DE19643935A1 - Verfahren und Vorrichtung zum schrittweisen Biegen von Glasscheiben - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum schrittweisen Biegen von GlasscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schrittweisen
Biegen von Glasscheiben, bei dem die auf Biegetemperatur
erwärmten Glasscheiben in horizontaler Lage in wenigstens
zwei aufeinanderfolgenden Biegestationen stufenweise in die
endgültige Form gebogen und in der letzten Biegestation
durch eine mit Saugöffnungen versehene obere konvexe
Biegeform durch Saugwirkung angehoben und auf einen
verfahrbaren Tragring übergeben werden. Die Erfindung
betrifft ferner Vorrichtungen zur Durchführung des
Verfahrens.
Mehrstufige Biegeverfahren durch schrittweises Preßbiegen
sind aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. Insbesondere
können mit solchen mehrstufigen Biegeverfahren komplizierte
Scheibenformen hergestellt werden, beispielsweise
sphärische Biegungen, deren Herstellung in einem
einstufigen Biegeprozeß mit Schwierigkeiten verbunden ist.
Ein zweistufiges Biegeverfahren und eine für die
Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist zum
Beispiel aus der DE 42 03 751 C2 bekannt. Bei diesem
bekannten Biegeverfahren sind in beiden Biegestationen die
untere und die obere Biegeform als starre Preßwerkzeuge
ausgebildet, wobei die oberen Biegeformen jeweils
vollflächige konvexe Saugbiegeformen sind. Die vorgebogene
Glasscheibe wird mit Hilfe der ersten Saugbiegeform in die
darauffolgende Preßbiegestation überführt, während
gleichzeitig durch die Saugbiegeform der zweiten
Preßbiegestation der Transport der fertig gebogenen
Glasscheibe in eine Übergabestation erfolgt, in der die
Glasscheibe auf den Tragrahmen übergeben wird. Durch das
wiederholte Ergreifen der Glasscheiben beim Biegeprozeß
durch die Saugbiegevorrichtungen besteht die Gefahr, daß
durch Relativbewegungen zwischen der Glasscheibe und den
Saugbiegevorrichtungen die Glasoberfläche beeinträchtigt
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Schrittbiegeverfahren mit zwei oder mehr Biegestationen so
auszugestalten, daß die Relativbewegungen zwischen den die
Glasscheiben durch die Biegeanlage schrittweise
transportierenden Tragvorrichtungen verringert werden.
Außerdem soll sich das Verfahren insbesondere zum Biegen
von verhältnismäßig dünnen Glasscheiben eignen und auch die
Herstellung von sphärischen Biegungen ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Glasscheiben auf einem auf einem starren Tragrahmen
nachgiebig angeordneten Trägergewebe liegend mit dem
Trägergewebe und dem Tragrahmen schrittweise durch die
Biegeanlage gefördert und zusammen mit dem sich der Form
der Glasscheiben anpassenden Trägergewebe gebogen werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden eine Reihe
wesentlicher Vorteile erreicht. Zum einen bleibt die die
Biegetemperatur aufweisende Glasscheibe während des
gesamten Biegevorgangs auf ihrer gesamten Flächenausdehnung
unterstützt, so daß die Gefahr von unerwünschten
Deformationen der Glasscheibe beispielsweise durch
Schwerkraftwirkung auf ein Minimum reduziert wird. Zum
anderen werden Relativbewegungen zwischen der Glasscheibe
und den die Glasscheibe durch die Anlage fördernden
Trägern, und damit die Gefahr von Beeinträchtigungen der
Glasoberfläche, vollständig vermieden. Ferner wird die
Genauigkeit der Positionierung der Glasscheibe in den
einzelnen Stationen der Biegeanlage erhöht, so daß auf
diese Weise die Formhaltigkeit der fertigen Glasscheibe
verbessert wird. Schließlich eignet sich das
erfindungsgemäße Verfahren wegen der genannten Vorteile in
besonderer Weise zum sphärischen Biegen von sehr dünnen
Glasscheiben, beispielsweise von Glasscheiben von weniger
als 3 mm Dicke. Erfahrungsgemäß ist nämlich die Herstellung
sphärisch gebogener Glasscheiben von derart geringer Dicke
ein besonders kritischer Vorgang, weil insbesondere sehr
dünne Glasscheiben dazu neigen, beim Biegevorgang am Rand
leichte wellenförmige Deformationen zu bilden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die
Glasscheibe im ersten Biegeschritt unter Verwendung eines
unteren konkaven Formwerkzeugs gebogen, dessen äußere, den
Scheibenrand abstützende Fläche im wesentlichen in einer
Ebene liegt. Bei der Vorbiegung wird die Glasscheibe auf
diese Weise zunächst in ihrem Mittelfeld vorgebogen und
gedehnt, während der Scheibenrand innerhalb der
ursprünglichen Ebene bleibt. Wenn dann im zweiten
Biegeschritt die endgültige Biegung erfolgt, ist die Gefahr
wellenförmiger Deformationen am Rand erheblich geringer.
Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens besteht darin, daß
beim ersten Biegeschritt auf den Rand der Glasscheibe ein
von oben auf den Scheibenrand einwirkendes Werkzeug
eingesetzt wird, das den unmittelbaren Randbereich der
Glasscheibe gegen den ebenen Randbereich der unteren
konkaven Form preßt. Zweckmäßigerweise werden dabei die
Bedingungen so gewählt, daß nur der äußerste Randbereich
der Glasscheiben eingespannt oder gehalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise so
geführt werden, daß der Biegevorgang in zwei Schritten
erfolgt, wobei die Glasscheiben auch im ersten Biegeschritt
durch eine auf die Glasscheibe absenkbare konvexe
vollflächige Biegeform vorgebogen werden. Zweckmäßigerweise
wirkt die obere konvexe Biegeform dabei mit einer unteren
konkaven Biegeform zusammen, die unterhalb der
Transportebene des Trägergewebes heb- und senkbar
angeordnet ist.
In besonders vorteilhafter Weise erfolgt der Biegevorgang
in der ersten Biegestation jedoch durch pneumatischen
Differenzdruck, und zwar mit Hilfe einer vollflächigen und
durch Bohrungen in der Formfläche mit Unterdruck
beaufschlagbaren konkaven Biegeform. Auch die Saugbiegeform
ist unterhalb der Transportebene des Trägergewebes heb- und
senkbar angeordnet. Nach dem Saugbiegevorgang wird durch
kurzzeitige Entlüftung das Trägergewebe mit der
vorgebogenen Glasscheibe von der Formfläche gelöst, die
Saugbiegeform abgesenkt und der Tragrahmen mit der
vorgegebenen Glasscheibe in die Endbiegestation
transportiert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Biegeanlage in schematischer perspektivischer
Darstellung;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Biegeanlage, ebenfalls in schematischer
perspektivischer Darstellung;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Saugbiegevorrichtung in einer
Schnittdarstellung;
Fig. 4 eine Saugbiegevorrichtung, ebenfalls im Schnitt,
mit einer zusätzlichen Halteplatte für den Rand
der Glasscheibe, und
Fig. 5 eine Saugbiegevorrichtung, ebenfalls im Schnitt,
mit zusätzlicher Druckbeaufschlagung.
Bevor die Glasscheiben 1 in einer erfindungsgemäßen
Biegeanlage gebogen werden, werden sie in einem geeigneten
Ofen auf Biegetemperatur erwärmt. Bei dem Ofen, der als
solcher in den Figuren nicht dargestellt ist, kann es sich
beispielsweise um einen Rollendurchlaufofen handeln, bei
dem die Glasscheiben 1 aufangetriebenen Transportwellen 2
durch den Ofen transportiert werden. Am Ende des
Durchlaufofens werden sie von einer auf der Unterseite
ebenen Saugplatte 3 von den Transportrollen abgehoben. Die
Saugplatte 3 ist auf geeignete Weise linear verfahrbar und
bringt die Glasscheibe 1 aus dem Ofen heraus in die
Biegeanlage.
