DE69010177T2

DE69010177T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Glasscheiben.

Info

Publication number: DE69010177T2
Application number: DE69010177T
Authority: DE
Inventors: James Gary Anderson; Jack Allen Bricker; Earl Layton May
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2010-12-12
Also published as: CA2031771A1; JP2831138B2; KR930000202B1; US5093177A; DE69010177D1; KR910011662A; MX173219B; CA2031771C; EP0437730B1; EP0437730A1; JPH03279232A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf das Umformen von transparenten Scheiben und im besonderen auf das Umformen von ausgewählten Teilen einer Glasscheibe unter Beibehaltung der optischen Qualität der ubrigen Teile des Glases.
Autofenster werden in einem Fahrzeug allgemein entweder in einer festen Position, wie Windschutzscheibe oder Heckscheibe, angebracht, oder mit einer Halterung und einer Führungseinheit ausgestattet, die es ermöglicht, das Fenster in einer Führungsbahn im Fensterrahmen nach oben und nach unten zu bewegen, wie z.B. ein Seitenfenster. Die Metallhalterung ist an einer Kante des Fensters in irgendeiner geeigneten und in der Technik bekannten Weise bef estigt, z.B. durch Verwendung von Klebern. Da bei einer solchen Anordnung zwischen der Halterung und der im allgemeinen ebenen Oberfläche der Fensterscheibe keine direkten Auflagekräfte wirken, müssen die Klebstoffe so zusammengesetzt sein, daß sie an der Grenzfläche Glas/Halterung die entsprechende Scherfestigkeit aufweisen. Als Alternative zu Klebern und um die Metallhalterung noch besser am Glas zu befestigen, kann die Halterung direkt an das Glas geschraubt werden. Die Notwendigkeit, durch das Glas ein Loch zu bohren, führt jedoch zu möglichen Defekten im Glas an dem Loch, was zu einem "Luftziehenll und anschließendem Brechen des Glases führen kann.
Die Patente US-A-3,282,013 von Boicey und 3,385,000 von Sturtevant et al. beschreiben die Anordnungen von Fensterführungen, bei denen die Fuhrungshalterungen direkt an das Fenster durch Löcher geschraubt sind, die in das Glas gebohrt wurden.
Die Patente US-A-3,193,367 und 3,582,454 von Giffen beschreiben einen Vorgang der Glasbearbeitung, bei dem eine Platte aus wärmeerweichtem Glas, die aus einer Wanne mit geschmolzenem Glas gezogen wurde, über einer Form angeordnet, in die Form gepreßt und von der restlichen Glasscheibe durch Scherelemente abgetrennt wird. Während des Pressens hat die ganze Platte Wärmeerweichungstemperatur, so daß die gesamte Glasplatte durch die Form geformt werden kann. Darüberhinaus berührt die Form die gesamte Hauptoberfläche einer Seite der Glasplatte.
Das Patent US-A-4,074,996 von Hagedorn et al. beschreibt ein Verfahren zum Biegen von Glasplatten in einen relativ spitzen Winkel. Die Glasplatte wird auf einer Linie überhitzt, z.B. durch eine Strahlungsenergieguelle, und die angelenkten Endabschnitte einer Haupteinrichtung zum Preßbiegen biegen die Glasplatte in einem spitzen Winkel um die überhitzte Linie.
Die Patente US-A-4,157,254 von Thomas et al. und 4,184,864 von Reese beschreiben ein Verfahren zum Biegen von Glasplatten in einen scharfen Knick unter Verwendung eines elektrisch leitenden Heizelements in Form eines Heizstreifens, um die Wärme entlang der Biegelinie zu konzentrieren.
Das Patent US-A-4,173,461 von Ebata et al. beschreibt ein Verfahren zum Biegen einer Glasscheibe durch Erwärmen der Scheibe entlang einer schmalen Zone, um ihren elektrischen Widerstand zu verringern, und Leiten des elektrischen Stroms durch diese Zone, um das Glas innerhalb dieser Zone zu erwärmen und zu erweichen. Das Glas wird dann entlang der erwärmten Linie gebogen.
Das Patent US-A-4,674,247 von Hayashi et al. beschreibt ein Verfahren zur Installation eines Glasfensters unter Verwendung eines Klemmelements zur Befestigung des Glases an einer Umfangsdichtung.
Das Patent US-A-4,749,400 von Mouly et al. beschreibt ein Verfahren, bei dem Glasstücke und -platten direkt von einem erwärmten Glasband abgeschnitten werden, wobei die optische Qualität des geschnittenen Glases beibehalten wird. Ein Flachglasband wird aus einer Kammer zur Herstellung von Glas entnommen und vor dem Kühlen wird eine Schnittlinie auf ihre Erweichungstemperatur erwärmt. Eine Klingenanordnung durchdringt danach das Glas an der erwärmten Schnittlinie, um das Glas abzutrennen. Während der Erwärmung der Linie und während des Trennens wird die Temperatur des gesamten Glases oberhalb der unteren Entspannungstemperatur des Glases gehalten.
Das Patent US-A-4,762,481 von Weaver beschreibt eine gekapselte Fensterbaueinheit, bei der die Führungsteile in einem Stück mit einem polyineren Dichtungsmaterial geformt sind, das an der Umfangslinie des Fensters befestigt ist.
Das Patent US-A-4,762,904 von Nakaina beschreibt eine Glasklammer zum Halten eines Glasteils. Die Klammer hat eingearbeitete Vertiefungen, die das Klebstoffe aufnehmen, das zur Befestigung der Klammer am Glas verwendet wird.
