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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von
Glasscheiben, mit einem Horizontal-Rollenofen zum Erwärmen
der Glasscheiben auf Biegetemperatur, einer am Ausgang des
Rollenofens angeordneten Biegestation mit einer vertikal
bewegbaren oberen Biegeform, einem flexiblen Trägerband aus
hitzebeständigem Material zum Übergeben der heißen
Glasscheiben von den Transportrollen des Rollenofens in die
Biegestation und einer unterhalb der Ebene des Trägerbandes
angeordneten Gegenform.
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Biegevorrichtungen dieser Art sind aus den DE-C1-38 22 639
und DE-C1-39 28 968 bekannt. Bei diesen bekannten
Vorrichtungen ist die unterhalb der Trägerband-Fläche
angeordnete Gegenform als starre Ringform ausgebildet, mit
deren Hilfe die Glasscheibe entlang ihrem Rand gegen die
obere vollflächige Biegeform mit konvexer Biegefläche
gepreßt wird.
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Die bekannten Vorrichtungen eignen sich für die Herstellung
von gleichmäßig gebogenen Glasscheiben, das heißt von
Glasscheiben, die auf ihrer gesamten Fläche gleichsinnig
gebogen sind. Wenn jedoch Glasscheiben hergestellt werden
sollen, die sowohl konvex gebogene als auch konkav gebogene
Bereiche aufweisen, führt die Verwendung einer ringförmigen
Gegenform nicht zum Ziel. In diesem Fall muß auch die untere
Gegenform als vollflächige Biegeform ausgebildet sein und
dadurch die Glasscheibe auf ihrer ganzen Fläche an die obere
Biegeform angepreßt werden.
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Die Herstellung einer vollflächigen starren Gegenform mit
der erforderlichen Präzision ist jedoch zeit- und
kostenaufwendig. Andererseits besteht bei starren
Biegeformen die Gefahr, daß sie bei der Arbeitstemperatur
teils infolge von Wärmeausdehnungen, teils infolge von
Gefügeumwandlungen, ihre Form verändern, selbst bei Gußeisen
oder anderen für Formen geeigneten Materialien. Das führt
dann zu Problemen, wenn beide Biegeformen als ganzflächige
Formen ausgebildet sind, da diese sich in der Regel
ungleichmäßig verformen. Dadurch wird die Formhaltigkeit der
Glasscheiben beeinträchtigt.
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In den französischen Dokumenten FR-A-1 559 723 und FR-A-
1 553 891 ist insbesondere ein Verfahren für die Nachformung
der inneren Oberfläche der Vorderseite von Fernseh-
Bildschirmröhren beschrieben, die durch Pressen hergestellt
werden. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Techniken
benutzen insbesondere ein einen Hitzeschild bildendes
flexibles Element, das unter der Wirkung einer
Druckflüssigkeit mit dem Bildschirm in Kontakt kommt und so
die Vorderseite des Bildschirms gegen die Oberfläche einer
Form preßt, und so dieser Oberfläche die gewünschte Form
gibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Vorrichtung der eingangs genannten Art die Gegenform so
auszugestalten, daß unabhängig von Formänderungen der oberen
Biegeform auf die gesamte Scheibenoberfläche konstant ein
gleichmäßiger Gegendruck aufgebracht und so auch bei
komplexen Scheibenformen eine hohe Präzision der Form der
gebogenen Glasscheiben erreicht wird.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die unterhalb der Ebene des Trägerbandes angeordnete
Gegenform aus einem unter Überdruck setzbaren geschlossenen
Behälter mit einer flexiblen und sich unter der Wirkung des
Überdrucks aufblähenden oberen Abschlußmembran aus einem im
wesentlichen gasundurchlässigen Gewebe oder Gewirk aus
hitzebeständigen Fasern besteht.
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Die Flächenausdehnung des die obere Abschlußmembran
bildenden Gewebes oder Gewirkes bezogen auf den Querschnitt
des starren Behälters wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß
sich das Gewebe bzw. Gewirk auch bei unterschiedlicher
Gestalt der Biegeformen auf seiner ganzen Fläche gegen die
obere Biegeform bzw. gegen die Glasscheibe anlegt. Auf diese
Weise kann die untere Biegeform ohne Änderungen für die
meisten der üblichen Scheibenformen eingesetzt werden.
