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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum biegenden Formen einer Glasplatte
in einem Heizofen, eine Vorrichtung zum biegenden Formen einer Glasplatte
und eine bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung verwendete
Biegematrize. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren und
eine Vorrichtung zum biegenden Formen einer Glasplatte, wie sie
geeigneterweise beim Tiefbiegen des seitlichen Bereichs einer Glasplatte verwendet
werden.
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Im allgemeinen wird Laminatglas durch Aufeinanderlaminieren zweier
Glasplatten und eines dazwischenliegenden Kunststofffilms, wie eines solchen
aus Polyvinylbutyral, als Zwischenschicht hergestellt, und es wird aus
Sicherheitsgesichtspunkten in weitem Umfang insbesondere für
Kfz-Windschutzscheiben verwendet.
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Bei Laminatglas dieser Art ist es erforderlich, zwei flache Glasplatten zu
biegen, um dabei das Laminatglas herzustellen, da hinsichtlich des
Gesichtspunkts eines ausgezeichneten Designs für Kraftfahrzeuge ein Bedarf an
Laminatglas mit gekrümmter Oberfläche besteht. In diesem Fall tritt, wenn
die Glasplatten gesondert gebogen werden, zwischen den
aufeinanderzulaminierenden Glasplatten ein feiner Unterschied in der Kurvenform auf.
Demgemäß entstehen, wenn sie mit der dazwischengefügten Zwischenschicht
aufeinanderlaminiert werden, Nachteile dahingehend, dass keine vollständige
Verbindung zwischen den zwei Glasplatten und der Zwischenschicht möglich ist,
oder dass sich während der Herstellung oder im Gebrauch Luftblasen an den
Verbindungsflächen ergeben. Dies bewirkt ein Ablosen des Laminatglases
Demgemäß wird zum Herstellen von Laminatglas ein Verfahren zum
gleichzeitigen Biegen zweier übereinandergelegter Glasplatten verwendet.
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Es ist ein herkommliches Verfahren zum biegenden Formen von Glasplatten für
Laminatglas bekannt, das eine Biegematrize mit einer Biegeformungsfläche
aufweist, die der gekrümmten Fläche des Laminatglases entspricht. Auf die
Biegematrize werden zwei Glasplatten in übereinanderliegendem Zustand
aufgelegt; die Biegematrize wird zusammen mit den Glasplatten in einen
Heizofen
transportiert; die Glasplatten werden auf eine Temperatur erwärmt, bei
der das Glas weich werden kann, so dass die Glasplatten durch ihr
Eigengewicht gebogen werden, wenn sie weich werden, wodurch die Glasplatten so
gebogen werden, dass sie der Biegeformungsfläche der Biegematrize
entsprechen (Veröffentlichung Nr. 10332/1974 zu einem geprüften Japanischen
Patent).
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Bei einem solchen Verfahren wird, wenn es erforderlich ist einen
Seitenbereich von Laminatglas tiefzubiegen, eine Biegematrize mit einem
feststehenden Teilmatrizenelement in Ringform verwendet, das eine Biegeformungsfläche
aufweist, die einem mittleren gekrümmten Bereich des Laminatglases
entspricht. Ein bewegliches Teilmatrizenelement mit Ringform wird an einer
Seite (oder an beiden Seiten) des festen Teilmatrizenelements so befestigt,
dass es sich relativ zum festen Matrizenelement bewegen kann, um durch sein
Eigengewicht mit diesem festen Matrizenelement ausgerichtet zu werden. Es
verfügt über eine Biegeformungsfläche, die einem tiefzubiegenden Bereich
gemäß einem Seitenbereich des Laminatglases entspricht. Zwei Glasplatten
mit ebener Form werden in übereinanderliegendem Zustand auf die
Biegematrize mit dem beweglichen Teilmatrizenelement (Elementen) aufgelegt, wobei das
bewegliche Teilmatrizenelement hochgefahren ist; die Biegematrize wird
zusammen mit den Glasplatten in einen Heizofen transportiert; die
Glasplatten werden erwärmt und sie erweichen, das bewegliche Teilmatrizenelement
verstellt sich so, dass es in Ausrichtung mit dem festen Matrizenelement
gelangt, wobei der Seitenbereich der Glasplatten durch ihr Eigengewicht
tiefgebogen wird.
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Beim herkömmlichen Verfahren des Biegeformens von Glasplatten für ein
Laminatglas werden, wenn die beiden Seitenbereiche der übereinandergelegten
Glasplatten tiefzubiegen sind, diese Seitenbereiche der übereinanderliegen
den Glasplatten durch die beweglichen Teilmatrizenelemente, die durch das
Eigengewicht der Glasplatten verstellt werden, zwangsweise biegegeformt.
Wenn jedoch die Seitenbereiche der übereinanderliegenden Glasplatten weiter
tiefzubiegen sind, ergibt sich der folgende Nachteil. Die erweichten
Glasplatten können einem gewünschten Krümmungsradius der gekrümmten Fläche
nicht folgen. Demgemaß ist der Formungsvorgang für die tiefgebogenen
Bereiche der übereinanderliegenden Glasplatten unzureichend. Daher existiert der
Versuch, die tiefzubiegenden Bereiche örtlich zu erwärmen, um dadurch den
Biegevorgang zu erleichtern. Jedoch ist auch ein solches Verfahren noch
unzureichend.
