WO2022063575A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen von flachen glasscheiben - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum biegen von flachen glasscheiben Download PDF

Info

Publication number
WO2022063575A1
WO2022063575A1 PCT/EP2021/074664 EP2021074664W WO2022063575A1 WO 2022063575 A1 WO2022063575 A1 WO 2022063575A1 EP 2021074664 W EP2021074664 W EP 2021074664W WO 2022063575 A1 WO2022063575 A1 WO 2022063575A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bending
glass pane
glass
contact surface
pane
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/074664
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Balduin
Heinrich KRONHARDT
Günther SCHALL
Stephan SCHULDEN
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Priority to CN202180003458.0A priority Critical patent/CN114599616A/zh
Publication of WO2022063575A1 publication Critical patent/WO2022063575A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/03—Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
    • C03B23/0305—Press-bending accelerated by applying mechanical forces, e.g. inertia, weights or local forces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/025—Re-forming glass sheets by bending by gravity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/03—Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/035—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending
    • C03B23/0352—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet
    • C03B23/0357—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet by suction without blowing, e.g. with vacuum or by venturi effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/145—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by top-side transfer or supporting devices, e.g. lifting or conveying using suction

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for bending glass panes, in particular vehicle panes.
  • Curved panes of glass are common as window panes in the automotive sector.
  • the window panes can be designed as single panes of glass, in particular as toughened safety glass (ESG), as is customary for side windows or rear windows, for example.
  • ESG toughened safety glass
  • the window panes can be in the form of composite panes, so-called laminated safety glass (VSG), as is customary, for example, for windshields or roof panes, and increasingly also for rear windows.
  • VSG laminated safety glass
  • the sheet of glass becomes deformable as a result of heating, it bends into a concave shape under the influence of gravity.
  • This concave shape is difficult to compensate for using conventional press-bending steps.
  • the glass panes are placed between an upper bending tool and a lower bending die, the lower bending die typically having a concave contact surface, as in the methods described in the prior art cited above. If the lower bending mold has a full-surface contact surface that corresponds to the desired slight curvature (or is even designed flat), the pre-bending can be counteracted, but the glass pane will deform again due to its viscoelasticity - an effect that is known as " viscoelastic return” is known.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for bending glass panes, with which flat glass panes are accessible, by which flat glass panes or glass panes with a small bending depth are understood.
  • the method according to the invention serves to bend at least one pane of glass.
  • the process comprises at least the following process steps:
  • the at least one glass pane is arranged lying horizontally and is heated in the process so that it becomes deformable.
  • the glass pane is bent into a concave shape under the influence of gravity, which is referred to as pre-bending within the meaning of the invention.
  • the glass pane is thus provided with a concave pre-bend during heating by gravity bending as soon as it has reached the temperature required for this.
  • the at least one glass pane is pressed between an upper bending tool and a lower bending mold and deformed in the process.
  • the lower bending mold is equipped with a full-surface contact surface. This contact surface is designed in such a way that the press bending counteracts the concave pre-bending. This creates a final bend in the glass pane that is less pronounced than the pre-bend. The final bend is the bend that is permanently retained after the bending process is complete.
  • the glass pane is typically flat in the initial state.
  • the glass pane is first heated to a bending temperature.
  • the bending temperature is above the so-called transition point of the glass pane.
  • the transition point describes the temperature at which the viscosity of the glass pane allows plastic deformation of the glass pane.
  • the sheet of glass has two main surfaces intended for viewing and an edge surface located between the main surfaces.
  • the two main surfaces can be referred to as the upper main surface and lower main surface according to the horizontal arrangement of the glass pane, with the lower main surface facing the ground and the upper main surface facing away from the ground.
  • a concave pre-bending of the glass pane is connected with the heating of the bending mold.
  • the terms "concave” and “convex” are used in relation to a curved glass pane within the meaning of the invention in relation to its upper (upwardly facing) major surface.
  • a concave glass pane (glass pane with a concave bend) is thus bent in such a way that the upper main surface is concave and the lower main surface opposite it is convex.
  • a convex glass pane is bent in such a way that its upper major surface is convex and its lower major surface is concave.
  • the glass pane After heating and the associated pre-bending, the glass pane is subjected to a press-bending step and is pressed between an upper bending tool and a lower bending mold.
  • An upper bending tool is understood to mean a tool which contacts the upper main surface of the glass pane facing away from the ground. Their contact surface is directed downwards.
  • a lower bending mold is understood to mean a mold which contacts the lower main surface of the glass pane facing the ground. Their contact surface is directed upwards.
  • the lower bending form has a full-surface contact surface.
  • a full-area contact surface is understood to mean a contact surface that comes into contact with the entire or a large part of the surface of the glass pane to be bent.
  • the lower bending mold can also be referred to as a full mold or solid bending mold. These terms are familiar to the person skilled in the art and are used in particular to differentiate from a so-called frame shape, which only has a frame-like contact surface that only comes into contact with a peripheral edge area of the glass pane, while the majority of the glass pane, in particular its central area, has no direct contact in contact with the shape of the frame.
  • the aim of the process is to produce a flat pane of glass.
  • a flat pane of glass is understood to mean a pane of glass which is either flat or has a shallow bending depth which is less than the concave pre-bending (more precisely than the bending depth of the concave pre-bent glass pane).
  • the unavoidable pre-bending associated with the heating is thus compensated according to the invention by the press-bending step, the final bending of the flat glass pane occurring.
  • the glass pane typically has a quadrangular shape, in particular the basic shape of a rectangle (e.g. in the case of vehicle roof windows) or a trapezium (e.g. in the case of windshields).
  • Rounded side edges can result in cushion or barrel-shaped deviations from the ideal basic shape
  • An essentially quadrangular sheet of glass is bounded (in plan view of one of its major faces) by four side edges, with two of the side edges facing each other.
  • this proportion is 50%, for example.
  • a bending depth can now be determined for each of these steps as follows.
  • the imaginary direct connection between the two points on the opposite side edges, between which the cross section runs, is called the connecting line.
  • Disk bending is characterized by the transverse bending depth and the longitudinal bending depth.
  • Typical glass panes for example with a rectangular or trapezoidal basic shape, have two opposite longer side edges and two opposite shorter side edges.
  • the longitudinal bend depth is that bend depth determined by cross-sections between the shorter side edges.
  • the transverse bend depth is that bend depth determined by cross-sections between the longer side edges.
  • the connecting lines are referred to as the longitudinal connecting line and the transverse connecting line.
  • the glass pane bent according to the invention is flat, ie it has only a small or no transverse bending depth and longitudinal bending depth and, as a result, only a small or no overall bending depth.
  • the glass pane can still locally have very different radii of curvature, areas with relatively strong curvature being able to occur without the glass pane having a bending depth overall, so that it would no longer be characterized as flat.
  • These more strongly curved areas are arranged, for example, in the corner areas of the glass pane or in the edge area adjacent to one or more side edges.
  • the majority of the glass pane typically has large radii of curvature.
  • the area with large radii of curvature preferably contains the geometric center of the glass pane (seen in plan view, ie the geometric center of both main surfaces).
  • the area of said area is preferably at least 50% of the area of the glass pane (ie the respective area of the two main surfaces), particularly preferably at least 70%, very particularly preferably at least 80%. Said area thus includes in particular the central transparent area of the glass pane (central area).
  • the height of the glass pane is used, which can also be referred to as the total bending depth and results from the pane bending.
  • the smallest possible cuboid that is suitable for completely enclosing the glass pane can be determined.
  • This cuboid is also known to the person skilled in the art as a so-called 3D box.
  • the largest dimension of this cuboid is referred to as the length of the 3D box or the glass pane, the second largest dimension as Width of the 3D box or the glass pane and the smallest dimension as the height of the 3D box or the glass pane (total bending depth).
  • the height of the 3D box of the glass pane bent according to the invention is preferably at most 2.5% of its length, particularly preferably at most 2.0%, very particularly preferably at most 1.5%.
  • the glass pane has a length and a width that are related to the essentially quadrangular basic shape of the glass pane (or its main surface).
  • the length is the greatest extent of the glass sheet towards the longer opposite side edges and the width is the greatest extent of the glass sheet towards the shorter opposite side edges.
  • the height or total bending depth is the vertical distance between the highest and lowest points of the glass sheet, measured in a horizontally lying position of the glass sheet (length and width dimension arranged substantially horizontally) in such an arrangement in which the said distance is minimal .
  • the height or total bending depth of the glass sheet results from the longitudinal bending depth and the transverse bending depth of the glass sheet and its thickness. The exact relationship depends on the three-dimensional shape of the glass pane. The height is at least the greater of the two bending depths and the highest is the sum of the two bending depths, plus the thickness of the glass pane in each case.
  • the glass pane bent according to the invention is either flat (bending depths equal to 0) or has a bend. In the latter case this bend is preferably a concave bend.
  • the invention is based on compensating for the undesired concave pre-bending by the press-bending step.
  • the concave pre-bend is more pronounced than the final bend.
  • the concave pre-bent glass pane has a greater height (total bending depth) than the final bent glass pane.
  • the concave prebent glass sheet has a longitudinal bending depth that is greater than the longitudinal bending depth of the final bent glass sheet and/or a transverse bending depth that is greater than the transverse bending depth of the final bent glass sheet.
  • the compensation the pre-bending by the press-bending step can be achieved in particular by two variants of the method.
  • the press bending in method step (b) is carried out at a temperature at which the at least one glass pane is viscoelastic or exhibits viscoelastic behavior.
  • the glass pane due to its viscoelasticity, deforms again following the press bending in a way that is opposite to the deformation caused by the press bending tools - a kind of "springback" due to the viscoelasticity of the glass pane.
  • This effect is known to those skilled in the art as viscoelastic return, viscoelastic springback, or viscoelastic springback.
  • at least a portion of the contact surface of the lower bending mold is convex.
  • At least one area of the glass pane is accordingly bent into a convex shape during press bending, so that the concave pre-bending is overcompensated. Due to the viscoelastic return, this results in the final bend.
  • the convex area of the bending mold produces an area of large radii of curvature (small curvature) of the glass pane as a result of the viscoelastic return.
  • the convex area of the bending mold acts on this area of the glass pane.
  • the contact surface of the bending mold can be convex overall, in particular if the entire glass pane is to have a slight curvature. If the edge areas of the glass pane are more curved, the contact surface of the bending mold can also have concave areas in addition to the convex area, which act on said areas of the glass pane and produce a concave bend through classic press bending.
  • the glass sheet is provided with the final bend by viscoelastic return.
  • the lower bending mold is designed in such a way that, taking into account the bending temperature, the viscosity of the glass sheet, the thickness of the glass sheet and other factors, if necessary, the convex bending during the press bending is just so pronounced that after the viscoelastic return, the desired flat shape is achieved. This is easily possible with the help of standard simulation methods.
  • a convex contact surface is formed in such a way that the corners and edges of the glass pane, when in intended contact with the tool, are bent closer towards the tool than the center of the pane.
  • the center of the pane is bent closer towards the tool than the corners and edges.
  • the glass pane cools down during the press bending in method step (b) to such an extent that it is no longer viscoelastic or no longer exhibits viscoelastic behavior. Viscoelastic recovery does not occur under these conditions and the glass sheet remains in the flexed state created by press bending.
  • the deflection of the contact surface essentially corresponds to the desired final deflection of the glass pane because the viscoelastic return does not have to be overcompensated.
  • the cooling in process step (b) takes place in particular while the press-bending tools are acting on the glass pane.
  • the temperature after cooling at the end of the press-bending step is preferably at most 10°C above the transition point, particularly preferably at most 5°C. Thus, viscoelastic return can be effectively avoided.
  • the temperature after cooling can also be below the transition point.
  • the at least one glass pane preferably rests on a gravity bending mold with a frame-like contact surface.
  • the frame-like contact surface touches the glass pane in its edge area, while the central area has no direct contact with the gravity bending mold.
  • Frame-like contact surfaces are more cost-effective than full shapes, lead to a better optical quality of the glass pane and allow the glass pane to be heated efficiently on both sides.
  • the central area sinks under the influence of gravity, as a result of which the concave pre-bending according to the invention is produced.
  • the contact surface is preferably concave, so that the glass pane rests against the contact surface under the influence of gravity.
  • the gravity bending mold is preferably movably mounted, for example on a carriage.
  • the glass sheet, resting on the gravity bending die can then be moved through an oven where it is heated and moved to the press bending tools.
  • Gravity bending can be done step by step on several contact surfaces that are more and more adapted to the progressive pre-bending.
  • the gravity bending mold can be equipped with several, for example two, contact surfaces that can be moved vertically to one another. One contact surface surrounds the other, preferably essentially concentrically. First, the glass pane rests on the first contact surface, while the second contact surface is underneath.
  • the second contact surface is moved upwards and/or the first contact surface is moved downwards, so that at the end the second contact surface is arranged further up and carries the glass pane.
  • the second contact surface is typically more curved (in particular concavely curved) than the first glass pane in order to take into account the progressive pre-bending of the glass pane.
  • the glass sheet on the gravity bending die is moved under the upper bending die and lifted off the gravity die by the latter.
  • the upper bending tool is lowered vertically for this purpose, but in principle it is also possible to raise the gravity bending mold or a combination of both vertical movements. Then the gravity bending mold is moved.