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Ein besonderer Vorteil einer derartigen unteren Biegeform
besteht auch darin, daß infolge der Ausbauchung der
flexiblen oberen Abschlußmembran der erste Kontakt mit der
Glasscheibe und der oberen Biegeform im mittleren Bereich
der Glasscheibe erfolgt, und daß die Glasscheibe von diesem
Bereich aus nach außen fortschreitend zwischen den
Biegeformen eingespannt wird. Dadurch werden
Relativbewegungen zwischen den Biegeformen und der
Glasscheibe, wie sie dann auftreten, wenn die Glasscheibe
von den Biegeformen zunächst am Rand ergriffen wird,
vermieden.
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Die Gegenform mit der flexiblen oberen Abschlußmembran kann
unter ständigem Überdruck stehen. In diesem Zustand ist die
obere Abschlußmembran ständig aufgewölbt und stellt ein
kissenförmiges Gebilde dar. In diesem Fall müssen die obere
Biegeform oder die von dem geschlossenen Behälter gebildete
untere Gegenform, oder gegebenenfalls beide Biegeformen, so
weit gegeneinander bewegt werden, bis die aufgeblähte
Membran die gesamte Glasscheibenfläche berührt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Hub der
Biegeformen verringert, oder es kann unter Umständen sogar
auf die Hubbewegung einer oder beider Biegeformen ganz
verzichtet werden, wenn der mit der flexiblen
Abschlußmembran versehene Druckbehälter jeweils nur im
Augenblick des eigentlichen Preßvorgangs unter Überdruck
gesetzt und der Überdruck anschließend wieder aufgehoben
wird. Nach dem Aufheben des Überdrucks senkt sich die
flexible Abschlußmembran unter der Wirkung ihres
Eigengewichts und gibt dadurch den Weg für den die
Glasscheibe übernehmenden Tragrahmen frei.
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Das die flexible obere Abschlußmembran bildende Gewebe oder
Gewirk braucht nicht vollständig gasundurchlässig zu sein.
Eine gewisse Porosität der Abschlußmembran ist unschädlich,
solange der hierdurch erfolgende Druckverlust ausgeglichen
wird.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird
für die flexible Abschlußmembran ein elastisches
Strickgewebe oder Gewirk aus Metallfasern aus einem hoch
hitzebeständigen Metall verwendet. Derartige Gewebe oder
Gewirke weisen eine hohe Flexibilität, eine hohe
Hitzebeständigkeit und eine hohe Lebensdauer auf und eignen
sich daher in besonderem Maße für diesen Zweck.
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Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen
werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Von den Zeichnungen zeigen
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Fig.1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer
Gesamtansicht;
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Fig.2 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform für die
Arbeitsweise der Vorrichtung;
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Fig.3 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform für die
Arbeitsweise der Vorrichtung;
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Fig.4 die Vorrichtung während der Durchführung des
Preßvorgangs, und
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Fig.5 die Vorrichtung nach der Durchführung des
Preßvorgangs.
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In der Zeichnung sind nur die für die Realisierung der
Erfindung wichtigsten Teile der Biegevorrichtung
dargestellt, und auch dies teilweise in mehr oder weniger
schematischer Darstellung. Im übrigen handelt es sich um
übliche Anlagenteile und Maschinenelemente nach dem Stand
der Technik.
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Die Glasscheiben 1 werden auf angetriebenen Transportrollen
2 durch einen üblichen Rollendurchlaufofen 3
hindurchgefahren, in dem sie auf ihre Biegetemperatur
erwärmt werden. Der Austrittsspalt 4 am stirnseitigen Ende
des Ofens 3 wird jeweils durch eine Schiebetür 5
verschlossen, sobald die Glasscheibe 1 den Ofen 3 verlassen
hat.
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An den Rollendurchlaufofen 3 schließt sich die Biegestation
7 an. Oberhalb der Transportebene der Glasscheiben ist die
obere Biegeform 8 in vertikaler Richtung (Doppelpfeil F)
verschiebbar gelagert, indem sie beispielsweise an Ketten 9
aufgehängt ist, die von nicht dargestellten Motoren betätigt
werden. Die untere Oberfläche 10 der Biegeform 8 entspricht
der gewünschten Form der Glasscheibe. Die Biegeform 8 ist
mit Hohlräumen versehen, mit denen auf der Oberfläche 10
mündende Bohrungen in Verbindung stehen. Mit Hilfe eines
Gebläses 11 oder einer anderen Saugvorrichtung kann in den
Hohlräumen der Biegeform 8 ein Unterdruck erzeugt werden,
wodurch die Glasscheiben nach dem Biegevorgang durch
Saugkräfte an der oberen Biegeform 8 festgehalten werden
können.
