フォーマ３の内側開口よりわずかに小さく、したがって、移動フォーマは、上昇するとき、周りの全方向に小さい空隙を有してプリベンディング・フォーマを通過できる。移動は周りの他の進行方向にも可能であり、プリベンディング・フォーマ３が移動フォーマ４のまわりを降下することもできることはいうまでもない。

図３は、本発明のベンディング・プロセスの次の段階を示し、この段階では、ガラスシート２を保持する移動フォーマは最高の高さ位置に達し、そこでは既に、最終ベンディング・フォーマが水平方向に移動して、移動フォーマの下方に位置している。繰り返すが、移動は切り換えでき、移動フォーマは最終ベンディング・フォーマの方向に向かう水平方向移動を実行することはいうまでもない。プリベンディング・フォーマ３は、その間に、ベンディング・キャビン１から取り除かれ、例えば別のプリベンディング・フォーマが次のガラスシートのベンディングを実行するようにするか、または次のガラスシートを取り除くようにする。

図４に示す通り、移動フォーマ４は最終ベンディング・フォーマ５を通過して降下し、ガラスシート２の突き出た縁部領域が、フレーム形状の最終ベンディング・フォーマ５の形成表面上に置かれる。移動フォーマ４の外側周辺は、フレーム形状の最終ベンディング・フォーマ５の内側開口よりわずかに小さく、これにより、移動フォーマは、降下するとき、周りの全方向に小さい空隙を有して最終ベンディング・フォーマ５を通過できるようにする必要がある。

これまでは、移動フォーマ４は前もって降下していることにより、初期位置において新しく曲げるシートを移動する準備ができていることが好ましかった。

随意のプレス操作については、前述の通り、シート２を保持する最終ベンディング・フォーマ５は、上側フォーマ６の水平面の下方に位置する（図５）。図６に示すベンディング・プロセスの次の段階では、シート２は最終ベンディング・フォーマ５により上側フォーマ６にプレスされる。このプレス操作は一般に、最終ベンディング・フォーマ５上の第２重力ベンディングが不十分で、ガラスシート２の所望のベンディングを達成しない場合に必要である。プレス操作は、上側フォーマ６を垂直に降下させることで開始し、上側フォーマの形状が最終ベンディング・フォーマ５の形状に相補形であることにより、ガラス縁部がプレスされて、最終ベンディング・フォーマ５上の完成形になるようにする。シートの中央部分の形成は、例えばシート２を上記形成面上に吸引するために、ガラスシート２の上側面と上側フォーマ６の下に向いた形成面との間に差圧を生成することにより、さらに強化できる。

最終ベンディング・フォーマ５は、ガラスシートを上側フォーマに押し付けるプレス・フォーマとして利用する場合、ここで簡単に示すのと異なり、少なくともガラスシートの縁部にまで、または縁部を通り越して突き出ることができることはいうまでもない。

図７に示す通り、上側フォーマ６を持ち上げた後、ガラスシート２はそれの最終形状に曲げられ、特定の適正な手段により最終ベンディング・フォーマ５から取り外して、冷却または強化することができる。同時に、新しいガラスシート２．１をプリベンディング・リング３．１上に導入して、ベンディング・サイクルを再度開始できる。

上に説明した通り、ベンディング・システムのさまざまな部分間の相対移動は切り換えできることはいうまでもない。同様に、ガラスシートは一緒に曲がる対のガラスシートであってもよい。

プリベンディング操作を示す図である。 プリベンディング・フォーマから移動フォーマへの、ガラスシートの移動を示す図である。 移動フォーマの下方に位置する最終ベンディング・フォーマを示す図である。 移動フォーマからプリベンディング・フォーマへの、ガラスシートの移動を示す図である。 上側フォーマの下方に位置する最終ベンディング・フォーマを示す図である。 プレス操作を示す図である。 最終ベンディング・フォーマ内でプレスされた後のガラスシートを示す図である。

Claims (15)