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Um das oben genannte Problem zu überwinden, wird in Betracht gezogen, ein
Pressverfahren zu verwenden, bei dem die Glasplatten zwischen einer
konvexen Matrize und einer konkaven Matrize so angeordnet werden, dass eine
korrekt gekrümmte Form der Glasplatten erzielbar ist. Jedoch müssen bei
diesem Verfahren die übereinanderliegenden Glasplatten gleichzeitig
biegegeformt werden. Demgemäß ist es erforderlich, die zwei
übereinanderliegenden Glasplatten korrekt zu positionieren und sie während der Biegeformung
festzuhalten. Wenn jedoch die zwei übereinanderliegenden Glasplatten unter
Verwendung einer bekannten Technik wie durch ein Aufhängeverfahren oder ein
Saugverfahren festzuhalten sind, ist dies immer noch unzureichend zum
korrekten Positionieren der übereinanderliegenden Glasplatten, und im Ergebnis
kann das oben genannte Pressverfahren nicht verwendet werden.
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Fig. 13 zeigt ein Beispiel für eine Biegematrize vom unterteilten Typ gemäß
dem Dokument EP-A2-0 338 216, die allgemein mit 110 bezeichnet ist und die
so ausgebildet ist, dass sie zwei übereinanderliegende Glasplatten unter
Verwendung des Eigengewichts der Glasplatten biegeformt. Die Biegematrize
110 ist auf einem Tragwagen 126 montiert, der eine Transporteinrichtung
bildet. Die Biegematrize 110 umfasst ein ringförmiges, feststehendes
Teilmatrizenelement 111 mit einer Biegeformungsfläche 111a, die dem mittleren
gekrümmten Bereich ausschließlich der beiden Seitenbereiche der
übereinanderliegenden Glasplatten 110 entspricht, die einem Tiefbiegevorgang zu
unterziehen sind, und ringförmige, bewegliche Teilmatrizenelemente 112 mit
jeweils einer Biegeformungsfläche 112a, die einem tiefzubiegenden Bereich
der Glasplatten 101, die zu einer Laminatgiaspiatte 101 auszubilden sind,
entspricht, wobei die Biegeformungsfläche 112a in Ausrichtung mit der
Biegeformungsfläche 111a des feststehenden Teilmatrizenelements 111 kommt,
wenn die beweglichen Teilmatrizenelemente 112 in eine Sollposition an den
beiden Seiten des feststehenden Teilmatrizenelements 111 verstellt werden.
Das feststehende Teilmatrizenelement 111 ist mittels Stützstäben 113 auf
dem Tragwagen 126 befestigt, und die beiden Seitenbereiche in der
Breitenrichtung jedes beweglichen Teilmatrizenelements 112 sind jeweils am freien
Ende der Stützstäbe 115 gelagert, die so an feststehenden Schellen 114 des
Tragwagens 126 vorhanden sind, dass sie verschwenkbar sind. Ferner ist am
Tragbereich jedes der beweglichen Teilmatrizenelemente 112 ein
Ausgleichsgewicht 117 mittels eines Momentenarms so befestigt, dass es in die
Sollposition verstellt wird, wodurch sich die beweglichen Teilmatrizenelemente
112 in Ausrichtung mit dem feststehenden Teilmatrizenelement 111 befinden.
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Fig. 13a zeigt die Biegematrize, auf der zwei ebene Glasplatten in
übereinanderliegendem
Zustand angeordnet sind, bevor sie dem Heizvorgang
unterworfen werden. Fig. 13b zeigt, dass der Biegevorgang für die Glasplatten
beendet ist. Fig. 13c ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Zustands,
in dem die Biegematrize unterteilt ist. Die Biegematrize nimmt eine
Position ein, an der die beweglichen Teilmatrizenelemente in Ausrichtung mit dem
feststehenden Teilmatrizenelement sind, bevor die ebenen Glasplatten auf
die Biegematrize aufgelegt werden. Wenn jedoch ebene Glasplatten auf die
Biegematrize aufgelegt werden, werden die beweglichen Teilmatrizenelemente
automatisch aufgrund des Eigengewichts der Glasplatten abgeteilt, wodurch
die Biegematrize den in Fig. 13a dargestellten Zustand einnimmt. Die
Konstruktion der beweglichen Teilmatrizenelemente kann hinsichtlich des
Designs nach Wunsch solange geändert werden, wie sie sich aufgrund des
Eigengewichts der Glasplatten in einer Richtung bewegen können, die für eine
Ausrichtung mit dem feststehenden Teilmatrizenelement sorgt, und sie in der
Ausrichtungsposition mit dem feststehenden Teilmatrizenelement anhalten
können. Die Richtung der beweglichen Teilmatrizenelemente in die
ursprüngliche Sollposition kann unter Verwendung einiger Bauelemente der
beweglichen Teilmatrizenelemente oder durch Gewichte eingestellt werden.
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Im Fall des Pressformens von Glasplatten auf einer Biegematrize vom
unterteilten Typ unter Verwendung eines Hilfspresselements, um Bereiche von
Glasplatten von oben her tiefzubiegen, tritt manchmal der Effekt auf, dass
ein Bereich der beweglichen Teilmatrizenelemente, der nahe am feststehenden
Teilmatrizenelement liegt, hochspringt, was eine Verformung des örtlichen
Bereichs der Glasplatten verursacht. Fig. 3 ist ein Diagramm, das den oben
genannten Effekt zeigt.
