DE69520900T2

DE69520900T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Glasscheiben

Info

Publication number: DE69520900T2
Application number: DE69520900T
Authority: DE
Inventors: Robert Georg Frank
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: US5858047A; KR0137894B1; CA2141830A1; JPH07267663A; BR9500616A; FI950629A7; CN1126180A; EP0668249A3; ES2158909T3; FI950629A0; PL177416B1; EP0668249B1; CZ36895A3; CZ288802B6; EP0668249A2; DE69520900D1; FI111540B; CA2141830C; JP2637376B2; KR950024988A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft das Biegen von Glasscheiben und insbesondere ein Glasscheiben-Formungssystem, bei dem eine doppelseitige Vakuumformanordnung eingesetzt wird, um unter Wärme erweichte Glasscheiben von einer Formgebungsstation zu zwei unabhängigen Transport-und-Kühl-Stationen zu bewegen.
Geformte Glasscheiben werden weit verbreitet als Windschutzscheiben, Seitenfenster oder Heckscheiben in Fahrzeugen, wie beispielsweise Pkw und dergleichen, eingesetzt. Damit sie sich für diesen Einsatzzweck eignen, müssen flache Glasscheiben so geformt werden, dass sie genau die Krümmungen aufweisen, die durch die Form und die Kontur der Rahmen vorgegeben werden, die die Fensteröffnungen bilden, in die die Glasscheiben eingesetzt werden. Darüber hinaus müssen die Fenster strenge optische Anforderungen erfüllen und dürfen keinerlei optische Defekte aufweisen, durch die die klare Sicht in ihrem Blickfeld beeinträchtigt würde.
Bei der Herstellung können die Glasscheiben Wärmebehandlung unterzogen werden, um innere Spannungen zu begrenzen. Das heißt, Glasscheiben, die für Windschutzscheiben eingesetzt werden, werden normalerweise gekühlt, um die inneren Spannungen zu verringern, während Glasscheiben, die für Seitenscheiben oder Heckscheiben eingesetzt werden, gehärtet werden, um Druckspannungen in den Hauptflächen der Scheiben und Zugspannungen in den Mittelbereichen zu erzeugen. Durch das Härten wird das Glas fester und beständiger gegenüber Schäden durch Aufschlag.
Beim Erhitzen und Formen von Glasscheiben für Windschutzscheiben werden normalerweise konturierte Biegeringe eingesetzt, die eine oder mehrere flache Glasscheiben tragen und sie durch einen Erwärmungsofen (heating lehr) transportieren. Wenn die Temperatur des Glases ansteigt und sich seiner Wärmeerweichungstemperatur nähert, beginnt es aufgrund der Schwerkraft durchzuhängen, und passt sich an die Konturen der Formgebungsschienen der Form an. Wenn gewünscht, kann zusätzlicher Druck eingesetzt werden, um die Glasscheiben zu formen, wenn sie auf dem Ring liegen.
Bei der industriellen Herstellung gehärteter Glasscheiben für Seitenscheiben und Heckscheiben wird eine Glasscheibe im Allgemeinen auf einem im Wesentlichen horizontalen Weg durch einen Tunnelofen transportiert, auf ihre Wärmeerweichungstemperatur erhitzt und in eine Formgebungsstation an den Ofen angrenzend überführt, in der die Glasscheibe geformt wird. Nach dem Formen wird die geformte Glasscheibe zu einer Kühlstation überführt, wo sie gesteuert abgekühlt wird. Die wärmeerweichte Glasscheibe kann beispielsweise geformt werden, indem die Scheibe zwischen einem aus einer oberen und einer unteren Formfläche bestehenden Paar gepresst wird, wie dies in den US- Patenten Nr. 4,272,274, 4,662,925 sowie 4,830,650 offenbart ist. Derartige Formgebungseinrichtungen sind in FR-A-2 693 184 sowie FR-A-2 693 183 offenbart, wobei Formgebungsstationen, Transportstationen, eine erste und eine zweite Kühlstation sowie eine Shuttleanordnung vorhanden sind. FR-A-2 693 184 offenbart zusätzlich eine obere Form, die horizontal zwischen der Formstation und zwei Transportstationen bewegt werden kann, sowie eine untere Form, die vertikal bewegt werden kann, um eine der wärmeerweichten Glasscheiben, die geformt werden soll, in Kontakt mit der oberen Form zu bewegen. Die Transportstationen zwischen der Formgebungsstation und jeder Kühlstation umfassen gekrümmte Walzen, die die geformten Scheiben zu den Kühlstationen transportieren. Stattdessen offenbart FR-A-2 693 183 Transportringe, die die geformten Glasscheiben von den Formgebungsstationen auf jeder Seite der Transportstation in Kühlstationen hinein transportieren. Die Baugruppe gemäß diesem Dokument sieht zwei vertikal bewegliche obere Formen vor.