1. 軟化点に加熱されたガラスシート（２、２．１）を曲げるプロセスであって、
   ・ ガラスシート（２、２．１）は、凹形状のベンディング・フォーマ（３、３．１）上に置かれて、重力によりプリベンディングされており、
   ・ 外側寸法が凹形状ベンディング・フォーマ（３、３．１）により囲まれる領域の寸法より小さい、凹形状の形成表面を有する移動フォーマ（４）が、凹形状ベンディング・フォーマ（３、３．１）を通過して一般に垂直に相対移動することにより、プリベンディングされたガラスシート（２、２．１）が移動フォーマ（４）の上に置かれ、
   ・ 移動フォーマ（４）は、凹形状の形成表面を有するフレーム形状の最終ベンディング・フォーマ（５）に垂直方向に重なるように配置され、移動フォーマ（４）の外側寸法は、凹形状の最終ベンディング・フォーマ（５）により囲まれる領域の外側寸法より小さく、
   ・ 移動フォーマ（４）は、フレーム形状の最終ベンディング・フォーマ（５）を通過して一般に垂直方向に相対移動し、ガラスシート（２、２．１）は最終ベンディング・フォーマ（５）上に置かれ、
   ・ ガラスシート（２、２．１）は最終形状に曲げられ、
   ・ ベンディング操作の最後に、最終形状のガラスシート（２、２．１）は最終ベンディング・フォーマ（５）から移送システムに移されて、冷却される、ことを特徴とする、プロセス。
2. ガラスシート（２、２．１）は、差圧の手段により移動フォーマ（４）上で追加のベンディング操作を実行されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
3. ガラスシート（２、２．１）は、重力により最終ベンディング・フォーマ（５）上で最終形状に曲げられることを特徴とする、請求項１または２に記載のプロセス。
4. ガラスシート（２、２．１）は、最終ベンディング・フォーマ（５）と相補形状の上側フォーマ（６）を使用して最終形状に曲げられ、上側フォーマは最終ベンディング・フォーマ（５）上へ少なくともガラスシート（２、２．１）の縁部領域をプレスすることを特徴とする、請求項１または２に記載のプロセス。
5. プレスベンディング・ステップもまた差圧により支援されることを特徴とする、請求項４に記載のプロセス。
6. ガラスシート（２、２．１）が個々に曲げられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
7. 最終ベンディング操作後、ガラスシート（２、２．１）が個々に最終ベンディング・フォーマ（５）から強化リング上に移動され、強化されることを特徴とする、請求項６に記載のプロセス。
8. 重ねられた複数のガラスシートが曲げられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
9. 最終ベンディング操作後、重ねられた複数のガラスシートは、最終ベンディング・フォーマ（５）から冷却システム上に移動され、軟化点未満の温度に冷却されることを特徴とする、請求項８に記載のプロセス。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実行するために、軟化点に加熱されたガラスシート（２、２．１）を曲げるシステムであって、
    ・ ガラスシート（２、２．１）を加熱するオーブンと、
    ・ 加熱されたガラスシート（２、２．１）を保持し、プリベンディングする凹形状のベンディング・フォーマ（３、３．１）と、
    ・ 凹形状の形成表面を有する移動フォーマ（４）であって、その周辺長さがベンディング・フォーマ（３、３．１）の周辺長さより小さく、その上でガラスシート（２、２．１）が移動される、移動フォーマ（４）と、
    ・ 凹形状の形成表面を有する最終ベンディング・フォーマ（５）であって、その周辺長さが移動フォーマ（４）の周辺長さより大きく、それに対してガラスシート（２、２．１）が移動フォーマ（４）から移動される、最終ベンディング・フォーマ（５）と、
    ・ ベンディング・フォーマ（３、３．１）、移動フォーマ（４）、および最終ベンディング・フォーマ（５）を、ガラスシートのそれぞれの移動方向に移動する、駆動手段と、
    ・ 最終形状に曲げられたガラスシート（２、２．１）を冷却ステーションに移送する手段と、を備える、システム。
11. 移動フォーマ（４）は、その形成表面とガラスシート（２、２．１）との間に凹所を生成する手段を備えることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
12. 移動フォーマ（４）は凹形状表面を有することを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 最終ベンディング・フォーマ（５）と相補形状の上側フォーマ（６）を備え、この上側フォーマを最終ベンディング・フォーマ上に置かれたガラスシート（２、２．１）の少なくとも縁部領域に接触して配置できることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 上側フォーマ（６）は、上側フォーマ（６）の形成表面とガラスシート（２、２．１）の上側表面との間に、差圧を生成する手段を備えることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
15. 上側フォーマ（６）は凸形状表面を有することを特徴とする、請求項１３または１４のいずれか一項に記載のシステム。

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