DE1145314B - Biegevorrichtung fuer Glasscheiben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

P 27077 VIb/32a

ANMELDETAG: 29. A P R I L 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 14. MÄRZ 1963

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben nach Patent 1117 270. Diese Vorrichtung besteht aus einer aus einzelnen Abschnitten bestehenden Form, die wenigstens eine randständig angeordnete Schiene enthält, die wenigstens einen Teil eines peripheren Rahmens bildet, dessen Oberseite nach Profil und Umriß der für die gebogene Glasscheibe gewünschten Form entspricht. Die Form ist gekennzeichnet durch eine Spanoungsmodifiziervorrichtung, die außerhalb und ungefähr parallel zum vorderen mittleren Schienenteil des Rahmens und benachbart zu diesem verläuft und als Winkelschiene mit einem senkrechten Teil und einem unten angebrachten waagerechten Teil ausgebildet ist und mit diesem Teil nach innen unterhalb der Glasscheibe über den Rand der Scheibe nach deren Inneren hinreicht.

Dar Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Regelung der Spannungen in dem Randstreifen von gebogenen Glasscheiben, nachdem sie unter genauer Temperaturkontrolle abgekühlt worden sind. Diese Regelung erreicht man dadurch, daß man die jeweilige Abkühlungsgeschwindigkeit der Scheibenoberfläche in dem Randstreifen steuert und insbesondere den Teil des Glases, der unmittelbar von dem Rand nach innen zu fegt.

Da die Massenproduktion eine möglichst hohe Pcroduktionsgeschwindigkeit der Windschutzscheiben erfordert, versuchte man in der Flachglasindustrie, diese Geschwindigkeit dadurch zu steigern, daß man die Glasscheiben so rasch wie möglich durch die Biegeöfen fuhr. Dabei wurde natürlich das Temperaturgefälle viel stärker, dem die Scheiben während der Biege- und Glühbehandlung ausgesetzt werden. Die Folge davon war, daß in den Glasscheiben, wie gefunden wurde, vielfach Zugspannungen auftraten, insbesondere seitlich in einem schmalen Bereich von etwa 6,3 bis 9,5 mm Breite an dem vorderen Rand (gesehen in der Beförderungsrichtung) durch den Ofen. Diese Zugspannungsbereiche sind schwache Stellen in der Glasscheibe, die zur Bildung von gewöhnlich schnürhakenförmigen Löchern oder Sprüngen führen, die oft 7 bis 10 cm vom Rand der Scheiben aus ins Innere reichen.

Bei der in dem Hauptpatent beschriebenen Spannungsmodifiziervorrichtung dienen die Winkelschienen oder gewinkelten Platten, deren vorderer Teil etwa parallel zum vorderen Rand der Glasscheibe verläuft und an diesem Teil angrenzend angeordnet ist, zum Steuern der relativen Kühlgeschwindigkeit dieses vorderen Randes der Scheiben

Biegevorrichtung für Glasscheiben

Zusatz zum Patent 1117 270

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, A. Hoeppener
und Dr. H. J. Wolff, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1960 (Nr. 26 070)

Alvin Clair Shaffer, New Kensington, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

und derjenigen Bereiche, die seitlich davon im Innern Hegen.

Von diesem die Spannungen verändernden Körper ragt ein Teil nach vorn ein wenig über den vorderen Scheibenrand heraus, während sich ein anderer Teil ein wenig unterhalb dieses vorderen Randes der Scheiben befindet. Nach dem Hauptpatent wirken bei den zur Veränderung der Spannungen dienenden Körper der vor dem Vorderrand der Glasscheiben befindliche senkrechte Teil und der unterhalb dieses Scheibenrandes angebrachte waagerechte Teil derart zusammen, daß sie das Temperaturgefälle zwischen dem vorderen Scheibenrand und dem seitlich unmittelbar daran angrenzenden Scheibenteil auf dem Weg der Glasscheiben durch die Glühzone des Biegeofens verringern. Vermutlich hat dabei der senkrechte Teil des erwähnten Körpers eine Abschirmwirkung, die die natürliche Abkühlgeschwindigkeit am vorderen Rand der gebogenen Glasscheibe außen verzögert, während der waagerechte Teil des Körpers örtlich Wärme von der Auflageschiene der Form ableitet, wodurch die Wirkung der Schiene abgeschwächt und die Abkühlgeschwindigkeit der Scheibenbereiche, die seitlich unmittelbar an den vorderen Rand angrenzen und die früher starken inneren Spannungen ausgesetzt waren, verlangsamt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abänderung des erwähnten die Spannung verändernden