Das Patent US-A-4,776,132 von Gold beschreibt eine Einheit zum Befestigen eines Autofensters aus Glas, zu der ein Klemmelement mit Dornen gehört, die in speziell geformte Abschnitte des Glases eingreifen.
Es wäre vorteilhaft, ein selbsttragendes Glasfenster auszubilden, das eine bessere Verbindung zwischen Fenster und Metallhalterung schafft, ohne daß die Festigkeit des Fensterglases beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Umformen eines Bereiches einer durch Wärme erweichbaren, zerbrechlichen Platte durch
( i) Erwärmen ausgewählter Teile des Bereiches der Platte, die verformt werden sollen, auf mindestens etwa ihre Wärmeerweichungstemperatur,
( ii) Erwärmen der verbleibenden Teile der Platte auf eine zweite Temperatur, bei der die Platte nicht zerbricht während Ausführens des Erwärmungsschrittes (i) oder anschließendem Formgebungsschritt, vor oder gleichzeitig mit dem Erwärmungsschritt (i) und
(iii) Verformen der ausgewählten Teile des zu verformenden Bereiches, um einen Teil des Bereiches relativ zu den verbleibenden Teile der Platte zu versetzen, und
( iv) gleichzeitiges Aufrechterhalten der verbleibenden Teile der Platte auf mindestens etwa der zweiten Temperatur und unter der Wärmeerweichungstemperatur.
Diese Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine umgeformte Glasscheibe mit optischer Qualität von Floatglas, mit einem ersten Hauptteil, der im allgemeinen eine kontinuierliche Oberflächenkrümmung aufweist, und einem umgeformten Teilstück, integral mit und versetzt gegen die allgemeine Oberflächenkrümmung der Glasscheibe.
Diese Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zum Umformen eines Bereiches einer durch Wärme erweichten Platte mit:
Einrichtungen zum Stützen der Platte; ersten Einrichtungen zum Erwärmen ausgewählter Teile eines zu verformenden Bereiches der Platte auf mindestens etwa ihre Wärmeerweichungstemperatur;
zweiten Einrichtungen, um die verbleibenden Teile der Platte auf eine zweite Temperatur zu erwärmen, bei der die Platte während des Erwärmens der ausgewählten Teile auf ihre Wärmeerweichungstemperatur oder anschließendem Verformen der ausgewählten Teile des zu verformenden Bereiches nicht zerbricht;
Einrichtungen, um die ausgewählten Teile des zu verformenden Bereiches zu verformen, um den Bereich relativ zu den verbleibenden Teilen der Platte zu versetzen, und Einrichtungen, um die verbleibenden Teile der Platte mindestens auf etwa der zweiten Temperatur und unterhalb der Wärmeerweichungstemperatur während des Verformens der ausgewählten Teile des zu verformenden Bereiches zu halten.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Umformen von ausgewählten Teilen einer Platte aus einem wärmeerweichbaren Material, und im besonderen zum Umformen von ausgewählten Teilen einer lichtdurchlässigen Scheibe, ohne die optischen Eigenschaften im Hauptteil der lichtdurchlässigen Scheibe zu verändern. Der umgeformte Bereich schafft eine mit der Platte integrale Struktur, die formschlüssig durch die zusätzlichen Metallteile, z.B. eine feststehende oder verschiebbare Halterung zur Verbindung mit einem Fensterumkehrmechanismus zum Auf- und Abwärtsbewegen des Fensters in einem Fensterrahmen des Fahrzeugs, in Eingriff gebracht werden kann. Das Umkehrverfahren kann auch genutzt werden, um eine integrale Leiste entlang einer Kante eines Fensters auszubilden, damit die Auf- und Abwärtsbewegung im Rahmen einer Fahrzeugtür geführt wird. Zusätzlich kann die Kante des Fensters vom übrigen Hauptteil des Fensters versetzt und innerhalb einer Führungsbahn angeordnet sein, um eine bündige Scheibenanordnung zu schaffen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Platte eine Glasplatte und die ausgewählten Teile des umgeformten Bereichs werden auf ihre Wärmeerweichungstemperatur erwärmt, während die übrigen Teile der Platte bei einer erhöhten Temperatur gehalten werden, bei der die Glasplatte nicht durch das Erwärmen der ausgewählten Teile bricht und die Handhabung keine Spuren hinterläßt.
Nach dem Erwärmen des Glases werden die ausgewählten Teile umgeformt, um den umgeformten Bereich relativ zu den übrigen Teilen der Glasplatte zu versetzen. Das Glas wird dann abgekühlt, was eine leichte Ausbuchtung oder einen Vorsprung im Glas hinterläßt. Weil die Teile der Glasplatte außerhalb des umgeformten Bereichs bei einer Temperatur gehalten werden, die beim Glas keine Spuren hinterläßt, werden die optischen Eigenschaften dieser Teile des Glases während des gesamten Umformens beibehalten.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung wird das Glas in einem einzigen Arbeitsgang umgeformt. Die Glasplatte wird auf ihre Wärmeverformungstemperatur erwärmt, wohingegen der umzuformende Bereich auf seine höhere Wärmeerweichungstemperatur erwärmt wird. Die Glasscheibe wird dann zwischen zwei sich ergänzenden Preßflächen gepreßt, die sowohl die allgemeine Oberflächenwölbung für den Hauptteil der Glasscheibe als auch speziell geformte Oberflächen für den umzuformenden Bereich aufweisen. Durch das Pressen wird der Hauptteil des Glases geformt und der umzuformende Bereich wird von der allgemeinen Oberflächenwölbung des Hauptglasteils versetzt.
