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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben, mit einem Ofen
zum Erwärmen der Glasscheiben auf ihre Biegetemperatur, einer an den Ofen
anschließenden Biegekammer, einer die Glasscheiben durch den Ofen und in die Biegekammer
fördernden Fördereinrichtung, einer in der Biegekammer oberhalb der Förderebene
angeordneten oberen Biegeform, Mitteln zur Erzeugung eines Differenzgasdrucks Zum
Anheben der Glasscheiben von der Fördereinrichtung gegen die obere Biegeform, einer mit
der oberen Biegeform zusammenwirkenden ringförmigen unteren Biegeform zum
Preßbiegen der durch den Differenzgasdruck an der oberen Biegeform gehaltenen
Glasscheibe, Mitteln zum Positionieren und zum Entfernen der unteren Biegeform, sowie mit einem
horizontal verfahrbaren Transportring zur Übernahme der gebogenen Glasscheibe von
der oberen Biegeform und zum Transport der gebogenen Glasscheibe in eine
nachgeordnete Kühlstation.
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Eine Biegevorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 237 231 B1 bekannt. Bei dieser
bekannten Biegevorrichtung ist die untere Biegeform oberhalb der Transportebene der
Glasscheiben, die von einem Rollenförderer gebildet wird, von einer ersten Position neben der
oberen Biegeform in eine zweite Position unterhalb der die Glasscheibe haltenden oberen
Biegeform horizontal verschiebbar gelagert. Im Anschluß an den Preßbiegevorgang, bei
dem die obere Biegeform mit der Glasscheibe auf die untere Biegeform abgesenkt und
anschließend wieder in ihre Ausgangsposition angehoben wird, wird die untere Biegeform
seitlich aus der eigentlichen Biegekammer herausgefahren und verbleibt bis zum
nächsten Preßbiegevorgang in einer Warteposition in einer beheizten Kammer. Die untere
Preßbiegeform unterliegt auf diese Weise nicht einer Abkühlung nach jedem
Biegevorgang, wie das bei anderen bekannten Biegevorrichtungen der Fall ist, bei denen die
Biegeform anschließend zum Transport der gebogenen Glasscheibe in die Kühlstation
benutzt und dort mit der Glasscheibe abgekühlt wird. Durch die abwechselnde Verwendung
eines Formrings ausschließlich als Biegeform, und eines Transportrings ausschließlich für
den Transport der gebogenen Glasscheiben, gelingt es, den Formring ständig auf einer
verhältnismäßig hohen Temperatur zu halten, wodurch der Biegevorgang insbesondere
bei komplizierten Scheibenformen erheblich erleichtert wird.
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Da bei der bekannten Vorrichtung für die Aufnahme der unteren Biegeform in ihrer
Warteposition eine geschlossene beheizte Kammer neben der Biegestation erforderlich ist, ist
die die Biegestation aufnehmende Kammer nur noch von einer Seite aus zugänglich. Das
erschwert die Beobachtung des Biegeprozesses und außerdem die Arbeitsmöglichkeiten
bei notwendigem Werkzeugwechsel und sonstigen erforderlichen Eingriffen in den
Biegeprozeß. Außerdem muß die untere Biegeform vor und nach dem Preßbiegevorgang um
eine verhältnismäßig lange Strecke horizontal verfahren werden, wodurch der
Biegezyklus insgesamt verlängert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, durch die eine weitere zeitliche Verkürzung des Biegezyklus möglich wird.
Außerdem soll der Zugang zu der eigentlichen Biegekammer erleichtert werden.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die ringförmige untere
Biegeform aus wenigstens zwei Ringform-Segmenten besteht, die jeweils in
entgegengesetzter radialer Richtung in eine den Raum zwischen der horizontalen Transportebene und
der oberen Biegeform freigebende Stellung und in eine einen geschlossenen
Biegerahmen bildende Arbeitsstellung verbringbar sind.
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Wenn die untere Biegeform zum Biegen einer im wesentlichen etwa rechteckigen
Glasscheibe vorgesehen ist, ist sie zweckmäßigerweise an den vier Ecken in vier Ringform-
Segmente unterteilt. Die einzelnen Ringform-Segmente können beispielsweise auf
Gleitlagern gelagert sein und können entweder durch Einzelantriebe oder mit Hilfe eines
gemeinsamen Stellantriebs über eine geeignete Hebelmechanik miteinander gekoppelt in
radialer Richtung zusammengefahren und auseinandergefahren werden. Dabei kann der
Weg, den die einzelnen Segmente in der einen oder in der anderen Richtung zurück
legen, verhältnismäßig kurz sein und braucht beispielsweise jeweils nur wenige
Zentimeter zu betragen.