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Körpers, indem bei diesen der senkrecht angebrachte Teil gelocht ist und eine Anzahl irn Abstand voneinander liegender Öffnungen hat, deren freie Querschnitte zusammen gewöhnlich 5 bis 20% der ganzen Plattenfläche ausmachen. Die Öffnungen erlauben einen gewissen Luftumlauf zwischen der Atmosphäre des Glühofens und derjenigen am vorderen Rand der Glasscheibe, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Bildung einer stagnierenden Heißluftmasse in dem unmittelbar an diesen Rand angrenzenden Raum, wie dies oft bei festen Abschirmkörpern vorkommt, geringer wird.

Wenn innerhalb des Ofens eine verhältnismäßig kleine Luftbewegung besteht, erlauben die Löcher in den Metallplatten einer bestimmten Luftmenge den Durchtritt und eine Strömung innerhalb des Ofens, um den Randstreifen in richtiger Weise abzukühlen, ohne daß besondere zusätzliche Temperatursteuerungen an den waagerechten, nach innen angebrachten Metallplatten erforderlich sind.

Der gelochte Teil des erwähnten Körpers, vorzugsweise eine gelochte Platte, schützt den ganzen angrenzenden Vorderrand der Glasscheibe dagegen, daß er dem durch den Ofen fließenden Luftstrom direkt ausgesetzt wird. Ferner reicht die Wärmekapazität der Platte aus, um die Abkühlgeschwindigkeit am angrenzenden Rand der Glasscheibe während der Glühstufe des Biegevorganges im Vergleich zu ihrer natürlichen Abkühlgeschwindigkeit zu verringern. Die beiden letztgenannten Funktionen sind denjenigen ähnlich, die bei Verwendung fester Platten als die Spannungen verändernde Körper erfüllt werden, ohne daß man gleichzeitig auf die Schwierigkeit stößt, daß die Temperatur der stagnierenden Heißluftmasse am Scheibenrand schwer zu beherrschen ist, wie es manchmal der Fall bei Anbringung fester Abschirmkörper ist.

Die nachstehende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dient zum besseren Verständnis ihrer Vorzüge. In den zur Erfindung gehörigen Zeichnungen bedeutet

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines Biegeofens, in dem eine Biegeform nach dem Hauptpatent mit einer gelochten Platte nach der Erfindung gezeigt ist,

Fig. 2 einen Teilschnitt der in Fig. 1 gezeigten Bauart entlang deren Linie H-II,

Fig. 3 einen Teilschnitt, ähnlich dem in Fig. 2 durch eine wahlweise verwendbare Platte nach der Erfindung.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 10 eine auf einem Trägerschlitten 11 angebrachte Biegeform. Zu dem Trägerschlitten der Form gehören quer verlaufende Schlittenschienen 12.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Ofen 13, der ein üblicher Tunnelofen und mit Förderrollen 14 versehen ist, auf denen Schienen 12 gleiten können. Die Form 10 wird dabei, auf dem Schlitten 11 ruhend, in Richtung quer zu ihrer Längsachse durch den Ofen gefahren. In dem Ofen befinden sich oberhalb der Bewegungsbahn der Form 10 entlang der Fördervorrichtung 14 Heizquellen 16, die die zum Aufheizen der auf der Form liegenden Glasscheiben bis auf die Erweichungstemperatur des Glases erforderliche Wärme liefern.