Abb. 1 zeigt ein Fahrzeugfenster mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung.
Abb. 2 ist die Ansicht entlang der Linie II-II von Abb. 1, die den Umformbereich des Fahrzeugfensters darstellt, wobei zur Verdeutlichung Teile weggelassen wurden.
Abb. 3 ist ein schematischer Querschnitt einer Brennereinheit, die zur Erwärmung des Fensters im Umformbereich verwendet wird.
Abb. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht der Preßformen, die zur Verformung des Umformbereiches verwendet wwerden.
Abb. 5 ist eine Darstellung ähnlich wie in Abb. 4, die eine andere Anordnung zur Verformung darstellt.
Abb. 6 ist eine Ansicht entlang der Linie VI-VI in Abb. 1, die eine Halterung zeigt, die am Fahrzeugfenster im Umformbereich angebracht ist.
Abb. 7 ist ein Fahrzeugfenster ähnlich dem in Abb. 1 dargestellten mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Die Abbildungen 8 und 9 sind Ansichten entlang den Linien VIII-VIII bzw. IX-IX von Abb. 7, die eine andere Halterungsbefestigung am Umformbereich darstellt.
Abb. 10 ist eine Ansicht entlang der Linie X-X von Abb. 1 und zeigt das Fahrzeugfenster mit einer umgeformten integralen Glasführung.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein spezialisiertes Verformen von Glas, aber es muß klar sein, daß es zum Formen anderer Materialien, wo die Oberflächen- u.a. optische Eigenschaften des Materials erhalten bleiben sollen, verwendet werden kann; solche Materialien sind z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, Polycarbonat und Acrylpolymer.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird sich auf bestimmte Eigenschaften und Vergleichstemperaturen von Glas bezogen. "Obere Entspannungstemperatur" und "untere Entspannungstemperatur" werden als die Temperaturen definiert, die entweder einem bestimmten Wert der Verlängerung einer Glasfaser, wenn sie nach dem ASTM-Verfahren C336 gemessen werden, oder einem bestimmten Wert der Mittelpunktdurchbiegung eines Glasstabes entsprechen, wenn nach dem ASTM-Verfahren C598 gemessen wird. Bei der oberen Entspannungstemperatur haben die inneren Spannungen im wesentlichen schon nach Minuten nachgelassen. Bei der unteren Entspannungstemperatur haben die inneren Spannungen im wesentlichen erst nach Stunden nachgelassen. Der Temperaturbereich zwischen oberer und unterer Entspannungstemperatur wird als "Entspannungsbereich" bezeichnet. Während der Wärmebearbeitung von Glas wird die Glastemperatur langsam (Kühlung) oder schnell (Härten) durch den Entspannungsbereich hindurch gesenkt. Insbesondere liegt bei einem Floatglas aus Soda-Kalk-Silikat die obere Entspannungstemperatur im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 538º C bis 560º C (1000º F bis 1040º F), die untere Entspannungstemperatur im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 496º C bis 521º C (925º F bis 970º F) und der Entspannungsbereich zwischen 496º C bis 560º C. Die "Wärmeverformungstemperatur" ist die Temperatur, auf die Glas im allgemeinen erwärmt wird, um es mit herkömmlichen Biegeverfahren zu formen, was später beschrieben wird. Bei einem typischen Floatglas aus Soda-Kalk-Silikat liegt diese Temperatur im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 566º C bis 677º C (1050º F bis 1250º F), was von der Komplexität der Biegung abhängt. Die "Wärmeerweichungstemperatur" ist die Temperatur, bei der das Glas weich wird und fließt, sie liegt aber noch unterhalb der Temperatur, bei der Glas verdampft. Bei einem typischen Floatglas aus Soda-Kalk-Silikat liegt die Wärmeerweichungstemperatur in einem Bereich von 718º C bis 746º C (1325º C bis 1375º C). "Optische Qualität" bedeutet zugleich das Ausmaß, bis zu dem die sich gegenüberliegenden Hauptoberflächen des Glases eben sind, und sie kann durch die optische Leistung ihrer vorherrschenden Durchsichtsdefekte gekennzeichnet werden. Bei Glas mit der "optischen Qualität von Floatglas" haben die Defekte in Form von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche im allgemeinen eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,91 cm bis 5,08 cm (0,75 Zoll bis 2 Zoll), und die optische Leistung hat eine Größenordnung von 30 Millidioptrien oder weniger.
Die Abbildungen 1 und 2 stellen eine umgeformte Glasscheibe 10 und im besonderen ein Fahrzeugfenster dar, das gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Die Oberflächen 12 und 14 des Fensters 10 haben jeweils einen im allgemeinen durchgehenden Hauptoberflächenbereich, bei dem jede Änderung in der Oberflächenkrümmung einen Krümmungsradius von 15,24 cm (6 Zoll) oder mehr hat, und einen umgeformten Bereich 16 mit Hauptoberflächen, die zur Ebene der Hauptoberflächen der Glasscheibe 10 versetzt sind. Obwohl es in der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt ist, hat der umgeformte Bereich 16 in der in diesen Abbildungen dargestellten besonderen Ausführungsform eine längliche Form mit einem zentralen Abschnitt 18 und einem Übergangsabschnitt 20.