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In Fig. 3 kennzeichnet die Bezugszahl 1 eine Arbeitsfläche einer Presslast,
die Zahl 2 bezeichnet die Biegematrize und die Zahl 3 bezeichnet eine
Schwenkachse für ein bewegliches Teilmatrizenelement. Bei einer derartigen
typischen Biegematrize wirkt ein Kraftmoment, das sich um die auf das
bewegliche Teilmatrizenelement wirkende Schwenkachse herum aufgrund einer
Druckbelastung ergibt, so, dass es die Biegeformungsfläche des beweglichen
Teilmatrizenelements von der Biegeformungsfläche des feststehenden
Teilmatrizenelements wegbewegt, wodurch der oben genannte Sprungeffekt verursacht
wird.
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Um das oben genannte Problem zu überwinden, wurde das folgende Verfahren
vorgeschlagen. Genauer gesagt, werden die Glasplatten auf einer sogenannten
Biegematrize vom unterteilten Typ mit beweglichen Teilmatrizenelementen und
einem feststehenden Teilmatrizenelement durch ihr Eigengewicht gebogen;
Seitenbereiche der Glasplatten, die tiefzubiegen sind, werden durch
Hilfspresselemente von der Oberseite der Glasplatten her tiefgebogen, während
die beweglichen Teilmatrizenelemente hinsichtlich des feststehenden
Teilmatrizenelements festgeklemmt werden, wodurch tiefgebogene Bereiche erzeugt
werden. Der Klemmvorgang wird ausgeführt, um zu verhindern, dass sich die
beweglichen Teilmatrizenelemente öffnen, wenn der Pressvorgang ausgeführt
wird. Um ausreichende Klemmfunktion sicherzustellen, ist es erforderlich,
die beweglichen Teilmatrizenelemente dadurch zu unterstützen, dass sie an
der Außenseite jeder der Schwenkachsen in bezug auf das feststehende
Teilmatrizenelement angehoben werden und eine solche Kraft ausgeübt wird, dass
die Biegeformungsfläche der beweglichen Teilmatrizenelemente in Ausrichtung
mit der Biegeformungsfläche des feststehenden Matrizenelements einwärts von
jeder der Schwenkachsen in bezug auf die Biegeformungsfläche jedes der
beweglichen Teilmatrizenelemente kommt.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel einer Biegematrize mit der
oben genannten Klemmkonstruktion zeigt, wobei die Bezugszahl 4 eine
Gewichtsklemmeinrichtung kennzeichnet, die Zahl 5 eine
Schubstangen-Klemmeinrichtung kennzeichnet, die Zahl 6 eine Schubstange kennzeichnet, die Zahl
ein Scharnier kennzeichnet, die Zahl 13 ein Hilfspresselement
kennzeichnet, die Zahl 15 ein Gewicht kennzeichnet, die Zahl 16 eine Biegematrize
kennzeichnet und die Zahl 17 ein Glas kennzeichnet.
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Jedoch besteht bei der oben genannten Stützkonstruktion unter Verwendung
einer Druckausübungseinrichtung eine Schwierigkeit hinsichtlich der
Einstellung der Höhe der Schubstange 6 für jede Biegematrize, da der
Schubvorgang von der Außenseite eines Heizofens her ausgeführt werden muss, um den
Nachteil zu vermeiden, dass der Antriebsabschnitt der hohen Temperatur des
Heizofens ausgesetzt wird, und häufig wird in demjenigen Bereich der
Laminatgiasplatte, der den Randbereichen zwischen den beweglichen
Teilmatrizenelementen und dem feststehenden Teilmatrizenelement entspricht, eine
örtliche Verformung hervorgerufen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des herkömmlichen
Verfahrens und der herkömmlichen Vorrichtung zur Biegeformung von Glasplatten zu
beseitigen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren von Anspruch 1, die Vorrichtung von
Anspruch 4 und die Biegematrize von Anspruch 6 gelöst.
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Beim Verfahren des Biegeformens von Glasplatten wird das bewegliche
Teilmatrizenelement durch das Ausüben einer Kraft auf dieses bewegliche
Teilmatrizenelement der Biegematrize zwangsweise geöffnet, wenn die Glasplatte
auf die Biegematrize aufgelegt wird.
