-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Diese
Erfindung bezieht sich auf das Biegen von Glasscheiben unter Schwerkrafteinfluss
auf Biegeformen, und im besonderen, auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Steuern der Durchsackbiegung entlang ausgewählter Bereiche
der Glasscheiben, während
sich die Glasscheiben auf Biegeformen durch einen Heiz/Kühlofen bewegen.
-
2. Technische Überlegungen
-
In
der Praxis der Durchsackbiegung zum Formen geformter Glasfenster
für Automobile
und dgl., wie in US-Patent 4 375 978 für Reese offenbart, wird eine
Glasscheibe auf einer skelettartigen Biegeform abgestützt. Die
formgebende Schiene der Form hat eine Gestalt und Konfiguration,
die den geformten Glasscheiben an einer Stelle geringfügig innerhalb ihres
Umfangrandes ähnlich
ist. Die Biegeformen werden dann nacheinander durch einen Heiz/Kühlofen gefördert, in
welchem jede Glasscheibe bis auf ihre Verformungstemperatur so erhitzt
wird, dass sie unter dem Einfluss der Schwerkraft durchzusacken beginnt,
bis die Glasscheibe der Konfiguration der gestaltgebenden Schiene
gleich ist. Nachdem die Glasscheibe ausgeformt ist, wird die Form
durch eine Entspannungszone gefördert,
in welcher die Glasscheibe auf gesteuerte Weise von ihrer Verformungstemperatur
in einem Kühlbereich
herabgekühlt
wird, um die Glasscheibe entspannungszukühlen. Diese Biegetechnik mit
Anwendung des Durchsackens unter dem Einfluss der Schwerkraft ist
verwendet worden, um gleichzeitig zwei Glasscheiben zu formen, oder
Dubletten, welche Scheiben nachfolgend zusammenlaminiert werden,
um die Windschutzscheibe eines Automobils zu bilden. Da die Stilisten
von Automobilen nach aerodynamischeren Designs streben, erhalten
die Windschutzscheiben komplexere und tiefer gebogenere Konfigurationen,
welche zunehmend schwieriger durch konventionelle Durchsackbiege-Operationen
zu bilden sind. Es ist herausgefunden worden, dass bei der Herstellung
geformter Glasdubletten mit einer tiefen Krümmung entlang ihrer Mittellinie
Bereiche des Glases in der Nachbarschaft der formgebenden Linien
für exzessives Durchsackbiegen
anfällig
sind, und zwar aufgrund der Menge der Hitze und der Zeitdauer, die
zum Erzielen eines so tiefen Durchsackens erforderlich sind.
-
Um
beim Steuern der Form der Glasscheiben zu assistieren, sind unterschiedliche
Anordnungen entwickelt worden. Gemäß US-A-4 265 650 und US-A-4
894 080 für
Reese et al. werden die Glasscheiben gegen eine Pressfläche oder
zwischen zwei sich gegenüberliegenden
Pressflächen
verpresst. Gemäß US-A-4
084 397 für
Stas et al., und US-A-5
049 178 für
Pereman et al., werden partielle Drücke verwendet, um ausgewählte Bereiche
der Glasscheiben zu kontaktieren und zu verpressen. Diese gestaltgebenden
Verfahren formen die Scheiben formschlüssig zu der gewünschten
Konfiguration. Da jedoch dann Pressflächen die Glasoberflächen kontaktieren,
kann dies zu Markierungen führen.
US-A-5 167 689 für
Weber steuert das Biegen an den Ecken von Glasscheiben, die auf
einer Außenlinienform
abgestützt
ist, durch Durchsackbiegen der Scheiben zu einer vorläufigen gekrümmten Konfiguration
mit nachfolgendem Anheben ausgewählter
peripherer Abschnitte der Scheibe von den gekrümmten formgebenden Balken mittels
zusätzlicher
formgebender Balken, die die finale gewünschte Anstiegskonfiguration
haben. Diese Anordnung reduziert die Gefahr des umgekehrten Biegens
in den Ecken der Glasscheiben, richtet sich jedoch nicht auf das
Problem des exzessiven Durchsackens des Glases nahe den formgebenden
Balken.
-
EP-A-0
705 798 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formen
von Glasscheiben, mit einem groben Rahmen, der angehoben und an
einer Position fixiert werden kann, und mit zwei Halbrahmen, die
um Wellen artikuliert werden können. Um
den definitiven Rahmen in seine Arbeitsposition zu bringen, werden
die Position der zwei Halbrahmen verriegelnde Bolzen außer Eingriff
gebracht. Dadurch senken sich die zwei Halbrahmen zur selben Zeit,
wie die Endteile hochgehen, um die Glasscheibe von dem groben Rahmen
aufzunehmen.
-
Gemäß EP-A-0
640 569 wird eine Vorrichtung und wird ein Verfahren zum Formen
von Glasscheiben vorgeschlagen, bei welchen durch Schwerkraft hervorgerufenes
Durchsackbiegen und Verpressen durch mechanische Kraft als ein erster
und ein zweiter Biegeschritt für
Glasscheiben kombiniert werden.
