DE60213201T2 - Verfahren und vorrichtung zum paarweisen biegen von glasscheiben - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum paarweisen biegen von glasscheiben Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum paarweisen Biegen von Glasscheiben, bei dem das Glasscheibenpaar in horizontaler Lage auf einer Rahmenbiegeform durch Schwerkraftbiegen vorgebogen und anschließend mit Hilfe einer auf das vorgebogene Glasscheibenpaar einwirkenden vollflächigen Biegeform nachgebogen wird. Sie bezieht sich auch auf eine insbesondere zum Ausführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung. Paarweise gebogene Glasscheiben werden hauptsächlich, jedoch nicht ausschließlich, zu Fahrzeug-Windschutzscheiben aus Verbundglas weiter verarbeitet.
  • Das Dokument DE-C1-43 37 559 beschreibt ein einschlägiges Verfahren, bei dem die auf einer Rahmenbiegeform vorgebogenen Glasscheibenpaare von unten an eine obere vollflächige Biegeform angelegt werden. Letzter ist randseitig von einer Schürze umgeben, welche mit dem Außenrand der oberen Biegeform einen Ringspalt bildet. Nach dem Anlegen der erhitzten Glasscheiben an die obere Biegeform mittels der Rahmenbiegeform wird Luft durch besagten Ringspalt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit abgesaugt. Darauf legen sich die beiden Glasscheiben vollflächig an die obere Biegeform an. Sie erhalten gemeinsam ihre endgültige sphärische Gestalt. Die Luftströmung in den Ringspalt soll auch eventuelle Lufteinschlüsse zwischen den beiden Scheiben abströmen lassen.
  • Aus dem Dokument EP-A2-0 531 152 ist ein anderes einschlägiges Verfahren bekannt. Danach werden die Glasscheiben nach dem paarweisen Vorbiegen auf der Rahmenbiegeform von dieser abgehoben und gemeinsam auf eine untere Pressbiegeform überführt. Beim Nachbiegen werden die Glasscheiben ebenfalls durch mechanisches Pressen gegen eine obere Vollform in die endgültige Form gebogen. Ein solches Verfahren kann zu optischen Störungen auf den Flächen der Glasscheiben führen, weil die Presskräfte notwendigerweise von der einen auf die andere Glasscheibe übertragen werden müssen.
  • Aus dem Dokument EP-B1-0 705 798 ist ein Verfahren zum Rahmenbiegen einer oder paarweise aufeinander liegender Glasscheiben durch Schwerkraft bekannt, bei dem die auf einen starren Vorbiegerahmen aufgelegte(n) Glasscheibe(n) sich durch Schwerkraftwirkung an das Profil dieses Biegerahmens anpassen. In einem folgenden zweiten Biegeschritt werden die zu biegenden Glasscheiben von dem außenliegenden Vorbiegerahmen auf einen beweglichen innen liegenden Endbiegerahmen übergeben, welcher rein mechanisch steuerbar ist.
  • Die bekannten Verfahren sind nicht frei von Nachteilen. Wird zum Nachbiegen als untere Biegeform nur eine Rahmenbiegeform verwendet, so lässt sich nicht verhindern, dass die Glasscheiben im Mittelfeld innerhalb des Randbereichs eine beim Schwerkraftbiegen in der Vorbiegephase erfolgte stärkere Durchbiegung beibehalten. Verwendet man zum Vermeiden dieses Nachteils als untere Pressbiegeform eine vollflächige Biegeform, dann kann es zu optischen Verzerrungen in den Glasscheiben kommen, die darauf beruhen, dass die erste Berührung im Bereich der stärksten Durchbiegung zu kleinflächigen Deformationen führt, die auch beim weiteren Pressvorgang nicht vollständig beseitigt werden. Außerdem sind die bekannten, mit mechanischen Pressen arbeitenden gattungsgemäßen Verfahren in der Regel mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand verbunden.
  • DE-A1-21 19 699 offenbart eine Saugbiegeform mit konkaver Formfläche. Unter Saugbiegeform wird eine beispielsweise kastenförmige Vorrichtung verstanden, deren Formseite oder -fläche von einer vollflächigen Biegekontur gebildet ist. Diese – hier konkave – Formfläche ist zumeist in an sich bekannter Weise mit einer Vielzahl von Löchern versehen. Innerhalb des Kastens befinden sich mit den Löchern kommunizierende Kanäle und Hohlräume. Diese sind über geeignete Absaug-Leitungen an einen Unterdruckerzeuger bzw. evakuierten Behälter anschließbar. Schaltbare Ventile in den Leitungen ermöglichen ein plötzliches Evakuieren besagter Kanäle und Hohlräume. In dessen Folge wird Luft durch die Löcher von der Außenseite der Saugbiegeform abgesaugt, wobei stellenweise sehr hohe Druckdifferenzen und Strömungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Gemäß der vorerwähnten Druckschrift lässt man eine an einer oberen vollflächigen Saugbiegeform vorgebogene Glasscheibe auf die untere konkave Saugbiegeform fallen. Zunächst kommen deren Ränder mit der unteren Form in Berührung. Die Glasscheibe sackt darauf einerseits unter Schwerkraftwirkung durch, wird andererseits aber auch von der Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem in der unteren Form aufgebauten Unterdrucks gegen die Formfläche gepresst.
  • Dieses Verfahren wird zwar zum gleichzeitigen Biegen von zwei oder mehr Glasscheiben auch bei starken Biegungen empfohlen, wobei jedoch die Übergabe eines Glasscheibenpaares von der konvexen Oberform auf die konkave Unterform nicht beschrieben wird. Außerdem kommen bei diesem Verfahren zwangsläufig beide Hauptflächen der Glasscheiben mit Formflächen in Berührung.