  • the upper bending tool is preferably suitable for holding the at least one glass pane by means of a suction effect.
  • the upper bending tool allows the glass sheet to be bent to be held against the influence of gravity by exerting a suction effect on the glass sheet generated by a vacuum, so that the glass sheet is pressed against the tool as a result of the suction effect.
  • the upper bending tool includes a contact surface that is brought into contact with the glass sheet to be held or bent.
  • the contact surface is frame-like. So the tool is not a full form. Rather, it belongs to the group of tools in which the peripheral area of the glass pane is in direct contact with the tool at the side edges or in the vicinity of the side edges, while the major part of the pane has no direct contact with the tool.
  • Such a tool can also be referred to as a ring (jump ring) or frame (frame shape).
  • the term "frame-like contact surface" within the meaning of the invention serves only to distinguish the tool according to the invention from a full-surface shape (full shape).
  • the contact surface does not have to form a complete frame, but can also be interrupted.
  • the contact surface is in the form of a full or broken frame.
  • the width of the contact surface of the upper bending tool is preferably from 0.1 cm to 10 cm, particularly preferably from 0.2 cm to 1 cm, for example 0.3 cm.
  • the tool is also equipped with a so-called skeleton, which is understood to mean a flat structure that carries the contact surface.
  • the skeleton is formed with the contact surface.
  • the contact surface is arranged on the skeleton.
  • the contact surface of the upper bending tool is preferably convex.
  • the contact surface is directed downwards. This means that the contact surface faces the ground and the skeleton supporting it is arranged above the contact surface (ie on the side of the contact surface facing away from the ground). This allows the tool to hold the glass pane against the influence of gravity.
  • the upper bending tool preferably also includes a cover.
  • the cover is arranged on the side of the contact surface which faces away from the glass pane during the holding or bending process.
  • the cover enables the suction effect that is essential for the holding process to be generated.
  • the suction effect is generated in particular by sucking off the air between the cover and the flexible skeleton.
  • the air is extracted via an intake pipe connected to the cover.
  • the cover is preferably formed with a peripheral air baffle which at least partially surrounds the contact surface.
  • a peripheral air baffle which at least partially surrounds the contact surface.
  • Such an air baffle is often also referred to as an apron.
  • the air baffle is preferably arranged at the end of the cover.
  • the air baffle surrounds or frames the contact surface completely or in sections.
  • the air baffle is preferably at a distance from the side edges of the glass pane of 3 mm to 50 mm, particularly preferably 5 mm to 30 mm, for example 20 mm.
  • the air flow generated by the suction effect is directed through the air baffle along the side edge of the glass pane, so that the edge is coated with the air flow. As a result, the glass pane is pressed or sucked onto the contact surface.
  • further bending can be connected with the suction of the glass pane onto the upper bending tool.
  • This can be achieved, for example, by a suitable shape of the contact surface, so that the glass pane due to the Suction clinging to the contact surface and is bent.
  • the undesired concave pre-bending can also already be counteracted by such a shaping step preceding the actual press-bending, which can be used as a kind of preliminary stage for the final compensation of the pre-bending by the press-bending step.
  • the tool is therefore particularly suitable for pairwise bending processes, in which two individual panes, which are later to be laminated to form a laminated glass, are simultaneously bent together in a congruent manner.
  • the glass pane is preferably lifted off the gravity mold with the upper bending tool (in other words: picked up, taken over), after which the gravity bending mold is removed.
  • the lower bending mold is then preferably moved under the upper bending tool, while the glass pane is fixed to the upper bending tool.
  • the glass sheet can then be pressed between the upper bending tool and the lower bending die. To do this, the upper bending tool and the lower bending mold are brought together and the glass pane is pressed between them. The approximation can be done by vertical movement of the upper bending tool and/or the lower bending die.
  • the lower bending mold is equipped with passages (openings, holes) distributed over the contact surface.
  • the passages allow an additional suction effect to be exerted on the glass pane during press bending.
  • the glass pane is sucked onto the full-surface contact surface of the lower bending mold by the suction effect, which is advantageous in terms of fast and efficient shaping of the glass pane.
  • the at least one glass pane is placed by the upper bending tool onto a lower tray where it cools down in order to be processed further.
  • the lower storage mold is preferably movably mounted in order to be able to remove the glass pane from the press-bending tools.
  • the storage form preferably has a frame-like contact surface.
  • the tray mold may be a specially prepared mold, but alternatively, a gravity bending mold after press bending may be used as the tray mold be used. In the latter case, an adaptation of the contact surface is sometimes advantageous because the glass pane has a greatly changed shape after press bending.
  • the same gravity bending mold on which the glass sheet was pre-bent can be used, or a different one, preferably in-line with the first.
  • the glass sheet is placed on a gravity bending mold, either on the same gravity bending mold on which it was pre-bent or on a gravity bending mold of the same type on which another glass sheet in particular was pre-bent.
  • the gravity bending mold is preferably designed with a variable frame-like contact surface, so that the contact surface is matched to the pre-bending or adapted to the pre-bending during gravity bending and is matched to the final bending or adapted to the final bending when the press-bent glass pane is laid down. This adaptation of the contact area can be done in different ways.
  • the frame-like contact surface may be divided into different foldable parts, both of which contain contact surface sections, whereby one of the contact surface sections can be directed upwards by folding, so that it acts as the actual contact surface.
  • the gravity bending mold it is possible, for example, to equip the gravity bending mold with two different contact surfaces that are mounted such that they can move vertically in relation to one another.
  • One contact surface surrounds in particular the other contact surface, preferably essentially concentrically.
  • the gravity bending mold can then be put into two different states by relative vertical movement of the contact surface: a first state in which the first contact surface is arranged higher than the second contact surface, so that the glass sheet rests on the first contact surface, and a second state in which the second contact surface is arranged higher than the first contact surface, so that the glass pane rests on the second contact surface.
  • the higher contact surface is therefore the active or actual contact surface of the gravity bending mold.
  • the glass sheet can be transferred to the support mold after press bending by the upper bending tool that was used for press bending.
  • the glass pane remains in contact with the contact surface of the upper bending tool, the lower press bending mold is removed and the placement mold is moved under the bending tool so that the glass pane can be placed on it.
  • the glass pane it is also possible for the glass pane to remain on the lower bending mold after press bending and to be removed from the upper bending tool.
  • the upper bending tool is then available for the next bending step, which has advantages in terms of cycle time.
  • the glass pane is then taken over from the lower bending mold by another tool, for example another upper press-bending tool or a similarly designed holding tool, and placed on the depositing mold.
  • the method is applied simultaneously to at least two, preferably exactly two, glass panes lying one on top of the other.
  • the glass panes are simultaneously held in pairs (i.e. as a pair of panes) by the tool and bent in the bending process.
  • the bending of the two panes of glass is then particularly congruent and coordinated with one another, so that the panes are particularly suitable for being laminated together to form a composite pane of high optical quality.
  • a separating agent is preferably arranged between the panes, so that the panes do not permanently stick to one another.
  • the glass pane or the plurality of glass panes is preferably made of soda-lime glass, as is customary for window panes.
  • the transition point of soda-lime glass is about 560°C, although its exact value depends on the precise composition.
  • the glass pane can also be made from other types of glass, for example borosilicate glass, aluminosilicate glass or quartz glass.
  • the thickness of the glass panes is typically 0.5 mm to 10 mm, preferably 1 mm to 5 mm, in particular from 1.2 mm to 3 mm.
  • Typical bending temperatures for soda lime glass panes are from 570°C to 700°C.
  • the glass can be formed more easily and quickly due to a lower viscosity
  • higher temperatures are required to introduce the edge stress required for vehicle windows into the glass pane.
  • the bending temperature is preferably from 600°C to 650°C for gravity bending (method step (a)) and below 600°C for press bending. Due to the lower temperature during press bending, a better optical quality of the glass pane is achieved.
  • the glass pane can be subjected to a defined air flow.
  • the at least one glass pane is preferably provided as a vehicle pane or as part of a vehicle pane.
  • the glass pane is particularly preferably provided as part of a composite pane, which in turn is a windshield, roof pane, side pane or rear pane of a vehicle, preferably a motor vehicle.
  • the two glass panes of the composite pane are preferably bent simultaneously in pairs. Vehicle windows with flat areas may have drag advantages and may be preferred for aerodynamic reasons. This applies in particular to roof panes.
  • the invention also includes a device for bending at least one sheet of glass, at least comprising:
  • Preferred embodiments of the method also mean that the device is preferably suitable for this and is equipped with the necessary means.
  • the upper bending tool is preferably arranged in a bending chamber.
  • a bending chamber is understood as meaning a spatial segment of a bending furnace.
  • the bending furnace preferably also comprises a heating chamber in which the glass sheet is heated.
  • the gravity bending die is preferably movable through the heating chamber into the bending chamber to heat and transfer the glass sheet to the upper bending tool.
  • the lower bending mold may be permanently located within the bending chamber and movable within the same to place it under the to move the upper bending tool. However, it is also possible for the lower bending mold to be movable between a position outside the bending chamber and inside the bending chamber (below the upper bending tool).
  • the bending chamber can optionally have a heating device in order to be heated in turn. Frequently, however, the glass pane is only heated in the heating chamber and press-bent in the bending chamber, which of course has to be done quickly enough to prevent the glass pane from cooling down too much.
  • the method according to the invention is the method that is described in detail in EP 1 836 136 B1, the concave lower bending mold described there (“moule inferieur concave 5”) being replaced by the lower bending mold according to the invention.
  • the device according to the invention is preferably the device from EP 1 836 136 B1.
  • the invention is explained in more detail below with reference to a drawing and exemplary embodiments.
  • the drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing does not limit the invention in any way.
  • FIG. 1 shows a top view and cross sections of a first glass pane bent according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of a second glass pane bent according to the invention
  • FIG. 3 shows a plan view and cross sections of a third glass pane bent according to the invention
  • FIG. 6 shows a cross section through a first embodiment of the lower bending mold
  • FIG. 7 shows a cross section through a second embodiment of the lower bending mold
  • FIG. 10 shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 11 shows a plan view and a cross section of a fourth glass sheet bent according to the invention.
  • FIG. 1 shows various views of a first embodiment of a glass pane I bent according to the invention.
  • the glass pane I is provided, for example, as part of a roof pane for a motor vehicle, in particular a passenger car.
  • plan view FIG. 1a
  • the glass pane I has an essentially square shape. In practice, for example, due to rounded side edges, a barrel or cushion-shaped deviation from the ideal rectangular shape shown here can occur.
  • the glass pane I is delimited by four side edges: two opposite long side edges (shown here above and below) and two opposite short side edges.
  • the drawn direct connecting line between the geometric centers of the two long side edges is in the sense of the invention as Transverse connecting line Q denotes the drawn direct connecting line between the geometric centers of the two short side edges as longitudinal connecting line L.
  • the extent of the bending of the glass pane I can be determined by the maximum occurring deviation from the transverse connection line Q and the longitudinal connection line L.
  • a point can be determined whose perpendicular distance to the transverse connection line Q is greater than that of all other points.
  • the perpendicular distance of said point to the transverse connecting line Q is referred to as the transverse bending depth TQ in the sense of the invention.
  • a point can be determined whose vertical distance from the longitudinal connecting line L is greater than that of all other points.
  • the vertical distance of said point to the longitudinal connecting line L is referred to as the longitudinal bending depth TL for the purposes of the invention.
  • the glass panes I produced according to the invention are characterized as flat within the meaning of the invention.
  • the characterization as flat is not to be understood strictly mathematically, but, as in everyday usage, includes the case in which the glass pane is flat and the case in which the glass pane has a small bending depth.
  • the total bending depth is in particular at most 2.5% of the length of the glass panes I (cf. FIG. 11).
  • the glass sheet I is therefore flat (transverse and longitudinal bending depths equal to 0) or curved with a total bending depth not exceeding 2.5% of its length.
  • FIG. 2 shows a plan view of a second embodiment of a glass pane I bent according to the invention.
  • the glass pane I in turn has a region B, which includes the central region and is characterized by large radii of curvature.
  • the area B and each edge area R are separated by an imaginary boundary line G where the curvature changes significantly.
  • the total bending depth of the glass pane I is at most 2.5% of its length, so that the glass pane I is flat despite the strongly curved edge regions R.
  • FIG. 3 shows views of a third embodiment of a glass pane I bent according to the invention.
  • a top view (FIG. 3a), a cross section along the transverse connecting line G (FIG. 3b) and a cross section along the longitudinal connecting line L (FIG. 3c) are again shown.
  • the glass pane I in turn has an area B with large radii of curvature (small curvature), which encompasses the central area and extends to the short side edges.
  • two edge regions R are adjacent to the two long side edges, which have a stronger curvature.
  • the area B and each edge area R are separated by an imaginary boundary line G where the curvature changes significantly.
  • the total bending depth of the glass pane I is at most 2.5% of its length, so that the glass pane is flat despite the strongly curved edge regions R.
  • FIG. 4 schematically shows the steps of an embodiment of the method according to the invention.
  • two glass panes I, II lying one on top of the other, which are flat in the initial state are positioned on a gravity bending mold 9 (FIG. 4a).