-
US-A-3
235 350 schlägt
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben mit
einer skelettierten Form vor, die eine fixierte Hauptzentralsektion
und ein Paar beweglicher Endsektionen aufweist, die an voneinander
abgewandten Enden schwenkbar angebracht sind, ferner ein Paar beabstandeter
formgebender Seitenbalen, und, speziell, einen dazwischenliegenden
Stützbalken,
der relativ zu dem Seitenbalken schwenkbar ist. Die Formendsektion
umfasst einen formgebenden Balken mit einem gekrümmten Ende. Die gekrümmten Zwischenstützbalken
sind innerhalb der Endbalken vorgesehen, was zu internen Markierungen
in einer zu formenden Glasscheibe führen kann.
-
Es
wäre wünschenswert,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formen von Glasscheiben zu entwickeln,
bei denen eine exzessive Formung des Glases in der Nachbarschaft
der peripheren formgebenden Balken gesteuert wird.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung schlägt
eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren gemäß Anspruch
8 vor zum Formgeben einer Scheibe vor, einschließlich eines Stützrahmens
und einer Ringform, die an dem Rahmen abgestützt und mit einem formgebenden
Balken ausgestattet ist. Der formgebende, an dem Rahmen abgestützte Balken besitzt
ein Paar gegenüberliegender,
beabstandeter, sich längserstreckender
Mittelbalken und schwenkbare Sektionen einschließlich sich quer erstreckender
Endbalken auf, wobei die schwenkbaren Sektionen, die benachbart
angeordnet und von jedem Ende der Mittelbalken separiert sind, zwischen
zwei Positionen relativ zu dem Rahmen schwenkbar sind, worin, wenn
die schwenkbaren Sektionen in einer Aufwärtsposition sind, der formgebende
Balken eine der Scheibe die Form gebende Fläche hat, welche in ihrem Anstieg
und in ihrer Kontur einer finalen gewünschten Form eines randseitigen
Randbereichs einer zu formenden Glasscheibe gleicht. Zumindest ein
Hilfsbalken ist vorgesehen, welcher eine die Scheibe formende Oberfläche hat,
die allgemein mit einer vorläufigen
Gestalt eines ausgewählten
randseitigen Randabschnitts der Scheibe korrespondiert und sich
entlang und benachbart zu den schwenkbaren Sektionen so erstreckt,
dass sich der Hilfsbalken quer zu der Längsrichtung des Mittelbalkens
erstreckt, und die die Scheibe formende Oberfläche flacher ist als die die
Scheibe formende Oberfläche
des benachbarten Endbalkens. Der Hilfsbalken ist zu einer Bewegung
relativ zu der schwenkbaren Sektion zwischen einer angehobenen ersten
Position, in welcher Abschnitte der die Scheibe formenden Oberfläche des
Hilfsbalkens sich oberhalb der die Scheibe formenden Oberfläche des
Endbalkens befinden, derart, dass der Hilfsbalken in der Lage ist,
den ausgewählten
randseitigen Randabschnitt der Scheibe oberhalb des Endbalkens abzustützen und
den ausgewählten
randseitigen Randabschnitt vorläufig
zu formen, und einer abgesenkten zweiten Position beweglich montiert,
in welcher die die Scheibe formende Oberfläche des Hilfsbalkens unter
der die Scheibe formenden Oberfläche
des Endbalkens so positioniert ist, dass die die Scheibe formende
Oberfläche des Endbalkens
in der Lage ist, den ausgewählten randseitigen
Randabschnitt der Scheibe abzustützen und
zu der finalen gewünschten
Gestalt zu formen. Wenn der Hilfsbalken in seiner ersten Position
ist, ist er in der Lage, den ausgewählten randseitigen Randabschnitt
der Scheibe oberhalb der formgebenden Balkensektion abzustützen und
die Scheibe vorläufig
zu formen. Wenn der Hilfsbalken in seiner zweiten Position ist,
dann ist der die Scheibe formende Oberflächenbereich der formgebenden
Balkensektion in der Lage, den ausgewählten randseitigen Randabschnitt
der Scheibe abzustützen
und in die finale gewünschte
Gestalt zu formen. Das Verfahren zum Formen einer Glasscheibe durch
gravitätsabhängiges Durchsackbiegen
verwendet die Vorrichtung gemäß Anspruch
1. Das Verfahren umfasst die Schritte, den Hilfsbalken in eine erste
Position zu bewegen, in welcher die obere formgebende Oberfläche des
Hilfsbalkens oberhalb zumindest eines Bereiches der oberen formgebenden
Oberfläche
benachbarten Endbalkens ist, und die schwenkbare Sektion nach unten
bis unter die obere formgebende Oberfläche des Hilfsbalkens geschwenkt
ist; die Scheibe auf der Ringform so auf dem Hilfsbalken zu platzieren,
dass der gewählte
randseitige Randabschnitt der Scheibe durch die obere gestaltgebende
Oberfläche
des Hilfsbalkens und oberhalb der oberen, der Scheibe die Form gebenden
Oberfläche
des benachbarten Endbalkens der schwenkbaren Sektion abgestützt ist;
die Scheibe bis auf ihre Wärmeerweichungstemperatur