  • Das Dokument US-4,894,080 beschreibt ein weiteres Verfahren zum paarweisen Biegen von Glasscheiben, die auf einer rahmenförmigen, ggf. beweglich-geteilt ausgeführte Vorbiegeform unter Schwerkraftwirkung vorgebogen werden. Eine vollflächige Biegeform mit konkaver Formfläche wird von unten her durch die rahmenförmige Vorbiegeform angehoben, nachdem diese positioniert wurde, und übernimmt das Glasscheibenpaar. Mithilfe einer weiteren, kastenförmigen Biegeform mit rahmenförmiger Formfläche wird der Rand des Glasscheibenpaares auf die konkave Formfläche gepresst, während innerhalb des Kastens ein Überdruck aufgebaut wird, unter dessen Wirkung das Glasscheibenpaar flächig gegen die konkave Formfläche gepresst wird. Nach einiger Zeit wird der Überdruck wieder abgebaut. Das Glas scheibenpaar wird wieder auf die rahmenförmige Vorbiegeform aufgelegt und darauf liegend zum Abkühlen aus der Biegestation herausgefahren.
  • EP-B1-0 530 211 beschreibt eine Vorrichtung zum Biegen von einzelnen Glasscheiben, welche eine konkav vollflächige untere (Saug-)Biegeform umfasst, auf welche auf Erweichungstemperatur erhitzte Glasscheiben abgelegt werden. Sodann wird eine obere Rahmenbiegeform mit komplementärer konvexer Oberfläche auf die Kante der Glasscheibe abgesenkt, um deren Ränder auf den Rand der unteren Biegeform zu drücken. Schließlich wird die Luft zwischen der unteren Biegeform und der Glasscheibe durch impulsartige Unterdruckbeaufschlagung des Formkastens abgesaugt, wobei die Randbelastung durch die Rahmenbiegeform die Abdichtung nach außen sicherstellt. Die Glasscheibe wird in vollflächigen Kontakt mit der unteren Biegeform gebracht und erhält so ihre endgültige sphärisch gebogene Gestalt. In letztgenannter Druckschrift ist nicht vom paarweisen Biegen von Glasscheiben die Rede.
  • Noch ein anderes bekanntes Verfahren (DE-C1-197 25 189) zum Biegen von Glasscheiben mit Übergabe von einzelnen Glasscheiben zwischen verschiedenen Vor- und Saugbiegeformen und einer Transportvorrichtung bedient sich einer in Segmente aufgeteilten Rahmenbiegeform. Diese Segmente können auseinander bewegt werden, um eine vollflächigkonvexe (Saug-)Biegeform zum Aufnehmen der noch ungebogenen Glasscheibe von einem Förderer passieren zu lassen. Nachdem die Glasscheibe mit der Biegeform vom Förderer abgehoben wurde, werden die Segmente wieder zur geschlossenen Rahmenform zusammengefügt, die als untere Pressbiegeform die Ränder der Glasscheibe an die vollflächige Form presst.
  • Ein Vorteil konkaver Saugbiegeformen ist, dass die Glasscheibe in der Scheibenfläche durch Ansaugen ohne mechanischen Formkontakt gebogen wird. Dadurch werden Formgewebeabdrücke auf der Glasoberfläche weitestgehend vermieden. Dieses wirkt sich positiv auf die optischen Eigenschaften (Transmission) aus.
  • Schließlich ist aus dem Dokument EP-B1-448 447 ein Verfahren zum Biegen von einzelnen oder von gleichzeitig mehreren Glasscheiben bekannt, bei dem die (untere) Glasscheibe zunächst entlang einer ersten Umfangslinie auf einer ersten rahmenförmigen Vorbiegeform aufgelegt wird und unter Schwerkraftwirkung in eine Vorbiegekontur – Querbiegung – durchsackt. Danach wird die untere Glasscheibe entlang einer zweiten Biegeumfangslinie gehalten, die an die Stelle der ersten Umfangslinie tritt, um die endgültige Biegekontur – Längsbiegung – herzustellen. Hierzu wird eine zweite rahmenförmige Biegeform an die Stelle der Vorbiegeform gebracht, wobei diese je nach Ausführung nur mit einem Teilumfang der Glasfläche in Berührung kommt. Auch dabei werden die Scheiben nur durch Schwerkraft gebogen, wobei der Übergang von der Vorbiegeform auf die zweite Biegeform relativ rasch erfolgt. Die beiden Umfangslinien, auf denen die aufliegende untere Scheibenfläche mit den beiden nacheinander einwirkenden Biegeformen in Kontakt kommt, sind unterschiedlich, weil die nacheinander einwirkenden Auflageflächen ineinander geschachtelt sind bzw. in senkrechter Projektion parallel zueinander verlaufen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum paarweisen Biegen von Glasscheiben sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale des Patentanspruchs 9 geben eine entsprechende Vorrichtung an. Die Merkmale der den unabhängigen Ansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieser Gegenstände an.
  • Zwischen zwei paarweise durch Schwerkraft auf einem Rahmen vorgebogenen Glasscheiben sind in der Regel allenfalls minimale Luftvolumina bei minimalen Randspalten eingeschlossen. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt nun den Effekt, dass bei raschem Abbau des Drucks auch nur zwischen der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe und der Formfläche einer konkaven Saugbiegeform Luft allenfalls langsam zwischen die beiden Scheiben eindringen kann.