Die mehrteilige Form 10 umfaßt einen mittleren Formabschnitt 17, zu dem in einem bestimmten Abstand voneinander liegende, in der Längsrichtung der Form verlaufende, hochkant angeordnete Schienen 18 und 19 gehören, deren obere Ränder Teile der die Glasscheiben formenden Auflegfläche bilden. Die Schiene 18 ist so ausgebildet, daß sie einen dem vorderen Rand (in der Förderrichtung durch den Ofen gesehen) der zu biegenden Glasscheibe benachbarten Körper trägt, während die Schiene 19 so gebaut ist, daß sie einen der Rückseite (in Förderrichtung gesehen) dieser Scheibe benachbarten Körper trägt. Ein

ίο gebogener Verstärkungsstab 20 verbindet die Schiene 18 mit der Schiene 19 des mittleren Formabschnittes 17.

Auf beiden Längsenden des mittleren Formabschnittes sind die äußeren Flügelabschnitte 21 aus hochkant angeordneten gekrümmten Schieriienstücken angelenkt, die so ausgebildet sind, daß sie in die Schließstellung der Form hochklappen können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist; in dieser Stellung bildet sie zusammen mit den Schienen 18 und 19 des mittleren Formabschnitts 17 einen praktisch lückenlosen Rahmen, der nach Auf- und Umriß der für die zu biegende Glasscheibe gewünschten Form entspricht. Gebogene Gewichtsarme 22 mit Gegengewichten 24, die in der Längsrichtung der Form nach deren Mitte hin zeigen, sind an den Flügelabschnitten 21 derart angebracht, daß sie sich um die Schwenkachsen 26 drehen können, die an den Enden des mittleren Formabschnittes 17 sitzen. Anschläge 28 dienen dazu, das Absinken der Gewichtsarme 22 zu begrenzen, damit die zugehörigen Flügelabschnitte 21 nicht über die für die Schließstellung der Form gewünschte Höhe hinaus geschwenkt werden können.

Wärmeabsorptionsplatten 30 mit im Vergleich zu den Glasscheiben verhältnismäßig hoher Wärmekapazität sind an Tragarmen 32 der Form befestigt, die frei tragend an den zusätzlichen Tragstangen 34 sitzen. Diese Wärmeabsorptionsplatten 30 haben den Zweck, Wärme aus den an die Flügelenden der Glasscheiben angrenzenden Bereichen abzuleiten, wenn die flachen Glasscheiben auf die in offener Stellung gehaltene Biegeform gelegt werden. Dadurch kann man die äußersten Flügelenden der Scheiben auf einer niedrigeren Temperatur halten als die ein wenig weiter der Mitte zu hegenden Bereiche, die stark gekrümmt werden sollen. In dem Maße, in dem die Glasscheiben nach dem Hochklappen der Flügelabschnitte 21 um die von den Dreharmen 26 gebildeten Gelenke nach oben gebogen werden, entfernen sich die Enden der Glasscheibe von den Wärmeafosorptionsplatten 30, wodurch die Temperaturbeeinflussung an den Flügelenden der Scheiben durch diese Wärmeabsorptionskörper immer schwächer wird, was zur Folge hat, daß die äußersten Enden der Flügel Temperaturen erreichen, die zwar innerhalb des Glühbereiches, jedoch unterhalb der Erweichungsbereiche liegen. Während also die Glasscheiben in ungleichmäßig gekrümmte Formen mit verhältnismäßig flachen Flügelenden gebogen werden, können doch diese Außenseiten ausreichend hoch erwärmt werden, so daß die ganze Glasscheibe richtig spannungsfrei geglüht wird, ohne daß steile Temperaturgefälle entstehen, die leicht zum Springen des Glases durch plötzlichen Temperaturwechsel führen können.