so aufzuheizen, dass der ausgewählte
randseitige Randabschnitt der Scheibe durch Schwerkraft bis in Kontakt
mit der oberen, der Scheibe die Form gebenden Oberfläche des
Hilfsbalkens durchsackt, um die Scheibe vorläufig zu formen; die schwenkbare
Sektion nach oben bis oberhalb der oberen gestaltgebenden Oberfläche des
Hilfsbalkens zu schwenken, während
der Hilfsbalken abgesenkt wird, um den ausgewählten randseitigen Randabschnitt
der Scheibe auf dem benachbarten Endbalken der benachbarten schwenkbaren Sektion
geringfügig
innerhalb der Peripherie der Scheibe so zu deponieren, dass es dem
ausgewählten
randseitigen Randabschnitt der Scheibe möglich ist, in Kontakt mit der
oberen, der Scheibe die Form gebenden Oberfläche des benachbarten Endbalkens abzusacken,
und es der Scheibe zu ermöglichen,
in die finale gewünschte
Konfiguration durchzusacken. Ein Verfahren zum Formen einer Glasscheibe
durch schwerkraftabhängiges
Durchsackbiegen gemäß Anspruch
13 verwendet einen gestaltgebenden Ring einer nicht artikulierenden
Ringform, welcher gegenüberliegende,
sich längs
erstreckende Balken und gegenüberliegende,
sich quer erstreckende Balken hat, wobei diese Balken eine obere
gestaltgebende Oberfläche
mit einer Elevationskontur haben, die allgemein korrespondiert mit
einer finalen gewünschten Gestalt
eines randseitigen Randabschnitts einer zu formenden Scheibe, und
Hilfsbalken, deren jeder eine obere gestaltgebende Oberfläche mit
einem geraden Elevationsprofil allgemein korrespondierend mit einer
vorläufigen
Gestalt des ausgewählten
Bereiches des randseitigen Randes der Scheibe hat, wobei die Hilfsbalken
in der ersten Position entlang und benachbart zu einem korrespondierenden,
sich quer erstreckenden Balken positioniert sind, und worin die
obere gestaltgebende Oberfläche
der Hilfsbalken oberhalb der oberen gestaltgebenden Oberfläche des
korrespondierenden, sich quer erstreckenden Balkens ist. Das Verfahren
umfasst die Schritte, die Scheibe auf der Ringform so zu platzieren,
dass die zumindest ersten ausgewählten
randseitigen Randabschnitte der Scheibe durch die obere gestaltgebende
Oberfläche
der Hilfsbalken und oberhalb der oberen gestaltgebenden Oberfläche der
sich quer erstreckenden Balken abgestützt sind; die Scheibe auf ihre
Wärmeerweichungstemperatur
so aufzuheizen, dass zweite randseitige Randabschnitte der Scheibe
durch Schwerkraft in Kontakt mit der oberen gestaltgebenden Oberfläche der
sich gegenüberliegenden,
in Längsrichtung
erstreckenden Balken durchsacken, um in die Scheibe eine allgemein zylindrische
Krümmung
einzubringen und die Scheibe vorläufig zu formen; und die Hilfsbalken
nach unten zu einer zweiten Position zu bewegen, in welcher die
obere, der Scheibe die Gestalt gebende Oberfläche des Hilfsbalkens unterhalb
des der Scheibe die Gestalt gebenden Oberflächenbereichen der benachbarten
formgebenden Balkensektion positioniert ist, um die ersten ausgewählten randseitigen Randabschnitte
der Scheibe auf den sich quer erstreckenden Balken zu deponieren,
und den ersten ausgewählten
randseitigen Randabschnitten der Scheibe zu ermöglichen, bis in Kontakt mit
der oberen formgebenden Oberfläche
der sich quer erstreckenden Balken abzusacken und in die finale
gewünschte Konfiguration
abzusacken.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische teilweise ausgeschnittene Ansicht eines Heiz/Kühlofens,
und zeigt auf einer die vorliegende Erfindung inkorporierenden Außenlinien-Ringform
abgestützte
Glasscheiben, wobei zur Klarheit Bereiche entfernt sind.
-
2 ist
eine vergrößerte Perspektivansicht einer
schwenkenden Flügelsektion
der in 1 illustrierten Ringform, mit zur Klarheit entfernten
Bereichen.
-
3 ist
eine Endansicht der schwenkenden Flügelsektion der in 1 illustrierten
Ringform, und zeigt einen Hilfsbalken in einer angehobenen und einer
abgesenkten Position, mit zwecks Klarheit entfernten Bereichen.
-
4, 5, 6 sind
schematische Schnittansichten der schwenkenden Sektion der in 1 illustrierten
Ringform, genommen entlang einer Schnittlinie A-A in unterschiedlichen
Phasen während
einer Durchsackbiegeoperation einer Glasscheibe, mit zwecks Klarheit
entfernten Bereichen.
-
7 ist
eine Endansicht einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ringform, mit
zwecks Klarheit entfernten Bereichen, und mit einem Hilfsbalken
in angehobenen und abgesenkten Positionen.
-
8 ist
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Ringform gemäß der vorliegenden
Erfindung, mit zwecks Klarheit entfernten Bereichen, wobei ein Hilfsbalken
in einer angehobenen und einer abgesenkten Position gezeigt ist.