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Die untere Ringform kann auch so konstruiert sein, daß die einzelnen Ringform-Segmente
um eine parallel zu der Hauptrichtung des jeweiligen Segments verlaufende Achse in ihre
Offenstellung nach oben oder nach unten verschwenkbar gelagert und mit einem
Schwenkantrieb versehen sind.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Zeichnungen.
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Von den Zeichnungen zeigt
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Biege- und Vorspannanlage in einem horizontalen
Schnitt in schematischer Darstellung;
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Fig. 2 die verschiedenen Phasen eines Biegezyklus mit den entsprechenden
Positionen der Biegeformen;
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Fig. 3 eine konstruktive Ausgestaltung der unteren, segmentierten Biegeform mit
horizontaler Verschiebung der Biegeform-Segmente;
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Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;
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Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung;
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Fig. 6 eine untere Biegeform mit horizontal verschiebbaren Segmenten und
zusätzlicher schwenkbarer Lagerung der seitlichen Biegeform-Segmente;
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Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;
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Fig. 8 eine Ausführungsform der unteren segmentierten Biegeform mit
schwenkbarer Lagerung der Ringform-Segmente, und
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Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8.
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Der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus der Fig.
1, die eine teilweise schematische Darstellung der wesentlichen Teile in Form eines
Horizontalschnitts durch eine Biege- und Vorspannanlage für Autoglasscheiben zeigt. Die
Anlage umfaßt einen Horizontaldurchlaufofen 1 mit einem aus aufeinanderfolgenden
angetriebenen Transportwellen 2 bestehenden Horizontalförderer für die Glasscheiben 3. An
den Ofen 3 schließt sich die Biegekammer 6 an. Die Transportwellen 2 setzen sich in der
Biegekammer 6 fort. Unterhalb der Transportwellen 2 ist ein senkrecht verlaufender Kanal
7 angeordnet, dessen Querschnitt der Flächenausdehnung der Glasscheiben 3 entspricht,
und durch den ein auf etwa 650ºC erwärmter Heißluftstrom von unten gegen die
Glasscheibe gerichtet wird, wenn diese in der Biegekammer 6 positioniert ist. Durch diesen
Gasstrom wird der Differenzgasdruck erzeugt, durch den die Glasscheiben 3 von den
Transportwellen 2 abgehoben und an die obere Biegeform angelegt wird.
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Selbstverständlich ist es möglich, den notwendigen Differenzgasdruck auf andere Weise
zu erzeugen, beispielsweise durch Ansaugen der auf den Transportwellen 2 liegenden
Glasscheiben mit Hilfe einer die obere Biegeform enthaltenden Saugvorrichtung oder
durch von unten auf die Glasscheiben gerichtete einzelne Druckgasströme. Solche
Einrichtungen zum Erzeugen eines Differenzgasdrucks gehören ebenfalls zum Stand der
Technik.
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Oberhalb der Transportwellen 2 ist in der Biegekammer eine mit ihrer konvexen Seiten
nach unten gerichtete Biegeform 14 (Fig. 2) angeordnet, die in vertikaler Richtung angehoben
werden kann. Ebenfalls oberhalb der Transportwellen 2 sind konzentrisch zu der
oberen Biegeform vier Ringform-Segmente 9, 10, 11 und 12 angeordnet und derart
gelagert, daß sie in Richtung des Doppelpfeils F in horizontaler Richtung jeweils verschiebbar
sind. In der geschlossenen Stellung bilden die Segmente 9 bis 12 die untere ringförmige
Biegeform. In der geöffneten Stellung sind die Segmente 9 bis 12 so weit voneinander
entfernt, daß sowohl die Glasscheibe 3 als auch die obere Biegeform 14 zwischen den
Ringform-Segmenten hindurchtreten können.
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Neben der Biegekammer 6 befindet sich die Vorspannstation 15, in der die gebogenen
Glasscheiben mit Hilfe von Blaskästen 16 schroff abgekühlt werden. Statt der
Vorspannstation 15 kann jedoch an dieser Stelle eine Kühlstation vorgesehen sein, in der die
gebogenen Glasscheiben zur Erzielung einer Teilvorspannung oder eines spannungsfreien
Zustandes mit entsprechend geringerer Kühlgeschwindigkeit in dem kritischen
Temperaturbereich gekühlt werden. Die Glasscheiben werden nach dem Biegevorgang mit Hilfe
eines der Kontur der gebogenen Glasscheibe entsprechenden Transportrings 20 von der
oberen Biegeform übernommen und durch die Öffnung 8 von der Biegekammer 6 in die
Vorspannstation 15 verbracht. Der Transportring 20 ist über geeignete Haltestangen 21
an einem Schlitten 22 angeordnet, der auf Schienen 23 verfahrbar gelagert ist. Die in der
Vorspannstation 15 abgekühlten Glasscheiben werden anschließend mit Hilfe der
Transporteinrichtung 20 bis 23 von der Vorspannstation 15 in eine sich anschließende
Entladestation verfahren, in der die vorgespannten Glasscheiben von dem Transportring 20
entnommen werden.
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Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung in Form senkrechter Schnitte A bis D die
verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte beim Biegevorgang. Schnitt A
veranschaulicht die Position der Biegewerkzeuge in dem Augenblick, in dem die Glasscheibe
3 innerhalb der Biegekammer ihre endgültige Position erreicht hat und mit Hilfe des durch
den Kanal 7 strömenden Heißluftstroms von den Transportwellen 2 abgehoben und an die
konvexe Biegefläche der oberen Biegeform 14 angelegt werden soll. Die obere Biegeform
14 befindet sich dabei in abgesenkter Stellung kurz oberhalb der auf den Transportwellen
2 liegenden Glasscheibe. Die Ringform-Segmente 11, 12 haben ihre äußere Stellung
eingenommen, so daß die obere Biegeform 14 zwischen den Ringform-Segmenten 11, 12
hindurchtreten kann.
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Wenn die Glasscheibe 3 unter der Wirkung des Heißgasstroms an der Biegeform 14
anliegt, wird die Biegeform 14 bis auf ein Niveau oberhalb der Biegeform-Segmente 11, 12
angehoben. Die Position der Biegewerkzeuge in dieser Biegephase ist im Schnitt B
dargestellt. Die obere Biegeform 14 hat ihre obere Endstellung erreicht, und die Glasscheibe
3 wird durch den aufwärts strömenden Heißgasstrom an der konvexen Formfläche der
Biegeform 14 festgehalten. Sie hat sich bereits weitgehend an die Biegefläche angelegt
und braucht lediglich in ihrem Randbereich durch die Ringform 9, 11, 12 nachgepreßt zu
werden. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Segmente 9, 10, 11, 12 zusammen
gefahren, so daß sie eine geschlossene Ringform bilden.
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Unter Aufrechterhaltung des Heißgasstroms wird sodann die Biegeform 14 mit der
Glasscheibe 3 abgesenkt, und die Glasscheibe 3 gegen die geschlossene Ringform gepreßt.
Diese Phase des Biegevorgangs ist im Schnitt C dargestellt.
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Unmittelbar nach dem eigentlichen Nachpreßvorgang wird der Transportring 20 unter die
obere Biegeform 14 verfahren, und die Ringform-Segmente 9, 10, 11, 12 werden
auseinandergefahren. Sodann wird dis Biegeform 14 mit der fertig gebogenen Glasscheibe 3
zwischen den Ringform-Segmenten abgesenkt. Diese Phase im Anschluß an den
eigentlichen Biegevorgang ist im Schnitt D dargestellt. Statt der hier dargestellten Anordnung
und Verfahrensweise kann der Transportring 20 nach Anheben der Biegeform 14 auch in
den Zwischenraum zwischen der oberen Biegeform 14 und der unteren Biegeform 9, 10,
11, 12 eingefahren werden. Die Glasscheibe 3 wird durch Abschalten des Heißgasstroms
und gegebenenfalls zusätzliches Anblasen durch Öffnungen in der Formfläche der oberen
Biegeform auf den Transportring 20 abgelegt und, wie weiter oben beschrieben, von der
Biegekammer in die Vorspannstation verbracht.
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Eine konstruktive Ausgestaltung für die Lagerung und die Horizontal-Bewegung der
Ringform-Segmente 9, 10, 11, 12 ist in den Fig. 3 bis 5 im einzelnen dargestellt. Die Ringform-
Segmente 9 bis 12 haben jeweils eine untere ebene Gleitfläche und sind jeweils an ihren
Enden mit nach außen vorstehenden Gleitschuhen 26 versehen, mit denen sie auf einer
ebenen Lagerplatte 27 aufliegen. Die Lagerplatte 27 ist mit einer zentralen Öffnung 82
versehen, die in Form und Größe der Fläche innerhalb der geöffneten
Ringform-Segmente entspricht. Die Ringform-Segmente sind auf ihrer Außenseite mit einem mittig
angeordneten Führungsarm 28, 29, 30, 31 versehen. An den Führungsarmen 28, 29, 30 greifen
Winkelhebel 32, 33 bzw. der Hebel 34 an, die ihrerseits über Stangen 36, 37 und 38 an
die Schiene 40 angelenkt sind. Der Führungsarm 31 des Ringform-Segments 12 ist
unmittelbar über die Stange 39 an die Schiene 40 angelenkt. Die Führungsarme 28 bis 31 sind
jeweils zwischen Führungsrollen 42 verschiebbar gelagert. Auf die Schiene 40 wirkt der
Stellmotor 44, der über die beschriebenen Stangen und Hebel die Ringform-Segmente in
die geöffnete und in die geschlossene Stellung verschiebt.
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Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind die Ringform-Segmente an ihren Enden, mit denen sie
gegeneinanderstoßen, mit einer Zentriereinrichtung versehen, die im dargestellten Fall
aus einer Nut-Feder-Anordnung 46, 47 besteht. Dadurch wird sichergestellt, daß die
Formflächen der Ringform-Segmente im geschlossenen Zustand an ihren Stoßstellen
flächenbündig ineinander übergehen.
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Eine abgewandelte Ausführung eines segmentierten Biegerings ist in den Fig. 6 und 7
dargestellt. Es handelt sich hier um einen segmentierten Formring, dessen seitliche
Segmente 51 zusätzlich zu ihrer Horizontalverschiebung eine Schwenkbewegung nach oben
durchführen können. Solche schwenkbaren Seitenteile bei Ringformen sind gelegentlich
erforderlich, wenn die Glasscheiben in den entsprechenden Endbereichen besonders
stark gebogen sind.
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Die seitlichen Ringform-Segmente, von denen die Zeichnung nur das linke
Ringform-Segment 51 zeigt, sind jeweils über Schwenklager 53 auf einer Platte 54 gelagert, die
ihrerseits auf einer Lagerplatte 55 mit Hilfe des Führungsarms 56 und einer der weiter oben
beschriebenen Ausführungsform entsprechenden Hebelkonstruktion horizontal
verschiebbar gelagert ist. Auf der Platte 54 sind geeignete Antriebe angeordnet, die das
verschwenkbare Segment 51 in seine beiden Endstellungen verbringen. Der Einfachheit
halber sind diese Antriebe hier als innerhalb der Biegekammer angeordnete Zylinder 57, 58
dargestellt, deren Kolbenstangen an mit dem schwenkbaren Segment 51 verbundenen
Armen 59 angelenkt sind. In der Praxis werden jedoch die Antriebszylinder außerhalb der
heißen Biegekammer angeordnet, und die Übertragung der Kolbenbewegung auf das
verschwenkbare Segment 51 erfolgt über eine geeignete Stangen- und Hebelkonstruktion.
Die vier Ringform-Segmente dieser Ausführungsform werden zunächst bei abgesenkter
Stellung der schwenkbaren Segmente 51 zusammengefahren, und die obere konvexe
Biegeform wird auf diese Ringform abgesenkt. Anschließend werden die schwenkbaren
Segmente 51 durch Betätigung der Antriebe 57, 58 angehoben und dadurch die seitlichen
Endbereiche der Glasscheibe in ihre endgültige Form gebogen.
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Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist in
den Fig. 8 und 9 dargestellt. Die Ringform wird in diesem Fall aus vier
Ringform-Segmenten 62, 63, 64 und 65 gebildet, die zum Zweck der Freigabe des Raumes zwischen
der oberen Biegeform und der Transportebene der Glasscheiben jeweils um eine horizontale
Achse nach oben verschwenkbar gelagert sind. Zu diesem Zweck ist das Ringform-
Segment 62 über Halterungen 68 starr mit einer Welle 69 verbunden, die in Lagerböcken
70, 71 drehbar gelagert ist. Mit Hilfe des Stellmotors 72 werden das Segment 62 über die
Welle 73 und die Stirnräder 74, 75 in die gewünschte Stellung verschwenkt. In analoger
Weise wird das Segment 63 über den Stellmotor 76, das Segment 64 über den Stellmotor
77 und das Segment 65 über den Stellmotor 78 verschwenkt.
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Die Lagerböcke 70, 71 und die entsprechenden Lagerböcke für die Wellen der übrigen
Ringform-Segmente sind auf einer Lagerplatte 79 angeordnet. Die Lagerplatte 79 weist
wiederum eine großflächige Öffnung 80 für den Durchtritt der Glasscheibe auf. Entlang
dieser Öffnung 80 sind der Kontur der Ringform-Segmente entsprechende Stützleisten 81
angeordnet, auf denen sich die Ringform-Segmente in ihrer Arbeitsstellung abstützen.