HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Herstellen gekrümmter Glastafeln mit oberen und unteren
Matrizen, und insbesondere auf einen Matrizen-Wechselträger
zuin gemeinsamen Wechseln derartiger oberer und unterer
Matrizen.
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Gekrümmte Glastafeln, z.B. zur Verwendung als
Kraftfahrzeugwindschutzscheiben, werden z.B. durch eine in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-12931 offenbarte
Einrichtung hergestellt. Die offenbarte
Herstellungseinrichtung weist einen Erhitzungsofen zum
Erhitzen einer Glastafel auf eine Temperatur nahe ihrem
Erweichungspunkt auf. Die erhitzte Glastafel wird durch
Zuführrollen horizontal in eine Position zwischen oberen und
unteren Matrizen einer Formgebungseinrichtung gefördert. Die
Glastafel wird dann zwischen den oberen und unteren Matrizen
angeordnet, und die untere Matrize wird über die Zuführrollen
angehoben, um die Glastafel auf der unteren Matrize
anzuordnen. Danach wird die obere Matrize in Druckkontakt mit
der Glastafel auf die untere Matrize abgesenkt, um die
Glastafel in die gewünschte gekrümmte Form zu krümmen.
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Um eine anders gekrümmte Glastafel herzustellen, werden die
oberen und unteren Matrizen in der Formgebungseinrichtung
durch einen anderen Satz oberer und unterer Matrizen ersetzt.
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Der Vorgang zum Entfernen der vorhandenen Matrizen aus der
Formgebungsanordnung und zum Ersetzen dieser durch neue
Matrizen ist jedoch sehr komplex und zeitaufwendig.
Insbesondere sind die oberen und unteren Matrizen fest auf
Befestigungsplatten montiert, welche an
Anhebe/Absenkeinrichtungen oder Hydraulikzylindern befestigt
sind. Um die oberen und unteren Matrizen durch neue zu
ersetzen, werden diese von den jeweiligen Befestigungsplatten
abgenommen und zur Ablage in einen vorgegebenen
Speicherbereich gegeben. Dann wird eine neue obere Matrize,
welche in einem anderen Speicherbereich gelagert ist, in die
Formgebungseinrichtung getragen und angehoben und an der
Befestigungsplatte für diese angebracht, und eine neue untere
Form wird in gleicher Weise von dem Speicherbereich in die
Formgebungseinrichtung befördert, und an der entsprechenden
Befestigungsplatte angebracht. Danach werden die oberen und
unteren Formen zueinander ausgerichtet.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-182124
offenbart einen Matrizenwechsler zur Verwendung bei einer
Einrichtung zum Herstellen gekrümmter Glastafeln. Der
offenbarte Matrizenwechsler umfaßt eine Trägerplatte mit einer
Anzahl von Stahlkugeln an ihrer oberen Oberfläche. Obere und
untere Befestigungsplatten, welche durch Positionierstangen
miteinander verbunden sind, sind auf der Trägerplatte
angeordnet, wobei die oberen und unteren Befestigungsplatten
jeweils obere und untere Matrizen tragen. Die oberen und
unteren Matrizen können durch Bewegen der Trägerplatte entlang
von Schienen gleichzeitig zwischen einer
Formgebungseinrichtung und ihrem Ablageort bewegt werden. Die
Probleme bei diesem Matrizenwechsler sind, daß ein großer
Bodenraum für die Installation der Schienen erforderlich ist,
daß der Matrizenwechsler selbst dazu neigt, sich mit
verschiedenen anderen Arbeitsvorgängen zu stören, und daß,
wenn große zu ersetzende Matrizen verwendet werden,
beträchtlich große Kräfte zum Bewegen der Matrizen
erforderlich sind.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
schwebenden Matrizen-Wechselträger vorzusehen, welcher in der
Lage ist Matrizen leicht in eine und aus einer
Formgebungseinrichtung zu tragen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein schwebender
Matrizen-Wechselträger zur Bewegung zwischen einer
Formgebungseinrichtung zum Formen einer Glastafel mit
wenigstens einer Matrize und einem von der
Formgebungseinrichtung beabstandeten Matrizenspeicherbereich
vorgesehen, um die Matrize durch eine neue Matrize zu
ersetzen, wobei der schwebende Matrizen-Wechselträger umfaßt:
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einen Hauptrahmen,
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eine Fluidquelle zum Zuführen von unter Druck stehendem
Fluid,eine Mehrzahl von Paletten, die an einer unteren
Oberfläche des Hauptrahmens angebracht sind, und die jeweils
einen Strömungsdurchlaß aufweisen, dessen eines offenes Ende
mit der Fluidquelle verbunden ist, und dessen anderes offenes
Ende in der unteren Fläche der Palette angeordnet ist, sowie
eine Mehrzahl hohler, ringförmiger Elemente, die aus
elastischem Material hergestellt sind, und die um die untere
Fläche der Palette herum angeordnet sind, wobei jedes jeweils
eine Öffnung aufweist, die dem Strömungsdurchlaß in der
Palette gegenüberliegt und zum Anheben des Hauptrahmens
füllbar ist, wenn den ringförmigen Elementen Fluid zugeführt
wird, wobei die Anordnung dergestalt ist, daß, nachdem die
hohlen Elemente auf ein bestimmtes Naß gefüllt sind, Fluid
unter Druck in den Raum zwischen dem ringförmigen Element und
dem Boden eintritt, um den Hauptrahmen zum Schweben zu
bringen.