-
9, 10, 11 sind
schematische Perspektivansichten allgemein korrespondierend mit den 4, 5 und 6,
die jeweils die Formgebungssequenz einer Scheibe zeigen, die auf
erfindungsgemäßen Außenseitenbalken
abgestützt
sind, wobei zwecks Klarheit Bereiche entfernt sind.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Die
hier diskutierte Erfindung wird in Kombination mit einem konventionellen
Stopp-and-Go-Typus
Heiz/Kühlofen
präsentiert,
in welchem die Glasscheiben auf gestaltgebenden Balken innerhalb
separater beheizter Kammern abgestützt sind, welche Balken sequentiell
durch den Kühlofen
gefördert
werden, um die Glasscheiben auf in dieser Technik wohl bekannte
Weise aufzuheizen und zu formen. Es ist anzumerken, dass die vorliegende
Erfindung auch inkorporiert werden könnte in die Absackbiegeoperation
von Glasscheiben, welche andere Typen von Heiz/Kühlöfen verwenden, z.B. konventionelle
Kühlöfen des
Tunneltyps.
-
Bei
dem Prozess der Formgebung von Glasscheiben durch Schwerkraft-Durchsack-Biegen
wird eine oder werden mehrere Glasscheiben G auf einem tragenden
Rahmen 10 an einer Ladestation (nicht gezeigt) positioniert
und durch einen Heiz/Kühlofen 12 gefördert, worin
sie bis auf ihre Wärmerweichungstemperatur
aufgeheizt werden und es ihnen ermöglicht wird, zu einer gewünschten verformten
Konfiguration durch Schwerkraft durchzusacken. Nach der Formgebung
werden die Scheiben G und der Rahmen 10 durch Entspannungs-
und Kühlungszonen
des Kühlofens 12 gefördert, um
die Spannun gen in dem Glas zu minimieren und die Scheibenform zu
fixieren. Bezugnehmend auf 1 erstreckt
sich ein Förderer über die
gesamte Länge des
Kühlofens 2,
und definiert dieser einen Bewegungspfad für Rahmen 10 entlang
einer längsverlaufenden
Referenzlinie durch den Kühlofen.
Der Förderer
weist mehrere Stützrollen 14 auf,
die in quer gegenüberliegender,
in Längsrichtung
beabstandeter Relation angeordnet sind. Jede Stützrolle 14 ist auf einer
Welle montiert, die sich durch eine Seitenwand des Kühlofens
erstreckt, und mit einem Förderer-Antriebsmittel
(nicht gezeigt) verbunden ist. Der Förderer kann in eine Anzahl
Sektionen unterteilt sein, von denen jede durch ein eigenes Treibmittel
angetrieben wird, oder die Förderersektionen
können über Kupplungen
durch einen gemeinsamen Antrieb angetrieben sein, wie dies in dieser
Technik wohl bekannt ist. Ohne die vorliegende Erfindung zu beschränken, umfasst
der in 1 illustrierte Rahmen 10 eine Ringform 16, ähnlich der
Form, die in den US-Patenten 4 626 267 für Reese und 4 804 397 für Stas et
al. offenbart wird, deren Lehren hiermit durch Rückbeziehung inkorporiert sind.
Der Rahmen 10 besitzt eine Scheibenformgebungsoberfläche 18,
die mit ihrem Anstieg und dem Verlauf der finalen gewünschten
Gestalt des randseitigen Randbereiches der zu formenden Glasscheiben
G entspricht. Der Rahmen 10 kann noch andere isolierende
Strukturen (nicht gezeigt) aufweisen, welche den Rahmen 10 umfassen
und von benachbarten Rahmen isolieren. In dieser spezifischen Ausführungsform
ist die Form 16 eine artikulierende Form mit schwenkenden
Endsektionen; es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung
auch in Kombination mit einer nicht artikulierenden Ringform verwendet
werden kann. Die Form 16 ist mit gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten
Zentralbalken 20 (in 1 ist nur
einer gezeigt) und zwei schwenkenden Endsektionen 22 versehen,
von denen eine jede Seitenbalken 24 und einen Endbalken 26 inkludiert.
Jede Endsektion 22 wird durch einen Ausleger 28 abgestützt, der
unterhalb der korrespondierenden Balken 24 und 26 positioniert
ist. Der Ausleger 28 erstreckt sich nach außerhalb
der Endsektionen 22 zu einem Drehpunkt an einem Zapfen 30 und
ist an einem gewichtsbelasteten Hebelarm 32 angebracht.
Sobald die auf der Ringform 16 abgestützten Glasscheiben G erhitzt sind,
bewegt sich der Hebelarm 32 unter der Kraft der Schwerkraft
gegen die nachlassende entgegenstehende Kraft der Glasscheiben G,
sobald diese durch die Wärme
zu erweichen beginnen, um die Endsektionen 22 nach oben
zu einer geschlossenen Position zu schwenken, wie in 1 gezeigt.
In dieser geschlossenen Position formen die Balken 20, 24 und 26 die
gestaltgebende Oberfläche 18 und
sacken die Glasscheiben G durch Schwerkraft in Kontakt mit der Oberfläche 18 und
werden sie dadurch innerhalb ihrer Peripherien zunächst geringfügig verformt.
-
Die
nachfolgende Diskussion ist auf die Verwendung eines zusätzlichen
Formgebungsbalkens an einer der schwenkenden Endsektionen 22 zum Steuern
der Glasform während
einer Schwerkraftdurchsackbiegeoperation gerichtet. Es ist jedoch
darauf hinzuweisen, dass die zusätzlichen
Balken ähnlich
auch entlang von Endsektionsbalken 26 an dem gegenüberliegenden
Ende der Form 16 positioniert sein können.