  • Überraschend reicht eine hinreichend schnell erzeugte Druckdifferenz zwischen besagter Unterseite und der Oberseite der an sich nur lose aufliegenden zweiten Glasscheibe aus, beide Glasscheiben gleichzeitig auf die Formfläche zu drücken. Natürlich unterstützt die Schwerkraft diese Bewegungsrichtung ohnehin. Jedenfalls ist nicht zwingend eine mechanische Einwirkung auf die Fläche der oben liegenden Glasscheibe erforderlich.
  • Von Vorteil ist es dabei, wenn die Trennfläche beider Glasscheiben zuvor in an sich bekannter Weise mit einem Trennmittel belegt wurde. Damit werden jegliche gegenseitige Beschädigungen der beiden erweichten Scheibenflächen vermieden, die durch unvermeidliche Relativbewegungen während des gemeinsamen Formvorgangs auftreten könnten.
  • Die Glasscheiben erhalten mit diesem Verfahren eine mit den üblichen Pressbiegeverfahren vergleichbare hohe Formgenauigkeit sowohl im Randbereich als auch im Mittelfeld. Zugleich werden optische Verzerrungen auf der gesamten Oberfläche praktisch vermieden. Bei Verwendung einer konkaven Vollform gemäß der Erfindung wird das Glas in Scheibenmitte gedehnt, während beim Biegen auf konvexen Formen ausgehend von der Scheibenmitte gebogen wird, was zu Stauchungen und Verwellungen am Rand der Glasscheiben führen kann.
  • Bei besonders hohen Verformungs-Anforderungen, insbesondere zum Herstellen komplexer, sphärisch gebogener Scheibenformen und bei starker Vorbiegung, wird die Anschmiegung der unteren Glasscheibenseite an den Umfangsrand der konkaven Saugbiegeform allein durch Schwerkraftwirkung zum einen nicht ausreichen, um den Raum zwischen der unteren Glasscheibenseite und der Biegeformfläche nach außen abzudichten. Des weiteren können unter diesen Randbedingungen Spalte zwischen den Rändern der beiden aufeinander liegenden Glasscheiben auftreten. In solche Spalte könnte Luft eindringen, wenn beim anschließenden Biegevorgang bzw. Hauptbiegeschritt nur die Fläche der unten liegenden Glasscheibe mit Unterdruck beaufschlagt wird.
  • Unter solchen schwierigeren Umständen kann es erforderlich werden, die Ränder der beiden Scheiben auf den Rand der konkaven Saugbiegeform in an sich bekannter Weise mechanisch anzudrücken. Damit wird einerseits der mit Unterdruck zu beaufschlagende Raum hinreichend gut nach außen abgedichtet. Andererseits werden die Ränder beider Scheiben zuverlässig aufeinander gedrückt, so dass während des Biegevorgangs keine Luft zwischen sie eindringen kann. Hierzu wird die Oberseite der oben liegenden Glasscheibe mit einer oberen Form in Kontakt gebracht, sei es durch Absenken der oberen Form auf die Glasoberfläche, sei es durch Anheben der unteren konkaven Form. Man wird als obere Form bevorzugt eine zum Rand der unteren Form komplementäre Rahmenbiegeform verwenden, um die mechanische Einwirkung auf die Oberseite der Glasscheibe möglichst geringflächig zu halten. Unvermeidliche optische Störungen am Scheibenrand können unter dem auf Windschutzscheiben üblicherweise vorgesehenen opaken Farbrand verborgen werden.
  • Bevorzugt wird man die mechanische Abdichtung nur ganz kurzzeitig wirken lassen, während die Druckdifferenz zwischen der Formfläche bzw. der Unterseite des Glasscheibenpaares einerseits und dessen Oberseite andererseits länger aufrecht erhalten wird, um die gewünschte (komplexe) Scheibenform ganz sicher zu erreichen. Auf diese Weise werden auch durch den mechanischen Kontakt entstehende Oberflächenfehler auf der oben liegenden Glasscheibe weitestgehend reduziert.
  • Es wird aber auch in dieser Variante vollständig vermieden, die unten liegende Glasscheibe mechanisch auf ihrer (Sicht-)Fläche durch die obere Glasscheibe hindurch zu belasten.
  • Durch Versuche wurde bereits festgestellt, dass dieses Verfahren bei geringeren Temperaturen als vergleichbare Verfahren durchführbar ist. Das führt zu den Vorteilen, dass auch beschichtete Glasscheiben gebogen werden können, ohne die hitzebeständigen Schichtsysteme an die Grenze ihrer Temperaturtoleranz bringen zu müssen. Bekanntlich werden derartige großflächige Glasscheiben vornehmlich mit Infrarotstrahlen reflektierenden, optisch jedoch hoch transparenten Schichtsystemen versehen, um die Wärmeeinstrahlung im Fahrzeuginnenraum bedeutend zu reduzieren. Zwar ertragen manche Schichtsysteme schon Temperaturen bis zu 650°C, jedoch mindert jegliche Reduzierung der maximal zu ertragen den Temperatur beim Biegen der beschichteten Glasscheiben das Risiko von Schäden an der Beschichtung.
  • Das Glasscheibenpaar kann von der Vorbiege-Rahmenform auf die vollflächige konkave Saugbiegeform grundsätzlich durch eine separate Transfervorrichtung übergeben werden. Man kann auch besagte Rahmenform selbst als Transportmittel benutzen, um die Glasscheiben auf der unteren Vollform abzulegen. Führt man die vollflächige Form etwas kleiner als die Glasscheibenflächen aus, dann kann man in einer Relativbewegung zwischen Rahmen- und Vollform die Übergabe direkt vornehmen. Dabei durchdringt die Vollform die Rahmenform, welche die Glasscheiben nur entlang ihrem äußersten Rand abstützt, und kommt mit der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe in Kontakt. Deren Rand kragt geringfügig über den Umriss der Formfläche aus. Man kann die Vorbiege-Rahmenform auch hier in der bereits erwähnten Weise, ggf. in geeigneter Abwandlung, in Segmente aufteilen, um die Übergabe von der Vorbiegeform auf die Saugbiegeform zu optimieren.