Die Biegeanlage umfaßt eine Vorbiegestation 10 und eine
Endbiegestation 20. Ferner umfaßt die in Fig. 1
dargestellte Biegeanlage ein Transportsystem für die
Glasscheiben, das aus mehreren in Richtung der Pfeile F
verfahrbaren Tragrahmen 30 besteht, auf denen jeweils ein
Gewebeabschnitt 31 nachgiebig gespannt ist. Dieser
Gewebeabschnitt 31 dient als Träger für die heißen
Glasscheiben. Geeignete Materialien hierfür bestehen
insbesondere aus hitzebeständigen Metallfasern und sind als
solche bekannt und im Handel. Je nach der gewünschten
Elastizität und Nachgiebigkeit, die dieses Trägermaterial
aufweisen soll, können anstelle von Geweben auch geeignete
Gewirke aus hitzebeständigen Metallfasern verwendet werden.
Die Gewebeabschnitte 31 liegen auf zwei einander
gegenüberliegenden Stäben 32 des Rahmens 30 auf und sind
über die Stäbe 32 lose herübergelegt. An ihren Enden sind
Metallstangen 33 befestigt, die von ihrem Gewicht her so
bemessen sind, daß sie einerseits für die nötige Spannung
des Trägergewebes sorgen, andererseits aber die Spannung
des Trägergewebes auf einen solchen Wert begrenzen, daß
dieses nach dem Vorbiegevorgang die durch die Glasscheibe
vorgegebene Form unter dem Gewicht der Glasscheibe
beibehält. Die mit den Trägergeweben 31 versehenen
Tragrahmen 30 werden schrittweise im Kreislauf durch die
Biegeanlage geführt. Das Transportsystem als solches ist
der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.
Die erste Biegestation, das heißt die Vorbiegestation 10
der Biegeanlage, umfaßt eine untere Saugbiegeform 12, die
beispielsweise mit Hilfe eines Druckzylinders 13 heb- und
senkbar gelagert ist. Die Saugbiegeform 12 weist eine
konkave Formfläche 14 auf, in die eine Reihe von Bohrungen
15 münden, die mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Das
Ausmaß der Wölbung der konkaven Formfläche 14 entspricht
etwa der Hälfte der Durchbiegung der endgültigen
Scheibenform. Die sich an die konkave Formfläche 14
anschließende Oberfläche 16 der Saugbiegeform liegt in
einer Ebene, so daß der Rand der Glasscheibe nach diesem
Vorbiegeschritt ebenfalls in einer Ebene liegt, unabhängig
davon, wie die Form die Glasscheibe und ihr Kantenverlauf
nach dem letzten Biegeschritt aussehen.
Auch in der Endbiegestation 20 ist die untere Biegeform 22
mit Hilfe eines Druckzylinders 23 heb- und senkbar
angeordnet. Bei dieser unteren Biegeform 22 kann es sich um
eine vollflächige Biegeform oder um eine Rahmenbiegeform
handeln. Diese untere Biegeform 22 wirkt zusammen mit der
oberen vollflächigen Biegeform 24, die ebenfalls über einen
geeigneten Antrieb, beispielsweise einen Druckzylinder,
heb- und senkbar gelagert ist. Die vollflächige konvexe
Biegeform 24 ist im übrigen in bekannter Weise mit
Bohrungen versehen, die einerseits mit Unterdruck und
andererseits mit Überdruck beaufschlagt werden können, und
ist auf der Formfläche mit einem Gewebe aus
hitzebeständigen Fasern überzogen.
An die Endbiegestation 20 schließt sich eine Kühlstation
an, bei der es sich um eine übliche Einrichtung handelt und
die hier nicht dargestellt ist. Mit Hilfe eines
verfahrbaren Tragrings 26, der der Form des Randes der
gebogenen Glasscheibe entspricht, wird die gebogene
Glasscheibe von der oberen Biegeform 24 übernommen und in
die Kühlstation verbracht.
Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung
ist wie folgt: Die auf Biegetemperatur erwärmte Glasscheibe
1 wird von der verfahrbaren Saugplatte 3 ergriffen und mit
Hilfe der Saugplatte in die Biegestation 10 verbracht und
dort auf dem Trägergewebe 31 abgelegt. Während die
Saugplatte 3 zurückfährt, wird die Saugbiegeform 12 bis zur
Anlage an das Trägergewebe 31 angehoben, und an die
Saugbiegeform 12 wird Unterdruck angelegt. Unter der
Saugwirkung der Saugbiegeform wird die Glasscheibe zusammen
mit dem Trägergewebe 31 in die konkave Formfläche 14
gepreßt. Bei diesem Vorgang dehnt sich das flexible
elastische Trägergewebe, wobei gleichzeitig gegen die
Schwerkraftwirkung der an den Enden befestigten Stangen 33
die wirksame Länge des Gewebes erhöht wird. Nach Beendigung
des Saugvorgangs wird der Unterdruck aufgehoben und durch
einen kurzen Überdruckimpuls die Form von dem Trägergewebe
31 gelöst. Die Saugbiegeform 12 wird abgesenkt, und der
Rahmen 30 mit der vorgebogenen Glasscheibe fährt in die
Endbiegestation 20. Nach der Positionierung des die
vorgebogene Glasscheibe tragenden Rahmens 30 werden die
untere konkave Biegeform 22 und die obere konvexe Biegeform
24 gleichzeitig zusammengefahren und dadurch die
Glasscheibe in die endgültige Form gepreßt. Die obere
Biegeform hebt dann durch Saugwirkung die fertig gebogene
Glasscheibe von dem Trägergewebe ab, das dann unter der
Spannwirkung der Stangen 33 wieder seine ebene Form
annimmt. Der Tragring 26 fährt sodann unter die Biegeform
24, übernimmt die gebogene Glasscheibe von der Biegeform
und bringt sie in die nachfolgende Kühlstation.
In grundsätzlich ähnlicher Weise arbeitet auch die in der
Fig. 2 dargestellte Biegeanlage, die in diesem Fall als
Karussell mit vier Stationen ausgebildet ist, nämlich einer
Auflegestation 37, einer Vorbiegestation 38, einer
Endbiegestation 39 und einer weiteren Station 40, in der
gegebenenfalls das Trägergewebe 41 gerichtet werden kann.
Die Trägergewebeabschnitte 41 liegen hier auf den Armen 42
eines drehkreuzartigen Rahmens, der schrittweise jeweils um
90° in Drehrichtung des Pfeils F' gedreht wird. Die
Arbeitsvorgänge in der Auflegestation 37, der
Vorbiegestation 38 und in der Endbiegestation 39 laufen in
diesem Fall gleichzeitig ab, so daß eine solche
Ausführungsform besonders wirtschaftlich ist. Im übrigen
ist die Ausbildung der Biegewerkzeuge und die
Verfahrensweise die gleiche wie bei der zuvor beschriebenen
Ausführungsform, so daß insoweit auf die Beschreibung der
Fig. 1 verwiesen wird.
Fig. 3 zeigt noch einmal die wesentlichen Einzelheiten der
Vorbiegestation in einer Schnittdarstellung. Die
Saugbiegeform 12 befindet sich bereits in der oberen
Endstellung und mit ihrem ebenen Flächenbereich 16 in
Kontakt mit dem Trägergewebe 31, auf dem in zentrierter
Position die Glasscheibe 1 liegt. Bohrungen 15 in der
Saugbiegeform 12 verbinden die Formfläche 14 mit dem
Gehäuse 18, an das eine Unterdruckpumpe 17 angeflanscht
ist. Statt dessen kann das Gehäuse 18 über eine flexible
Unterdruckleitung mit einem unter Unterdruck stehenden
Behälter verbunden sein, so daß sich beim Öffnen eines
Ventils in dieser Leitung in der Saugbiegeform sehr schnell
ein Unterdruck aufbaut, durch den die Glasscheibe 1
zusammen mit dem Trägergewebe 31 an die Formfläche 14
angepreßt wird. Unmittelbar darauf wird die Saugbiegeform
12 belüftet und senkt sich wieder ab, und die Glasscheibe 1
wird mit dem Trägergewebe in die Endbiegestation verfahren.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird die
Glasscheibe 1 beim Vorbiegevorgang auf ihrer Oberseite am
Rand durch eine ebene Platte 45 gehalten, die mit dem
ebenen Flächenbereich 16 der Saugbiegeform 12
zusammenwirkt. Der Einsatz einer solchen Platte 45
empfiehlt sich in solchen Fällen, in denen die Gefahr einer
Wellenbildung am Rand der Glasscheibe besonders groß ist,
beispielsweise bei besonders starken sphärischen Biegungen.
Im übrigen ist die Saugbiegeform genau so aufgebaut wie die
in Fig. 3 beschriebene Vorrichtung.