-
Bezugnehmend
auf 2 umfasst die Form 16 weiterhin einen
Hilfsbalken 34, der sich entlang der Endbalkensektion 26 der
Endsektion 22 erstreckt und zu dieser benachbart positioniert
ist. Der Hilfsbalken 34 ist an dem Rahmen 10 abgestützt, um
sich zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position
zu bewegen. In der angehobenen Position ist die obere Scheibenformungsoberfläche 36 des
Hilfsbalkens 34 allgemein oberhalb der oberen Scheibenformungsoberfläche 38 des
benachbarten Balkens 26 positioniert, wie in den 1, 2 und 3 illustriert,
um einen randseitigen Randabschnitt 40 der Glasscheiben
G abzustützen und
vorläufig
zu formen. In der abgesenkten Position ist die Oberfläche 36 des
Hilfsbalkens 34 unterhalb der Oberfläche 38 des benachbarten
Endbalkens 26 positioniert, wie durch Phantomlinien 42 in 3 illustriert,
derart, dass der Balken 26 während eines Abschnitts des
Durchsackbiegeprozesses den randseitigen Randabschnitt 40 abstützen und
bis zu seiner finalen gewünschten
Konfiguration formen kann. Das Anstiegsprofil der formgebenden Oberfläche 36 ist,
insbesondere, konfiguriert mit einer Krümmung, die geringer ist als
die der Oberfläche 38 des
benachbarten Balkens 26, so dass, solange der randseitige Randabschnitt 40 auf
dem Hilfsbalken 34 abgestützt ist, dieser nicht bis zu
seiner finalen Konfiguration durchsacken kann. Durch Verzögern des
finalen Absackbiegens der Scheiben G, und im besonderen, des randseitigen
Randabschnittes 40 und derjenigen Bereiche der Scheiben
in der Nachbarschaft des Randabschnittes 40 im Inneren
der Endsektion 22, bis sehr spät in der Durchsackbiegeoperation,
wie später
detaillierter diskutiert wird, wird die Dauer der Zeit reduziert,
die für
diese Bereiche der Glasscheiben G zum Durchsacken unter der Schwerkraft
verfügbar
ist, so dass die Scheiben in diesen kritischen Bereichen nicht exzessiv
durchsacken können.
Obwohl dies die vorliegende Erfindung nicht beschränken soll,
ist in der speziellen, in den 1 bis 3 illustrierten
Ausführungsform
die gestaltgebende Oberfläche 36 des
Hilfsbalkens 34 so, dass sie ein gerades Profil hat, d.h.
dass über
ihre Länge
keine vertikale Krümmung
vorliegt, und ist sie so positioniert ist, dass sie geringfügig oberhalb
der höchsten Punkte
des benachbarten Balkens 26 ausgerichtet ist.
-
Der
Hilfsbalken 34 kann von seiner angehobenen Position zu
seiner abgesenkten Position entweder durch Schwerkraft oder durch
eine mechanische oder elektromechanische Vorrichtung bewegt werden.
Ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, illustrieren
die 2 und 3 eine Ausführungsform einer Anordnung
eines Schwerkrafttyps. Spezifischer, ist ein Ende 44 des Balkens 34 so
montiert, dass es um den Zapfen 55 schwenkt. Ein Bügel 46,
der einen Anschlag 48 aufweist, ist schwenkbar am Ausleger 28 oder
an einer Führung 50 der
schwenkenden Sektion 22 befestigt. In seiner angehobenen
Position ist der Balken 34 an einem Ende durch den Zapfen 45 abgestützt, und sitzt
sein gegenüberliegendes
Ende auf dem Anschlag 48 auf. Zu einer vorbestimmten Zeit
während des
Glasscheiben-Durchsackbiegeprozesses wird der Bügel 46 von dem Balken 34 weggeschwenkt, was
bewirkt, dass sich der Balken 34 von dem Anschlag 48 weg
bewegt und nach unten gleitet, wie in 3 durch
Phantomlinien 42 angezeigt, und dabei um den Zapfen 45 schwenkt.
Die Führung 50 hält die Position
des Hilfsbalkens 34 allgemein entlang dem benachbarten
Balken 26. In der in 2 illustrierten, speziellen
Ausführungsform
weist die Führung 50 eine
Platte 52 mit einem Schlitz 54 auf, durch welchen
sich der Balken 34 erstreckt und dem entlang er gleitet.
-
Obwohl
dies für
die vorliegende Erfindung nicht beschränkend ist, tritt die schwenkende
Bewegung des Bügels 46 erst
auf, wenn die Endsektion 22 der Form 16 um ein
vorbestimmtes Maß nach
oben schwenkt. Spezifischer, bezugnehmend auf die 4 bis 6,
erstreckt sich von dem Bügel 46 ein Arm 56 weg,
der eine schwenkende Stange 58 aufweist, die sich durch
einen Bereich des Rahmens 10 erstreckt. An der Stange 58 ist
ein Anschlag 60 so angebracht, dass der Anschlag 60 dann
von dem Rahmen 10, wie in 4 illustriert,
beabstandet ist, wenn die Endsektion 22 der Form 16 nach
unten zu einer geöffneten
Position geschwenkt ist. Wenn die auf den Balken 20, 24 und 34 abgestützten Glasscheiben G
aufgeheizt und erweicht sind, beginnt die schwenkende Endsektion 22,
sich nach oben zu drehen, wie durch einen Pfeil 62 in 5 angezeigt,
um langsam die finale gewünschte
Anstiegskontur der Scheibe zu erreichen. Der Bügel 46 bewegt sich
mit der Sektion 22, wenn diese schwenkt, und hält fortgesetzt
den Balken 34 in seiner angehobenen Position, wie in 5 gezeigt.