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Wie oben beschrieben, werden bei der erfindungsgemäßen Technik die auf die
Biegematrize vom unterteilten Typ, die mit dem beweglichen
Teilmatrizenelement und dem feststehenden Teilmatrizenelement versehen ist, aufgelegten
Glasplatten in der Heiz-Biege-Station im Heizibiege-Ofen auf die
Glaserweichungstemperatur erwärmt und sie werden vorläufig in eine Form geformt, die
im wesentlichen der Biegematrize entspricht. Dann wird ein unvollständig
geformter Bereich in den vorläufig geformten Glaspiatten, genauer gesagt,
der tiefzubiegende Bereich der Glasplatten, örtlich einer Pressformung in
solcher Weise unterworfen, dass er in der Pressstation, die hinter der
Heizibiege-Station im Heiz/Biege-Ofen liegt, dem Tiefbiegebereich der
Biegematrize entspricht.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Biegeformen einer Glasplatte kann das Design des Heiz-Biege-Ofens zum
Biegeformen einer Glasplatte nach Wunsch solange geändert werden, solange
es eine Heiz-Biege-Station, in der zwei übereinanderliegende Glaspiatten,
die biegezuformen sind, auf die Glaserweichungstemperatur erwärmt werden,
und eine Pressstation aufweist, in der ein Seitenbereich der erweichten
Glasplatten einem Tiefbiegevorgang mittels eines Hilfspresselements
unterworfen wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der tiefzubiegende
Seitenbereich der Glasplatte in der Heiz-Biege-Station auf eine höhere
Temperatur als der andere Bereich derselben erwärmt wird, und zwar aus dem
Gesichtspunkt, dass gute Verarbeitbarkeit erzielbar ist. Um einen örtlichen
Bereich einer Glasplatte zu erwärmen, ist es bevorzugt, einen örtlichen
Heizer nahe der oberen oder unteren Seite oder an den beiden Seiten der
tiefzubiegenden Glasplatte anzuordnen. Eine Transporteinrichtung zum
Transportieren der Glasplatte kann dergestalt sein, dass sie einen Tragwagen
entlang einem vorbestimmten Kreisweg oder einem linearen Weg verstellt,
oder es kann ein kontinuierlicher Förderer wie ein solcher mit
Transportrollen, ein Transportband mit Wärmebeständigkeitseigenschaften oder
dergleichen sein, insoweit eine derartige Einrichtung die Biegematrize im
Heiz-Biege-Ofen transportieren kann. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass
die Transporteinrichtung mit einer mechanischen
Positionsbestimmungseinrichtung versehen ist, oder dass die Position der Transporteinrichtung
unter Verwendung eines Steuerungssystems gesteuert werden kann, da es
erforderlich ist, die Positionsbeziehung zwischen der Biegematrize und dem
Hilfspresselement hinsichtlich eines Hilfspresselements in der Pressstation
korrekt zu bestimmen.
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Das Design der Hilfspresseinrichtung kann nach Wunsch geändert werden,
solange es eine Presskraft auf einen tiefzubiegenden Seitenbereich einer
Glasplatte aus der Richtung im wesentlichen rechtwinklig zur
Biegeformungsfläche, wie sie dem mittleren gekrümmten Bereich der Glasplatte entspricht,
an der Biegematrize ausüben kann, wobei es sich um eine vorbestimmte
Sollposition der Pressstation handelt, ohne dass irgendeine Wechselwirkung mit
der Biegematrize verursacht wird. Ferner ist es bevorzugt, dass das
Hilfspresselement an einer geeigneten Position über der Biegematrize in der
Pressstation liegt, und zwar aus dem Gesichtspunkt heraus, dass eine
korrekte Positionsbeziehung des Presselements zur Biegematrize leicht bestimmt
werden kann, und unter Berücksichtigung des Wärmewirkungsgrads in der
Heizstation und der Beständigkeit der Hilfspresselement-Trageinrichtung. Das
Hilfspresselement kann Rohrform aufweisen, oder es kann entsprechend der
Gesamtheit des tiefzubiegenden Bereichs der Glasplatte geformt sein. Jedoch
reicht es aus, es so zu formen, dass es dem Bereich der Glasplatte mit
kleinem Krümmungsradius entspricht, der mit vollständiger Form nur in der
Heiz-Biege-Station relativ schwierig zu erreichen ist. Ferner wird, wenn
eine Glasplatte in eine Form gebogen wird, bei der der Krümmungsradius des
tiefgebogenen Bereichs in einigen Teilen verschieden ist, ein Hilfspresse
lement verwendet, das eine Pressfläche aufweist, bei der verschiedene
Krümmungsradien vorliegen, die den zu biegenden Bereichen entsprechen.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Biegematrize, wie sie geeigneterweise zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Biegeformen einer Glasplatte oder für eine entsprechende Vorrichtung
verwendet wird;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer herkömmlichen Biegematrize;
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das einen Sprungeffekt des beweglichen
Teilmatrizenelements bei der herkömmlichen Biegematrize veranschaulicht;
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Eiegeformungssystem für zwei
übereinanderliegende
Glasplatten zeigt, wobei ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Biegeformen von Glasplatten verwendet ist;
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Fig. 5 und 12 sind jeweils Diagramme, die einen Teil einer herkömmlichen
Hilfspresseinrichtung zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Biegeformen von Glasplatten zeigen;
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Fig. 6 bis 8 sind jeweilige Diagramme, die ein Verfahren zum örtlichen
Erwärmen von Glasplatten veranschaulichen;
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Fig. 9 bis 11 sind jeweilige Diagramme, die ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen;
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Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Teilansicht;
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Fig. 13 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform einer bekannten
Biegematrize zeigt; und
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Fig. 14a bis 14d sind jeweilige Diagramme, die einen
Eigengewicht-Formungsvorgang für eine Glasplatte gemäß der Erfindung veranschaulichen.
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Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Fig. 1a und 1b sind eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht, die ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Biegematrize und die gewünschte
Positionsbeziehung der Biegematrize zum Hilfspresselement zeigen, wobei die
Bezugszahl 11 die Biegematrize kennzeichnet, die Zahl 13 das
Hilfspresselement kennzeichnet und die Zahl 7 einen Tragwagen zum Montieren der
Biegematrize kennzeichnet.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Biegematrize ist so
aufgebaut, dass dann, wenn Glasplatten auf diese Biegematrize aufgelegt werden
und sie von oben her mittels des Hilfspresselements 13 gepresst werden, ein
Kraftmoment, das sich um die Schwenkwelle oder -achse 14 herum ergibt, die
auf das bewegliche Teilmatrizenelement einwirkt, ein Aufweiten der
Biegematrize 11 verhindert. Genauer gesagt, wird die Wirkung des Kraftmoments auf
das bewegliche Teilmatrizenelement so gemacht, wie es oben beschrieben ist,
und zwar durch Einstellen der Wirkung einer Pressiast durch das
Hilfspresselement und die Schwenkachse 14, d.h. durch die Position eines Scharniers
10, das eine Drehung des beweglichen Teilmatrizenelements um die
Schwenkachse 14 bewirkt.