  • the gravity bending mold 9 has a frame-like contact surface 8 that is inclined inwards and optionally curved, so that the glass panes I, II initially rest only on the outer edge of the contact surface 8 .
  • the glass panes I, II are made of soda-lime glass and are heated to the bending temperature while resting on the gravity bending mold 9 .
  • the bending temperature is 620° C., for example, and is well above the so-called transition point at which glass panes I, II become malleable (about 560° C.).
  • the bending tool 1 is suitable for holding the glass panes I, II by a suction effect.
  • the bending tool 1 is approached from above to the glass panes I, II on the gravity bending mold 9 and brought into contact with its frame-like contact surface (FIG. 4c). Then the suction effect is generated.
  • the glass panes I, II are held on the bending tool 1 and can be moved upwards by it and thus removed from the gravity bending mold 9 (FIG. 4d).
  • a lower bending mold 10 is brought closer to the glass panes I, II from below.
  • the glass sheets I, II are bent between the upper bending tool 1 and the lower bending mold 10 by press bending.
  • the glass panes I, II are cooled to just below 600° C., for example, which is beneficial to the optical quality of the glass panes I, II.
  • the lower bending mold 10 has a full-surface, convex contact surface. Because of this, the concave pre-bent glass panes I, II are provided with an opposite convex bend by press bending (FIG. 4f). The lower bending mold 10 is then lowered again (FIG. 4g).
  • the glass panes I, II deform again in the opposite direction due to the viscoelastic return.
  • there can also be an influence of gravity on this deformation although less pronounced than in the case of gravity bending, since the glass panes I, II have meanwhile cooled down significantly.
  • the convex press-bent glass panes I, II are converted into the flat shape according to the invention—either flat, as shown here for the sake of simplicity, or with a slight residual bend, preferably concave.
  • the glass panes I, II are then placed on a lower tray by means of the bending tool 1 and transferred by switching off the suction effect (FIG. 4h).
  • the gravity bending mold 9 is again used here as the storage mold, the contact surface 8 of which has preferably been previously adapted to the new shape of the glass panes I, II.
  • the bending tool 1 is then moved upwards ( Figure 4i) and is for the bending process next pair of discs ready.
  • the glass panes I, II cool down to the ambient temperature on the gravity bending mold 9 .
  • FIG. 5 shows an embodiment of the upper bending tool 1, as is preferably used for the method according to the invention.
  • the bending tool 1 is an upper mold which is suitable for holding two glass panes I, II lying one on top of the other on a frame-like contact surface 2 by means of a suction effect against the influence of gravity.
  • the contact surface 2 is arranged on a so-called skeleton 13 .
  • the bending tool 1 includes an intake pipe 5 through which air is sucked out.
  • the bending tool 1 also has a cover 3, the end of which is equipped with a circumferential air baffle 4.
  • the air baffle 4 surrounds the contact surface 2 all the way around.
  • the air flow generated by the intake pipe 5 is directed through the skeleton 13 and the cover 3 with the air baffle 4 in such a way that it brushes the edges of the glass panes I, II. As a result, the pair of glass panes I, II is held securely on the contact surface 2.
  • the tool shown is also known from EP1836136B1 (forme superioreure 11). It is also used in WO2012/080071 A1 and WO2012/080072A1 for other bending processes.
  • the contact surface 2 is chosen according to the shape of the glass pane to be bent. It is shown in the figure to be highly convex, as is used in the production of conventional concave glass panes.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the lower bending mold 10 according to the invention. It has a full-surface contact surface 11 which is convex. This bending mold 10 is suitable for producing a glass pane with an overall low curvature.
  • Feedthroughs which are not shown, are preferably introduced into the bending mold 10 and are distributed over the contact surface 11 .
  • a suction effect can be exerted on the glass pane through the passages in order to suck it onto the contact surface 11 during press bending. This makes shaping the glass pane even more efficient.
  • the passages are also described in EP 1 836 136 B1 for the lower bending mold (moule inferieur concave 5).
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the lower bending mold 10 according to the invention. It has a full-surface contact surface 11 which is convex in a central area and concave in an edge area.
  • a bending mold 10 can be used to produce glass panes with more strongly curved edge regions R, as shown in FIG. 3, for example. Due to the convex area of the contact surface, the central area of the glass pane is convexly curved, as a result of which the area B with a small curvature is created after viscoelastic return.
  • the concave edge areas R are classically produced by press bending through the concave edge areas of the contact surface 11.
  • FIG. 8 schematically shows the steps of a further embodiment of the method according to the invention.
  • the pre-bending and the recording with the upper bending tool 1 correspond to the embodiment of FIG. 4 (FIGS. 8a-e).
  • the glass panes I, II are cooled to such an extent that viscoelastic return no longer occurs. Due to the lack of viscoelastic return, the deflection in press bending does not have to be overcompensated. Instead, the contact surface of the lower press-bending mold can already essentially have the flat shape with which the glass panes I, II are ultimately to be provided.
  • the contact surface can be flat, for example, as shown in the figure, so that the glass panes I, II are brought into a flat shape during press bending (FIGS. 8f). Due to their low temperature, the glass panes I, II remain in this form and can be transferred from the upper bending tool 1 to the gravity bending mold 9 (FIGS. 8g-i). Although the glass panes I, II are planar in the final state, the method according to the invention nevertheless brings about decisive effects, so that it is necessary in order to be able to use the glass panes I, II for applications in the vehicle sector. On the one hand, it is necessary to produce any curved edge areas, which are not shown in the figure for the sake of simplicity.
  • FIG. 9 shows an embodiment of a gravity bending mold 9.
  • the gravity bending mold 9 is equipped with two contact surfaces 8.1, 8.2, which can be moved vertically to one another.
  • the first contact surface 8.1 is matched to the pre-bent glass pane. If it is in the raised position (FIG. 9a), the glass panes I, II rest on it, which is suitable for pre-bending.
  • the second contact surface 8.2 can be moved upwards (alternatively the first contact surface 8.1 downwards), so that the second contact surface 8.2 is now in the raised position and is able to support the glass panes I, II ( Figure 9b).
  • the second contact surface 8.2 is matched to the final bend, so that the gravity bending mold is now suitable as a storage mold after press bending.
  • different contact surfaces can be used for gradual gravity bending, the glass sheets I, II being transferred from one contact surface to the other by the vertical movement of the contact surface.
  • the two contact surfaces can also be arranged in sections on tiltable components, so that one of the two contact surface sections can be moved into the active position by a tilting movement.
  • FIG. 10 shows the exemplary embodiment according to FIG. 4 using a flowchart.
  • FIG. 11 shows a plan view (FIG. 11a) and a cross section (FIG. 11b) of a fourth embodiment of a glass pane I bent according to the invention to illustrate the dimensions of the glass pane as they are referred to in the context of the present invention.
  • the glass pane I is provided, for example, as part of a windshield for a motor vehicle, in particular a passenger car, and has the typical trapezoidal basic shape with rounded upper and lower edges.
  • the smallest possible cuboid that is suitable for enclosing or accommodating the glass pane I is referred to as the 3D box D and is indicated by dashed lines.
  • the largest dimension of this 3D box D is denoted as length L' and the second largest dimension as width B'.
  • the length L' and the width B' are determined in a plan view of the glass pane I or its main surfaces.
  • the smallest dimension of the 3D box D is referred to as the height H' or total bend depth.
  • the height H' is the vertical distance between the highest point (visible behind the cutting plane) and the lowest point (located in the cutting plane) of the glass pane I, measured with the glass pane lying horizontally ( Figure 11b) in such an arrangement, in which said distance is minimal.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen mindestens einer Glasscheibe (I, II), umfassend die folgenden Verfahrensschritte:(a) Erwärmen mindestens einer Glasscheibe (I, II) auf eine Biegetemperatur, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) horizontal liegend angeordnet ist und durch Schwerkraftbiegen mit einer konkaven Vorbiegung versehen wird,(b) Pressbiegen der mindestens einen Glasscheibe (I, II) zwischen einem oberen Biegewerkzeug (1) und einer unteren Biegeform (10) mit einer vollflächigen Kontaktfläche (11), wobei die Kontaktfläche (11) der unteren Biegeform (10) derart ausgebildet ist, dass das Pressbiegen der konkaven Vorbiegung entgegenwirkt und eine Endbiegung der Glasscheibe (I, II) erzeugt wird, die geringer ausgeprägt ist als die Vorbiegung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von flachen Glasscheiben
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, insbesondere Fahrzeugscheiben.
Im Fahrzeugbereich sind gebogene Glasscheiben als Fensterscheiben üblich. Die Fensterscheiben können als Einzelglasscheiben ausgebildet sein, insbesondere als Einscheibensicherheitsglas (ESG), wie es beispielsweise für Seitenscheiben oder Heckscheiben üblich ist. Die Fensterscheiben können alternativ als Verbundscheiben ausgebildet sein, sogenanntes Verbundsicherheitsglas (VSG), wie es beispielsweise für Windschutzscheiben oder Dachscheiben üblich ist, in zunehmendem Maße auch für Heckscheiben.
Es sind zahlreiche Verfahren zum Biegen von Glasscheiben bekannt. Die Glasscheiben werden dabei auf ihre Biegetemperatur erwärmt, so dass sie plastisch verformbar werden, und mittels Schwerkraftbiegen, Pressbiegen und/oder Saugbiegen in die gewünschte Form gebogen. Im Falle von Verbundscheiben ist es vorteilhaft, die Einzelscheiben gemeinsam simultan zu biegen. Paarweise gebogene Glasscheiben sind hinsichtlich ihrer Biegung aufeinander abgestimmt und eignen sich daher in besonderem Maße, miteinander zur Verbundscheibe laminiert zu werden. Verfahren zum paarweisen Biegen von Glasscheiben ist beispielsweise aus EP1358131A2, EP1836136A1 oder EP2463248A1 bekannt.
Herkömmliche Verfahren kommen an ihre Grenzen, wenn flache Glasscheiben hergestellt werden sollen, also solche Glasscheiben, die plan sind oder nur eine geringe Biegungstiefe aufweisen. Der Grund hierfür ist insbesondere, dass Glasscheiben, selbst wenn sie insgesamt plan sein sollen, einer einem Biegeprozess ähnlichen Temperaturbehandlung unterzogen werden muss, um die für die Verwendung als Fahrzeugscheiben erforderlichen Randspannungen auszubilden. Sollen die flachen Glasscheiben eine Biegung aufweisen, so ist ebenfalls ein Biegeprozess erforderlich. Dabei werden die Glasscheiben typischerweise auf ihre Biegetemperatur erwärmt, während sie auf einer rahmenförmigen Kontaktfläche aufliegen, welche nur den Randbereich der Scheibe berührt, um eine hohe optische Qualität des zentralen Durchsichtsbereich zu gewährleisten. Sobald die Glasscheibe infolge der Erwärmung verformbar wird, biegt sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft in eine konkave Form. Diese konkave Form ist durch herkömmliche Pressbiegeschritte nur schwer kompensierbar. Beim Pressbiegen werden die Glasscheiben zwischen einem oberen Biegewerkzeug und einer unteren Biegeform, wobei die untere Biegeform typischerweise eine konkave Kontaktfläche aufweist, wie bei den im vorstehend aufgeführten Stand der Technik beschriebenen Verfahren. Weist die untere Biegeform eine vollflächige Kontaktfläche auf, die der gewünschten geringfügigen Krümmung entspricht (oder sogar plan ausgebildet ist), so kann der Vorbiegung zwar entgegengewirkt werden, die Glasscheibe wird sich aber aufgrund ihrer Viskoelastizität im Anschluss abermals verformen - ein Effekt, der als „viscoelastic return“ oder viskoelastisches Rückfedern bekannt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben bereitzustellen, womit flache Glasscheiben zugänglich sind, worunter plane Glasscheiben oder Glasscheiben mit einer geringen Biegungstiefe verstanden werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Biegen mindestens einer Glasscheibe. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Verfahrensschritte:
(a) Erwärmen mindestens einer Glasscheibe auf eine Biegetemperatur: Die mindestens eine Glasscheibe ist horizontal liegend angeordnet und wird dabei erwärmt, so dass sie verformbar wird. Dabei wird die Glasscheibe unter dem Einfluss der Schwerkraft in eine konkave Form gebogen, was im Sinne der Erfindung als Vorbiegung bezeichnet wird. Die Glasscheibe wird also beim Erwärmen durch Schwerkraftbiegen mit einer konkaven Vorbiegung versehen wird, sobald sie die hierfür erforderliche Temperatur erreicht hat.
(b) Pressbiegen der mindestens einen Glasscheibe: Die mindestens eine Glasscheibe wird im Anschluss an das Vorbiegen zwischen einem oberen Biegewerkzeug und einer unteren Biegeform gepresst und dabei verformt. Die untere Biegeform ist erfindungsgemäß mit einer vollflächigen Kontaktfläche ausgestattet. Diese Kontaktfläche ist derart ausgebildet, dass das Pressbiegen der konkaven Vorbiegung entgegenwirkt. Dabei wird eine Endbiegung der Glasscheibe erzeugt, die geringer ausgeprägt ist als die Vorbiegung. Mit Endbiegung wird diejenige Biegung bezeichnet, die nach Abschluss des Biegeverfahrens dauerhaft beibehalten wird.