In Abb. 3 richtet eine Heizvorrichtung 22 konzentrierte, starke Wärme auf eine Hauptoberfläche einer umgeformten Glasscheibe 10, um den Übergangsabschnitt 20 des umgeformten Bereichs 16 schnell auf seine Wärmeerweichungstemperatur zu erwärmen. Die Heizvorrichtung 22 kann irgendeine der handelsüblichen Wärmequellen sein, die die erforderliche konzentrierte Wärme liefern und sie längs des Übergangsabschnitts 20 richten kann. Obwohl es in der vorliegenden Erfindung keine Beschränkung darstellt, ist die in der besonderen Ausführungsform in Abb. 3 dargestellte Heizvorrichtung 22 ein Ringbrenner, der sich im allgemeinen der länglichen Form des umgeformten Bereichs 16 anpaßt und hochtemperaturige Flammen entlang dem Übergangsabschnitt 20 richtet. Heizmittel- und Sauerstoffleitungen (nicht dargestellt) versorgen die Heizvorrichtung 22 mit den für die Erzeugung einer hochtemperaturigen Flamme notwendigen Brennmaterialien. Heizvorrichtungen, wie die in der Art von Widerstandsheizungen, dielektrischen Hochfreguenzheizungen, Heizungen mit Plasmabrenner, Laser- oder Elektronenstrahlheizungen, können auch verwendet werden.
Die Heizvorrichtung 22 erhöht die Temperatur des Übergangsabschnitts 20 vorzugsweise bis zur oder über die Wärmeerweichungstemperatur hinaus, so daß der Übergangsabschnitt 20 schnell verformt werden kann, um den umgeformten Bereich 16 zu formen und zu versetzen. Wenn erforderlich, kann, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit welcher die gesamte Dicke der Glasscheibe 10 auf ihre Wärmeerweichungstemperatur erwärmt wird, ein zweiter Ringbrenner 24 auf der gegenüberliegenden Seite der Glasscheibe 10 angeordnet und zur Heizvorrichtung 22, wie in Abb. 3 dargestellt, ausgerichtet werden, um seinen Wärmesammelpunkt auf dem Übergangsabschnitt 20 entlang von der gegenüberliegenden Seite der Glasscheibe 10 zu richten.
Da die Heizvorrichtungen 22 und 24 eine intensive Wärme entlang eines schmalen Streifens Glas konzentrieren, besteht die Möglichkeit eines Thermoschocks im Glas, d.h. das Glas hat vielleicht nicht ausreichend Zeit, um die Spannungen innerhalb des Glases, die durch die hohe Temperatur entstanden sind, auszugleichen, wodurch es zu einem Zerbrechen des Glases kommt. Um diesen Zustand zu vermeiden, wird die Glasscheibe 10 auf eine erhöhte Temperatur vorgeheizt, die ausreicht, alle inneren Spannungen, die sich durch das konzentrierte Erwärmen ergeben, aufzulösen. Um jedoch die optischen Eigenschaften der Abschnitte der Glasscheibe 10 zu erhalten, die sich im Abstand zum umgeformten Bereich 16 befinden, muß diese erhöhte Temperatur ein Niveau haben, daß das Glas gehandhabt werden kann ohne daß Markierungen entstehen oder die optischen Eigenschaften des Glases anderweitig verschlechtert werden. Obwohl es in der vorliegenden Erfindung keine Einschränkung darstellt, wird bei einem Soda-Kalk-Silikatglas die gesamte Glasscheibe 10 vorzugsweise auf mindestens etwa ihre untere Entspannungstemperatur erwärmt. Bei diesem Temperaturniveau kann das Glas alle inneren Spannungen im Glas umverteilen, die durch die Brenner 22 und 24 erzeugt wurden, während die optischen Eigenschaften von Floatglas in den Abschnitten der Glasscheibe 10, die sich im Abstand zum umgeformten Bereich befinden, erhalten bleiben. Es muß jedoch erwähnt werden, daß die Glasscheibe 10 während der Prüfung auf Temperaturen vorgeheizt wurde, die etwa so hoch wie ihre obere Entspannungstemperatur waren und 454º C (825º F) betrugen, und durch die Hochtemperaturbrenner 22 und 24 erfolgreich erwärmt wurden, ohne daß die Glasscheibe auf Grund eines Thermoschocks durch die Brenner 22 und 24 brach oder die optischen Eigenschaften der Abschnitte der Glasscheibe 10 verschlechtert wurden, die sich im Abstand zum umgeformten Bereich 16 befinden.
In Abb. 4 wird die Glasscheibe 10, nachdem der Übergangsabschnitt 20 auf seine Wärmeerweichungstemperatur erwärmt wurde, so angeordnet, daß der umgeformte Bereich 16 zwischen den Preßwerkzeugen 26 und 28 ausgerichtet ist, was den umgeformten Bereich 16 abrupt zur Ebene der Hauptoberflächen 12 und 14 der Glasscheibe 10 versetzt, d.h. das Glas umformt, während der Übergangsabschnitt 20 immer noch mindestens sein Wärmeerweichungstemperatur hat. Bei Betrieb nähert sich die Form 26 der Oberfläche 14, während die Form 28 die gegenüberliegende Oberfläche 12 der Glasscheibe 10 berührt. Während die Form 26 von einer Seite in das Glas eindringt, fließt das wärmeerweichte Glas im Übergangsabschnitt 20 und paßt sich der Oberfläche der Formen 26 und 28 an, wodurch ein umgeformter Bereich 16 entsteht, der bezüglich der Hauptoberflächen der Glasscheibe 10 versetzt ist. Obwohl es in der vorliegenden Erfindung keine Einschränkung darstellt, werden in der in Abb. 2 dargestellten besonderen Ausführungsform die Übergangsabschnitte 20 des umgeformten Bereichs 16 ungefähr senkrecht zu den Hauptoberflächen der Glasscheibe 10 geformt. Desweiteren wurde bei Versuchen mit 4 mm (0,157 Zoll) dickem Glas der umgeformte Bereich 16 bezüglich der Glasscheibe 10 um einen Wert versetzt, der mindestens gleich der Dicke der Glasscheibe 10 war.