  • Da die oben liegende Glasscheibe vollständig und flächig auf der unten liegenden Scheibe liegt, kann sie grundsätzlich umlaufend oder entlang bestimmten Kanten etwas kleinerflächig zugeschnitten werden als die unten liegende Scheibe. Bei starken Biegungen hat das den Vorteil, dass diese stärker gebogene Innenscheibe auch nach dem Biegen nicht über den Rand der Außenscheibe auskragt, wie es bei exakt gleich groß geschnittenen Scheiben der Fall ist. Man hat dann einen vergleichsweise saubereren Randabschluss der fertigen Verbundglasscheibe.
  • Es ist zweckmäßig, zum Übergeben des fertig gebogenen Glasscheibenpaars von der konkaven Vollform zur Kühlstation eine der Scheibenform möglichst genau entsprechende Transportvorrichtung vorzusehen. Der Vorbiege-Rahmen eignet sich in der Regel nicht hierzu, weil die fertig gebogene Glasscheibenform erheblich von der nur vorgebogenen Form abweicht. In einer bevorzugten Ausführung ist auch diese Transportvorrichtung rahmenförmig ausgebildet und praktisch koaxial sowohl zu dem Vorbiege-Rahmen als auch zur konkaven Vollform angeordnet. Der erzielbare Platzgewinn – die gesamte Biegestation wird hierdurch recht kompakt – kann allerdings bewegliche Teile an dem Vorbiege-Rahmen und/oder am Transportrahmen für die fertigen Scheiben erfordern. So kann ggf. auch die Transportvorrichtung wieder in der an sich bekannten Weise in Segmente aufteilen, um eine optimale Raumnutzung zu erreichen. Zum Durchführen des Biegeverfahrens im engeren Sinne sind allerdings diese Maßnahmen von nachrangiger Bedeutung.
  • In einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens wird das vorgebogene Scheibenpaar von der Vorbiege-Rahmenform zunächst auf eine weitere rahmenförmige Biegeform übergeben, deren Auflageflächen bereits die Kontur der fertig gebogenen Glasscheiben ha ben. Dennoch ist diese weitere Biegeform grundsätzlich auch noch als Vorbiegeform anzusehen, denn das endgültige Ausformen der Glasscheiben in der Fläche findet auf der konkaven Saugbiegeform statt. Die Übergabe erfolgt hinreichend schnell, um die auf diese weitere Form aufgelegten Glasscheiben noch einmal unter Schwerkraftwirkung zu biegen. Sie nähern sich dabei bereits jedenfalls in ihren Randbereichen der endgültigen Form an. Das hat den Vorteil, dass nach der Übergabe auf die konkave Vollform (und ggf. nach Aufsetzen der oberen Form) sofort mit dem Ansaugen der Scheibe(n) begonnen werden kann und nicht noch auf eine Anpassung der Scheibe an die Vollform entlang den Rändern gewartet werden muss, und ggf. sogar auf den Einsatz einer oberen Form ganz verzichtet werden kann. Mögliche Randspalte zwischen der Scheibenfläche und der Vollform sind auf ein Minimum begrenzt, wenn den Scheibenkanten praktisch schon ihre endgültige Kontur aufgeprägt wurde.
  • Man stimmt ferner die Gestalt und die Auflageflächen der beiden Rahmenbiegeformen so aufeinander ab, dass beide Auflageflächen die Glasoberfläche nur möglichst nahe an deren Rand berühren, vorzugsweise in einem schmalen Streifen von höchstens 10 mm, evtl. sogar nur 6 bis 7 mm Breite. Das wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung möglich, wenn die beiden Rahmenbiegeformen bzw. deren Auflageflächen sich in einer vertikalen Projektion überdecken (wobei noch das entsprechend mit zunehmender Biegetiefe sich einstellende randseitige scheinbare „Schrumpfen" der Glasscheiben zu berücksichtigen ist), sich dabei aber in unterschiedlichen Höhenlagen befinden. Als besonderer Vorteil dieser Ausführung der beiden Rahmenbiegeformen ergibt sich, dass die von den Auflageflächen unvermeidlich auf der berührten Glasoberfläche hinterlassenen Spuren bzw. Markierungen sich nur entlang deren äußersten Randbereichen befinden. Damit wird gegenüber bekannten Biegeverfahren eine weitere optische Optimierung erzielt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der zeichnerischen Darstellung verschiedener Stadien bzw. Phasen der Durchführung des Verfahrens bzw. der Biegeschritte in einer entsprechenden Vorrichtung und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
  • Es zeigen in vereinfachter Prinzipdarstellung
  • 1 den Vorbiegevorgang,
  • 2 die Übergabe des Scheibenpaars auf die konkave vollflächige Saugbiegeform,
  • 3 das Abdichten des Randes des Glasscheibenpaares mittels einer oberen Form,
  • 4 den Beginn der Unterdruckbeaufschlagung,
  • 5 das Entfernen der oberen Form, bei gleichzeitig anhaltender Unterdruckbeaufschlagung durch die Saugbiegeform,
  • 6 die Übergabe des fertig gebogenen Glasscheibenpaares auf eine Transportvorrichtung,
  • 7 einen Aufriss einer Einheit zweier unterschiedlicher rahmenförmiger Biegeformen,
  • 7a ein Detail aus 7 in der dort durch Pfeile angedeuteten Blickrichtung, mit einem Ausschnitt einer konkaven Saugbiegeform und eines vorgebogenen Glasscheibenpaars.