Zusätzliche Wärmeabsorptionsplatten 36 mit großer Wärmekapazität werden unterhalb der Glasscheiben-Auflegefläche in schräger Lage von dem Schlitten 11 getragen. Diese Platten haben den

Zweok, die Erwärmung der unteren Glasscheiben durch selektiven Wärmeentzug aus ihr zu verzögern. Werden diese zusätzlichen Wärmeabsorptionsplatten nicht vorgesehen, dann erwärmt sich die untere Glasscheibe rascher als die obere und biegt sich stärker durch, so daß zwischen den beiden gleichzeitig gebogenen Scheiben Hohlräume entstehen.

Zusätzliche Wärmeabsorptionsplatten 38, 39 und 40 mit einer im Vergleich zu einer gleichgroßen Glasfläche großen Wärmekapazität sind auch unter den Mittelabschnitt der Form unterhalb der Schiene 19 auf der (in der Bewegungsrichtung) rückwärtigen Formseite angebracht. Diese zusätzlichen Platten verlaufen von der Schiene 19 seitlich nach der Schiene 18 hin in einer Ebene unterhalb des unteren Randes der Schiene 18 und haben den Zweck, den darüber-Megenden Bereich der Glasscheibe kälter als das übrige Glas zu halten. Diese Platten haben eine solche Wärmekapazität, daß das Glas über ihnen eine zwar unterhalb des Erweichungsbereiches, aber innerhalb des Glühbereiches liegende Temperatur annimmt, wenn die zu biegenden anderen Teile Glaserweichungstemperaturen erreichen.

Die mittleren Absorptionsplatten 38, 39 und 40 sind gestaffelt angebracht, so daß eine unterschiedliche Wärmeabsorptionswirkung entsteht, die das Temperaiturgefälle zwischen denjenigen Bereichen der Glasscheibe, die abseits der Wärmeabsorptionskörper liegen, und den Bereichen, die nahe den Wärmeabsoirptionskörpern liegen, stark vermindert. Die mittleren Wärmeabsorptionsplatten 38, 39 und 40 ruhen auf quer verlaufenden Trägern 42.

Ein senkrechtes Teil der Platte 52 mit Löchern 53 und mit einem weiteren, in Form eines waagerechten Steges 54 ausgebildeten Teil umgibt den Mittelabschnitt der Führungsschiene 18 des mittleren Formabschnittes. Der gelochte Teil 52 ist seitlich etwas von der Schiene 18 entfernt und ragt nach oben in einer senkrechten Ebene, die parallel zu und seitlich auswärts von einer die Schiene 18 einbeziehenden Ebene. Ihr oberer Rand liegt höher als der obere Rand der Schiene 18, ihr unterer Rand ist tiefer als die durch den oberen Rand der Schiene 18 bestimmte, formgebende Auflegefläche. Der waagerechte Steg 54 ist am unteren Rand des senkrechten Teils 52 befestigt und verläuft unterhalb der in der Förderrichtung vorderen Schiene 18 des mittleren Formabschnittes quer zur Form nach deren Mitte hin.

Soll die Stellung des die Spannungen mäßigenden Körpers 50 der Höhe nach verstellbar sein, so kann man mit seinem unteren Ende einen mit einem Außengewinde versehenen Stab 56 an den waagerechten Steg 54 anschweißen (Fig. 2). Ein Gelenkstück kann das obere Ende dieses Stabes 56 mit der Schiene 18 des mittleren Formabschnittes verbinden. Eine Gegenmutter 60 kann auf den Stab 56 aufgescraubt werden, um gegen die Oberseite eines mit einer Bohrung versehenen Metallstreifens 62 zu drücken, der an der Schiene 18 befestigt ist. Durch Drehung der Mutter 60 läßt sich die Stellung der die Spannungen in den Glasscheiben vermindernden Platte 50 zur Schiene 18 der Höhe nach verstellen.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, wobei der gelochte Teil 52 lose nach ihren beiden Längsenden in einem genuteten Bolzen 64 getragen wird, der an irgendeiner dafür geeigneten Stelle des Formträgerschlittens 11 unmittelbar befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform fehlt der waagerechte Steg.