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Genauer gesagt, liegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die Pressfläche 8
zum beweglichen Teilmatrizenelement immer innerhalb der Schwenkachse 14 an
der Biegematrize, und zwar durch Positionieren der Schwenkachse 14 an der
Außenseite des beweglichen Teilmatrizenelements, wenn die Biegematrize von
oben her gesehen wird. Dann wird, wenn die Glasplatten pressgeformt werden,
vorzugsweise eine Kraft auf die Biegeformungsfläche des beweglichen
Teilmatrizenelements so ausgeübt, dass es sich in der Richtung zum Erzielen von
Ausrichtung mit der Biegeformungsfläche des feststehenden
Teilmatrizenelements bewegt, und zwar unabhängig von der Wirkung der Pressiast durch das
Hilfspresselement 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, da das Scharnier
außerhalb der Pressbearbeitungsfläche 8 an der Biegematrize positioniert
ist, ein Glasbiegemoment durch Anbringen eines Gegengewichts 9 an einer
Position, die weiter außerhalb bezüglich der Schwenkachse 14 liegt,
eingestellt werden.
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Ein Anschlag 12 ist so vorhanden, dass er einen Angriffsbereich 22 des
beweglichen Teilmatrizenelements an einer Position aufnimmt, an der die
Biegeformungsfläche des beweglichen Teilmatrizenelements in Ausrichtung mit
der Biegefläche des feststehenden Teilmatrizenelements steht, wie es in
Fig. 1b dargestellt ist. Der Anschlag 12 verfügt vorzugsweise über einen
Schulterbereich 20, der aus einer Schraube besteht, die eine
Höheneinstellung ermöglicht. Der Anschlag 12 verhindert eine Bewegung des beweglichen
Teilmatrizenelements, bei der sich dessen Biegeformungsfläche über die
Position hinaus bewegt, an der die Biegeformungsfläche des beweglichen
Teilmatrizenelements in Ausrichtung mit der Biegeformungsfläche des
feststehenden Teilmatrizenelements steht.
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Nun erfolgt eine Beschreibung zu einem Biegeformungsverfahren von
Glasplatten durch ihr Eigengewicht sowie zu einer Vorrichtung zum Ausführen des
Verfahrens, wobei die oben genannte Biegematrize verwendet ist.
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Fig. 14 ist eine schematisch veranschaulichende Seitenansicht, die das
Verfahren und die Vorrichtung zum Biegeformen von Glasplatten
veranschaulicht.
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In einem Zustand, in dem keine ebenen Glasplatten auf die Biegematrize
ausgelegt sind, ist die Formungsfläche des beweglichen Teilmatrizenelements
26 der Biegematrize mit der Formungsfläche des feststehenden Teilmatrizen
elements 25 ausgerichtet (Fig. 14a). Da die erfindungsgemäße Biegematrize
so aufgebaut ist, dass sie selbst dann nicht leicht auseinanderfährt, wenn
eine Kraft von oben her auf das bewegliche Teilmatrizenelement ausgeübt
wird, fährt die Biegematrize im allgemeinen selbst dann nicht auseinander,
wenn die ebenen Glasplatten 24 auf sie aufgelegt werden. Demgemäß ist es
erwünscht, die Biegematrize durch Ausüben einer Kraft auf das bewegliche
Teilmatrizenelement 26 mittels einer Kraftausübungseinrichtung 23
zwangsweise auseinanderzufahren. Das zwangsweise Auseinanderfahren der
Biegematrize kann vor oder nach dem Anordnen der Glasplatten 24 auf ihr ausgeführt
werden (Fig. 14b). Wenn die Glasplatten auf die im auseinandergefahrenen
Zustand befindliche Biegematrize aufgelegt werden, behält diese den
auseinandergefahrenen Zustand aufgrund der Reibungskraft zwischen den Glasplatten
und der Biegematrize und aufgrund der Stabilität der Glasplatten aufrecht
(Fig. 14c). Wenn die Glasplatten 24 durch Erwärmung erweichen, bewegt sich
das bewegliche Teilmatrizenelement 26 allmählich, was zu einem Zustand
führt, in dem sich die Formungsfläche des beweglichen Teilmatrizenelements
26 in Ausrichtung mit der Formungsfläche des feststehenden
Teilmatrizenelements 25 befindet. Die Biegematrize wird so ins Gleichgewicht gebracht,
dass die Formungsfläche des beweglichen Teilmatrizenelements in Ausrichtung
mit der Formungsfläche des feststehenden Teilmatrizenelements 25 kommt.
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Die Kraftausübungseinrichtung 23 kann von beliebiger Art sein, solange die
Ausübung einer Kraft auf das bewegliche Teilmatrizenelement 26 die
Biegematrize zwangsweise auseinanderfährt. Z.B. kann die Biegematrize leicht
dadurch auseinandergefahren werden, dass zum Gegengewicht, wie es am
beweglichen Teilmatrizenelement 26 angebracht ist, mittels eines Gummihammers eine
Kraft hinzugefügt wird.