Nachdem das umgeformte Glas abgekühlt und genügend steif ist, sich selbst zu tragen, werden die Formen 26 und 28 entfernt. Die Glasscheibe 10 wird dann durch ihren Entspannungsbereich mit kontrollierter Geschwindigkeit gekühlt, um das Glas durch Wärme zu festigen oder zu härten.
Als Alternative zum Umformen des umgeformten Bereichs 16 mit den Preßwerkzeugen 26 und 28 kann die Umformungsstufe mit einer Vakuumform in ähnlicher Weise durchgeführt werden, wie in den Patenten US-A-3,193,367 und 3,582,454 beschrieben. In Abb. 5 wird die Form 30 mit der Vakuumkammer 32 auf der Oberfläche 14 der Glasscheibe 10 auf dem erwärmten umgeformten Übergangsabschnitt 20 angeordnet. In der Form 30 wird durch die Vakuumleitung 34 ein Vakuum hergestellt, um das wärmeerweichte Glas in die Vakuumkammer 32 zu drängen und den umgeformten Bereich 16 aus zubilden.
Die Verschiebung der Glasscheibe 10, der Heizvorrichtungen und der Preßwerkzeuge bezüglich einander kann in irgendeiner geeigneten, Fachleuten bekannten Weise vorgenommen werden, z.B. so, wie in dem Patent US-A-4,749,400 beschrieben. Zum Beispiel kann die Glasscheibe 10 auf einer Station verbleiben, während die Heizvorrichtungen und die Preßwerkzeuge sich in die jeweilige Position bewegen. Alternativ dazu kann die Glasscheibe 10 zu aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstationen bewegt werden, um das Glas nacheinander zu erwärmen, umzuformen und zu kühlen.
Obwohl das Umformverfahren als spezialisierter Verformungsschritt dargestellt wurde, getrennt von und nach einem ersten Verformen der Glasscheibe, wird erwartet, daß auf der Grundlage dieser Beschreibung der Umformschritt gleichzeitig mit dem allgemeinen Formen einer Glasscheibe durchgeführt werden kann. Insbesondere kann die gesamte Glasscheibe 10 auf ihre Wärmeverformungstemperatur erwärmt werden, während der Übergangsabschnitt 20 des umgeformten Bereichs 16 auf seine Wärmeerweichungstemperatur erwärmt werden könnte. Die Glasscheibe 10 würde dann unter Einsatz irgendeines geeigneten, in der Fachwelt bekannt Formpreßverfahrens geformt werden, wie z.B. dem, das in dem Patent US-A-4,662,925 beschrieben ist. Die Preßflächen der Formen (nicht dargestellt) beim Formpressen würden einen ersten Abschnitt mit einem Oberflächenaufbau enthalten, der im allgemeinen dem gewünschten endgültigen Oberflächenaufbau der Glasscheibe 10 entspricht, und einen zweiten Abschnitt, der der Form und dem Versatz des umgeformten Bereichs entspricht. Da die Glasscheibe 10, wenn sie auf ihre Wärmeverformungstemperatur erwärmt ist, ohne beim Glas Spuren zu hinterlassen gehandhabt werden kann, werden die optischen Eigenschaften der Glasscheibe 10 außerhalb des umgeformten Bereichs 16 während des gesamten kombinierten Form- und Umformvorganges beibehalten.
Desweiteren ist offensichtlich, daß auf der Grundlage dieser Beschreibung der Umformvorgang vor dem Formen der übrigen Abschnitte der Glasscheibe 10 vorgenommen werden kann, d.h., wenn die Glasscheibe flach ist. Nach dem Umformen kann die flache Scheibe erwärmt und in irgendeiner geeigneten Weise, wie zuvor erläutert, geformt werden.
Obwohl der umgeformte Bereich 16, wie in den Abbildung 1 und 2 dargestellt, länglich ist und einen zentralen Bereich 18 hat, ist klar, daß der umgeformte Bereich jede Größe oder Form haben kann. Darüberhinaus kann die Breite des zentralen Bereichs 18 des umgeformten Bereichs 16, dargestellt in den Abbildungen 1 und 2 verringert oder dieser Bereich weggelassen werden, so daß der gesamte umzuformende Bereich 16 mit einem Linienbrenner auf seine Wärmeerweichungstemperatur erwärmt werden kann. Wie oben beschrieben, muß die Glasscheibe 10 auch erwärmt werden, um irgendwelche inneren Spannungen zu lösen, die durch die konzentrierte Wärme entstehen und um ein Wärmebrechen des Glases zu verhindern.