Die Glasscheibe ist im Ausgangszustand typischerweise plan. Die Glasscheibe wird zunächst auf eine Biegetemperatur erwärmt. Die Biegetemperatur liegt oberhalb des sogenannten Übergangspunkts der Glasscheibe. Der Übergangspunkt (transition point) bezeichnet diejenige Temperatur, bei der die Viskosität der Glasscheibe eine plastische Verformung der Glasscheibe zulässt.
Die Glasscheibe weist zwei Hauptflächen auf, die zur Durchsicht bestimmt sind, und eine zwischen den Hauptflächen befindliche Kantenfläche. Die beiden Hauptflächen können entsprechend der horizontal liegenden Anordnung der Glasscheibe als obere Hauptfläche und untere Hauptfläche bezeichnet werden, wobei die untere Hauptfläche dem Erdboden zugewandt ist und die obere Hauptfläche vom Erdboden abgewandt ist.
Mit der Erwärmung der Biegeform ist eine konkave Vorbiegung der Glasscheibe verbunden. Die Begriffe „konkav“ und „konvex“ werden bei einer gebogenen Glasscheibe im Sinne der Erfindung im Hinblick auf ihre obere (nach oben weisende) Hauptfläche verwendet. Eine konkave Glasscheibe (Glasscheibe mit einer konkaven Biegung) ist also derart gebogen, dass die obere Hauptfläche konkav und die ihr gegenüberliegende untere Hauptfläche konvex ausgebildet ist. Umgekehrt ist eine konvexe Glasscheibe derart gebogen, dass ihre obere Hauptfläche konvex und ihre untere Hauptfläche konkav ausgebildet ist.
Nach dem Erwärmen und damit verbundenen Vorbiegen wird die Glasscheibe einem Pressbiegeschritt unterzogen und dabei zwischen einem oberen Biegewerkzeug und einer unteren Biegeform gepresst. Unter einem oberen Biegewerkzeug wird ein Werkzeug verstanden, welches die obere, vom Erdboden abgewandte Hauptfläche der Glasscheibe kontaktiert. Ihre Kontaktfläche ist nach unten gerichtet. Unter einer unteren Biegeform wird eine Form verstanden, welche die untere, dem Erdboden zugewandte Hauptfläche der Glasscheibe kontaktiert. Ihre Kontaktfläche ist nach oben gerichtet.
Die untere Biegeform weist eine vollflächige Kontaktfläche auf. Unter einer vollflächigen Kontaktfläche wird im Sinne der Erfindung eine Kontaktfläche verstanden, die mit der gesamten oder einem Großteil der Oberfläche der zu biegenden Glasscheibe in Kontakt kommt. Die untere Biegeform kann auch als Vollform oder massive Biegeform bezeichnet werden. Diese Begriffe sind dem Fachmann geläufig und dienen insbesondere zur Unterscheidung von einer sogenannten Rahmenform, welche nur eine rahmenartige Kontaktfläche aufweist, welche lediglich mit einem umlaufenden Randbereich der Glasscheibe in Kontakt kommt, während der Großteil der Glasscheibe, insbesondere ihr Zentral be re ich, keinen direkten Kontakt zur Rahmenform hat. Ziel des Verfahrens ist die Herstellung einer flachen Glasscheibe. Unter einer flachen Glasscheibe wird im Sinne der Erfindung eine Glasscheibe verstanden, die entweder plan ist oder eine geringe Biegungstiefe aufweist, welche geringer ist als die konkave Vorbiegung (genauer gesagt als die Biegungstiefe der konkav vorgebogenen Glasscheibe). Die unvermeidliche, mit der Erwärmung verbundene Vorbiegung wird also erfindungsgemäß durch den Pressbiegeschritt kompensiert, wobei die Endbiegung der flachen Glasscheibe entsteht.
Die Glasscheibe weist typischerweise eine viereckige Form auf, insbesondere die Grundform eines Rechtecks (beispielsweise im Falle von Fahrzeug-Dachscheiben) oder eines Trapezes (beispielsweise im Falle von Windschutzscheiben. Durch abgerundete Seitenkanten können kissen- oder tonnenförmige Abweichungen von der idealen Grundform auftreten. Eine im Wesentlichen viereckige Glasscheibe wird (in Draufsicht auf eine ihrer Hauptflächen) durch vier Seitenkanten begrenzt, wobei jeweils zwei der Seitenkanten einander gegenüber liegen. Es kann nun eine Serie von einander benachbarten Querschnitten betrachtet werden, die jeweils zwischen den beiden benachbarten Seitenkanten verlaufen. Im Falle eines idealen Rechtecks sind dies Querschnitt, die senkrecht zu den beiden besagten Seitenkanten verlaufen und parallel zu den beiden übrigen Seitenkanten. Um auch von der idealen Rechteckform abweichende Formen zu berücksichtigen, wird dieses Vorgehen dahingehend verallgemeinert, dass die Querschnitte jeweils zwischen einem Punkt auf der einen Seitenkante und einem Punkt auf der gegenüberliegenden Seitenkante verlaufen, wobei der Abstand beider Punkte zur seitlichen Begrenzung der Seitenkante dem gleichen Anteil an der Gesamtlänge der Seitenkante entspricht. Im Falle des Querschnitts zwischen den geometrischen Mitten der beiden Seitenkanten beträgt dieser Anteil beispielsweise 50%. Für jeden dieser Schritt lässt sich nun eine Biegungstiefe wie folgt bestimmen. Die gedachte direkte Verbindung der beiden Punkte auf den gegenüberliegenden Seitenkanten, zwischen denen der Querschnitt verläuft, wird als Verbindungslinie bezeichnet. Bei einer gebogenen Scheibe existiert ein Punkt auf dem Scheibenquerschnitt, der einen maximalen senkrechten Abstand zu dieser Verbindungslinie hat, dessen senkrechter Abstand zur Verbindungslinie also größer ist als derjenige aller anderen Punkte des Querschnitts. Dieser senkrechte Abstand wird als Biegungstiefe des jeweiligen Querschnitts bezeichnet. Derjenige Querschnitt, dessen Biegungstiefe maximal ist, also größer als die Biegungstiefe aller anderen Querschnitte, wird zur Bestimmung der Biegungstiefe der Scheibe herangezogen - seine Biegungstiefe ist die Biegungstiefe der Scheibe.
Die Scheibenbiegung wird durch die Querbiegungstiefe und die Längsbiegungstiefe charakterisiert. Typische Glasscheiben, beispielsweise mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Grundform, weisen zwei einander gegenüberliegenden längere Seitenkanten und zwei einander gegenüberliegende kürzere Seitenkanten auf. Die Längsbiegungstiefe ist diejenige Biegungstiefe, die durch Querschnitte zwischen den kürzeren Seitenkanten bestimmt wird. Die Querbiegungstiefe ist diejenige Biegungstiefe, die durch Querschnitte zwischen den längeren Seitenkanten bestimmt wird. Die Verbindungslinien werden entsprechend als Längsverbindungslinie und als Querverbindungslinie bezeichnet.
Die erfindungsgemäß gebogene Glasscheibe ist flach ausgebildet, weist also nur eine geringe oder gar keine Querbiegungstiefe und Längsbiegungstiefe auf und daraus resultierend nur eine geringe oder gar keine Gesamt-Biegungstiefe. Die Glasscheibe kann aber dennoch lokal sehr unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, wobei auf Bereiche mit relativ starker Krümmung auftreten können, ohne dass insgesamt die Glasscheibe eine Biegungstiefe aufweist, so dass sich nicht mehr als flach charakterisiert wäre. Diese stärker gekrümmten Bereiche sind beispielsweise in den Eckbereichen der Glasscheibe oder im Randbereich angrenzend an eine oder mehrere Seitenkanten angeordnet. Der Großteil der Glasscheibe weist aber typischerweise große Krümmungsradien auf. Der Bereich großer Krümmungsradien enthält bevorzugt die geometrische Mitte der Glasscheibe (in Draufsicht betrachtet, also die geometrische Mitte beider Hauptflächen). Die Fläche des besagten Bereichs beträgt bevorzugt mindestens 50% der Fläche der Glasscheibe (also die jeweilige Fläche der beiden Hauptflächen), besonders bevorzugt mindestens 70%, ganz besonders bevorzugt mindestens 80%. Der besagte Bereich umfasst also insbesondere den zentralen Durchsichtsbereich der Glasscheibe (Zentralbereich).
Um die Flachheit der Glasscheibe zu charakterisieren, wird die Höhe der Glasscheibe herangezogen, die auch als Gesamt-Biegungstiefe bezeichnet werden kann und sich aus der Scheibenbiegung ergibt. Es kann ein kleinstmöglicher Quader bestimmt werden, der geeignet ist, die Glasscheibe komplett zu umschließen. Dieser Quader ist dem Fachmann auch als sogenannte 3D-Box bekannt. Die größte Dimension dieses Quaders wird als Länge der 3D-Box beziehungsweise der Glasscheibe bezeichnet, die zweitgrößte Dimension als Breite der 3D-Box beziehungsweise der Glasscheibe und die kleinste Dimension als Höhe der 3D-Box beziehungsweise der Glasscheibe (Gesamt-Biegungstiefe).
Die Höhe der 3D-Box der erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe beträgt bevorzugt höchstens 2,5 % ihrer Länge, besonders bevorzugt höchstens 2,0 %, ganz besonders bevorzugt höchstens 1 ,5 %.
Anders ausgedrückt weist die Glasscheibe eine Länge und eine Breite auf, die auf die im Wesentlichen viereckige Grundform der Glasscheibe (beziehungsweise ihrer Hauptfläche) bezogen sind. Die Länge ist die größte Ausdehnung der Glasscheibe in Richtung der längeren einander gegenüberliegenden Seitenkanten und die Breite ist die größte Ausdehnung der Glasscheibe in Richtung der kürzeren einander gegenüberliegenden Seitenkanten. Die Höhe oder Gesamt-Biegungstiefe ist der vertikale Abstand zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt der Glasscheibe, gemessen in einer horizontal liegenden Position der Glasscheibe (Längen- und Breitendimension im Wesentlichen horizontal angeordnet) in einer solchen Anordnung, in der der besagte Abstand minimal ist.
Die Höhe oder Gesamt-Biegungstiefe der Glasscheibe ergibt sich aus der Längsbiegungstiefe und der Querbiegungstiefe der Glasscheibe sowie ihrer Dicke. Der genaue Zusammenhang ist von der dreidimensionalen Form der Glasscheibe abhängig. Die Höhe entspricht mindestens der größeren der beiden Biegungstiefen und höchsten der Summe der beiden Biegungstiefen, jeweils zuzüglich der Dicke der Glasscheibe.
Die erfindungsgemäß gebogene Glasscheibe ist entweder plan (Biegungstiefen gleich 0) oder weist eine Biegung auf. Im letzteren Falle ist diese Biegung bevorzugt eine konkave Biegung.
Die Erfindung beruht darauf, die an sich unerwünschte konkave Vorbiegung durch den Pressbiegeschritt zu kompensieren. Die konkave Vorbiegung ist stärker ausgeprägt als die Endbiegung. Das bedeutet, dass die konkav vorgebogene Glasscheibe eine größere Höhe (Gesamt-Biegungstiefe) aufweist als die endgebogene Glasscheibe. Anders ausgedrückt weist die konkav vorgebogene Glasscheibe eine Längsbiegungstiefe auf, die größer ist als die Längsbiegungstiefe der endgebogenen Glasscheibe, und/oder eine Querbiegungstiefe, die größer ist als die Querbiegungstiefe der endgebogenen Glasscheibe. Die Kompensation der Vorbiegung durch den Pressbiegeschritt kann insbesondere durch zwei Varianten der Verfahrensführung erreicht werden.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird das Pressbiegen in Verfahrensschritt (b) bei einer Temperatur durchgeführt, bei welcher die mindestens eine Glasscheibe viskoelastisch ist beziehungsweise viskoelastisches Verhalten zeigt. Dies hat zur Folge, dass die Glasscheibe sich aufgrund ihrer Viskoelastizität im Anschluss an das Pressbiegen abermals verformt in einer Weise, die der Verformung durch die Pressbiegewerkzeuge entgegengesetzt ist - eine Art „Rückfedern“ aufgrund der Viskoelastizität der Glasscheibe. Dieser Effekt ist dem Fachmann als viskoelastische Rückkehr (viscoelastic return), viskoelastisches Rückfedern oder viskoelastisches Zurückfedern bekannt. Bei dieser Ausführungsform ist zumindest ein Bereich der Kontaktfläche der unteren Biegeform konvex ausgebildet. Zumindest ein Bereich der Glasscheibe wird demnach beim Pressbiegen in eine konvexe Form gebogen, so dass die konkave Vorbiegung überkompensiert wird. Durch die viskoelastische Rückkehr entsteht daraus die Endbiegung. Durch den konvexen Bereich der Biegeform wird insbesondere ein Bereich großer Krümmungsradien (geringer Krümmung) der Glasscheibe erzeugt infolge der viskoelastischen Rückkehr. Der konvexe Bereich der Biegeform wirkt auf diesen Bereich der Glasscheibe. Die Kontaktfläche der Biegeform kann insgesamt konvex ausgebildet sein, insbesondere wenn die gesamte Glasscheibe eine geringe Krümmung aufweisen soll. Sind stärker gebogene Randbereiche der Glasscheibe vorhanden, so kann die Kontaktfläche der Biegeform neben dem konvexen Bereich auch konkave Bereiche ausweisen, welche auf die besagten Bereiche der Glasscheibe wirken und durch klassisches Pressbiegen eine konkave Biegung erzeugen.