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Bei der Erfindung wird beim Pressen von Glasplatten ein Kraftmoment auf das
bewegliche Teilmatrizenelement in solcher Weise ausgeübt, dass dieses
bewegliche Teilmatrizenelement zum Anschlag 12 verschoben wird, wodurch dieses
bewegliche Teilmatrizenelement automatisch am feststehenden
Teilmatrizenelement festgeklemmt wird, ohne dass eine herkömmliche Klemmkonstruktion
verwendet wird, die in bezug auf das oben genannte Problem unzureichend
ist.
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Obwohl die Erfindung zum gleichzeitigen Biegen zweier übereinanderliegender
Glasplatten sehr wirkungsvoll ist, wie es aus der obigen Beschreibung
hervorgeht, ist die Erfindung nicht immer auf die Verwendung zweier
Glasplatten
beschränkt, sondern sie ist beim Biegen einer einzelnen Glasplatte von
Wirkung.
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Im folgenden erfolgt eine Beschreibung für einen Fall, dass zwei
Glasplatten gleichzeitig biegegeformt werden.
BEISPIEL
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Nun werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Beispiele des
Verfahrens zur Biegeformung von Glasplatten für ein Laminatglas und der
Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung im einzelnen
beschrieben.
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Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein System zum Biegeformen von
Glasplatten für ein Laminatglas zeigt, bei dem das Verfahren und die
Vorrichtung zum Tiefbiegen der beiden Seitenbereiche von Glasplatten für ein
Laminatglas gemäß der Erfindung verwendet werden.
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In Fig. 4 sind zwei übereinanderliegende Glasplatten für ein Laminatglas
auf eine Biegematrize 110 aufgelegt. Die überlappenden Glasplatten werden
zusammen mit der Biegematrize 110 durch eine Heizibiege-Station ST1 und
eine Pressstation ST2 in einem Heizibiege-Ofen 102 sowie eine Kühistation
ST3 außerhalb des Heizibiege-Ofens 102 geführt, was durch eine
Transporteinrichtung 125 erfolgt, die aus einem Tragwagen 126 besteht, der durch
einen Kettenförderer (nicht dargestellt) bewegt wird. In der Heizlbiege-
Station ST1 werden die Glasplatten 101 durch Heizer 103 im Heizofen 102 auf
die Glaserweichungstemperatur (550ºC-650ºC) erwärmt. Die Glasplatten 101
werden erweicht und vorläufig aufgrund ihres Eigengewichts so geformt, dass
sie der Formungsfläche der Biegematrize 110 entsprechen. In der
Pressstation ST2 wird ein unvollständig geformter Bereich, wie er dem tiefgebogenen
Bereich der Glasplatten 101 entspricht, örtlich durch eine
Hilfspresseinrichtung 130 durch Pressen geformt. In der Abkühlstation ST3 werden die
pressgeformten Glasplatten 101 allmählich auf der Biegematrize 110
abgekühlt, während dieselbe mit einer kontrollierten Abkühlgeschwindigkeit für
eine vorbestimmte Zeit bewegt wird, um unerwünschte Verformungen zu
vermeiden. Dann können die zwei übereinanderliegenden Glasplatten 101, die
geformt sind und von der Kühistation ST3 hertransportiert wurden, abkühlen.
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Die Biegematrize vom Eigengewichtstyp, auf die zwei Glasplatten aufgelegt
werden, ist vorzugsweise von einem Typ mit einer Biegeformungsfläche, die
einem mittleren gekrümmten Bereich der zu formenden Glasplatten entspricht,
und sie besteht aus einem wärmebeständigen Material, das bei der
Formungstemperatur (580ºC-700ºC) der Glasplatten im Heizibiege-Ofen beständig ist.
Die Biegematrize kann eine Oberfläche aufweisen, die Glasplatten mit vorbe
stimmtem gekrümmtem Bereich entspricht, oder sie kann Ringform aufweisen,
die den Rand der Glasplatten tragen kann. Hinsichtlich der oben genannten
beiden Typen wird eine ringförmige Biegematrize vorzugsweise verwendet, da
sie der Forderung genügt, dass der Kontaktbereich zwischen der Oberfläche
der Glasplatten und der Biegematrize minimal ist, so dass die Flächen der
Glasplatten glatt bleiben. Bei der Erfindung wird am bevorzugtesten eine
Biegematrize verwendet, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Um eine
Verformung der Biegematrize aufgrund einer Presskraft zu vermeiden, ist es
bevorzugt, dass die Konstruktion um das Scharnier herum stabil ist, und genauer
gesagt sollte der Durchmesser des Kernstabs des Scharniers mindestens 20 mm
betragen.
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Die erfindungsgemäße Biegematrize verfügt über einen solchen Aufbau, dass
sie einer Aufweitung oder einem Zurückspringen selbst dann widersteht, wenn
eine Kraft von oben her auf die beweglichen Teilmatrizenelemente ausgeübt
wird. Demgemäß ist es bevorzugt, wenn Glasplatten auf die Biegematrize
aufzulegen sind, mittels eines Gummihammers oder dergleichen eine Kraft auf
die beweglichen Teilmatrizenelemente auszuüben, um dadurch die
Biegematrizen zwangsweise auseinanderzufahren. Dann erhält die Biegematrize den
auseinandergef ahrenen Zustand aufgrund der Reibungskraft zwischen den
Glasplatten und ihr und der Stabilität der Glasplatten aufrecht.