Der umgeformte Bereich 16 ermöglicht eine bessere Befestigung der Metallteile für das Fenster an der Glasscheibe 10. Abb. 6 zeigt eine Halterungsmontage, die die besondere Form des umgeformten Bereichs ausnutzt. Insbesondere hat die Halterung 36 einen Fingerabschnitt 38, der in den geformten Übergangsabschnitt 20 des umgeformten Bereichs 16 eingreift. Folglich wird nicht nur zusätzliche Oberfläche für das Klebstoffe für die Halterung geschaffen, sondern die Halterung 36 "hakt" sich praktisch auf die Glasscheibe 10, um die Halterung 36 im Vergleich zu herkömmlichen Halterungen, die auf die ebene Glasflächen geklebt sind, besser an der Glasscheibe 10 zu befestigen. Um die Verbindung zwischen der Halterung 36 und der Glasscheibe 10 weiter zu verbessern, kann die Halterung 36 vergrößert werden, um den umgeformten Bereich 16 in ähnlicher Weise zu erfassen, wie das in den Abbildungen 7 bis 9 dargestellt ist, die weiter unten beschrieben werden. Die Halterung 36 kann als Führung entlang der Kante der Glasscheibe 10 verwendet werden, um die Bewegung der Glasscheibe 10 in einem Fensterrahmen (nicht dargestellt) auszurichten. Zusätzlich kann der umgeformte Bereich als "Behälter" für Klebstoffe verwendet werden, die zur Befestigung der Halterung 36 an der Glasscheibe 10 oder der Glasscheibe 10 an einem Befestigungsrahmen (nicht dargestellt) verwendet werden.
Als Alternative dazu, den umgeformten Bereich 16 zur Verstärkung der Befestigung einer Halterung an der Glasscheibe 10 zu verwenden, kann der umgeformte Bereich 16 als eine Führung verwendet werden, die es einer Halterung ermöglicht, an der Kante entlang der Glasscheibe 10 zu gleiten. Das ist besonders bei einem solchen Fahrzeugfenster nützlich, wo sich der Mechanismus zum Auf- und Abwärtsbewegen des Fensters entlang eines Bogens bewegt. In den Abbildungen 7 bis 9 weist die Halterung 40 ein vorderes Teil 42, ein hinteres Teil 44 und eine Basis 46 auf, die durch die Schrauben 48 und 50 miteinander verbunden sind (nur in Abb. 9 gezeigt), um die Halterung 40 auszubilden. Die Kurbel 52 der Vorrichtung zum Verschieben des Fensters (nicht dargestellt) wird in der Halterung 40 durch das Teil 42 und die Basis 46 gehalten. Wie in den Abbildungen 8 und 9 dargestellt, nehmen die Teile 42 und 44, wenn sie montiert sind, den umgeformten Bereich 16 zwischen sich verschiebbar so auf, daß die Halterung 40 entlang des umgeformten Bereichs 16 in einer Richtung gleiten kann, die in Abb. 7 durch den Pfeil 54 angegeben ist. Der umgeformte Bereich 16 wirkt als Führung für die Bewegung der Halterung 40 entlang der Kante der Glasscheibe 10, wenn durch die Kurbel 52 das Fenster auf- und abbewegt wird. Es muß festgestellt werden, daß kein Teil der Halterung 40 dauerhaft an der Glasscheibe 10 befestigt ist.
Der hier beschriebene Vorgang des Umformens kann auch zum Ausbilden einer Fensterführung verwendet werden, die integraler Bestandteil der Glasscheibe 10 ist. In den Abbildungen 1 und 10 wurde der nach innen gerichtetete Übergangsbereich 56, der sich entlang der Kante 58 der Glasscheibe 10 erstreckt, erwärmt und in bereits beschriebener Weise umgeformt, um eine versetzte Leiste 60 zu schaffen, die sich in eine Aufnahmevorrichtung 62 (nur in Abb. 10 dargestellt) erstreckt, um die Glasscheibe 10 bei ihrer Auf- und Abbewegung in einem Fensterrahmen (nicht dargestellt) zu führen, während die optische Qualität des restlichen Teils der Scheibe beibehalten wird. Als Alternative zu einer einzelnen Leiste, die sich entlang der gesamten Länge der Kante 58 der Glasscheibe erstreckt, kann die Leiste ein oder zwei Dornen (nicht dargestellt) aufweisen, die sich nur entlang eines Teils der Kante 58 der Glasscheibe 10 erstrecken. Die Dornen sind in den Leisten ausgebildet, um die Bewegung der Glasscheibe 10 in der Aufnahmevorrichtung 62 in der oben beschriebenen Weise zu führen. Da die Leiste 60 zu den Hauptoberflächen 12 und 14 der Glasscheibe 10 versetzt ist, kann die Glasscheibe 10 mit der Außenseite eines Fahrzeuges bündig ausgerichtet werden, um eine bessere aerodynamische Oberfläche zu schaffen. Dem Fachmann ist klar, daß die Leiste 60 um die Umfangskante der Glasscheibe 10 herum verlängert werden kann, um eine bündige Scheibenanordnung zu schaffen, bei der die Leiste das Fenster "einrahmt" und innerhalb einer Fensterhalterung (nicht dargestellt) befestigt ist, während der mittlere Teil der Glasscheibe 10 mit der Außenseite des Fahrzeugs (nicht dargestellt) bündig bleibt.
Das Umformen kann auch zur Ornamentierung verwendet werden. Zum Beispiel können erhabene Relieflogos (nicht dargestellt) auf der Glasscheibe 10 hinzugefügt werden, während die optischen Eigenschaften des übrigen Teils der Scheibe beibehalten werden.
Während der hier beschriebenen Erwärmungs- und Formungsarbeiten wird die optische Qualität solcher Abschnitte der Glasscheibe 10, die sich im Abstand zum umgeformten Bereich 16 befinden, und besonders die optische Eigenschaft von Floatglas beibehalten, indem während des Umformvorgangs die Temperatur des Glases gesteuert wird. Darüberhinaus wurde beschrieben, daß der Umformvorgang als separater Arbeitsgang entweder vor oder nach dem Formen der übrigen Abschnitte der Glasscheibe durchgeführt oder mit einem herkömmlichen Preßbiegeverfahren für Glasscheiben kombiniert werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Umformen eines Bereiches einer durch Wärme erweichbaren, zerbrechlichen Platte (10) durch