Die Glasscheibe wird also nach dem Pressbiegen durch viskoelastische Rückkehr mit der Endbiegung versehen. Die untere Biegeform ist derart ausgelegt, dass unter Berücksichtigung der Biegetemperatur, der Viskosität der Glasscheibe, der Dicke der Glasscheibe und gegebenenfalls weiterer Faktoren die konvexe Biegung während des Pressbiegens genau so ausgeprägt ist, dass nach der viskoelastischen Rückkehr die erwünschte flache Form erreicht wird. Das ist mit Hilfe fachüblicher Simulationsmethoden einfach möglich.
Eine konvexe Kontaktfläche ist derart ausgebildet, dass die Ecken und Ränder der Glasscheibe im bestimmungsgemäßen Kontakt mit dem Werkzeug näher in Richtung des Werkzeugs gebogen sind als die Scheibenmitte. Bei einer konkaven Kontaktfläche ist entsprechend die Scheibenmitte näher in Richtung des Werkzeugs gebogen als die Ecken und Ränder.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform kühlt die Glasscheibe während des Pressbiegens in Verfahrensschritt (b) soweit ab, dass sie nicht mehr viskoelastisch ist beziehungsweise kein viskoelastisches Verhalten zeigt. Eine viskoelastische Rückkehr findet unter diesen Bedingungen nicht statt und die Glasscheibe verbleibt in dem durch das Pressbiegen erzeugten Biegungszustand. Die Biegung der Kontaktfläche entspricht dabei im Wesentlichen der angestrebten Endbiegung der Glasscheibe, weil die viskoelastische Rückkehr nicht überkompensiert werden muss.
Das Abkühlen in Verfahrensschritt (b) findet insbesondere statt während die Pressbiegewerkzeuge auf die Glasscheibe wirken. Bevorzugt liegt die Temperatur nach dem Abkühlen am Ende des Pressbiegeschritts höchstens 10°C oberhalb des Übergangspunktes, besonders bevorzugt höchstens 5°C. So kann eine viskoelastische Rückkehr wirksam vermieden werden. Die Temperatur nach dem Abkühlen kann auch unterhalb des Übergangspunktes liegen.
Beim Erwärmen und Vorbiegen in Verfahrensschritt (a) liegt die mindestens eine Glasscheibe bevorzugt auf einer Schwerkraftbiegeform mit einer rahmenartigen Kontaktfläche auf. Die rahmenartige Kontaktfläche berührt die Glasscheibe in ihrem Randbereich, während der Zentralbereich keinen direkten Kontakt zur Schwerkraftbiegeform hat. Rahmenartige Kontaktflächen sind kostengünstiger als Vollformen, führen zu einer besseren optischen Qualität der Glasscheibe und ermöglichen ein effizientes beidseitiges Erwärmen der Glasscheibe. Ist die Glasscheibe ausreichend erwärmt, so senkt sich der Zentralbereich unter dem Einfluss der Schwerkraft ab, wodurch die erfindungsgemäße konkave Vorbiegung erzeugt wird. Die Kontaktfläche ist bevorzugt konkav ausgebildet, so dass sich die Glasscheibe unter dem Einfluss der Schwerkraft an die Kontaktfläche anlegt.
Die Schwerkraftbiegeform ist bevorzugt beweglich gelagert, beispielsweise auf einem Wagen. Die Glasscheibe kann dann aufliegend auf der Schwerkraftbiegeform durch einen Ofen bewegt werden, wo sie erwärmt wird, und zu den Pressbiegewerkzeugen bewegt werden. Das Schwerkraftbiegen kann schrittweise erfolgen auf mehreren Kontaktflächen, die immer stärker an die voranschreitende Vorbiegung angepasst sind. Dazu kann die Schwerkraftbiegeform mit mehreren, beispielsweise zwei Kontaktflächen ausgestattet sind, die vertikal zu einander beweglich sind. Die eine Kontaktfläche umgibt die andere, bevorzugt im wesentlich konzentrisch. Zunächst liegt die Glasscheibe auf der ersten Kontaktfläche auf, während sich die zweite Kontaktfläche darunter befindet. Zur Übergabe der Glasscheibe wird die zweite Kontaktfläche nach oben und/oder die erste Kontaktfläche nach unten bewegt, so dass am Ende die zweite Kontaktfläche weiter oben angeordnet ist und die Glasscheibe trägt. Die zweite Kontaktfläche ist typischerweise stärker gebogen (insbesondere konkav gebogen) als die erste Glasscheibe, um der fortschreitenden Vorbiegung der Glasscheibe Rechnung zu tragen.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Glasscheibe auf der Schwerkraftbiegeform unter das obere Biegewerkzeug bewegt und durch dieses von der Schwerkraftform abgehoben. Typischerweise wird das obere Biegewerkzeug hierzu vertikal abgesenkt, grundsätzlich ist aber auch ein Anheben der Schwerkraftbiegeform oder eine Kombination beider Vertikalbewegungen möglich. Anschließend wird die Schwerkraftbiegeform fortbewegt.
Das obere Biegewerkzeug ist dazu bevorzugt geeignet zum Halten der mindestens einen Glasscheibe durch eine Saugwirkung. Das obere Biegewerkzeug ermöglicht während eines Biegeprozesses das Halten der zu biegenden Glasscheibe gegen den Einfluss der Schwerkraft, indem eine durch einen Unterdrück erzeugte Saugwirkung auf die Glasscheibe ausgeübt wird, so dass die Glasscheibe infolge der Saugwirkung an das Werkzeug angepresst wird.
Das obere Biegewerkzeug umfasst eine Kontaktfläche, die mit der zu haltenden beziehungsweise zu biegenden Glasscheibe in Kontakt gebracht wird. Die Kontaktfläche ist in einer bevorzugten Ausgestaltung rahmenartig. Das Werkzeug ist also keine Vollform. Es gehört vielmehr zur Gruppe der Werkzeuge, bei denen in peripherer Bereich der Glasscheibe an den Seitenkanten oder in der Nähe der Seitenkanten mit dem Werkzeug in direktem Kontakt steht, während der größte Teil der Scheibe keinen direkten Kontakt zum Werkzeug hat. Ein solches Werkzeug kann auch als Ring (Biegering) oder Rahmen (Rahmenform) bezeichnet werden. Der Begriff „rahmenartige Kontaktfläche“ im Sinne der Erfindung dient lediglich zur Abgrenzung des erfindungsgemäßen Werkzeugs von einer vollflächigen Form (Vollform). Die Kontaktfläche muss keinen vollständigen Rahmen bilden, sondern kann auch unterbrochen sein. Die Kontaktfläche ist in Form eines vollständigen oder unterbrochenen Rahmens ausgebildet. Die Breite der Kontaktfläche des oberen Biegewerkzeugs beträgt bevorzugt von 0,1 cm bis 10 cm, besonders bevorzugt von 0,2 cm bis 1 cm, beispielsweise 0,3 cm. Das Werkzeug ist weiter mit einem sogenannten Skelett ausgestattet, worunter eine flächige Struktur verstanden ist, welche die Kontaktfläche trägt. Das Skelett ist mit der Kontaktfläche ausgebildet. Die Kontaktfläche ist auf dem Skelett angeordnet.
Die Kontaktfläche des oberen Biegewerkzeuges ist bevorzugt konvex ausgebildet. Die Kontaktfläche ist nach unten gerichtet. Das bedeutet, dass die Kontaktfläche dem Erdboden zugewandt ist und das sie tragende Skelett oberhalb der Kontaktfläche (das heißt auf der vom Erdboden abgewandten Seite der Kontaktfläche) angeordnet ist. So kann das Werkzeug die Glasscheibe gegen den Einfluss der Schwerkraft halten.
Das obere Biegewerkzeug umfasst bevorzugt außerdem eine Abdeckung. Die Abdeckung ist auf der Seite der Kontaktfläche angeordnet, welche während des Halte- oder Biegevorgangs von der Glasscheibe abgewandt ist. Die Abdeckung ermöglicht das Erzeugen der für den Haltevorgang wesentlichen Saugwirkung. Die Saugwirkung wird insbesondere durch Absaugen der Luft zwischen Abdeckung und Biegeskelett erzeugt. Das Absaugen der Luft erfolgt über ein an die Abdeckung angeschlossenes Ansaugrohr.
Die Abdeckung ist bevorzugt mit einem peripheren, die Kontaktfläche zumindest bereichsweise umgebende Luftleitblech ausgebildet. Ein solches Luftleitblech wird häufig auch als Schürze bezeichnet. Das Luftleitblech ist bevorzugt am Ende der Abdeckung angeordnet. Das Luftleitblech umgibt oder umrahmt die Kontaktfläche vollständig oder abschnittsweise. Während des Haltevorgangs weist das Luftleitblech bevorzugt einen Abstand zu den Seitenkanten der Glasscheibe von 3 mm bis 50 mm auf, besonders bevorzugt von 5 mm bis 30 mm, beispielsweise 20 mm auf. Durch das Luftleitblech wird der durch die Saugwirkung erzeugt Luftstrom entlang der Seitenkante der Glasscheibe geleitet, sodass die Kante mit dem Luftstrom bestrichen wird. Dadurch wird die Glasscheibe an die Kontaktfläche angedrückt beziehungsweise angesaugt.
Optional kann mit dem Ansaugen der Glasscheibe an das obere Biegewerkzeug ein weiteres Biegen verbunden sein. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Formgebung der Kontaktfläche erreicht werden, so dass sich die Glasscheibe infolge der Saugwirkung an die Kontaktfläche anschmiegt und so gebogen wird. Auch durch einen solchen, dem eigentlichen Pressbiegen vorgelagerten Formungsschritt kann der unerwünschten konkaven Vorbiegung bereits entgegengewirkt werden, was als eine Art Vorstufe zur endgültigen Kompensation der Vorbiegung durch den Pressbiegeschritt genutzt werden kann.
Auch mehrere, beispielsweise zwei aufeinander liegende Glasscheiben können durch das erfindungsgemäße Werkzeug simultan gehalten werden. Das Werkzeug eignet sich daher besonders für Verfahren des paarweisen Biegens, bei denen zwei Einzelscheiben, die später zu einem Verbundglas laminiert werden sollen, gemeinsam simultan kongruent gebogen werden.
Die Glasscheibe wird bevorzugt mit dem oberen Biegewerkzeug von der Schwerkraftform abgehoben (anders ausgedrückt: aufgenommen, übernommen), woraufhin die Schwerkraftbiegeform entfernt wird. Im Anschluss wird bevorzugt die untere Biegeform unter das obere Biegewerkzeug bewegt, während die Glasscheibe am oberen Biegewerkzeug fixiert ist. Die Glasscheibe kann dann zwischen dem oberen Biegewerkzeug und der unteren Biegeform gepresst werden. Dazu werden das obere Biegewerkzeug und die untere Biegeform einander angenähert und die Glasscheibe dazwischen gepresst. Das Annähern kann durch vertikale Bewegung des oberen Biegewerkzeugs und/oder der unteren Biegeform erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die untere Biegeform mit über die Kontaktfläche verteilten Durchführungen (Öffnungen, Löchern) ausgestattet. Durch die Durchführungen kann während des Pressbiegens eine zusätzliche Saugwirkung auf die Glasscheibe ausgeübt werden. Durch die Saugwirkung wird die Glasscheibe an die vollflächige Kontaktfläche der unteren Biegeform angesaugt, was vorteilhaft hinsichtlich einer schnellen und effizienten Formung der Glasscheibe ist.