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Die oben angegebenen sowie weitere Ziele, Details und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
derselben offensichtlich, wenn diese in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
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Fig. 1 ist eine Frontansicht eines schwebenden Trägers gemäß
der vorliegenden Erfindung, wobei Matrizen jeweils auf
Befestigungsplatten getragen sind,
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den schwebenden Träger;
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Fig. 3 ist eine Ansicht des schwebenden Trägers von unten;
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Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Fluidzuführsystems
zum Zuführen eines Fluids zu Paletten des schwebenden Trägers;
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Fig. 5A bis 5C sind Querschnittsansichten, welche die Art und
Weise zeigen, in welcher die Paletten betrieben werden;
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Fig. 6A und 6B sind Ansichten, welche den Betrieb eines an dem
schwebenden Träger angebrachten Rads zeigen;
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Fig. 7 ist eine Frontansicht einer Rahmenanordnung einer
Formgebungseinrichtung; und
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Fig. 8 ist eine Frontansicht des schwebenden Trägers, welcher
in der in Fig. 7 dargestellten Rahmenanordnung angeordnet ist.
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Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, weist ein schwebender
Träger 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hauptrahmen
12 auf, welcher eine obere Platte 12a umfaßt, die in
Draufsicht eine im wesentlichen quadratische Form aufweist,
Vertikalplatten 12b, welche sich von entgegengesetzten Seiten
der unteren Oberfläche der oberen Platte 12a nach unten
erstrecken, sowie eine untere Platte 12c, welche sich zwischen
den unteren Enden der Vertikalplatten 12b erstreckt und mit
diesen verbunden ist. Ein zentraler vormontierter Rahmen 14
ist zentral in dem Hauptrahmen 12 angebracht und ragt nach
oben über die obere Oberfläche der oberen Platte 12a hervor.
Eine Zylindereinheit 16 ist als eine Anhebe/Absenkeinrichtung
auf dem zentralen Rahmen 14 montiert. Die Zylindereinheit 16
dient dazu, eine untere Tragebasis 20 anzuheben und
abzusenken, wobei letztere durch Führungselemente 18 geführt
ist. Die obere Platte 12a trägt einen Motor 22. Die
Antriebskraft des Motors 22 wird zu einem Tragerahmen 24 über
einen Drehzahluntersetzungsmechanismus 28 und einen
Oszillatormechanismus 26 übertragen, welcher eine Mehrzahl von
Schienen 30 umfaßt, um zu ermöglichen, daß der Tragerahmen 24
eine Kreisbewegung, eine elliptische Bewegung oder eine
rechteckige Bewegung in einer horizontalen Ebene durchführt.
Der Tragerahmen 24 trägt an seinem oberen Ende eine Ringform
32 zum Formen des äußeren Umfangsrands einer Glastafel. Die
untere Tragebasis 20 weist eine Mehrzahl von Klammern 34 an
ihren Seitenrändern auf, um eine untere Befestigungsplatte 36
zuverlässig zu greifen. Eine obere Befestigungsplatte 38 ist
mit der unteren Befestigungsplatte 36 in Vertikal
beabstandeter Beziehung durch eine Mehrzahl von vertikalen
Verbindungsstangen 40 verbunden. Eine untere Form 42 ist auf
der unteren Befestigungsplatte 36 montiert, und eine obere
Form 44 ist auf der oberen Befestigungsplatte 38 montiert.
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Wie in den Fig. 3, 4 und 5A bis 5C dargestellt, ist eine
Mehrzahl von Paletten 50 an der unteren Oberfläche der unteren
Platte 12c des Hauptrahmens 12 befestigt. Jede der Paletten 50
umfaßt eine Horizontalplatte mit einer bestimmten vertikalen
Dicke und einer quadratischen Form in Draufsicht, sowie einen
zylindrischen Abschnitt 52, welcher von der Unterseite
derselben nach unten ragt und normalerweise auf dem Boden 76
steht. Die Palette 50 weist einen Strömungsdurchlaß 54 zum
Durchlassen von Fluid durch diese hindurch auf, wobei der
Strömungsdurchlaß 54 mit einer Fluidquelle 56 durch eine
Leitung 58 in einem Fluidzuführsystem wie in Fig. 4
dargestellt verbunden ist. Zwischen den Paletten 50 und der
Fluidquelle 56 sind ein Koppler 60, ein Druckregulator 62, ein
Ventil 64, Einschnürungen 66 und Überdruckventile 68 zum
Ablassen von Fluiddruck in einem Notfall verbunden, wobei
diese Komponenten das Fluidzuführsystem bilden. Die Details
des Fluidzuführsystems werden nicht beschrieben, da es für die
vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist. Ein hohles
ringförmiges Element 70 aus elastischem Material ist um den
zylindrischen Abschnitt 52 angeordnet und weist eine Öffnung
72 auf, welche unter einem Auslaß 74 an einem Ende des
Strömungsdurchlasses 54 festgelegt ist. Wenn ein Fluid, wie
z.B. unter Druck stehende Luft, von der Fluidquelle 56 in den
Strömungsdurchlaß 54 geleitet wird, wird die Luft in das
ringförmige Element 70 jeder Palette 50 durch die Öffnung 72
geleitet, wodurch das ringförmige Element 70 aufgeblasen wird,
um den zylindrischen Abschnitt 72 leicht vom Boden 76
abzuheben, wie in Fig. 5B dargestellt. Eine fortgesetzte
Zufuhr von unter Druck stehender Luft in das ringförmige
Element 70 erweitert die Lücke zwischen dem Auslaß 74 und dem
ringförmigen Element 70, wodurch es einem Teil der zugeführten
Luft ermöglicht wird, durch die Lücke zum Boden 70 zu strömen.
Als Ergebnis daraus wird eine Fluidschicht oder Luftschicht
zwischen dem Boden 76 und der Unterseite des ringförmigen
Elements 70 aufgebaut, um den gesamten Träger anzuheben, wie
in Fig. 5c dargestellt. Der Reibungskoeffizient zwischen dem
ringförmigen Element 70 und dem Boden 76 wird nun auf ein Maß
verringert, das im Bereich von 1/1000 bis 3/1000 von dem in
Fig. 5A dargestellten Zustand liegt, d.h. vor dem
Schwebenlassen des gesamten Trägers 10. Daher kann der Träger
10 durch eine sehr kleine auf diesen ausgeübte Kraft bewegt
werden.
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Wie in den Fig. 3 und 6A, 6B dargestellt, sind Klammern 80 an
der unteren Oberfläche der unteren Platte 12c montiert. Ein
Arm 82 ist schwenkbar am unteren freien Ende jeder der
Klammern 80 angebracht. Eine Kompressionsfeder 84 ist unter
Druck zwischen dem Arm 82 und der unteren Platte 12c
angeordnet, um den Arm 82 normalerweise nach unten zu drängen.
Wenn der Träger 10 über dem Boden 76 schwebt, wie in Fig. 6A
dargestellt, wird der Arm 82 unter der Federkraft der
Kompressionsfeder 84 nach unten gedrückt, um zu verursachen,
daß ein am distalen Ende des Arms 82 drehbar angebrachtes Rad
86 den Boden 76 berührt. Eine Stange 88 erstreckt sich
vertikal durch den Arm 82 und trägt eine Gummiplatte 90 an
ihrem unteren Ende. Ein halbkreisförmiges Element 92 ist an
einem Zwischenabschnitt der Stange 88 befestigt. Wenn der
Träger 10 auf den Boden 76 abgesenkt wird, wie in Fig. 6B
dargestellt, berührt die Gummiplatte 90 den Boden 76 und
verursacht, daß der Arm 82 um einen Schwenkzapfen 83 der
Klammer 80 nach oben geschwenkt wird, wodurch das Rad 86 vom
Boden 76 angehoben wird.
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Fig. 7 zeigt eine Rahmenanordnung 96 einer
Formgebungseinrichtung, welche angrenzend an einen
Erhitzungsofen 94 angeordnet ist. Die Rahmenanordnung 96
umfaßt eine Mehrzahl von Vertikalrahmen 96a und eine obere
Horizontalplatte 96b, welche an den oberen Enden der
Vertikalrahmen 86a befestigt ist. Eine Zylindereinheit 98 ist
an der oberen Oberfläche der oberen Platte 96b angeordnet und
umfaßt eine Stange 100 mit einem unteren Ende, welches mit
einem Verbindungselement einer oberen Tragebasis 102 zum
vertikalen Bewegen der oberen Tragebasis 102 gekoppelt ist.
Die obere Tragebasis 102 weist eine Mehrzahl von Klammern 104
zum zuverlässigen Greifen der oberen Befestigungsplatte 38 mit
der daran montierten oberen Matrize 44 auf.
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Der Betrieb des schwebenden Trägers wird nachfolgend
beschrieben. Eine neue obere Matrize wird an der oberen
Befestigungsplatte 38 angebracht, und eine neuere untere
Matrize wird an der unteren Befestigungsplatte 36 angebracht.
Die untere Matrize wird auf der unteren Tragebasis 20 durch
eine geeignete Aufhängungsvorrichtung angeordnet und an der
unteren Tragebasis 20 durch die Klammern 34 sicher festgelegt.
Dann wird die obere Befestigungsplatte 38 durch die gleiche
Aufhängungsvorrichtung über die untere Matrize 42 angehoben,
und die oberen und unteren Befestigungsplatten 36, 38 werden
durch die Verbindungsstangen 40 miteinander verbunden. Nun
wird unter Druck stehende Luft von der Fluidquelle 56 in jedes
der ringförmigen Elemente 70 geleitet. Die ringförmigen
Elemente 70 werden aufgeblasen, um den Träger 10 vom Boden 76
abzuheben. Der Träger 10 kann somit durch Ausüben einer
relativ kleinen Kraft auf den Träger 10 in seiner Gesamtheit
zur Rahmenanordnung 96 bewegt werden. Da die Räder 86 fest in
einer bestimmten Richtung orientiert sind, wird verhindert,
daß der Träger 10 in anderen Richtungen als der bestimmten
Richtung versetzt wird.
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Nachdem der Träger 10 in der Rahmenanordnung 96 angeordnet
worden ist, wird die Zylindereinheit 16 betätigt, um die
untere Tragebasis 20 anzuheben, bis die obere
Befestigungsplatte 38 gegen die obere Tragebasis 102 anliegt.
Nachdem die obere Befestigungsplatte 38 gegen die obere
Tragebasis 102 gehalten ist, wird die obere Befestigungsplatte
38 an der oberen Tragebasis 102 durch die Klammern 104
befestigt. Dann wird die Zylindereinheit 16 betätigt, um die
untere Tragebasis 20 abzusenken, und die Verbindungsstangen 40
werden entfernt. Der Träger 10 ist zu diesem Zeitpunkt in der
Rahmenanordnung 96 wie in Fig. 8 dargestellt angeordnet. Eine
Glastafel, welche in dein Erhitzungsofen 94 auf ihren
Erweichungspunkt erhitzt worden ist, wird auf Zuführrollen 106
auf einer Empfängerplatte 108 aufgenommen, welche auf dem
Träger 10 installiert ist, worauffolgend die Glastafel durch
die oberen und unteren Matrizen 42, 44 und die Ringform 32
in
der im Stand der Technik bekannten Art und Weise in eine
gewünschte Form gekrümmt wird.
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Das vorangehend beschriebene Verfahren wird zum Entfernen der
Matrizen 42, 44 aus der Rahmenanordnung 96 und zum Ersetzen
dieser durch neue Matrizen umgekehrt. Insbesondere wird die
Zylindereinheit 16 betätigt, um die untere Tragebasis 20
anzuheben, und die oberen und unteren Befestigungsplatten 36,
38 werden miteinander durch die Verbindungsstangen 40
gekoppelt. Die Klammern 104 werden nach außen geschwenkt, um
die obere Befestigungsplatte 38 von der oberen Tragebasis 102
freizugeben. Die Zylindereinheit 16 wird wieder betätigt, um
die untere Tragebasis 20 abzusenken. Den ringförmigen
Elementen 70 wird unter Druck stehende Luft zugeführt, um den
Träger 10 vom Boden schwebend abzuheben, und der Träger 10
wird zu einem Matrizenspeicherbereich bewegt, wo ein neuer
Satz oberer und unterer Matrizen gespeichert ist.
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Obwohl die als bevorzugt betrachtete Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist es
selbstverständlich, daß die Erfindung in anderen spezifischen
Formen ausgeführt werden kann, ohne von ihren wesentlichen
Merkmalen abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform ist
daher in allen Belangen als darstellend und nicht als
einschränkend zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird
eher durch die bei liegenden Ansprüche angegebenen, als durch
die Vorangehende Beschreibung.