  • 1 zeigt innerhalb einer nur angedeuteten Biegestation 1 ein Glasscheibenpaar 2, das auf einer rahmenförmigen Vorbiegeform 3 abgelegt wurde. Generell kann diese Vorbiegeform bereits zum Transport der aufgelegten Glasscheiben während des Aufheizens der Glasscheiben auf ihre Erweichungstemperatur in einem nicht gezeigten Ofen verwendet werden, der Bestandteil der Vorrichtung sein kann. Die Übergabe ist aber auch anderweitig mit anderen, an sich bekannten Mitteln möglich. Die paarweise Biegebehandlung der beiden Glasscheiben beginnt jedenfalls mit dem gemeinsamen Vorbiegeschritt, der unter Schwerkraftwirkung auf der Vorbiegeform 3 ausgeführt wird. Diese Vorbiegung ist in der in 1 gezeigten Phase bereits eingetreten.
  • Oberhalb der Vorbiegeform 3 befindet sich eine konvexe Oberform 4, welche ebenfalls als Rahmenform ausgeführt ist. Der Umriss ihrer Formfläche ist etwas kleiner als der Umriss der von der Vorbiegeform aufgespannte Umriss. Die Funktion der Oberform 4 wird später noch erläutert. Unter bestimmten Bedingungen, auf die ebenfalls noch eingegangen wird, kommt die Oberform 4 bei dem hier beschriebenen Verfahren allerdings nicht zwingend zum Einsatz.
  • Unterhalb der Vorbiegeform 3 befindet sich eine konkave Saugbiegeform 5 mit einem Absaugkanal 6. Die Formkontur der Oberform 4 ist komplementär zur Formfläche der Saugbiegeform 5. Letztere ist in der hier gezeigten Ausführung durch einen nicht gezeigten Antrieb in Schwerkraftrichtung höhenbeweglich. Ihr Umfang ist so gestaltet, dass sie beim Anheben mit knappem allseitigem Freigang durch den von der Vorbiegeform umschriebenen Raum hindurch geführt werden und das Glasscheibenpaar 2 auf ihre Formfläche übernehmen kann. Die Formfläche der Saugbiegeform 5 kann geringfügig gegenüber dem Außenrand der Glasscheiben zurückspringen.
  • Natürlich ließe sich der Übergabe-Vorgang an sich auch umgekehrt darstellen, indem die Vorbiegeform 3 zur Saugbiegeform 5 hin bzw. über diese so abgesenkt wird, dass die Saug biegeform 5 in sie eintaucht. Ggf. werden Segmente einer aufgeteilten Vorbiegeform bei diesem Übergabe-Vorgang auseinander bewegt.
  • Es versteht sich, dass sämtliche Formflächen, die mit dem Glas in Berührung kommen, in der üblichen Weise mit einem hitzebeständigen Gewebe oder Gewirk bekleidet sind, welches das Beschädigungsrisiko durch den mechanischen Kontakt weiter mindert.
  • Der Übergang vom Vorbiege- zum Hauptbiegeschritt des Biegevorgangs ist in 2 gezeigt. Der Rand der unten liegenden Scheibe liegt bereits auf dem Umfangsrand der angehobenen Saugbiegeform 5, kragt aber um ein geringes Maß über den Umriss der Saugbiegeform 5 aus. Die obere Scheibe des vorgebogenen Glasscheibenpaars 2 hat bisher keinerlei direkten Kontakt mit den Biegeformen.
  • Mitunter sind große Biegeradien bzw. kleine Tangentenwinkel (das sind die Winkel zwischen der ursprünglichen Ebene der unverformten Flachglasscheibe und den Tangenten an die jeweiligen Randbereiche der fertig gebogenen Glasscheibe) im Randbereich der Glasscheiben zu erzeugen. Dann kann allein schon die Schwerkraftwirkung beim Auflegen der nur leicht vorgebogenen Glasscheiben auf die Saugbiegeform eine gute Anschmiegung des Scheibenrands an den Umfangsrand der Biegeformfläche herbeiführen. In der Folge ist der zwischen der Unterseite der unteren Glasscheibe und der Biegeformfläche frei bleibende Raum schon jetzt nach außen hin praktisch abgedichtet. Auch zwischen den Rändern der beiden Glasscheiben bilden sich in solchen Fällen allenfalls vernachlässigbare Luftspalte. Man kann jetzt schon den Unterdruck an die Saugbiegeform anlegen, um die beiden Glasscheiben des Glasscheibenpaars 2 gleichzeitig gegen die Biegeformfläche zu drücken. Eine Benutzung der Oberform 4 wäre nicht notwendig.
  • Diese kommt jedoch – wie in 3 als weitere Phase gezeigt – dann zum Einsatz, wenn in Folge einer komplexen Biegeform der fertigen Glasscheiben (enge Radien bzw. große Tangentenwinkel am Rand) eine Anschmiegung der unteren Glasscheibenfläche an den Umfangsrand der Saugbiegeform 5 allein durch Schwerkraft beim Übergabevorgang nicht erreichbar ist. Hier wird wiederum die Saugbiegeform 5 so weit angehoben, bis die komplementäre Formfläche der Oberform 4 mit der Oberseite der oben liegenden Glasscheibe in Kontakt kommt. Selbstverständlich könnte man gleichwertig auch die Oberform 4 auf die Saugbiegeform 5 absenken. In beiden Fällen wird das Glasscheibenpaar 2 randseitig auf die Formfläche der Saugbiegeform gepresst.
  • Ist auf diese Weise die Randabdichtung zwischen der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe und dem Umfangsrand der Biegeformfläche einerseits sowie zwischen den Rändern beider Glasscheiben andererseits sicher gestellt, so wird gemäß 4 die Verbindung zwischen dem nicht gezeigten Unterdruckerzeuger und der Saugbiegeform 5 geschaltet. Die nun einsetzende Absaug-Luftströmung ist durch einen abwärts weisenden Pfeil in dem Absaugkanal 6 der Saugbiegeform 5 angedeutet. Der oberhalb des Glasscheibenpaars 2 vorliegende Umgebungsdruck bzw. die über das Glasscheibenpaar 2 aufgebaute Druckdifferenz drückt nunmehr beide Glasscheiben gleichzeitig gegen die Biegeformfläche. Diese erhalten gleichzeitig eine hochgradig komplementäre endgültige Raumform. Eventuelle Spuren der mechanischen Einwirkung der Oberform 4 auf die Oberseite der oben liegenden Glasscheibe bleiben lokal eng auf deren äußeren Randbereich begrenzt.
  • Nach einer kurzen vorgegebenen Zeit wird der Kontakt der Oberseite der oben liegenden Glasscheibe mit der Oberform 4 wieder aufgehoben, wie in 5 gezeigt. Die Saugbiegeform 5 wird bei fortwährender Unterdruckbeaufschlagung wieder abgesenkt (bzw. ggf. die Oberform 4 wieder abgehoben). Dennoch bleibt immer noch für eine abhängig von der Komplexität der fertigen Biegekontur des Glasscheibenpaars 2 definierte Zeitspanne die Druckdifferenz über das Glasscheibenpaar 2 erhalten (abwärts weisender Pfeil im Absaugkanal 6). Damit wird sicher gestellt, dass auch nach dem Entfernen der Oberform noch ein vollflächiger Kontakt zwischen der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe und der konkaven Biegeformfläche der Saugbiegeform 5 hergestellt werden kann.
  • Beim vorstehend schon erwähnten Verzicht auf die Benutzung der Oberform 4 während des Hauptbiegeschritts kann unmittelbar von der in 2 gezeigten Übergabe-Phase auf die in 5 gezeigte Phase einer zeitlich begrenzten Unterdruckbeaufschlagung des frei aufliegenden Glasscheibenpaars übergegangen werden. Die Schritte in 3 und 4 könnten dann entfallen.
  • Als letzte Phase des eigentlichen Biegeverfahrens wird die Unterdruckbeaufschlagung nach der hierfür vorgesehenen Zeitspanne aufgehoben. Das Glasscheibenpaar 2 liegt nun fertig gebogen zunächst frei in flächiger Berührung auf der Saugbiegeform 5. Es kann von dieser, wie hier in 6 dargestellt, auf eine Transportvorrichtung 7 übergeben werden, die hier an die Stelle der zuvor benutzten Vorbiegeform 3 getreten ist. Die Transportvorrichtung 7 ist in an sich bekannter Weise wieder als Rahmenform ausgeführt. Ihre Oberfläche bildet im optimalen Fall eine stetige Fortsetzung der Biegeformfläche der Saugbiegeform 5. Die von ihr umschriebene freie Fläche ist also wiederum mindestens so groß wie die Saugbiegeform. Beim Übergeben des fertig gebogenen, jedoch noch heißen Glasscheibenpaars 2 – hier durch Absenken der Saugbiegeform 5 durch die Transportvorrichtung hindurch bewirkt – wird so einer weiteren unbeabsichtigten Randverformung vorgebeugt. Auf der Transportvorrichtung 7 liegend wird nun das Glasscheibenpaar 2 einer nicht dargestellten Kühlstation zugeführt, wie durch einen nach rechts weisenden Pfeil angedeutet ist.
  • 7 zeigt eine Variante der bisher beschriebenen Vorrichtung. Zusätzlich zu der rahmenförmigen Vorbiegeform 3 ist nunmehr eine weitere Rahmenbiegeform 37 vorgesehen. Beide rahmenförmigen Biegeformen 3 und 37 bilden eine mechanisch verkoppelte Einheit (durch einen Rahmen 10 angedeutet), die auch zum Transport der Glasscheiben während der Biegebehandlung sowie ggf. während des Aufheizens und Abkühlens verwendet wird.
  • Im vertikalen Aufriss gemäß 7 erkennt man, dass sich die – sphärisch gekrümmten – Auflageflächen der Vorbiegeform 3 in vertikaler Projektion mit denen der Biegeform 37 auf weiten Teilen überdecken und nur in den vier Eckbereichen nebeneinander projizierbar bzw. sichtbar sind. In diesem Beispiel liegt die Kontur der Biegeform 37 in den Eckbereichen im Vergleich zu der Kontur der Vorbiegeform 3 deutlich höher als in den Seitenbereichen, da die Glasscheiben auf solchen Formen in der Regel relativ stark sphärisch (insbesondere für Fahrzeug-Windschutzscheiben) gebogen werden. Außerdem stellen sich gerade in den Ecken die größten scheinbaren Schrumpfungen der Glasscheiben ein, wenn die Tiefe der Biegung zunimmt. Auf der Rahmenbiegeform 37 wird ein noch tieferes Durchsacken des Glasscheibenpaares 2 unter Schwerkraft erzielt.
  • Die Vorbiegeform 3 ist hier in vier Segmente, für jede Scheibenkante eines, unterteilt. Nur der Verdeutlichung halber sind in den Eckbereichen dieser Form relativ breite Lücken gelassen, welche diese Segmente voneinander trennen. Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit und Stelle, die Segmenttrennungen anzuordnen.