Nach dem Pressbiegen wird die mindestens eine Glasscheibe vom oberen Biegewerkzeug auf eine untere Ablageform abgelegt, auf der sie abkühlt, um weiter verarbeitet zu werden. Die untere Ablageform ist bevorzugt beweglich gelagert, um die Glasscheibe von den Pressbiegewerkzeugen entfernen zu können. Die Ablageform weist bevorzugt eine rahmenartige Kontaktfläche auf. Die Ablageform kann eine eigens bereitgestellte Form sein, alternativ kann aber auch eine Schwerkraftbiegeform nach dem Pressbiegen als Ablageform verwendet werden. In letzterem Fall ist mitunter eine Anpassung der Kontaktfläche vorteilhaft, weil die Glasscheibe nach dem Pressbiegen eine stark veränderte Form aufweist. Es kann dieselbe Schwerkraftbiegeform verwendet werden, auf der die Glasscheibe vorgebogen wurde, oder auch eine andere, die mit der ersten bevorzugt in einem Wagenzug angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausführung wird die Glasscheibe nach dem Pressbiegen auf eine Schwerkraftbiegeform abgelegt, entweder auf dieselbe Schwerkraftbiegeform, auf der sie vorgebogen wurde, oder auf eine Schwerkraftbiegeform des gleichen Typs, auf der insbesondere eine andere Glasscheibe vorgebogen wurde. Die Schwerkraftbiegeform ist bevorzugt mit einer veränderlichen rahmenartigen Kontaktfläche ausgebildet, so dass die Kontaktfläche beim Schwerkraftbiegen auf die Vorbiegung abgestimmt beziehungsweise an die Vorbiegung angepasst ist und beim Ablegen der pressgebogenen Glasscheibe auf die Endbiegung abgestimmt beziehungsweise an die Endbiegung angepasst ist. Diese Anpassung der Kontaktfläche kann auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass die rahmenartige Kontaktfläche in verschiedene klappbare Teile unterteilt ist, welche beide Kontaktflächenabschnitte beinhalten, wobei durch Klappen jeweils einer der Kontaktflächenabschnitte nach oben gerichtet werden kann, so dass er als eigentliche Kontaktfläche wirkt. Alternativ ist es beispielsweise möglich, die Schwerkraftbiegeform mit zwei unterschiedlichen Kontaktfläche auszustatten, die vertikal beweglich zueinander gelagert sind. Die eine Kontaktfläche umgibt insbesondere die andere Kontaktfläche, bevorzugt im Wesentlichen konzentrisch. Die Schwerkraftbiegeform kann dann durch relative Vertikalbewegung der Kontaktfläche in zwei verschiedene Zustände versetzt werden: einen ersten Zustand, bei dem die erste Kontaktfläche höher angeordnet ist als die zweite Kontaktfläche, so dass die Glasscheibe auf der ersten Kontaktfläche aufliegt, und einen zweiten Zustand, bei dem die zweite Kontaktfläche höher angeordnet ist als die erste Kontaktfläche, so dass die Glasscheibe auf der zweiten Kontaktfläche aufliegt. Die höher angeordnete Kontaktfläche ist also jeweils die aktive oder eigentliche Kontaktfläche der Schwerkraftbiegeform.
Die Übergabe der Glasscheibe auf die Ablageform kann nach dem Pressbiegen durch dasjenige obere Biegewerkzeug erfolgen, das zum Pressbiegen verwendet wurde. Die Glasscheibe verbleibt dazu nach dem Pressbiegen angelegt an die Kontaktfläche des oberen Biegewerkzeugs, die untere Pressbiegeform wird entfernt und die Ablageform wird unter das Biegewerkzeug bewegt, so dass die Glasscheibe darauf abgelegt werden kann. Es ist aber auch möglich, dass die Glasscheibe nach dem Pressbiegen auf der unteren Biegeform verbleibt und vom oberen Biegewerkzeug entfernt wird. Das obere Biegewerkzeug steht dann für den nächsten Biegeschritt zur Verfügung, was Vorteile hinsichtlich der Taktzeit hat. Die Glasscheibe wird dann durch ein anderes Werkzeug, beispielsweise ein anderes oberes Pressbiegewerkzeug oder ein ähnlich ausgestaltetes Haltewerkzeug, von der unteren Biegeform übernommen und auf die Ablageform abgelegt.
In einer vorteilhaften Ausführung wird das Verfahren simultan auf mindestens zwei, bevorzugt genau zwei aufeinander liegende Glasscheiben angewandt. Die Glasscheiben werden dabei paarweise (das heißt als Scheibenpärchen) simultan vom Werkzeug gehalten und im Biegeprozess gebogen. Die Biegung der beiden Glasscheiben ist dann besonders kongruent und aufeinander abgestimmt, so dass die Scheiben sich besonders eignen, miteinander zu einer Verbundscheibe hoher optischer Qualität laminiert zu werden. Werden zwei oder mehrere Glasscheiben simultan gebogen, so ist zwischen den Scheiben bevorzugt ein Trennmittel angeordnet, so dass die Scheiben nicht dauerhaft aneinander haften. Beim paarweisen Biegen werden alle Verfahrensschritt mit dem Scheibenpärchen durchgeführt - die im Ausgangszustand planen Glasscheiben werden aufeinander angeordnet und gemeinsam dem Vorbiegen und dem Pressbiegen unterzogen.
Die Glasscheibe oder die Mehrzahl an Glasscheiben ist bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas gefertigt, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Der Übergangspunkt von Kalk-Natron-Glas beträgt etwa 560°C, wobei sein genauer Wert von der genauen Zusammensetzung abhängt. Grundsätzlich kann die Glasscheibe aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Borsilikatglas, Aluminosilikatglas oder Quarzglas. Die Dicke der Glasscheiben beträgt typischerweise 0,5 mm bis 10 mm, bevorzugt 1 mm bis 5 mm, insbesondere von 1 ,2 mm bis 3 mm.
Typische Biegetemperaturen für Glasscheiben aus Kalk-Natron-Glas betragen von 570°C bis 700°C. Ein deutliches Überschreiten des Übergangspunkts kann bevorzugt sein: einerseits lässt sich das Glas aufgrund einer geringeren Viskosität einfacher und schneller formen, andererseits sind höhere Temperaturen erforderlich, um die für Fahrzeugscheiben nötige Randspannung in die Glasscheibe einzubringen. Bevorzugt beträgt die Biegetemperatur beim Schwerkraftbiegen (Verfahrensschritt (a)) von 600°C bis 650°C und beim Pressbiegen unterhalb 600°C. Durch die geringere Temperatur beim Pressbiegen wird eine bessere optische Qualität der Glasscheibe erreicht. Um die gewünschten Randspannungen nach dem Biegen einzubringen, kann die Glasscheibe mit einem definierten Luftstrom beaufschlagt werden.
Die mindestens eine Glasscheibe ist bevorzugt als Fahrzeugscheibe oder Bestandteil einer Fahrzeugscheibe vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die Glasscheibe als Bestandteil einer Verbundscheibe vorgesehen, die ihrerseits eine Windschutzscheibe, Dachscheibe, Seitenscheibe oder Heckscheibe eines Fahrzeugs ist, bevorzugt eines Kraftfahrzeugs. Die beiden Glasscheiben der Verbundscheibe werden bevorzugt paarweise simultan gebogen. Fahrzeugscheiben mit flachen Bereichen können Vorteile hinsichtlich des Strömungswiderstands aufweisen und aus aerodynamischen Gründen bevorzugt sein. Dies gibt in besonderem Maße für Dachscheiben.
Die Erfindung umfasst außerdem eine Vorrichtung zum Biegen mindestens einer Glasscheibe, mindestens umfassend:
Mittel zum Erwärmen mindestens einer Glasscheibe auf eine Biegetemperatur, die geeignet sind, die mindestens eine Glasscheibe horizontal liegend durch Schwerkraftbiegen mit einer konkaven Vorbiegung zu versehen, ein oberes Biegewerkzeug und eine untere Biegeform, die geeignet sind, die zwischen ihnen befindliche mindestens eine Glasscheibe durch Pressbiegen zu verformen, wobei die untere Biegeform eine vollflächige Kontaktfläche aufweist, welche geeignet ist, beim Pressbiegen der konkaven Vorbiegung derart entgegenzuwirken, dass eine Endbiegung der der Glasscheibe erzeugt wird, die geringer ausgeprägt ist als die Vorbiegung.
Die vorstehenden Ausführungen zum Verfahren gelten gleichermaßen für die Vorrichtung. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens bedeuten auch, dass die Vorrichtung bevorzugt dazu geeignet und mit den erforderlichen Mitteln ausgestattet ist.
Das obere Biegewerkzeug ist bevorzugt in einer Biegekammer angeordnet. Unter einer Biegekammer wird im Sinne der Erfindung ein Raumsegment eines Biegeofens verstanden. Der Biegeofen umfasst bevorzugt außerdem eine Heizkammer, in der das Erwärmen der Glasscheibe erfolgt. Die Schwerkraftbiegeform ist bevorzugt durch die Heizkammer in die Biegekammer bewegbar, um die Glasscheibe zu erwärmen und an das obere Biegewerkzeug zu übergeben. Die untere Biegeform kann dauerhaft innerhalb der Biegekammer angeordnet sein und innerhalb derselben beweglich sein, um sie unter das obere Biegewerkzeug zu bewegen. Es ist aber auch möglich, dass die untere Biegeform zwischen einer Position außerhalb der Biegekammer und innerhalb der Biegekammer (unter dem oberen Biegewerkzeug) bewegbar sein. Die Biegekammer kann optional eine Heizvorrichtung aufweisen, um ihrerseits beheizt zu werden. Häufig wird die Glasscheibe aber nur in der Heizkammer erwärmt und in der Biegekammer pressgebogen, was natürlich ausreichend schnell erfolgen muss, um eine zu starkes Abkühlen der Glasscheibe zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer besonders bevorzugten Ausführung das Verfahren, welches in EP 1 836 136 B1 detailliert beschrieben ist, wobei die dort beschrieben konkave untere Biegeform („moule inferieur concave 5“) durch die erfindungsgemäße untere Biegeform ersetzt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt die Vorrichtung aus EP 1 836 136 B1.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht und Querschnitte einer ersten erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe,
Fig. 2 eine Draufsicht einer zweiten erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe,
Fig. 3 eine Draufsicht und Querschnitte einer dritten erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe,
Fig. 4 eine schrittweise Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein oberes Biegewerkzeug,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung der unteren Biegeform,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestaltung der unteren Biegeform,
Fig. 8 eine schrittweise Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 9 Querschnitt durch eine Schwerkraftbiegeform,
Fig. 10 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 11 eine Draufsicht und ein Querschnitt einer vierten erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe.
Figur 1 zeigt verschiedene Ansichten einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe I. Die Glasscheibe I ist beispielsweise als Bestandteil einer Dachscheibe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen vorgesehen. Die Glasscheibe I weist in Draufsicht (Figur 1a) eine im Wesentlichen viereckige Form auf. In der Praxis kann beispielsweise durch abgerundet ausgeformte Seitenkanten eine tonnen- oder kissenförmige Abweichung von der hier dargestellten idealen Rechteckform auftreten.
Die Glasscheibe I ist durch vier Seitenkanten begrenzt: zwei einander gegenüberliegende lange Seitenkanten (hier oben und unten dargestellt) und zwei einander gegenüberliegende kurze Seitenkanten. Die eingezeichnete direkte Verbindungslinie zwischen den geometrischen Mitten der beiden langen Seitenkanten wird im Sinne der Erfindung als Querverbindungslinie Q bezeichnet, die eingezeichnete direkte Verbindungslinie zwischen den geometrischen Mitten der beiden kurzen Seitenkanten als Längsverbindungslinie L.
Das Ausmaß der Biegung der Glasscheibe I lässt sich durch die maximale auftretende Abweichung von der Querverbindungslinie Q und der Längsverbindungslinie L. In einem Querschnitt durch die Glasscheibe I entlang der Querverbindungslinie Q (Figur 1b) lässt sich ein Punkt ermitteln, dessen senkrechter Abstand zur Querverbindungslinie Q größer ist als derjenige aller anderen Punkte. Der senkrechte Abstand des besagten Punktes zur Querverbindungslinie Q wird im Sinne der Erfindung als Querbiegungstiefe TQ bezeichnet. Ebenso lässt sich in einem Querschnitt durch die Glasscheibe I entlang der Längsverbindungslinie L (Figur 1c) ein Punkt ermitteln, dessen senkrechter Abstand zur Längsverbindungslinie L größer ist als derjenige aller anderen Punkte. Der senkrechte Abstand des besagten Punktes zur Längsverbindungslinie L wird im Sinne der Erfindung als Längsbiegungstiefe TL bezeichnet.
Die hier beschriebene Bestimmung der Biegungstiefen TQ und TL mit Hilfe von Verbindungslinien Q und L zwischen den geometrischen Mitten der Seitenkanten gilt für den beispielhaften Fall, dass die stärkste Krümmung im Scheibenzentrum angeordnet ist. Es werden jeweils diejenigen Verbindungslinien Q, L herangezogen, welche die größte Biegungstiefe liefern. Diese größte oder maximale Biegungstiefe ist die Biegungstiefe der Glasscheibe.
Die erfindungsgemäß hergestellten Glasscheiben I sind im Sinne der Erfindung als flach charakterisiert. Die Charakterisierung als flach ist im Sinne der Erfindung nicht streng mathematisch zu verstehen, sondern umfasst wie im Alltagssprachgebrauch den Fall, dass die Glasscheibe plan ausgebildet ist, ebenso wie den Fall, dass die Glasscheibe eine geringe Biegungstiefe aufweist. Die Gesamt-Biegungstiefe beträgt insbesondere höchstens 2,5 % der Länge der Glasscheiben I. (vgl. Figur 11). Die Glasscheibe I ist also plan (Querbiegungstiefe und Längsbiegungstiefe gleich 0) oder gebogen mit einer Gesamt- Biegungstiefe von höchstens 2,5 % ihrer Länge.