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Es ist bevorzugt, einen verjüngten Ring 140 mit einem Verjüngungswinkel,
der einer gekrümmten Form am Umfang der Glasplatten entspricht,
anzubringen, der vom Endbereich der Biegematrize (wie in Fig. 12 dargestellt) an
der Außenseite der Seitenkante der Glasplatten am Umfangskantenbereich der
beweglichen Teilmatrizenelemente vorsteht, der dem tiefgebogenen Bereich
der Glasplatten entspricht. Alternativ kann eine Konstruktion verwendet
werden, bei der eine Kante der Biegematrize selbst vom Endbereich vorsteht.
Im verjüngten Ring 140 verfügt die Kontaktfläche, die mit der Unterseite im
Endbereich der Glasplatten am vorspringenden Bereich des Randbereichs der
Matrize in Kontakt steht, über eine Formungsfläche, die in Übereinstimmung
mit einer vorbestimmten Form des Laminatglases steht. Wenn die Glasplatten
pressgeformt werden, wird der Endbereich der Glasplatten so abgestützt,
dass dieser Endbereich auf eine vorbestimmte Form geformt wird. Demgemäß
stehen, wenn die zwei übereinanderliegenden Glasplatten vorläufig mittels
ihres Eigengewichts auf der Biegematrize geformt werden, nur die Kantenbe
reiche der Glasplatten 190, 191 in Kontakt mit der Tragfläche des sich
verjüngenden Rings, während die Glasplatten mit einem Spalt zwischen der
Unterseite der Glasplatte 191 und der Formungsfläche 142 des sich verjün
genden Rings 140 getragen werden, und es kann das Auftreten einer
Drucksteile durch die Biegematrize an einer Position innerhalb des Endbereichs
der Unterseite der Glasplatte aufgrund des Kontakts der Formungsfläche 142
der Biegematrize 112 mit der Formungsfläche 142 des sich verjüngenden Rings
140 beim vorläufigen Formen vermieden werden. Der Pressvorgang im
Randbereich der Glasplatten wird durch ein Hilfspresselement 152 ausgeführt, und
es ist ein Randbereich mit gewünschter Form erzielbar, der in
Übereinstimmung mit der Formungsfläche 142 des sich verjüngenden Rings 140 und der
Formungsfläche 143 des Endbereichs der Biegematrize 112 steht. Der sich
verjüngende Ring 140 oder der von einer Randkante der Biegematrize vorste
hende Bereich kann in einem Bereich vorhanden sein, in dem die Glasplatte
in der Biegematrize tiefzubiegen ist, und es ist nicht immer erforderlich,
ihn im gesamten Endbereich der Biegematrize auszubilden.
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Die in Fig. 5 dargestellte Hilfspresseinrichtung ist an einer geeigenten
Position über der Biegematrize mit einem Hilfspresselement 157 versehen, um
dem tiefgebogenen Bereich der Glasplatten zu entsprechen. Das
Hilfspresselement 157 ist an einem Presstisch 163 so befestigt, dass es durch die
Wirkung eines Presszylinders (nicht dargestellt) vertikal verstellbar ist,
wobei es dann, wenn der Presszylinder abgesenkt wird, den tiefgebogenen
Bereich der Glasplatten pressformt, und wobei dann, wenn der Presszylinder
angehoben wird, der Pressvorgang aufgehoben wird. Wenn das
Hilfspresselement auf den tiefgebogenen Bereich der Glasplatten drückt, ist es bevorzugt,
eine Presskraft in der Richtung rechtwinklig zu den Glasplatten im
Kontaktbereich zwischen dem Hilfspresselement und den Glasplatten auszuüben, damit
die Erzeugung von Falten, Kratzern oder Spuren auf den Glasplatten
verringert werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass das Hilfspresselement mit einem wärmeisolierenden
Tuch aus einem Material wie Glasfasern, Quarzfasern, Keramikfasern, Metall
fasern usw. bedeckt ist, um die Kontaktfläche zwischen dem
Hilfspresselement und den Glasplatten abzudecken, um zu verhindern, dass sich durch die
Biegematrize eine Spur an der Kontaktfläche der Glasplatten ausbildet, wenn
der Pressvorgang ausgeführt wird.
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Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein Beispiel, bei dem örtliche Heizer 183 über
Glasplatten 180 an Positionen vorhanden sind, die dem tiefgebogenen Bereich
der Glasplatten entsprechen, um einen einfachen Biegevorgang in den
tiefgebogenen Bereichen 182 der Glasplatten 180 zu ermöglichen, wenn die
Glasplatten 180 in übereinanderliegendem Zustand auf eine Biegematrize 181 vom
unterteilten Typ gelegt sind und die Glasplatten 180 durch ihr Eigengewicht
auf der Biegematrize zu biegen sind. In diesem Fall werden die
tiefgebogenen Bereiche der Glasplatten durch die örtlichen Heizer auf eine Temperatur
erwärmt, die z.B. 10ºC-100ºC höher als die der anderen Bereiche liegt,
wodurch der Biegevorgang unter Verwendung des Eigengewichts einfach
ausgeführt werden kann. Die örtlichen Heizer können über oder unter oder über
und unter den zwei übereinanderliegenden Glasplatten angeordnet sein. Die
Form der örtlichen Heizer wird abhängig von der Form der tiefzubiegenden
Bereiche der Glasplatten festgelegt, und es kann eine in der Längsrichtung
gerade Form oder eine gekrümmte Form sein, bei der eine Linie des
tiefgebogenen Bereichs gekrümmte Form einnimmt. Auch kann es eine noch
kompliziertere Form sein. Das Beispiel gemäß den Fig. 6 und 7 veranschaulicht einen
komplizierteren Fall.