  • Im Ergebnis dient diese Segmentierung der Vorbiegeform 3 dazu, das vorgebogene Glasscheibenpaar 2 von der Vorbiegeform 3 auf die in sich starre Rahmenbiegeform 37 zu übergeben. Letztere befindet sich unterhalb der Vorbiegeform, solange diese (in ihrer „aktiven" Stellung) noch die Glasscheiben trägt. Durch einen – an sich bekannten – Auslösevorgang werden die Segmente der Vorbiegeform 3 seitlich nach unten weggeklappt bzw. -geschwenkt („passive" Stellung). Darauf tritt die Unterseite der aufliegenden Glasscheibe zunächst mit den relativ hochgezogenen Eckbereichen der Rahmenbiegeform 37 in Kontakt. Danach sackt das – immer noch auf Erweichungstemperatur erhitzte – Glasscheibenpaar unter Schwerkraftwirkung noch weiter durch, wobei die untere Glasfläche sich entlang ihren Kanten auch weitestgehend an die Auflageflächen der Rahmenbiegeform 37 anlegt. Zumindest an diesen Rändern hat dann das Glasscheibenpaar 2 weitgehend seine endgültige Biegekontur. Dieser Vorgang stellt einen Zwischenschritt dar, der zeitlich zwischen den in den 1 und 2 gezeigten Zuständen liegt. Jedoch kommen im wesentlichen dieselben Glas-Flächenbereiche mit der Rahmenbiegeform 37 in Berührung, die zuvor auf der Vorbiegeform 3 auflagen.
  • Zum Bewegen der Segmente der Vorbiegeform 3 können horizontal verlaufende Achsen vorgesehen werden, die an dem Rahmen 10 in geeigneter – und an sich bekannter – Weise zu lagern sind. Man gestaltet den Bewegungsablauf des weiteren vorzugsweise so, dass eine möglichst geringe gleitende Relativbewegung zwischen den Auflageflächen der Vorbiegeform 3 und der darauf liegenden Glasoberfläche auftritt.
  • Mit einer strichpunktierten Linie und zwei aufwärts weisenden Pfeilen ist in 7 die Blickrichtung angedeutet, in welche man auf die Schnittdarstellung in 7a schaut. Diese verdeutlicht noch weiter den vorstehend schon erörterten Ablauf.
  • Die Vorbiegeform 3 bzw. deren Auflagefläche liegt in dem geschnittenen Bereich des hier sich baren Einzelsegments zunächst – strichpunktiert angedeutet – höher als die Rahmenbiegeform 37, überdeckt letztere jedoch in der vertikalen Projektion. Ebenfalls strichpunktiert angedeutet sieht man die erst relativ leicht vorgebogene Biegekontur des Glasscheibenpaars 2 im Bereich der Auflage. Es sei angemerkt, dass in dieser schematischen Darstellung die echten Biegeverläufe der Glasscheiben allenfalls angenähert gezeigt werden können.
  • Ein gekrümmter, abwärts weisender Pfeil P1 deutet eine Schwenkbewegung an, mit der das betreffende Segment der Vorbiegeform 3 – gleichzeitig mit allen weiteren Segmenten – in eine „passive" Stellung gebracht wird. Das Glasscheibenpaar 2 liegt auf der Rahmenbiegeform 37 auf und sackt schon in eine annähernd seiner endgültigen Raumform nach der Biegebehandlung entsprechende Biegekontur durch.
  • Zwei parallele abwärts weisende Pfeile P2 deuten den Vorgang der Übergabe auf die konkave Saugbiegeform 5 an, wie er auch in 2 angedeutet ist. Man erkennt auch hier, dass sich die Auflagefläche der Rahmenbiegeform 37 mit möglichst geringer Fuge an die Formfläche der Saugbiegeform 5 anschließt.
  • Die Rahmenbiegeform 37 tritt deshalb auch an die Stelle der Transportvorrichtung 7, die in 5 und 6 noch gezeigt ist. Folglich können die auf der Saugbiegeform 5 fertig gebogenen Glasscheiben nach dem Aufheben des Unterdrucks wieder auf die Rahmenbiegeform 37 übergeben und auf dieser liegend zum Abkühlen befördert werden. Natürlich müssen die Vorbiegeform 3 bzw. deren Segmente vor erneutem Beladen mit einem Glasscheibenpaar zunächst in ihre aktive Stellung (in 7a strichpunktiert gezeigt) zurück gebracht werden.
  • Ein weiterer großer Vorteil der hier beschriebenen Konfiguration ist darin zu sehen, dass der notwendige Überstand der Glasscheiben 2 über die Formfläche der Saugbiegeform 5 hinaus auf ein Mindestmaß begrenzt werden kann, so dass auch hier optisch wahrnehmbare Unregelmäßigkeiten minimiert werden können.
  • Abweichend von vorstehenden Ausführungen könnte man daran denken, die beiden Auflageflächen der ineinander geschachtelten Rahmenbiegeformen 3 und 37 in viele gegeneinander versetzte kleine Auflageflächen bzw. -stützpunkte zu unterteilen, so dass beide insgesamt kammartig ineinander greifen könnten. Damit könnte eventuell jegliche gleitende Relativbewegung zwischen den Auflageflächen der Form und der Glasoberfläche vermieden werden. Die beiden Rahmenbiegeformen müssten allerdings in der Höhe gegeneinander verstellbar sein.

Claims (16)

  1. Verfahren zum paarweisen Biegen von auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten, aufeinander liegenden Glasscheiben mit folgenden Merkmalen: – das Glasscheibenpaar (2) wird auf eine Rahmenbiegeform (3) abgelegt und unter Schwerkraftwirkung vorgebogen; – das vorgebogene Glasscheibenpaar (2) wird direkt von der Rahmenbiegeform (3; 37) auf eine Saugbiegeform (5) mit konkaver Formfläche übergeben, wobei eine Anlage der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe zumindest an den Umfangsrand der Formfläche hergestellt wird; – durch Anlegen eines Unterdrucks während einer bestimmten Zeitspanne wird Luft aus dem Zwischenraum zwischen der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe und der Saugbiegeform (5) abgesaugt und das Glasscheibenpaar (2) durch den Umgebungsdruck auf die konkave Formfläche der Saugbiegeform (5) gedrückt; – nach Ende der Unterdruckbeaufschlagung wird das fertig geformte Glasscheibenpaar (2) von der Saugbiegeform (5) unmittelbar auf eine Transportvorrichtung (7, 37) mit einer sich bündig an die Formfläche der unteren Saugbiegeform anschließenden Kontur übergeben und abgekühlt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: – das vorgebogene Glasscheibenpaar (2) von der ersten Rahmenbiegeform (3) auf eine weitere Rahmenbiegeform (37) mit einer der endgültigen Randbiegekontur der Glasscheiben entsprechenden Kontur übergeben wird und nach einem weiteren Schwerkraft-Biegevorgang – von der weiteren Rahmenbiegeform (37) auf die konkave Saugbiegeform (5) übergeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Glasscheibenpaar (2) durch Wegschwenken der in Segmente unterteilten Vorbiegeform (3) auf die weitere Rahmenbiegeform fallen lässt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Glasoberfläche mit den Auflageflächen der Vorbiegeform einerseits und der weiteren Rahmenbiegeform andererseits im wesentlichen entlang denselben Umfangslinien in Kontakt bringt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des auf die Saugbiegeform (5) übergebenen Glasscheibenpaars (2) vor Beginn der Unterdruckbeaufschlagung mittels einer zur Saugbiegeform komplementären Oberform (4), insbesondere mittels einer rahmenförmigen Oberform, wenigstens vorübergehend an den Rand der unteren konkaven Saugbiegeform (5) angedrückt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ende der Unterdruckbeaufschlagung der Kontakt zwischen der Oberseite der oberen Glasscheibe und der Oberform aufgehoben und die Unterdruckbeaufschlagung für eine bestimmte Zeit beibehalten wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem die einen größeren Umfang als die Saugbiegeform (5) aufweisende Rahmenbiegeform (3, 37) zu der Saugbiegeform (5) abgesenkt wird, wobei die Unterseite der unten liegenden Glasscheibe in Kontakt mit der Saugbiegeform (5) gebracht wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Saugbiegeform von unten nach oben durch die mit größerem Umfang ausgeführte Rahmenbiegeform geführt und in Kontakt mit der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe gebracht wird.
  9. Vorrichtung zum paarweisen Biegen von aufeinanderliegenden, auf ihre Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheiben, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, welche Vorrichtung umfasst – einen Ofen zum Erhitzen der Glasscheiben, – mindestens eine rahmenförmige Vorbiegeform (3, 37) zum Tragen des auf seine Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheibenpaars (2), – eine Saugbiegeform (5) mit konkaver Formfläche, die geringfügig gegenüber der Fläche der unten liegenden Glasscheibe zurückspringt, auf welche das vorgebogene Glasscheibenpaar (2) übergeben und aufgelegt wird, wobei die Vorbiegeform die Saugbiegeform bei der Übergabe des Glasscheibenpaars rahmenförmig umfasst, – Mittel zum Erzeugen eines zeitlich begrenzten Unterdrucks zwischen der konkaven Formfläche und der Unterseite der unten liegenden Glasscheibe, wodurch eine Druckdifferenz über das vorgebogene Glasscheibenpaar (2) aufgebaut und dieses gegen die Formfläche gedrückt wird, – eine Transportvorrichtung (37) zum Überführen des auf sie von der Saugbiegeform (5) übergebenen fertig gebogenen Glasscheibenpaars (2) in eine Kühlstation.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbiegeform (3) mit einer weiteren rahmenförmigen Biegeform (37) kombiniert ist, wobei die Vorbiegeform (3) so gegenüber der weiteren Biegeform (37) beweglich ist, dass das vorgebogene Glasscheibenpaar (2) von der Vorbiegeform (3) auf die weitere Biegeform (37) übergebbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen der Vorbiegeform (3) in einer aktiven, das Glasscheibenpaar tragenden Stellung höher liegen als die Auflageflächen der weiteren Biegeform (37).
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen der Vorbiegeform (3) in einer aktiven, das Glasscheibenpaar tragenden Stellung als die Auflageflächen der weiteren Biegeform (37) in einer vertikalen Projektion wenigstens teilweise überdecken.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beide rahmenförmige Biegeformen mit der Glasoberfläche nacheinander nur in einem schmalen Randstreifen von höchstens 10 mm, insbesondere weniger als 8 mm Breite von der Glaskante entfernt in Berührung kommen.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbiegeform (3) oder deren Auflageflächen in mehrere Segmente unterteilt sind, welche jeweils gegenüber der weiteren rahmenförmigen Biegeform (37) während der Übergabe des Glasscheibenpaars (2) beweglich, insbesondere schwenkbar sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbiegeform (3) und die weitere rahmenförmige Biegeform (37) auf einem gemeinsamen Gestell oder Rahmen (10) angeordnet und zum Transport des Glasscheibenpaars (2) gemeinsam verfahrbar sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Form ein komplementärer Vorspannungsrahmen zum Rand der unteren Form ist.
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