Wenn die Endsektion 22 schwenkt, bewegt sich die Stange 58 aufwärts, was
den Anschlag 60 näher
zu dem Rahmen 10 bewegt. Sobald die Endsektion 22 über ein
vorbestimmtes Ausmaß nach
oben geschwenkt ist, kontaktiert der Anschlag 60 den Rahmen 10.
Wenn dann die Endsektion 22 weiterhin aufwärts schwenkt,
wird der Bügel 46 daran gehindert,
seine Orientierung relativ zu dem Balken 34 aufrechtzuhalten,
und wird der Bügel 46 zum Schwen ken
gezwungen, wie durch den Pfeil 64 angedeutet, was darin
resultiert, dass der Balken 34 von dem Anschlag 48 abfällt und
sich zu seiner abgesenkten Position senkt, wie in 6 illustriert,
und dadurch die Scheiben auf dem Endbalken 26 deponiert.
-
Obwohl
in der in den 1 bis 3 illustrierten
Ausführungsform
der Erfindung der Bügel 46 an
einem Ende des Balkens 34 positioniert ist, ist anzumerken,
dass er auch an irgendeiner anderen Stelle entlang des Balkens 34 positioniert
sein könnte, z.B.
in dessen Mitte. Es ist ferner anzumerken, dass andere Typen von
Vorrichtungen verwendet werden können,
um den Balken 34 aus seiner angehobenen Position zu seiner
abgesenkten Position zu bewegen. Beispielsweise kann der Bügel 46 durch
einen Linearaktuator ersetzt sein, wie durch einen Elektromotor,
eine Kugelschraubspindel, einen Elektromotor, oder dgl., um ein
Ende des Balkens 34 anzuheben und abzusenken.
-
Es
ist auch möglich,
den Balken 34 zwischen seinen angehobenen und abgesenkten
Positionen vertikal zu reziprokieren, anstelle den Hilfsbalken 34 an
einem Ende schwenkbar zu montieren und eine Abstützvorrichtung zu verwenden,
die sein gegenüberliegendes
Ende bewegt. Spezifischer, bezugnehmend zu 7, können die
voneinander abgewandeten Enden des Balkens 34 durch Linearaktuatoren 66 abgestützt sein,
wie oben diskutiert, um beide Ende des Balkens 34 nach
oben zu dessen angehobener Position und nach unten zu dessen abgesenkter
Position zu bewegen, wie durch Phantomlinien 68 angezeigt.
Diese Aktuatortypen können
mit einem Controller (nicht gezeigt) verlinkt sein, der das Anheben
und Absenken des Balkens 34 während der Schwerkraftdurchsack-Biegeoperation
steuert.
-
Es
ist ferner möglich,
dass der Balken 34 von seiner angehobenen zu seiner abgesenkten
Position mit einer schwenkenden Aktion bewegt wird, anstelle den
Balken 34 vertikal zu reziprokieren. Spezifischer, bezugnehmend
auf 8, kann der Balken 34 zusätzliche
Sektionen 70 inkludieren (in 8 wird nur eine
gezeigt), die am Rahmen 10 schwenkbar montiert sind, so
dass der Balken 34 und die zusätzlichen Sektionen 70 von
dem benachbarten Balken 26 weg rotieren, wie durch Phantomlinien 72 angezeigt,
anstelle den Balken von der angehobenen zu der abgesenkten Position
einfach abfallen zu lassen. Der Balken 34 und die Sektion 70 können auf
eine Weise angehoben und abgesenkt werden, wie dies vorstehend diskutiert
wurde.
-
Wenn
sich der Balken 34 von seiner angehobenen zu der abgehobenen
Position bewegt, wird der randseitige Randabschnitt 40 die
Glasscheibe G von der oberen formgebenden Oberfläche 36 des Hilfsbalkens 34 zu
der oberen gestaltgebenden Oberfläche 38 des Balkens 26 transferiert.
Wie früher
diskutiert, kann die Bewegung des Balkens 34 zu seiner abgesenkten
Position zu jeder gewünschten
Zeit während
des Durchsackbiegezyklus auftreten. Jedoch soll daran erinnert werden,
dass zum Festlegen, wenn der Hilfsbalken 34 abgesenkt werden mag,
genügend
Zeit zur Verfügung
sein musste, nachdem die Glasscheiben G vom Balken 34 auf dem
Balken 26 transferiert worden sind, damit das Glas der
Scheibe G durch Schwerkraft in Kontakt mit der gestaltgebenden Oberfläche 38 des
Balkens 26 absackt und zuverlässig seine finale Konfiguration einnimmt.
Spezifischer wird für
eine Durchsackbiegetemperatur von zwischen ca. 1060 bis 1250°F (571 bis
677°C) geschätzt, dass
es ca. 10 bis 20 Sekunden dauert, bis das Glas der Glasscheibe G
in Abhängigkeit
von der Biegetiefe, die durch die gestaltgebende Oberfläche 38 vorgegeben
wird in Kontakt mit dem Balken 26 absackt, nachdem diese
darauf deponiert worden ist. Zusätzlich
muss Sorgfalt aufgebracht werden, um kein exzessives Durchsackbiegen in
diesen Bereichen innerhalb des Balkens 26 zu lassen, nachdem
einmal die randseitigen Abschnitte 40 in ihren Kontakt
mit der gestaltgebenden Oberfläche 48 abgesackt
sind. Es wird angenommen, dass eine rapide Abwärtsbewegung des Hilfsbalkens 34 von seiner
angehobenen zu der abgesenkten Position die finale Formung in den
randseitigen Randabschnitten 40 aus dessen vorübergehender
Gestalt bis in die finale gewünschte
Gestalt beschleunigen kann.