In der dargestellten Ausgestaltung der Figur 1 ist die flache Glasscheibe I dadurch realisiert, dass insgesamt nur große Krümmungsradien (Bereiche geringer Krümmung) auftreten. Figur 2 zeigt eine Draufsicht einer zweiten Ausgestaltung einer erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe I. Die Glasscheibe I weist wiederum einen Bereich B auf, der den Zentralbereich umfasst und der durch große Krümmungsradien gekennzeichnet ist. Außerdem sind vier Randbereiche R an den Ecken der Glasscheibe I vorhanden, die eine stärkere Biegung aufweisen. Der Bereich B und die jeder Randbereich R sind durch eine imaginäre Grenzlinie G voneinander getrennt, an der sich die Krümmung signifikant ändert. Die Gesamt-Biegungstiefe der Glasscheibe I beträgt aber insgesamt höchstens 2,5% ihrer Länge, so dass die Glasscheibe I trotz der stark gebogenen Randbereiche R flach ausgebildet ist.
Figur 3 zeigt Ansichten einer dritten Ausgestaltung einer erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe I. Es sind wiederum eine Draufsicht (Figur 3a), ein Querschnitt entlang der Querverbindungslinie G (Figur 3b) und ein Querschnitt entlang der Längsverbindungslinie L (Figur 3c) dargestellt. Die Glasscheibe I weist wiederum einen Bereich B großer Krümmungsradien (geringer Krümmung) auf, der den Zentralbereich umfasst und sich bis an die kurzen Seitenkanten erstreckt. Außerdem sind zwei Randbereiche R angrenzend an die beiden langen Seitenkanten, die eine stärkere Biegung aufweisen. Der Bereich B und die jeder Randbereich R sind durch eine imaginäre Grenzlinie G voneinander getrennt, an der sich die Krümmung signifikant ändert.
Die Gesamt-Biegungstiefe der Glasscheibe I beträgt aber insgesamt höchstens 2,5% ihrer Länge, so dass die Glasscheibe trotz der stark gebogenen Randbereiche R flach ausgebildet ist.
Figur 4 zeigt schematisch die Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst werden zwei aufeinander liegende Glasscheiben I, II, welche im Ausgangszustand plan sind, auf einer Schwerkraftbiegeform 9 positioniert (Figur 4a). Die Schwerkraftbiegeform 9 weist eine rahmenartige Kontaktfläche 8 auf, die nach innen geneigt und optional gekrümmt ist, so dass die Glasscheiben I, II zunächst nur auf der äußeren Kante der Kontaktfläche 8 aufliegen. Die Glasscheiben I, II bestehen aus Kalk-Natron-Glas und werden aufliegend auf der Schwerkraftbiegeform 9 auf Biegetemperatur erhitzt. Die Biegetemperatur beträgt beispielsweise 620 °C und liegt deutlich über dem sogenannten Übergangspunkt, an dem Glasscheiben I, II formbar werden (etwa 560°C). Sobald die Glasscheiben I, II infolge der Erwärmung formbar geworden sind, wird sie unter Einwirkung der Schwerkraft verformt, wobei der nicht durch die Schwerkraftbiegeform 9 gestützte Zentralbereich absinkt und sich die Randbereiche an die Kontaktfläche 8 der Schwerkraftbiegeform 9 anschmiegen (Figur 4b). Aus der Schwerkraftbiegung resultieren konkav vorgebogenen Glasscheiben I, II.
Nach dem Schwerkraftbiegen werden die Glasscheiben I, II von einem oberen Biegewerkzeug 1 übernommen. Das Biegewerkzeug 1 ist geeignet, die Glasscheiben I, II durch eine Saugwirkung zu halten. Das Biegewerkzeug 1 wird von oben an die Glasscheiben I, II auf der Schwerkraftbiegeform 9 angenähert und seiner rahmenartigen Kontaktfläche in Kontakt gebracht (Figur 4c). Anschließend wird die Saugwirkung erzeugt. Die Glasscheiben I, II werden am Biegewerkzeug 1 gehalten und können von diesem nach oben bewegt und damit der Schwerkraftbiegeform 9 entnommen werden (Figur 4d). Nachdem die Glasscheiben I, II vom Biegewerkzeug 1 übernommen wurden (Figur 4e) wird eine untere Biegeform 10 von unten an die Glasscheiben I, II angenähert.
Die Glasscheiben I, II werden zwischen dem oberen Biegewerkzeug 1 und der unteren Biegeform 10 durch Pressbiegen gebogen. Dazu werden die Glasscheiben I, II auf beispielsweise knapp unter 600°C abgekühlt, was der optischen Qualität der Glasscheiben I, II zuträglich ist. Die untere Biegeform 10 weist eine vollflächige, konvexe Kontaktfläche auf. Aufgrund dessen werden die konkav vorgebogenen Glasscheiben I, II durch das Pressbiegen mit einer entgegengesetzten konvexen Biegung versehen (Figur 4f). Die untere Biegeform 10 wird anschließend wieder abgesenkt (Figur 4g). Sobald die Presswirkung nicht mehr auf die Glasscheiben I, II ausgeübt wird, verformen sich die Glasscheiben I, II durch die viskoelastische Rückkehr (viscoelastic return) wieder in die Gegenrichtung. Daneben kann auch ein Einfluss der Schwerkraft auf diese Verformung vorhanden sein, allerdings weniger ausgeprägt als beim Schwerkraftbiegen, da die Glasscheiben I, II mittlerweile signifikant abgekühlt sind. Durch die viskoelastische Rückkehr werden die konvex pressgebogenen Glasscheiben I, II in die erfindungsgemäße flache Form überführt - entweder plan, wie hier der Einfachheit halber dargestellt, oder mit einer geringfügigen Restbiegung, bevorzugt konkav.
Die Glasscheiben I, II werden dann mittels des Biegewerkzeug 1 auf eine untere Ablageform abgelegt und durch Ausschalten der Saugwirkung übergeben (Figur 4h). Als Ablageform wird hier wieder die Schwerkraftbiegeform 9 verwendet, deren Kontaktfläche 8 bevorzugt vorher an die neue Form der Glasscheiben I, II angepasst wurde. Das Biegewerkzeug 1 wird dann nach oben bewegt (Figur 4i) und ist für den Biegeprozess des nächsten Scheibenpaares bereit. Die Glasscheiben I, II kühlen auf der Schwerkraftbiegeform 9 auf Umgebungstemperatur ab.
Die hier schematisch dargestellten Verfahrensschritte geben das in EP 1 836 136 B1 detaillierter beschriebene Verfahren wieder, wobei die dort verwendete konkave untere Biegeform (moule inferieur concave 5) durch die erfindungsgemäße konvexe Biegeform 10 ersetzt wurde.
Alternativ zu der dargestellten Ausführung ist es auch möglich, beim Pressbiegen die Saugwirkung des oberen Biegewerkzeugs 1 auszuschalten, so dass die Glasscheiben I, II nach der Trennung der Pressbiegewerkzeuge 1, 10 in Figur 4g auf der unteren Biegeform 10 verbleibt. Die obere Biegeform 1 steht dann bereits früher für den Biegeprozess des nächsten Scheibenpaares bereit. Die Glasscheiben I, II können von der unteren Biegeform 10 beispielsweise durch ein anderes Biegewerkzeug 1 übernommen werden.
Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung des oberen Biegewerkzeugs 1, wie es bevorzugt für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird. Das Biegewerkzeug 1 ist eine obere Form, welche geeignet ist, zwei aufeinander liegende Glasscheiben I, II durch eine Saugwirkung gegen den Einfluss der Schwerkraft an einer rahmenartigen Kontaktfläche 2 zu halten. Die Kontaktfläche 2 ist auf einem sogenannten Skelett 13 angeordnet. Zur Erzeugung der Saugwirkung umfasst das Biegewerkzeug 1 ein Ansaugrohr 5, über das Luft abgesaugt wird. Das Biegewerkzeug 1 verfügt weiter über eine Abdeckung 3, deren Ende mit einem umlaufenden Luftleitblech 4 ausgestattet ist. Das Luftleitblech 4 umgibt die Kontaktfläche 2 umlaufend. Durch das Skelett 13 und die Abdeckung 3 mit dem Luftleitblech 4 wird der durch das Ansaugrohr 5 erzeugte Luftstrom so geleitet, dass er die Kanten der Glasscheiben I, II bestreicht. Dadurch wird das Glasscheibenpaar I, II sicher an der Kontaktfläche 2 gehalten.
Das dargestellte Werkzeug ist ebenfalls aus EP1836136B1 bekannt (forme superieure 11). Es wird auch in WO2012/080071 A1 und W02012/080072A1 für weitere Biegeverfahren eingesetzt.
Die Kontaktfläche 2 wird entsprechend der Form der zu biegenden Glasscheibe gewählt. Sie ist in der Figur stark konvex dargestellt, wie es bei der Herstellung herkömmlicher konkaver Glasscheiben zur Anwendung kommt. Figur 6 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen unteren Biegeform 10. Sie weist eine vollflächige Kontaktfläche 11 auf, welche konvex ausgebildet ist. Diese Biegeform 10 eignet sich zur Herstellung einer Glasscheibe mit einer insgesamt geringen Krümmung.
In die Biegeform 10 sind bevorzugt nicht dargestellte Durchführungen eingebracht, die über die Kontaktfläche 11 verteilt sind. Durch die Durchführungen kann eine Saugwirkung auf die Glasscheibe ausgeübt werden, um sie beim Pressbiegen an die Kontaktfläche 11 anzusaugen. Dadurch wird die Formung der Glasscheibe noch effizienter gestaltet. Die Durchführungen sind auch in EP 1 836 136 B1 für die untere Biegeform (moule inferieur concave 5) beschrieben.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen unteren Biegeform 10. Sie weist eine vollflächige Kontaktfläche 11 auf, welche in einem Zentralbereich konvex ausgebildet ist und in einem Randbereich konkav. Durch eine solche Biegeform 10 lassen sich Glasscheiben mit stärker gekrümmten Randbereichen R herstellen, wie beispielsweise in Figur 3 dargestellt. Durch den konvexen Bereich der Kontaktfläche wird der Zentralbereich der Glasscheibe konvex gekrümmt, wodurch nach viskoelastischer Rückkehr der Bereich B mit geringer Krümmung entsteht. Die konkaven Randbereich R werden klassisch durch Pressbiegen erzeugt durch die konkaven Randbereiche der Kontaktfläche 11.
Figur 8 zeigt schematisch die Schritte einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Vorbiegen und die Aufnahme mit dem oberen Biegewerkzeug 1 entsprechen der Ausführungsform der Figur 4 (Figuren 8a-e). Während des Pressbiegens werden die Glasscheiben I, II bei dieser Ausführungsform allerdings soweit abgekühlt, dass keine viskoelastische Rückkehr mehr auftritt. Durch das Fehlen der viskoelastischen Rückkehr muss die Biegung beim Pressbiegen nicht überkompensiert werden. Stattdessen kann die Kontaktfläche der unteren Pressbiegeform schon im Wesentlichen die flache Form aufweisen, mit der die Glasscheiben I, II letztendlich versehen werden sollen. Die Kontaktfläche kann beispielsweise plan sein, wie in der Figur dargestellt, so dass die Glasscheiben I, II beim Pressbiegen in eine plane Form gebracht werden (Figuren 8f). Die Glasscheiben I, II verbleiben aufgrund ihrer geringen Temperatur in dieser Form und können vom oberen Biegewerkzeug 1 auf die Schwerkraftbiegeform 9 übergeben werden (Figuren 8g-i). Obwohl die Glasscheiben I, II im Endzustand plan sind, bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren doch entscheidende Effekte, so dass es nötig ist, um die Glasscheiben I, II für Anwendungen im Fahrzeugbereich verwenden zu können. Einerseits ist es nötig zur Erzeugung etwaiger gebogener Randbereiche, die in der Figur der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Andererseits ist ein Erwärmen zwingend erforderlich, um Randspannungen erzeugen zu können, so dass die Glasscheiben I, II den Sicherheitsanforderungen genügen. Die hierfür nötigen Temperaturen überschreiten den Übergangspunkt deutlich, so dass die Erwärmung zwangsläufig mit der Schwerkraft-Vorbiegung verbunden ist, die dann im Anschluss kompensiert werden muss. Ein vollflächiges Abstützen der Glasscheiben I, II während des Erwärmens, um die Vorbiegung zu verhindern, scheidet aus, da es der optischen Qualität der Glasscheiben I, II in kritischem Maße abträglich wäre.
Figur 9 zeigt eine Ausgestaltung einer Schwerkraftbiegeform 9. Die Schwerkraftbiegeform 9 ist mit zwei Kontaktflächen 8.1, 8.2 ausgestattet, die vertikal zueinander beweglich sind. Die erste Kontaktfläche 8.1 ist auf die vorgebogene Glasscheibe abgestimmt. Befindet sie sich in der erhöhten Position (Figur 9a), liegen die Glasscheiben I, II auf ihr auf, was zum Vorbiegen geeignet ist. Die zweite Kontaktfläche 8.2 kann nach oben bewegt werden (alternativ die erste Kontaktfläche 8.1 nach unten), so dass nun die zweite Kontaktfläche 8.2 in der erhöhten Position befindlich ist und in der Lage ist die Glasscheiben I, II zu tragen (Figur 9b). Die zweite Kontaktfläche 8.2 ist auf die Endbiegung abgestimmt, so dass die Schwerkraftbiegeform nun als Ablageform nach dem Pressbiegen geeignet ist.
Nach demselben Prinzip lassen sich verschiedene Kontaktflächen zum schrittweise Schwerkraftbiegen verwenden, wobei die Glasscheiben I, II durch die Vertikalbewegung der Kontaktfläche von einer Kontaktfläche auf die andere übergeben werden.
