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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum
paarweisen Biegen von Glasscheiben sowie eine zu dessen Durchführung geeignete
Vorrichtung anzugeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
zeigen in vereinfachter Prinzipdarstellung
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1 den
Vorbiegevorgang,
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2 die Übergabe
des Scheibenpaars auf die konkave vollflächige Saugbiegeform,
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3 das
Abdichten des Randes des Glasscheibenpaares mittels einer oberen
Form,
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4 den
Beginn der Unterdruckbeaufschlagung,
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5 das
Entfernen der oberen Form, bei gleichzeitig anhaltender Unterdruckbeaufschlagung durch
die Saugbiegeform,
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6 die Übergabe
des fertig gebogenen Glasscheibenpaares auf eine Transportvorrichtung,
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7 einen
Aufriss einer Einheit zweier unterschiedlicher rahmenförmiger Biegeformen,
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7a ein
Detail aus 7 in der dort durch Pfeile angedeuteten
Blickrichtung, mit einem Ausschnitt einer konkaven Saugbiegeform
und eines vorgebogenen Glasscheibenpaars.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.