( i) Erwärmen ausgewählter Teile (20) des Bereiches (16) der Platte, die verformt werden sollen, auf mindestens etwa ihre Wärmeerweichungstemperatur,

( ii) Erwärmen der verbleibenden Teile der Platte (10) auf eine zweite Temperatur, bei der die Platte nicht zerbricht während Ausführens des Erwärmungschrittes (i) oder anschließendem Formgebungschritt, vor oder gleichzeitig mit dem Erwärmungschritt (i) und

(iii) Verformen der ausgewählten Teile (20) des zu verformenden Bereiches (16), um einen Teil (18) des Bereiches (16) relativ zu den verbleibenden Teilen der Platte (10) zu versetzen, und

( iv) gleichzeitiges Aufrechterhalten der verbleibenden Teile der Platte (10) auf mindestens etwa der zweiten Temperatur und unter der Wärmeerweichungstemperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt (i) das Richten von Wärme aus einer Heizvorrichtung (22, 24) auf eine Hauptoberfläche (12, 14) der Platte (10) über die ausgewählten Teile (20) des zu verformenden Bereiches (16) einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungschritt (i) und der Verformungsschritt (iii) Erwärmen und Verformen des gesamten zu verformenden Bereiches (16) einschließt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) eine transparente Scheibe ist und der Erwärmungschritt (ii) das Erwärmen der verbleibenden Teile der transparenten Scheibe auf eine Temperatur einschließt, bei der die transparente Scheibe ohne Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der verbleibenden Teile der transparenten Scheibe gehandhabt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) eine Glasscheibe ist und der Erwärmungsschritt (i) das Erwärmen der ausgewählten Teile (20) des zu verformenden Bereiches auf mindestens etwa 704º C (1300º F) beinhaltet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt (ii) das Erwärmen der gesamten Glasscheibe (10) auf mindestens etwa ihre untere Entspannungstemperatur einschließt und der Aufrechterhaltungsschritt (iv) das Aufrechterhalten der Glasscheibe (10) auf etwa der unteren Entspannungstemperatur einschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsschritt (iii) den Eingriff einer Oberfläche (12, 14) der transparenten Scheibe im zu verformenden Breich (16) mit einer Form (30) mit einem Hohlraum (32) neben dem zu verformenden Bereich und das Anlegen von Vakuum an den Hohlraum (32), um den zu verformenden Bereich in und gegen den Formhohlraum zu ziehen, einschließt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsschritt (iii) das Eingreifen einer ersten Hauptoberfläche (12, 14) der transparenten Scheibe im zu verformenden Bereich (16) mit einer ersten Pressfläche (26, 28), die die gewünschte Oberflächenkonfiguration aufweist, und Eindringen der transparenten Scheibe mit der ersten Pressfläche (26, 28), um den zu verformenden Bereich auf einen zweite Pressfläche (26, 28), die eine Oberflächenkonfiguration aufweist, die im allgemeinen die Oberflächenkonfiguration der ersten Pressfläche (26, 28) ergänzt, zu verschieben, so daß die gegenüberliegende Hauptoberfläche (12, 14) der transparenten Scheibe die zweite Pressfläche (26, 28) berührt.

9. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch die Schritte des Erwärmens der transparenten Scheibe auf ihre Wärmeverformungstemperatur und Umformen der transparenten Scheibe vor den Erwärmungsschritten (i) und (ii) und dem Verformungsschritt (iii).

10. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch die Schritte des Erwärmens der transparenten Scheibe auf ihre Wärmeverformungstemperatur und Umformen der transparenten Scheibe nach den Erwärmungsschritten (i) und (ii) und dem Verformungsschritt (iii).

11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt (ii) das Erwärmen der verbleibenden Teile der transparenten Scheibe auf ihre Wärmeverformungstemperatur einschließt und Umformen des verbleibenden Teils der transparenten Scheibe während des Verformungsschrittes (iii).

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsschritt (iii) das Verformen ausgewählter Teile (20) einschließt, um den innerhalb des Umfanges der Platte (10) zu verformenden Bereich (16) zu versetzen.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt (i) das Erwärmen der Platte (10) auf einem Teil innerhalb eines Kantenteils der Platte (10) einschließt und der Verformungsschritt (iii) das Verformen ausgewählter Teile (60) des zu verformenden Bereiches (56) einschließt, um den Kantenteil (58) gegen die verbleibenden Teile der Platte (10) zu versetzen.

14. Gegenstand erhältlich nach dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.

15. Umgeformte Glasscheibe (10) mit optischer Qualität von Floatglas, mit einem ersten Hauptteil, der im allgemeinen eine kontinuierliche Oberflächenkrümmung aufweist, und einem umgeformten Teilstück (16), integral mit und versetzt gegen die allgemeine Oberflächenkrümmung der Glasscheibe

16. Glasscheibe (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der umgeformte Bereich (16) ein versetztes Leistenteilstück ist, das sich längs mindestens eines Teils der Scheibe (10) erstreckt.

17. Glasscheibe (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das versetzte Leistenteilstück sich um den gesamten Umfang der Scheibe (10) erstreckt.

18. Glasscheibe (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der umgeformte Bereich (16) ein versetzter Führungsteilabschnitt innerhalb des Umfanges der Scheibe (10) ist.

19. Glasscheibe (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Klammer (40) aufweist, die verschiebbar am versetzten führungsteilabschnitt befestigt ist, so daß sich die Klammer (40) entlang der Scheibe bewegen kann.

20. Vorrichtung zum Umformen eines Bereiches (16) einer durch Wärme erweichten Platte (10) mit Einrichtungen zum Stützen der Platte (10), ersten Einrichtungen (22, 24) zum Erwärmen ausgewählter Teile (20) eines zu verformenden Bereiches (16) der Platte (10) auf mindestens etwa ihre Wärmeerweichungstemperatur, zweiten Einrichtungen, um die verbleibenden Teile der Platte (10) auf eine zweite Temperatur zu erwärmen, bei der die Platte während des Erwärmens der ausgewählten Teile (20) auf ihre Wärmeerweichungstemperatur oder anschließendem Verformen der ausgewählten Teile (20) des zu verformenden Bereiches (16) nicht zerbricht, Einrichtungen (26, 28, 30, 32), um die ausgewählten Teile des zu verformenden Bereiches (16) zu verformen, um den Bereich (16) relativ zu den verbleibenden Teilen der Platte (10) zu versetzen, und Einrichtungen, um die verbleibenden Teile der Platte (10) mindestens auf etwa der zweiten Temperatur und unterhalb der Wärmeerweichungstemperatur während des Verformens der ausgewählten Teile (20) des zu verformenden Bereiches (16) zu halten.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtugen (26, 28, 30, 32) eine Preßform mit einer Umformoberfläche, die der gewünschten Konfiguration entspricht, und Mittel zum Ziehen des zu verformenden Bereiches (16) an die Oberfläche der Preßform aufweisen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtungen (26, 28, 30, 32) eine erste Preßform (26) mit einer Umformoberfläche, die der gewünschten Konfiguration entspricht, eine zweite Preßform (28) mit einer Umformoberfläche, die im allgemeinen die Umformoberfläche der ersten Preßform (26) ergänzt, und Mittel zum Bewegen der ersten Preßform (26) relativ zur zweiten Preßform (28), um die Platte (10) zu durchdringen und den zu verformenden Bereich (16) zur zweiten Preßform (28) zu versetzen, aufweisen.