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Die Übergabe der auf Biegetemperatur erwärmten Glasscheiben
1 von den Transportrollen 2 in die Biegestation erfolgt mit
Hilfe des flexiblen Trägerbandes 14. Das Trägerband 14
besteht aus einem Geflecht oder einem Gewebe aus einem
hitzebeständigen Material, beispielsweise aus Glasfasern
oder Metallfasern. Die Breite des Trägerbandes 14 entspricht
etwa der Länge der Transportrollen 2. Das Trägerband 2 ist
an seinem vorderen Ende an einer Stange 15 befestigt und an
seinem hinteren Ende an einer zylindrischen Walze 16, auf
die ein Teil des Trägerbandes aufgewickelt ist. Parallel zur
letzten Transportwalze 2@ des Rollendurchlaufofens ist eine
Umlenkwalze 17 angeordnet, und zwar in einer solchen Höhe,
daß das Trägerband 14 nach seiner Umlenkung in die
horizontale Richtung die durch die Transportrollen 2
gebildete Transportebene fortsetzt. Die Umlenkwalze 17 ist
frei drehbar gelagert.
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An der das Trägerband 14 haltenden Stange 15 ist an jedem
Ende eine Kette 19 befestigt. Die beiden Ketten 19 laufen
jeweils über ein Kettenrad 20, die auf einer gemeinsamen
Welle 21 angeordnet sind. Die Welle 21 ist in
Bewegungsrichtung der Glasscheiben gesehen hinter der
Biegestation gelagert und wird über ein entsprechendes
Getriebe 22 von einem Elektromotor 23 angetrieben. Auch die
Walze 16 ist in entsprechender Weise von einem Elektromotor
angetrieben. Die das Trägerband 14 bewegenden Elektromotore
können so angesteuert werden, daß das Trägerband 14 die
Glasscheiben 1 mit der gleichen Geschwindigkeit weiterbewegt
wie die Transportrollen 2, wohingegen nach Übernahme der
Glasscheibe durch die Saugform 8 das Trägerband 14 mit
erhöhter Geschwindigkeit in seine Ausgangslage zurückgezogen
wird.
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Unterhalb der Ebene des Trägerbandes 14 ist die mit der
oberen Biegeform 8 zusammenwirkende Gegenform 25 angeordnet,
die aus einem geschlossenen Gehäuse 26 besteht, dessen obere
Wand von einer flexiblen Membran 27 gebildet wird. Die
Membran 27 ist flächenmäßig größer als der Querschnitt des
Gehäuses 26, so daß sie sich bei einem Überdruck in dem
Gehäuse 26 nach oben um ein gewünschtes Maß auswölbt.
Entlang ihrem Umfang ist die Membran 27 an den Seitenwänden
des Gehäuses 26 auf geeignete Weise möglichst gasdicht
befestigt.
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Über eine Rohrleitung 28, die von dem Gehäuse 26 zu einem
Ventilator 29 geeigneter Leistung führt, der von einem Motor
über eine Rohrleitung 28, die von dem Gehäuse 26 zu einem
Ventilator 29 geeigneter Leistung führt, der von einem Motor
30 angetrieben wird, wird in dem Gehäuse 26 der gewünschte
Überdruck erzeugt.
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Die Biegevorrichtung umfaßt ferner einen der Umfangsform der
gebogenen Glasscheiben entsprechenden Tragrahmen 32, der auf
einer nicht dargestellten Schienenbahn in Richtung des
Doppelpfeils G unter die obere Biegeform 8 und seitlich aus
der Biegestation heraus verfahrbar ist. In seiner
Endstellung unterhalb der oberen Biegeform 8 übernimmt er
jeweils eine gebogene Glasscheibe von der Biegeform 8, an
der diese nach dem Biegen durch Saugkraft festgehalten wird.
Anschließend fährt der Tragrahmen 32 mit der gebogenen
Glasscheibe in eine seitlich der Biegestation angeordnete
Vorspannstation, in der die Glasscheiben mit Hilfe zweier
Blaskästen, von denen nur der untere Blaskasten 33
dargestellt ist, in bekannter Weise durch schroffe Abkühlung
vorgespannt werden.