Statt der relativen Vertikalbewegung zweier getrennter Kontaktflächen können die beiden Kontaktfläche auch abschnittswiese auf kippbaren Bauteilen angeordnet sein, so dass durch eine Kippbewegung eine der beiden Kontaktflächenabschnitte in die aktive Position befördert werden kann.
Figur 10 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 anhand eines Flussdiagramms. Figur 11 zeigt eine Draufsicht (Figur 11a) und einen Querschnitt (Figur 11b) einer vierten Ausgestaltung einer erfindungsgemäß gebogenen Glasscheibe I zur Veranschaulichung der Dimensionen der Glasscheibe, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet werden. Die Glasscheibe I ist beispielsweise als Bestandteil einer Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen vorgesehen und weist die dafür typische trapezförmige Grundform mit gerundeter Ober- und Unterkante auf.
Der kleinstmögliche Quader, der geeignet ist, die Glasscheibe I zu umschließen beziehungsweise aufzunehmen, wird als 3D-Box D bezeichnet und ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Die größte Dimension dieser 3D-Box D wird als Länge L' bezeichnet und die zweitgrößte Dimension als Breite B'. Die Länge L' und die Breite B' werden in Draufsicht auf die Glasscheibe I beziehungsweise ihre Hauptflächen bestimmt. Die kleinste Dimension der 3D-Box D wird als Höhe H' oder Gesamt-Biegungstiefe bezeichnet.
Die Höhe H' ist der vertikale Abstand zwischen dem höchsten Punkt (hinter der Schnittebene zu erkennen) und dem tiefsten Punkt (in der Schnittebene gelegen) der Glasscheibe I, gemessen in horizontal liegender Position der Glasscheibe (Figur 11b) in einer solchen Anordnung, in der der besagte Abstand minimal ist.
Bezugszeichenliste:
(1) oberes Biegewerkzeug
(2) rahmenartige Kontaktfläche des oberen Biegewerkzeugs 1
(3) Abdeckung des oberen Biegewerkzeugs 1
(4) Luftleitblech des oberen Biegewerkzeugs 1
(5) Ansaugrohr des oberen Biegewerkzeugs 1
(8) Kontaktfläche der Schwerkraftbiegeform 9
(8.1), (8.2) erste, zweite Kontaktfläche der Schwerkraftbiegeform 9
(9) Schwerkraftbiegeform
(10) untere Biegeform
(11) vollflächige Kontaktfläche der unteren Biegeform 10
(13) Skelett des oberen Biegewerkzeugs 1
(I) Glasscheibe
(II) Glasscheibe
(B) Bereich geringer Krümmung der Glasscheibe I, II
(R) stark gekrümmter Randbereich der Glasscheibe I, II
(G) Grenzlinie zwischen Bereich B und Randbereich R
(Q) Querverbindungslinie der Glasscheibe I, II beziehungsweise des flachen Bereichs B (TQ) Querbiegungstiefe der Glasscheibe I, II beziehungsweise des flachen Bereichs B
(L) Längsverbindungslinie der Glasscheibe I, II beziehungsweise des flachen Bereichs B (TL) Längsbiegungstiefe der Glasscheibe I, II beziehungsweise des flachen Bereichs B
(L1) Länge der Glasscheibe I
(B1) Breite der Glasscheibe I
(H1) Höhe der Glasscheibe I
(D) 3D-Box der Glasscheibe I

Claims

25
Patentansprüche Verfahren zum Biegen mindestens einer Glasscheibe (I, II), umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
(a) Erwärmen mindestens einer Glasscheibe (I, II) auf eine Biegetemperatur, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) horizontal liegend angeordnet ist und durch Schwerkraftbiegen mit einer konkaven Vorbiegung versehen wird,
(b) Pressbiegen der mindestens einen Glasscheibe (I, II) zwischen einem oberen Biegewerkzeug (1) und einer unteren Biegeform (10) mit einer vollflächigen Kontaktfläche (11), wobei die Kontaktfläche (11) der unteren Biegeform (10) derart ausgebildet ist, dass das Pressbiegen der konkaven Vorbiegung entgegenwirkt und eine Endbiegung der Glasscheibe (I, II) erzeugt wird, die geringer ausgeprägt ist als die Vorbiegung. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Glasscheibe (I, II) nach Verfahrensschritt (b) plan oder konkav gekrümmt ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Glasscheibe (I, II) nach Verfahrensschritt (b) eine Höhe (H1) aufweist, die höchstens 2,5% ihrer Länge (U) entspricht, wobei die Höhe (H1) als kleineste Dimension und die Länge (U) als größte Dimension des kleinstmöglichen Quaders bestimmt werden, der geeignet ist, die Glasscheibe (I, II) komplett zu umschließen. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Höhe (H1) höchstens 2,0% der Länge (U) beträgt, bevorzugt höchstens 1,5 %. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Pressbiegen bei einer Temperatur durchgeführt wird, bei welcher die mindestens eine Glasscheibe (I, II) viskoelastisches Verhalten zeigt, und wobei zumindest ein Bereich der Kontaktfläche (11) der unteren Biegeform (10) konvex ausgebildet ist. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zumindest ein Bereich der mindestens einen Glasscheibe (I, II) während Verfahrensschritt (b) konvex gebogen wird, und nach dem Pressbiegen durch viskoelastische Rückkehr mit der Endbiegung versehen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) vor Verfahrensschritt (b) soweit abkühlt, dass sie kein viskoelastisches Verhalten zeigt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) in Verfahrensschritt (a) auf einer Schwerkraftbiegeform (9) mit einer rahmenartigen Kontaktfläche (8) aufliegt. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) nach Verfahrensschritt (b) wieder auf die Schwerkraftbiegeform (9) abgelegt wird, welche mit einer veränderlichen Kontaktfläche (8.1, 8.2) ausgestattet ist, wobei die Kontaktfläche (8.1, 8.2) in Verfahrensschritt (a) an die Vorbiegung und nach Verfahrensschritt (b) an die Endbiegung angepasst ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das obere Biegewerkzeug (1) eine nach unten gerichtete rahmenartige, konvexe Kontaktfläche (2) aufweist. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das obere Biegewerkzeug (1) eine Abdeckung (3) mit einem peripheren, die Kontaktfläche (2) zumindest bereichsweise umgebenden Luftleitblech (4) umfasst, um die Glasscheibe (I, II) durch einen die Kante bestreichenden Luftstrom gegen den Einfluss der Schwerkraft am oberen Biegewerkzeug (1) zu halten. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die untere Biegeform (10) mit Durchführungen ausgestattet ist, durch welche während Verfahrensschritt (b) eine Saugwirkung auf die mindestens eine Glasscheibe (I, II) ausgeübt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zwei aufeinander liegende Glasscheiben (I, II) paarweise simultan gebogen werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die mindestens eine Glasscheibe (I, II) als Fahrzeugscheibe oder Bestandteil einer Fahrzeugscheibe vorgesehen ist, bevorzugt als Fahrzeug-Dachscheibe oder Bestandteil einer solchen. orrichtung zum Biegen mindestens einer Glasscheibe (I, II), umfassend
- Mittel zum Erwärmen mindestens einer Glasscheibe (I, II) auf eine Biegetemperatur, die geeignet sind, die mindestens eine Glasscheibe (I, II) horizontal liegend durch Schwerkraftbiegen mit einer konkaven Vorbiegung zu versehen,
- ein oberes Biegewerkzeug (1) und eine untere Biegeform (10), die geeignet sind, die zwischen ihnen befindliche mindestens eine Glasscheibe (I, II) durch Pressbiegen zu verformen, wobei die untere Biegeform (10) eine vollflächige Kontaktfläche (11) aufweist, welche geeignet ist, beim Pressbiegen der konkaven Vorbiegung derart entgegenzuwirken, dass eine Endbiegung der der Glasscheibe
(I, II) erzeugt wird, die geringer ausgeprägt ist als die Vorbiegung.
PCT/EP2021/074664 2020-09-28 2021-09-08 Verfahren und vorrichtung zum biegen von flachen glasscheiben WO2022063575A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180003458.0A CN114599616A (zh) 2020-09-28 2021-09-08 用于弯曲扁平的玻璃片材的方法和装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20198603 2020-09-28
EP20198603.1 2020-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022063575A1 true WO2022063575A1 (de) 2022-03-31

Family

ID=72659755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/074664 WO2022063575A1 (de) 2020-09-28 2021-09-08 Verfahren und vorrichtung zum biegen von flachen glasscheiben

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN114599616A (de)
DE (1) DE202021004140U1 (de)
WO (1) WO2022063575A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5376158A (en) * 1990-05-22 1994-12-27 Glasstech, Inc. Method for vacuum impulse forming of heated glass sheets
US5713976A (en) * 1993-11-04 1998-02-03 Saint Gobain Vitrage Process for bending glass sheets
EP1358131A2 (de) 2001-02-06 2003-11-05 Saint-Gobain Glass France Verfahren und vorrichtung zum paarweisen biegen von zwei glasscheiben
EP1836136A1 (de) 2004-12-31 2007-09-26 Saint-Gobain Glass France Verfahren zum wölben von glasscheiben durch saugen
EP2463248A1 (de) 2010-12-13 2012-06-13 Saint-Gobain Glass France Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Scheiben
WO2012080072A1 (de) 2010-12-13 2012-06-21 Saint-Gobain Glass France Verfahren und vorrichtung zum biegen von scheiben
EP3408233A1 (de) * 2016-01-28 2018-12-05 Saint-Gobain Glass France Überdruckunterstütztes glasbiegeverfahren und hierfür geeignete vorrichtung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5376158A (en) * 1990-05-22 1994-12-27 Glasstech, Inc. Method for vacuum impulse forming of heated glass sheets
US5713976A (en) * 1993-11-04 1998-02-03 Saint Gobain Vitrage Process for bending glass sheets
EP1358131A2 (de) 2001-02-06 2003-11-05 Saint-Gobain Glass France Verfahren und vorrichtung zum paarweisen biegen von zwei glasscheiben
EP1836136A1 (de) 2004-12-31 2007-09-26 Saint-Gobain Glass France Verfahren zum wölben von glasscheiben durch saugen
EP1836136B1 (de) 2004-12-31 2011-05-04 Saint-Gobain Glass France Verfahren zum wölben von glasscheiben durch saugen
EP2463248A1 (de) 2010-12-13 2012-06-13 Saint-Gobain Glass France Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Scheiben
WO2012080072A1 (de) 2010-12-13 2012-06-21 Saint-Gobain Glass France Verfahren und vorrichtung zum biegen von scheiben
WO2012080071A1 (de) 2010-12-13 2012-06-21 Saint-Gobain Glass France Verfahren und vorrichtung zum biegen von scheiben
EP3408233A1 (de) * 2016-01-28 2018-12-05 Saint-Gobain Glass France Überdruckunterstütztes glasbiegeverfahren und hierfür geeignete vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE202021004140U1 (de) 2022-10-18
CN114599616A (zh) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004013132T2 (de) Verfahren zum biegen von glasscheiben durch pressen und saugen
EP3212585B1 (de) Werkzeug für einen glasbiegeprozess
EP3212584B1 (de) Biegewerkzeug für glasscheiben
EP2651676B1 (de) Gebogene scheibe
DE60213201T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum paarweisen biegen von glasscheiben
DE602006000999T2 (de) Glasbiegungs- und glaskühlungsverfahren und vorrichtung mit zwei trägerzügen
EP3600882B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufnehmen, verformen und ablegen einer dünnen glasscheibe
DE602004002767T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum biegen von glasscheiben
EP3337769B1 (de) Glasbiegevorrichtung und -verfahren unter verwendung eines ventilators
EP3544809B1 (de) Verfahren zur herstellung einer gebogenen verbundglasscheibe mit einer dünnen glasscheibe
EP3380440B1 (de) Überdruckunterstütztes schwerkraftbiegeverfahren und hierfür geeignete vorrichtung
DE60315230T2 (de) Verfahren zum Biegen einer Glasplatte zu einer komplizierten Form und Vorrichtug
EP0154892A1 (de) Anlage zum Herstellen von stark gekrümmten Glasscheiben
DE102017118295A1 (de) Formpresswerkzeug
DE10314267B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben
DE102004008595B4 (de) Verfahren zum Herstellen von umgeformten Glaskeramikteilen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
WO2022063575A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum biegen von flachen glasscheiben
WO2020089133A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum biegen von scheiben
WO2019025079A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum biegen von scheiben
DE1246939B (de) Verfahren zum Biegen von Glasscheiben in relativ scharfen Winkeln
DE10344444B4 (de) Verfahren zum partiellen Umformen von Glasplatten, Glas- oder Glaskeramikplatte mit partiell umgeformten Teilbereichen und Verwendung dieser Platte
DE202021004009U1 (de) Vorrichtung zum Pressbiegen von Glasscheiben
DE202020005546U1 (de) Vorrichtung zum Biegen von Scheiben
DE202020005522U1 (de) Glasbiegevorrichtung mit Laserunterstützung
WO2018188888A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum pressbiegen von glasscheiben

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21773392

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21773392

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1