-
Im
Betrieb formt die Ringform 16 der vorliegenden Erfindung
die Scheiben zunächst
in einer Richtung, um die Scheiben vorläufig zu formen, z.B. allgemein
in der Längsrichtung,
und nachfolgend erst in einer zweiten Richtung, z.B. um eine Querkrümmung einzubringen,
und die Scheiben zu ihrer finalen gewünschten Konfiguration zu formen.
Spezifischer werden die Endsektionen 22 der Ringform 16 nach unten
geschwenkt und werden die Hilfsbalken 34 (jeweils einer
an jeder Sektion 22) zu ihren angehobenen Positionen bewegt,
wie in den 4 und 9 gezeigt,
und zwar entweder manuell oder durch eine automatische Balkenpositioniereinrichtung.
Die Glasscheiben G (in den 4 bis 6 und 9 bis 11 ist
nur eine gezeigt) werden auf der Ringform 16 positioniert
und auf den Balken 34 und den Endsektionen 74 der
Seitenbalken 20 abgestützt.
Sobald die Scheiben erhitzt sind, erweichen sie und sacken sie aufgrund
der Schwerkraft durch. Randseitige Randabschnitte 76 entlang
der Längsseiten
der Glasscheiben G sacken in Kontakt mit Zentralbalken 40 und
Balken 24 in der Endsektion 22, und werden dadurch
geformt, dass gewichtsbelastete Arme 32 (nur in 1 gezeigt)
jede Endsektion 22 nach oben schwenken, wie in den 5 und 10 gezeigt. Die
randseitigen Randabschnitte 40 der Glasscheiben G sind
auf dem Hilfsbalken 34 abgestützt, der initial oberhalb des
Balkens 26 der Endsektion 22 positioniert worden
ist, und verbleiben deshalb unverformt. Als ein Resultat verformen
sich die Glasscheiben G zunächst
nur, um ihre Längskrümmung einzunehmen,
d.h. eine allgemein zylindrische Endkrümmung von einer Endsektion 22 zu
der anderen. Während
dieser vorläufigen
Formgebung kann es ein geringfügiges
Querdurchsackbiegen des Glases auftreten, d.h. zwischen den Zentralbalken 20,
dabei wird jedoch dieses Querdurchsackbiegen der Scheiben G begrenzt,
da die gestaltgebende Oberfläche 36 jedes Hilfsbalkens 34 so
konfiguriert ist, dass sie das Durchsackbiegen der randseitigen
Randabschnitte 40 der Scheiben G direkt innerhalb der Hilfsbalken 34 limitiert,
wie in den 5 und 10 gezeigt.
Zu der gewünschten
Zeit in dem Biegezyklus werden dann die Balken 34 abgesenkt,
so dass sie die randseitigen Randabschnitte 40 auf den
Balken 26 der Endsektionen 22 deponieren, wie
in den 6 und 11 gezeigt. Die Glasscheiben
G sacken weiterhin aufgrund der Schwerkraft durch, und zwar über eine
Zeit, die für
die randseitigen Randabschnitte 40 gebraucht wird, bis
diese die gestaltgebenden Oberflächen 38 des
Balkens 26 kontaktieren, und auch zum Vervollständigen der
Querformung des Glases der Glasscheiben G in den schwenkenden Sektionen 22.
Nachdem die Formgebung vervollständigt
ist, werden der Rahmen 10 und die geformte Glasscheibe
G durch die Entspannungs- und Kühlungssektionen
(nicht gezeigt) des Kühlofens 12 gefördert, wo die
Glassscheiben G in gesteuerter Weise abgekühlt werden. Dann werden die
geformten Scheiben G nachfolgend für eine weitere Bearbeitung
aus der Form 16 entfernt.
-
Während der
Durchsackbiegeoperation können
weitere, die Gestalt der Scheiben beeinflussende Einrichtungen verwendet
werden, um die Scheiben weiter zu verformen. Spezifischer können Teil- oder
Volloberflächen-Pressflächen die
oberen und/oder unteren Hauptoberflächen der Glasscheiben G kontaktieren,
um ausgewählte
Bereiche des Glases zu einer gewünschten
Konfiguration zu verformen, beispielsweise wie in US-A-4 804 397
offenbart. Sofern zum Formen des Glases in Kombination mit einer
wie hier offenbarten, artikulierenden Ringform zusätzliche
pressende Formen eingesetzt werden, ist es wünschenswert, in die schwenkenden Endsektionen 22 der
Form 16 eine Verriegelungsvorrichtung zu inkorporieren,
so dass die Endsektionen 22 nicht nach unten rotieren,
wenn die Glasscheibe G kontaktiert und in eine bestimmte Gestalt
gepresst wird, wie in US-A-4 804 397 offenbart.