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Als Material für die flexible Membran 27 der Gegenform haben
sich besonders elastische Gewirke und Strickgewebe aus
hochhitzebeständigen Stahlfasern bewährt. Gewirke und
Strickgewebe aus Metallfasern weisen neben ihren anderen
günstigen Eigenschaften auch eine verhältnismäßig hohe
elastische Verformbarkeit und Dehnfähigkeit auf, so daß sie
sich problemlos auch komplizierten Scheibenformen
anschmiegen. Ein solches Gewirk kann beispielsweise eine
Maschendichte von 8 bis 15 Maschen pro cm aufweisen und aus
Fäden bestehen, die aus 60 bis 20 Mikrometer dicken
Elementarfasern aus einer Chrom-Nickel-Legierung oder aus
einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung bestehen, beispielsweise
bestehen die das Gewirk oder Gestrick bildenden Fäden aus 2
bis 4 Fasersträngen von jeweils 60 bis 120 Elementarfasern,
wobei die Elementarfasern jeweils zur Bildung des
Faserstrangs, und die Faserstränge zur Bildung des Fadens
miteinander verdrillt sind. Aus solchen Fäden hergestellte
Gewebe, Gewirke oder Gestricke, die sich für die
erfindungsgemäße Anwendung eignen, haben beispielsweise ein
Gewicht von 400 bis 1000g/m².
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In Figur 2 ist in schematischer Darstellung eine
Arbeitsweise der Vorrichtung veranschaulicht, bei der das
die Gegenform 25 bildende und mit der oberen Abschlußmembran
27 versehene Gehäuse 26 ständig unter Überdruck steht.
Dadurch bildet sich eine ständige kissenförmige Aufwölbung
der Abschlußmembran 27. Das Gehäuse 26 ist in seiner
Ruhestellung in einer solchen Höhe unterhalb der Ebene des
Trägerbandes 14 gelagert, daß es die Bewegung des die
Glasscheibe 1 transportierenden Trägerbandes 14 nicht
behindert. Sobald die Glasscheibe 1 ihre Endposition
unterhalb der Biegeform 8 eingenommen hat, wir die Gegenform
vertikal nach oben bewegt und preßt das Trägerband 14 mit
der darauf liegenden Glasscheibe gegen die obere Biegeform
8.
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Eine andere Verfahrensweise ist in Fig. 3 dargestellt. In
diesem Fall ist die Gegenform 25 mit dem Gehäuse 26 und der
flexiblen Abschlußmembran 27 dicht unter dem Trägerband 14
ortsfest angeordnet. In der Ruhestellung herrscht in dem
Gehäuse 26 Atmosphärendruck, so daß die Abschlußmembran 27
unter ihrem Eigengewicht sich innerhalb des Gehäuses 26
befindet. Sobald die Glasscheibe 1 ihre Endposition erreicht
hat, wird das Gehäuse 26 über die Leitung 28 unter Überdruck
gesetzt. Während des Aufwölbens der Membran 27 wird diese
mit steigendem Überdruck in dem Gehäuse 26 gegen das
Trägerband 14 gepreßt und dadurch die Glasscheibe 1 gebogen.
Gegebenenfalls kann die obere Biegeform 8 während dieses
Vorgangs ihrerseits abgesenkt werden.
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Figur 4 stellt den Zustand dar, der sich im einen wie im
anderen Fall am Ende der eigentlichen Biegephase einstellt.
Das von der Membran 27 gebildete Druckkissen hat unter
entsprechender Verformung die Glasscheibe 1 mitsamt dem
Trägerband 14 dicht an die Biegefläche der oberen Biegeform
8 angelegt.
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Nach Vollendung des Biegevorgangs wird, wie in Fig. 5
dargestellt ist, die obere Biegeform 8 angehoben und die
Gegenform abgesenkt bzw. der Überdruck in dem Gehäuse 26
aufgehoben, so daß das Trägerband 14 freigegeben wird und in
seine Ausgangsstellung zurückfahren kann. Währenddessen wird
die Glasscheibe 1 durch Saugkraft an der oberen Biegeform 8
festgehalten. Nun wird der Tragring 32 unter die Biegeform 8
gefahren. Die Biegeform 8 senkt sich wieder bis kurz
oberhalb des Tragrings 32 ab. Der Unterdruck in der oberen
Biegeform 8 wird aufgehoben und die gebogene Glasscheibe 1
auf den Tragring 32 abgelegt. Nach erneutem Anheben der
Biegeform 8 fährt der Tragring 32 mit der gebogenen
Glasscheibe in die benachbarte Kühlstation.