Beispiel 1

Als typische, gelochte Spannungs-Verminderungsplatte diente ein Blechstreifen von 107 cm Länge, 76 mm Breite und 1,6 mm Stärke, der drei Reihen mit je 41 Bohrungen enthielt. Dia Bohrungen hatten 8 mm Durchmesser und waren etwa 25 mm, von Mitte zu Mitte gerechnet, voneinander entfernt. Sie waren nach einem rechtwinkligen oder schachbrettartigen Muster angeordnet und machten zusammen

ίο etwa 7,5% der Gesamtfläche des Streifens aus. Der mit solchen Bohrungen versehene Blechstreifen war 12 bis 25 mm von der Mittelschiene einer Rahmenfarm entfernt angebracht.

Es wurden nun die Druckspannungen am Rande der Glasscheiben und die Zugspannungen innerhalb des Druckspannungsrandes miteinander verglichen, wobei man einerseits von solchen Glasscheiben ausging, die auf Biegeformen mit einer gelochten Spannungs- Verminderungsplatte gebogen worden waren, und diese solchen Glasscheiben gegenüberstellte, die auf Biegeformen ohne solche Platten gebogen worden waren. Der Vergleich ergab, daß nicht nur durch die Platten die Spannungen um weit mehr als die Hälfte ihres früheren Umfanges geringer geworden waren, sondern daß auch von selbst entstehende Brüche praktisch vermieden wurden, wenn die gelochten Platten an der Biegeform angebracht worden waren. Diese Vermeidung von Bruch wurde der Verminderung der Zugspannung zugeschrieben.

Zehn Biegeformen für ein besonders schwieriges Prcduktionsmuster wurden mit je einer gelochten Spannungs-Verminderungsplatte versehen und für einen achtstündigen betriebsmäßigen Biegedurchgang der Formen durch einen Ofen benutzt. Gleichzeitig damit wurden entsprechende Glasscheiben auf Biegeformen ohne derartige Platten gebogen. Bei denjenigen Glasscheiben, die unter Verwendung von Formen mit den gelochten Platten nach vorliegender Erfindung gebogen worden waren, betrug die Zugspannung 14,7 kg/cm², während bei Glasscheiben, die auf Biegeformen ohne solche Platten gebogen worden waren, Zugspannungen von 37,1 kg/cm² gemessen wurde. Ferner war bei den Glasscheiben auf den modifizierten Biegeformen kein Bruch festzustellen, während die während dieses Durchgangs auf nichtmodifizierten Formen gebogenen Glasscheiben einen beträchtlichen Bruchanteil hatten. Auf Grund dieses Versuchs wurden alle Formen zur Herstellung des in Frage stehenden Musters dahingehend umgeändert, daß man die vorstehend beschriebenen gelochten Platten einbaute. Dadurch gingen die beim Biegen auftretenden Bruch- und Spannungsschwierigkeiten stark zurück.

Beispiel 2

Gelochte Platten derselben Art wurden an Biegeformen angebracht, die durch einen Ofen mit natürlichem Vorschub der Formen in Fahrtrichtung der Glasscheiben durch den Ofen gefahren wurden. In diesem Falle war am hinteren Rande der Glasscheiben ein gewisser Bruchanteil festzustellen. Baute man aber die gelochten Platten hinter der Schiene des mittleren Formabschnittes ein, die den hinteren Längsrand der durch den Ofen wandernden Glasscheibe trägt, so wurde damit diese Fehlerquelle ausgeschaltet. Die Anbringung der gelochten Platten in dieser Lage führte ferner zu einer Verringerung der Spannungen, denen der hintere Rand und die ihn an-

grenzenden Bereiche der Glasscheiben ausgesetzt waren.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Biegevorrichtung für Glasscheiben mit einer in der Bewegungsrichtung der Form vor der vorderen Längsschiene des Formrahmen-Mittelteils liegenden Winkelplatte nach Patent 1117 270,

dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Teil der Winkelplatte (52) gelocht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (53) der gelochten Platte (52) zusammen 5 bis 20% der Fläche dieser Platte ausmachen,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß der waagerechte Teil der Winkelplatte weggelassen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen