DE4334213A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben, bei dem die Glasscheiben in horizontaler Lage in einem Durchlaufofen auf Biegetemperatur erwärmt, mit einer horizontal verfahrbaren Saugplatte von der Transportbahn des Durchlaufofens in eine Preßbiegestation mit einer unteren konvexen, vollflächigen Biegeform und einer oberen Gegenform überführt und dort in eine gewünschte Form gebogen werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der US-PS 5 004 491 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Glasscheiben mit Hilfe einer Saugplatte von der Transportbahn abgehoben und anschließend auf eine horizontal verschiebbare, vollflächige, konvexe untere Biegeform abgelegt. Die untere Biegeform wird dann zusammen mit der darauffolgenden Glasscheibe in die Preßbiegestation verfahren. In der Preßbiegestation befindet sich eine vertikal verschiebbare, konkave obere Biegeform, mit deren Hilfe die Glasscheibe in die gewünschte Form gepreßt wird.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art treten insbesondere bei der Herstellung stark sphärisch gebogener Glasscheiben optische Verzerrungen auf. Besonders störend sind dabei Deformationen im Randbereich der Glasscheibe, die hervorgerufen werden, wenn die planen Glasscheiben auf die untere konvexe Biegeform aufgelegt werden und dabei nur eine lokal begrenzte Unterstützung im Berührungspunkt erfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die optische Qualität der gebogenen Glasscheiben insbesondere im Randbereich sowie die Formhaltigkeit der Glasscheiben insgesamt weiter verbessert werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glasscheiben während der Überführung von der Transportbahn in die Preßbiegestation mit Hilfe einer als Saugbiegeform ausgebildeten Saugplatte im gleichen Biegungssinn wie die endgültige Biegung vorgebogen werden.

In der Vorbiegephase erfolgt eine grundsätzlich andere Krafteinwirkung auf die Glasscheibe, weil hierbei die Randzone der Glasscheibe gehalten bzw. geführt wird und die Biegekräfte gleichmäßig auf der gesamten Fläche innerhalb dieser Randzone einwirken. Dadurch wird die störende Wellenbildung in der Randzone in der ersten Biegephase sicher vermieden. Wenn dann anschließend die derart vorgebogene Glasscheibe auf die konvexe vollflächige Biegeform in der Preßbiegestation aufgelegt wird, erfolgt auch dort eine etwas andere Kraftverteilung, denn die im Auflagebereich der Glasscheibe wirkenden Kräfte verteilen sich nunmehr infolge der Vorbiegung auf eine größere Fläche. Hierdurch werden störende Deformationen in der Mitte der Glasscheibe vermieden. Außerdem bilden sich in dieser zweiten Biegephase in weitaus geringerem Maße tangentiale Druckspannungen in der Randzone aus, die die Ursache für die genannte Wellenbildung darstellen. Dadurch, daß der Transportvorgang der Glasscheibe von dem Transportband in die Preßbiegestation mit dem Vorbiegeschritt gekoppelt wird, wird außerdem der Vorbiegeschritt ohne zusätzlichen Zeitaufwand und daher mit größtmöglicher Wirtschaftlichkeit durchgeführt.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird der Rand der Glasscheiben während des Vorbiegens in Flächenschluß mit einer in der Saugplatte angeordneten, starren, ringförmigen Formfläche gehalten, so daß während des Vorbiegeschritts der Rand der Glasscheibe an der vorgegebenen Ringfläche anliegt. Dadurch wird das Entstehen von Deformationen am Rand selbst bei stark sphärisch gebogenen Glasscheiben sicher vermieden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat unter anderem den besonderen Vorteil, daß es nach nur geringfügigem Umbau auch in vorhandenen Ofenanlagen durchgeführt werden kann.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen Durchlaufofen zum Erwärmen der Glasscheiben auf Biegetemperatur, eine Preßbiegestation mit einer unteren, konvexen, vollflächigen Biegeform und einer oberen Gegenform, sowie eine horizontal verfahrbare, die Glasscheiben von der Transportbahn des Durchlaufofens auf die untere Biegeform überführende und mit einem Sauggebläse versehene Saugplatte und zeichnet sich dadurch aus, daß die Saugplatte eine der Kontur der Glasscheiben entsprechende starre Ringform zur Anlage und Festlegung der Glasscheiben aufweist, wobei innerhalb der für den Flächenschluß mit der Glasscheibe vorgesehenen Ringform ein eine gezielte Vorbiegung der Glasscheiben bewirkender Unterdruck herstellbar ist.

Saugplatten mit einem der Kontur der Glasscheibe angepaßten Ring sind an sich bekannt. So wird in der DE 37 21 863 A1 eine Haltevorrichtung für Glasscheiben beschrieben, die einen der Kontur der Glasscheiben angepaßten Ring enthält. Diese Haltevorrichtung ist jedoch nicht zum Biegen von Glasscheiben bestimmt, sondern nur zum Festhalten der ebenen Glasscheiben, wobei dort ein Durchbiegen der Glasscheiben unter ihrem Eigengewicht vermieden werden soll.

Auch aus der DE 40 34 600 C1 ist eine Haltevorrichtung für Glasscheiben bekannt, die ebenfalls einen der Umfangsform der anzuhebenden Glasscheiben angepaßten Ring aufweist. Bei dieser Haltevorrichtung ist über den Ring ein Gewebe oder Gewirk aus hochhitzebeständigen Fasern gespannt. Die Biegung, die die Glasscheibe dabei erfährt, soll entgegengesetzt zu der endgültigen Biegung sein und dazu dienen, eine zu starke Durchbiegung, die die Glasscheibe anschließend durch Abwerfen der Glasscheibe auf einen Tragring durch Schwerkraftbiegung erfährt, zu kompensieren.

Während die bekannten durch Saugkraft wirkenden Haltevorrichtungen für Glasscheiben also entweder überhaupt nicht zum Biegen von Glasscheiben dienen oder aber eine Biegung im Gegensinn zur eigentlichen Biegung erzeugen, dient die in der erfindungsgemäßen Anlage benutzte Haltevorrichtung dazu, eine Biegung der Glasscheiben im gleichen Biegungssinn wie in der nachfolgenden Preßbiegestation zu erzeugen.

In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt eine Saugplatte mit einem über die starre Ringform gespannten Gewebe oder Gewirk zur Anwendung, wie sie als solche aus der weiter oben genannten DE 40 34 600 C1 bekannt ist.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist innerhalb der starren Ringform der Saugplatte eine der erwünschten Vorbiegung der Glasscheibe entsprechende Formfläche angeordnet, gegen die sich die Glasscheibe bei dem Vorbiegevorgang anlegt.

Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Saugvorrichtung mit einem Sauggebläse auszustatten, das so steuerbar ist, daß der Unterdruck in der Saugplatte in Abhängigkeit von der Temperatur und der Geometrie der Glasscheibe entsprechend der gewünschten Vorbiegung einstellbar ist. Dadurch sind Veränderungen im Ausmaß der Vorbiegung möglich, ohne daß zeitaufwendige und arbeitsintensive Umrüstvorgänge erforderlich sind, wie sie beim Auswechseln mechanischer Formen erfolgen müssen. Das optimale Ausmaß der Vorbiegung, das heißt die optimale Höhe des Unterdrucks, kann dabei durch wenige Versuche ermittelt werden.

Zur Regelung des Sauggebläses in einer derartigen Vorrichtung können verschiedene Einrichtungen verwendet werden.

So kann gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Saugplatte einen Drucksensor aufweisen, während eine elektrische Regelschaltung mit einem Eingang zur Erfassung des von dem Drucksensor übermittelten Signals und einem Ausgang zur Ansteuerung des Sauggebläses vorgesehen ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann statt dessen ein Sensor zur Ermittlung der Biegung der Glasscheibe vorgesehen sein, wobei der Sensor die Ortskoordinaten der Glasscheibe erfaßt, und die so ermittelte Biegung der Glasscheibe kann für die Steuerung der Saugleistung des Sauggebläses verwendet werden.

Weitere Vorteile, zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Biegeofen mit einer als Saugbiegeform ausgebildeten Saugplatte.

Die dargestellte Anlage umfaßt einen im wesentlichen geschlossenen Ofen 1 mit einer stirnseitigen Öffnung 2, die durch die Tür 3 verschlossen und nur dann geöffnet wird, wenn die fertig gebogene Glasscheibe 6′′ aus dem Ofen 1 in eine nicht dargestellte Kühlstation überführt wird. Zur Betätigung der Tür 3 dient der Hubzylinder 5. Innerhalb des Ofens 1 werden die Glasscheiben 6 auf einem Rollenförderer 7 befördert und durch geeignete Heizungen 8 auf Biegetemperatur erhitzt.

Oberhalb des Rollenförderers 7 und der im Anschluß daran angeordneten unteren Biegeform 10 der Preßbiegestation 20 ist die als Saugbiegeform ausgebildete Saugplatte 11 auf Schienen 12 horizontal verfahrbar gelagert.

In der Preßbiegestation 20 ist die untere Biegeform 10 stationär angeordnet und in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert. Das Anheben und Absenken der unteren Biegeform 10 erfolgt mit Hilfe von pneumatischen Druckzylindern 23. Die untere Biegeform 10 ist konvex und vollflächig ausgebildet. Ihre Form entspricht der Sollform der gebogenen Glasscheibe 6′′.

Die obere Gegenform 15 ist als vollflächige konkave Biegeform ausgebildet, die mit Bohrungen versehen ist und unter Unterdruck gesetzt werden kann. Die Evakuierung der Biegeform 15 erfolgt über ein Sauggebläse 29 in Form einer Venturidüse. Die obere Biegeform 15 ist ebenfalls auf den Schienen 12 horizontal verfahrbar gelagert.

In Transportrichtung der Glasscheiben gesehen befindet sich hinter der Preßbiegestation eine Übergabestation 30. In der Übergabestation 30 sind Schienen 31 in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet. Das Anheben und Absenken der Schienen 31 erfolgt durch pneumatische Druckzylinder 32. In der abgesenkten Stellung liegen sie auf derselben Höhe wie die Schienen 33 außerhalb des Ofens 1. Auf den Schienen 31 und 33 ist ein Wagen 34 verfahrbar gelagert, mit dem die gebogenen Glasscheiben 6′′ in eine nicht dargestellte Kühlstation außerhalb des Ofens transportiert werden.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Wenn die Glasscheibe 6 ihre Endposition auf der Transportrollenbahn 7 erreicht hat, wird sie von der als Saugbiegeform ausgebildeten Saugplatte 11, die mit einem Sauggebläse 19 versehen ist, aufgenommen. Durch die ringförmige Formfläche 13 wird die Glasscheibe 6 in der Randzone festgehalten, und unter der Wirkung des Unterdrucks wölbt sich das Mittelfeld der Glasscheibe nach oben. Die Formfläche 13 der Saugplatte 11 ist dabei so gestaltet, daß ihre äußere Begrenzung in einer horizontalen Ebene liegt und sie im übrigen bereits der Form bzw. der Neigung des Randbereichs der Glasscheibe im vorgebogenen Zustand entspricht.

Die Größe der Druckdifferenz während des Vorbiegeschrittes kann durch die Regelung der Leistung des Sauggebläses 19 eingestellt werden. Die Leistung des Sauggebläses 19 wird so gesteuert, daß die Glasscheibe 6 durch die Druckdifferenz in Abhängigkeit von ihrer Temperatur und ihrer Geometrie eine Biegung im gleichen Biegungssinn jedoch mit einem kleineren Biegungsgrad als beim nachfolgenden Preßbiegevorgang erhält. Zur Steuerung des Sauggebläses 19 dient eine hier nicht dargestellte elektronische Schaltung, die einen Eingang zur Erfassung der von einem innerhalb der Saugplatte angeordneten Drucksensor ermittelten Druckwerte hat. Die Saugplatte 11 führt gleichzeitig den beschriebenen Biegeschritt der Glasscheibe 6 und den Transport der Glasscheibe 6 von der Transportrollenbahn 7 zur Preßbiegestation 20 durch.

In der Preßbiegestation 20 legt die Saugplatte 11 die vorgebogene Glasscheibe 6′ auf der unteren vollflächigen konvexen Biegeform 10 ab. Danach fährt die Saugplatte 11 zur Transportrollenbahn 7 zurück. Gleichzeitig fährt die obere Biegeform 15 zur unteren konvexen Biegeform 10. Während die Saugplatte 11 durch Aktivierung ihres Sauggebläses 19 eine weitere Glasscheibe 6 von der Rollenbahn 7 abhebt, werden die Druckzylinder 23 und das Sauggebläse 29 aktiviert. Durch die Druckzylinder 23 wird die untere vollflächige Biegeform 10, auf der sich die vorgebogene Glasscheibe 6′ befindet, angehoben und gegen die obere Biegeform 15 gepreßt. Dadurch wird die Glasscheibe 6′ in ihre vorgesehene Sollform 6′′ gebogen. Nach dem Biegen der Glasscheibe 6′′ wird die Biegeform 10 über die Druckzylinder 23 wieder abgesenkt, während die Glasscheibe 6′′ durch den im Inneren der Biegeform 15 herrschenden Unterdruck festgehalten und mit dieser Biegeform in die Übergabestation 30 verfahren wird.

Währen die obere Biegeform 15 die Glasscheibe 6′′ in die Übergabestation überführt, bringt die Saugplatte 11 die nachfolgende Glasscheibe unter gleichzeitiger Vorbiegung zur unteren Biegeform 10. Inzwischen ist die Biegeform 15 mit der in Sollform gebogenen Glasscheibe 6′′ in der Übergabestation 30 angelangt. In der Übergabestation 30 befindet sich zu diesem Zeitpunkt der Wagen 34. Gleichzeitig mit dem Biegen der nachfolgenden Scheibe 6′ in der Preßbiegestation wird die fertig gebogene Glasscheibe 6′′ auf den Wagen 34 abgelegt. Zum Ablegen wird der in der Biegeform 15 bis dahin herrschende Unterdruck durch einen geringen Überdruck abgelöst. Nach dem Ablegen der Glasscheibe 6′′ auf dem Wagen 34 fahren die Schienen 31, auf denen sich der Wagen 34 befindet, nach unten, bis sie das gleiche Niveau wie die Schienen 33 erreicht haben. Der Wagen 34 kann nun die fertig gebogene Glasscheibe 6′′ in die Kühlstation fahren. Unabhängig davon, jedoch vorzugsweise gleichzeitig damit, fahren die Saugplatte 11 und die Saugbiegeform 15 in ihre linke Endstellung.

Claims (8)

1. Verfahren zum Biegen, insbesondere zum sphärischen Biegen, von Glasscheiben, bei dem die Glasscheiben in horizontaler Lage in einem Durchlaufofen auf Biegetemperatur erwärmt, mit einer horizontal verfahrbaren Saugplatte von der Transportbahn des Durchlaufofens in eine Preßbiegestation mit einer unteren konvexen, vollflächigen Biegeform und einer oberen Gegenform überführt und dort in eine gewünschte Form gebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben während der Überführung der Glasscheiben von der Transportbahn in die Preßbiegestation mit Hilfe einer als Saugbiegeform ausgebildeten Saugplatte im gleichen Biegungssinn wie die endgültige Biegung vorgebogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vorbiegens der Glasscheiben der Rand der Glasscheibe in Flächenschluß mit einer in der Saugplatte angeordneten, starren, ringförmigen Formfläche gehalten wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Durchlaufofen (1) zum Erwärmen der Glasscheiben (6) auf Biegetemperatur, einer Preßbiegestation (20) mit einer unteren, konvexen, vollflächigen Biegeform (10) und einer oberen Gegenform (15), sowie einer horizontal verfahrbaren, die Glasscheiben (6) von der Transportbahn (7) des Durchlaufofens (1) auf die untere Biegeform (10) überführenden und mit einem Sauggebläse (19) versehenen Saugplatte (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte (11) eine der Kontur der Glasscheiben (6) entsprechende starre Ringform (13) zur Anlage und Festlegung der Glasscheiben (6) aufweist, wobei innerhalb der für den Flächenschluß mit den Glasscheiben vorgesehenen Ringform (13) ein eine gezielte Vorbiegung der Glasscheiben bewirkender Unterdruck herstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der starren Ringform (13) ein Gewebe oder Gewirk aus hochhitzebeständigen Fasern angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der starren Ringform (13) eine der erwünschten Vorbiegung der Glasscheibe entsprechende Formfläche angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauggebläse (19) so steuerbar ist, daß der in der Saugplatte (11) erzeugte Unterdruck in Abhängigkeit von der Temperatur und der Geometrie der Glasscheibe entsprechend der gewünschten Vorbiegung einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte (11) einen Drucksensor aufweist, und daß eine elektrische Schaltung mit einem Eingang zur Erfassung des von dem Drucksensor übermittelten Signals und einem Ausgang zur Ansteuerung des Sauggebläses vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sensor zur Ermittlung der Biegung der Glasscheibe aufweist, daß der Sensor die Ortskoordinaten der Glasscheibe erfaßt, und daß die ermittelte Biegung der Glasscheibe für die Steuerung der Saugleistung des Sauggebläses dient.