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Wenn es erwünscht ist, dass das örtliche Heizen keinen anderen Bereich
beeinflusst, wenn Glasplatten durch die örtlichen Heizer örtlich erwärmt
werden, wird ein Wärmeabschirmungselement 184 wie ein
Wärmeabschirmungsvorhang oder eine Wärmeabschirmungsplatte aus wärmebeständigem Material an
einer gewünschten Position angeordnet, um dadurch unerwünschte Strahlung
von den örtlichen Heizern 184 auszublenden, wie es in Fig. 8 dargestellt
ist.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Farbdruck-Keramikfarbe
aufgedruckt, um in einem Umfangsbereich einschließlich des pressgeformten und
tiefgebogenen Bereichs (einschließlich gefalteter Bereiche 194) der
biegezuformenden Glasplatten eine farbige Zone auf zudrucken, wie es in Fig. 11
dargestellt ist. Da die aufgedruckte Schicht im presszuformenden Bereich
durch eine Farbdruck-Keramikfarbe hergestellt wird und da die gedruckte
Schicht durch Brennen der Oberfläche der Glasplatten beim Heizprozess vor
dem Pressformungsvorgang fest angebracht wird, wird eine Spur oder eine
Fehlerstelle, wie sie sich aus dem Pressvorgang ergibt, aufgrund der
gebrannten farbigen Zone der Farbdruck-Keramikfarbe selbst dann unauffällig,
wenn die Spur und die Fehlerstelle in der gefärbten Zone und dem
Umfangsbereich der Glasplatten liegen. So kann ein Nachteil in optischem Sinn
verdeckt werden.
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Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, haftet, wenn zwischen den zwei
übereinanderliegenden Glasplatten 190, 191 eine aufgedruckte Schicht 192 aus einer
Farbdruck-Keramikfarbe auf der Oberseite des tiefgebogenen Bereichs der
oberen Glasplatte 190 ausgebildet ist, die aufgedruckte Schicht an dem
wärmebeständigen Tuch an, das die Pressfläche des Hilfspresselements
bedeckt, was die Lebensdauer des wärmebeständigen Tuchs verkürzt, oder dies
führt zu einer Pressspur an der Oberfläche, an der die farbige Zone der
Farbdruck-Keramikfarbe durch Brennen ausgebildet ist. Um diese
Schwierigkeit zu beseitigen, wird eine Schicht aus einem Entformungsmittel mit
Wärmebeständigkeit durch Drucken auf der Oberfläche der gedruckten Schicht der
Farbdruck-Keramikfarbe hergestellt, damit zwischen der durch Brennen der
Farbdruck-Keramikfarbe hergestellten farbigen Zone und dem wärmebeständigen
Tuch des Hilfspresselements gute Trenneigenschaften erzielt werden, wenn
ein Pressvorgang ausgeführt wird. Als Entformungsmittel mit
Wärmebeständigkeit wird vorzugsweise Bornitrid oder Kohlenstoff verwendet.
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Ferner können zum Verbessern der Lebensdauer des wärmebeständigen Tuchs,
das das Hilfspresselement bedeckt, oder zum Verbessern der Druckfläche in
der durch Brennen der Farbdruck-Keramikfarbe hergestellten farbigen Zone
die folgenden Maßnahmen ergriffen werden. Genauer gesagt, werden die zwei
übereinanderliegenden Glasplatten 190, 191 unter Verwendung ihres
Eigengewichts vorläufig geformt; die Position der oberen und unteren Glasplatte
190, 191 wird vor dem Pressformungvorgang so umgedreht, dass die Glasplatte
190, auf der die farbige Zone 192 durch Brennen der Farbdruck-Keramikfarbe
ausgebildet ist, unter der anderen Glasplatte 191 liegt. Dann wird der
Randbereich der oberen Glasplatte 191 ohne die gefärbte Zone pressgeformt,
wodurch verhindert wird, dass die Keramikfarbe am wärmebeständigen Tuch
anhaftet.
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Wie oben beschrieben, werden gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung zum
Biegeformen von Glasplatten die Glasplatten für Laminatglas auf einer
Biegematrize vom unterteilten Typ mit einem beweglichen Teilmatrizenelement
und einem feststehenden Teilmatrizenelement auf die
Glaserweichungstemperatur erwärmt, um dadurch die Glasplatten vorläufig auf eine Form zu formen,
die im wesentlichen der Biegematrize entspricht, wozu ein Eigengewichts-
Biegeverfahren verwendet wird. Dann werden die Glasplatten gepresst, wobei
das bewegliche Teilmatrizenelement automatisch am feststehenden
Teilmatrizenelement befestigt wird. Ferner wird ein unvollständig geformter Bereich
der Glasplatten einem örtlichen Pressvorgang unterworfen, um dadurch die
Form des gekrümmten Bereichs der Glasplatten einzustellen.
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Demgemäß besteht keine Gefahr eines Springens eines Teils des beweglichen
Teilmatrizenelements in der Nähe des feststehenden Teilmatrizenelements,
während ein Pressformungsvorgang erfolgt, und zwar selbst dann, wenn das
Ausmaß der Tiefbiegung eines Seitenbereichs einer Glasplatte groß ist.
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Demgemäß kann der Seitenbereich von Glasplatten auf sichere Weise eine
Tiefbiegeformung erfahren und es kann die Flexibilität beim Formen von
Glasplatten verbessert werden.