-
Wie
früher
diskutiert, ist in der Ausführungsform
der Erfindung wie in den 1 und 2 illustriert,
der Hilfsbalken 34 ein gerade Balken mit einer geraden
Scheibenformoberfläche 36,
die außenbords
des Balkens 26 positioniert ist, der vertikal von der angehobe nen
zu der abgesenkten Position bewegt wird. Es ist aber auch möglich, dass
die Position und die Gestalt des Balkens modifiziert sind.
-
Obwohl
bevorzugt wird, dass die Scheibenformungsoberfläche 36 des Hilfsbalkens 34 oberhalb der
Scheibenformungsoberfläche 38 des
Balkens 26 positioniert wird, wenn der Balken 34 in
seiner angehobenen Position ist, ist es weiterhin auch möglich, dass
die Oberfläche 36 nur
oberhalb eines Bereiches der Oberfläche 38 positioniert
werden kann, so dass der randseitige Randabschnitt 40 der
Glasscheiben G sowohl durch den Hilfsbalken 34 als auch
den Balken 26 abgestützt
und vorläufig
gestaltet wird. Der Hilfsbalken 34 kann auch horizontal
gekrümmt
sein, um in der Form mit der horizontalen Kontur des benachbarten
Balkens 26 übereinzustimmen.
-
Wie
früher
diskutiert wurde, und obwohl es bevorzugt wird, dass die Anstiegskontur
der Scheibenformungsoberfläche 36 des
Hilfsbalkens 34 gerade sein kann, um in den Seitenbereichen
der Glasscheiben G das Durchsackbiegen zu steuern, speziell in der
Nachbarschaft der randseitigen Randabschnitte 40, ist es
auch möglich,
dass die Oberfläche 36 gekrümmt sein
kann, vorausgesetzt, dass ihre Krümmung geringer ist als die
finale gewünschte
Kontur der Oberfläche 38 des
benachbarten Balkens 26, d.h., dass sie einen größeren Krümmungsradius
hat. Beispielsweise könnte
die Oberfläche 36 des
Hilfsbalkens 34 einen Krümmungsradius in der Größenordnung
von ca. 177 Zoll (ca. 450 cm) haben, während die Oberfläche 38 des
benachbarten Balkens 26 einen Krümmungsradius in der Größenordnung
von ca. 89 Zoll (ca. 225 cm) hat. Da die Oberfläche 36 des Balkens 34 "flacher" ist als die Oberfläche 38 des
benachbarten Balkens 26, kann der Hilfsbalken 34 den
randseitigen Randabschnitt 40 nur vorläufig formen und in der Nachbarschaft
der randseitigen Randabschnitte 40 ein geringfügiges vorläufiges Durchsackbiegen
zulassen, während
der Majorität
der Durchsackbiegeoperation, und könnten erst die Oberflächen 38 des
benachbarten Balkens 26 den randseitigen Randabschnitt 40 und
die verbleibenden Bereiche der Glasscheiben G während des späteren Abschnitts
der Durchsackbiegeoperation zu ihrer finalen gewünschten Gestaltungen formen.
-
Die
vorliegende Erfindung kontrolliert bzw. verhindert ein exzessives
Schwerkraftdurchsackbiegen in Glasscheiben G durch Limitieren des
Glasdurchsackens in ausgewählten
Bereichen der Glasscheiben während
eines Abschnitts der Durchsackbiegeoperation. Die Glasscheiben werden
vorläufig um
eine erste Achse geformt, und nachfolgend um eine zweite Achse verformt.
Diese wird erzielt, indem es den voneinander abgewandten, sich in
Längsrichtung
erstreckenden randseitigen Randabschnitten 76 der Glasscheiben
G gestattet wird, in Kontakt mit den gegenüberliegenden Balken 20 und 24 abzusacken, während die
sich quer erstreckenden randseitigen Randabschnitte 40 der
Glasscheiben G auf den Hilfsbalken 34 abgestützt sind.
Als ein Resultat nehmen die Scheiben G allgemein nur eine Längskrümmung auf.
Danach werden die Balken 34 abgesenkt, um es den Randabschnitten 40 zu
ermöglichen,
bis zum Abstützen
in Kontakt mit den Balken 26 der Endsektionen 22 abzusacken,
um das Durchsackbiegen der Glasscheiben in der Querrichtung zu erleichtern, speziell
in der Nachbarschaft zwischen Balken 24 der Endsektionen 22,
um dadurch das Formen der Glasscheiben zu komplettieren. Durch Halten
der randseitigen Randabschnitte 40 in einer allgemein flachen Konfiguration,
und durch das Verzögern
des Querdurchsackbiegens in diesen ausgewählten Bereichen bis spät in den
Durchsackbiegeprozess, wird die konturierte Gestalt der Glasscheiben
in den schwenkenden Sektionen 22 gesteuert und wird ein exzessives
Durchsackbiegen minimiert. Zusätzlich reduziert
auch die Reduktion des exzessiven Durchsackbiegens durch Kontrollieren
der Rate und der Weise, in welchen das Glas verformt wird, auch
Distorsionen in der Glasscheibe aufgrund unerwünschten Rückbiegens der Glasscheibe,
speziell bei ihren Ecken.
-
Die
hier beschriebene und illustrierte Erfindung repräsentiert
eine Beschreibung bevorzugter illustrativer Ausführungsformen. Es ist anzumerken, dass
verschiedene Abänderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Sinngehalt der in den nachfolgenden Patentansprüchen definierten
Erfindung zu verlassen.