Bei besonders starken sphärischen Biegungen kann es
zweckmäßig sein, die Saugkräfte der Saugbiegeform 12 durch
von oben auf die Glasscheibe einwirkende pneumatische
Druckkräfte zu unterstützen. Eine hierfür geeignete
Vorrichtung, bei der gleichzeitig der Rand der Glasscheibe
1 zur Vermeidung von Wellenbildungen festgehalten wird, ist
in Fig. 5 dargestellt. In diesem Fall kommt wieder eine mit
dem ebenen Flächenbereich 16 der Saugbiegeform 12
zusammenwirkende ebene Druckplatte 48 zum Einsatz, die auf
die Glasscheibe 1 abgesenkt wird. Die Platte 48 ist über
Bohrungen 49 mit einem Gehäuse 50 verbunden, das über eine
Druckleitung 51 in dem Augenblick unter Überdruck gesetzt
wird, in dem an die Saugbiegeform 12 über das Gehäuse 16
Unterdruck angelegt wird.
In allen beschriebenen Fällen schließt sich an den
Vorbiegeschritt der Endbiegeschritt mit einer Biegepresse
in der weiter oben beschriebenen Form an.
Claims (11)
1. Verfahren zum schrittweisen Biegen von Glasscheiben,
bei dem die auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheiben
in horizontaler Lage in wenigstens zwei
aufeinanderfolgenden Biegestationen stufenweise in die
endgültige Form gebogen und in der letzten
Biegestation durch eine mit Saugöffnungen versehene
obere konvexe Biegeform durch Saugwirkung angehoben
und auf einen verfahrbaren Tragring übergeben werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Glasscheiben auf einem auf einem starren Tragrahmen
nachgiebig angeordneten Trägergewebe liegend mit dem
Trägergewebe und dem Tragrahmen schrittweise durch die
Biegeanlage gefördert und zusammen mit dem sich der
Form der Glasscheiben anpassenden Trägergewebe gebogen
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Biegevorgang in zwei Stufen erfolgt, wobei die
Glasscheiben in der ersten Stufe durch eine auf die
Glasscheibe absenkbare vollflächige Biegeform
vorgebogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Biegevorgang in zwei Stufen erfolgt, wobei die
Glasscheiben in der ersten Stufe durch eine konkave,
unter Unterdruck setzbare Biegeform vorgebogen werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, mit einer Vorbiegestation (10; 38), einer
Endbiegestation (20; 39) und mit einer die vorgebogene
Glasscheibe von der Vorbiegestation (10; 38) in die
Endbiegestation (20; 39) übergebenden Tragvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung aus
einem starren Tragrahmen (30; 42) und einem auf dem
Tragrahmen nachgiebig angeordneten Trägergewebe
(31; 41) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägergewebe (31; 41) an zwei einander
gegenüberliegenden Seiten lose über Haltestangen
gelegt und an den über die Haltestangen herabhängenden
Enden gewichtsbelastet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Vorbiegestation (10; 38) und
in der Endbiegestation (20; 39) unterhalb der
Transportebene der Tragvorrichtung jeweils eine
absenkbare und bis auf die Ebene des Trägergewebes
anhebbare konkave Biegeform (12, 22) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die konkave Biegeform (12) eine
durch Bohrungen (15) in der Formfläche (14) mit
Unterdruck beaufschlagbare vollflächige Biegeform ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Vorbiegestation oberhalb der Saugbiegeform
(12) eine auf die Glasscheibe (1) absenkbare Platte
(45) vorgesehen ist, die zumindest in ihrem dem Rand
der Glasscheibe (1) gegenüberliegenden Bereich eben
ausgebildet ist und eine Wellenbildung der Glasscheibe
(1) am Rand verhindert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß oberhalb der Saugbiegeform (12) eine absenkbare
Platte (48) vorgesehen ist, die über die Platte (48)
durchdringende Bohrungen (49) mit Überdruck
beaufschlagbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tragrahmen (30) mit dem
Trägergewebe (31) auf verfahrbaren Schlitten
angeordnet und im Kreislauf durch die Biegeanlage
schrittweise verfahrbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tragrahmen (42) an einem
Drehkreuz angeordnet sind, das in Art eines Karussells
die Trägergewebe (41) schrittweise durch die
Biegeanlage fördert.
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