Es wäre nützlich, über eine Glasscheiben-Formgebungsanordnung zu verfügen, mit der Glasscheiben schnell geformt werden können, wobei gleichzeitig hohe optische Qualität und Einhaltung der Form gewährleistet sind und darüber hinaus aufeinanderfolgende Glasscheiben in unterschiedliche Formen gebracht werden können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dieses Problem wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formen von unter Wärme erweichten Glasscheiben, die eine Formstation enthält, die eine unter Wärme erweichte zu formende Glasscheibe aufnimmt, eine erste und eine zweite Transportstation, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Formgebungsstation angeordnet sind, sowie eine erste und eine zweite Kühlstation, die an eine entsprechende Transportstation angrenzend angeordnet sind. Eine obere Vakuumform mit einer ersten und einer zweiten, nach unten gewandten, geformten, auf die Scheibe einwirkende Oberfläche bewegt sich zwischen den Transportstationen und innerhalb der Formgebungsstation. Die auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen der Vakuumform haben jeweils eine Form, die im Allgemeinen einer gewünschten Endform einer zu formenden Glasscheibe entspricht.
Unter Wärme erweichte Glasscheiben werden in der Formgebungsstation positioniert und in Kontakt mit einer der auf die Scheiben einwirkenden Oberflächen gehoben, um die Scheibe zu formen. Vakuum wird an der auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche durch Saugen hergestellt, um die geformte Scheibe daran zu halten. Die geformte Scheibe und die auf sie einwirkende Oberfläche bewegen sich dann zu einer der Transportstationen, in der das Vakuum aufgehoben wird, um die geformte Scheibe auf einen Scheibenträger aufzulegen. Der Scheibenträger transportiert die geformte Scheibe dann zu einer der Kühlstationen, in der die geformte Scheibe gesteuert abgekühlt wird.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung sind die auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen der Form so zueinander positioniert, dass, wenn die erste einwirkende Oberfläche sich in der Formgebungsstation befindet, sich die zweite einwirkende Oberfläche in der zweiten Transportstation befindet, und wenn sich die zweite einwirkende Oberfläche in der Formstation befindet, sich die erste einwirkende Oberfläche in der ersten Transportstation befindet. Wenn sich die Form bewegt, um die geformte Scheibe an einer der Transportstationen zu positionieren, tritt die nächste zu formende Glasscheibe in die Formstation ein und wird anschließend mit der anderen auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche in Kontakt gebracht, um die nächste Scheibe zu formen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, wobei der Übersichtlichkeit halber Teile weggelassen sind.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der Erfindung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Vorrichtung zum Formen und Behandeln von unter Wärme erweichbaren Materialien, wie beispielsweise Glas, jedoch auch Kunststoff und andere Plattenmaterialien, enthält, wie in Fig. 1 zu sehen, einen Tunnelofen 10, durch den eine Reihe von Glasscheiben G von einer Beschickungsstation (nicht dargestellt) am stromaufliegenden Ende des Ofens 10 auf einem im Allgemeinen horizontalen Weg zu einer Formgebungsstation 12 transportiert wird, in der eine Glasscheibe G zwischen einer oberen Vakuumformbaugruppe 14 und einer unteren Form 16 ausgerichtet wird. Die Vakuumformbaugruppe 14 enthält zwei Glasscheiben-Formgebungsoberflächen 14A und 14B, die jeweils so geformt sind, dass sie im Allgemeinen der gewünschten Form einer Glasscheibe G entsprechen. Die untere Form 16 hebt die Glasscheibe G an und presst sie an eine der Oberflächen 14A oder 14B, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird. Die Glasscheibe G wird durch Vakuum an der Form 14 gehalten, die sich dann bewegt, um die Formgebungsoberfläche und die Glasscheibe G in einer der beiden Transportstationen 18A und 18B zu positionieren, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Formgebungsstation 12 angeordnet sind. Die geformte Glasscheibe G wird dann auf eine Scheibentransporteinrichtung 20A oder 20B aufgelegt und zu einer entsprechenden Kühlstation 22A oder 22B transportiert, wo sie gesteuert abgekühlt wird. Das heißt, wenn die geformte Glasscheibe als Seiten- oder Heckscheibe eines Pkw eingesetzt werden soll, wird sie schnell abgekühlt, um wenigstens ein Teilelement in der geformten Glasscheibe herzustellen. Wenn die geformte Glasscheibe als Windschutzscheibe für ein Fahrzeug eingesetzt werden soll, wird die Glasscheibe langsam abgekühlt, um das Glas aufzulehnen. Die Glasscheibe G wird dann zum weiteren Abkühlen zu einer Kühlstrecke (nicht dargestellt) transportiert. Die Formgebungsstation 12 und die Transportstationen 18A sowie 18B können, wenn gewünscht, in einem beheizten Hohlraum (nicht dargestellt) eingeschlossen sein, um den Wärmeverlust beim Vorgang des Formens und Transportierens zu verringern, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird.
Wärme kann dem Ofen 10 auf jede beliebige praktikable Weise, so beispielsweise über Gasheizeinrichtungen oder elektrische Strahlungsheizeinrichtungen oder eine Kombination aus beiden, zugeführt werden, wobei beide Wärmezufuhreinrichtungen in der Technik bekannt sind. Der Ofen 10 enthält einen Horizontalförderer, der in Längsrichtung beabstandete, sich quer erstreckende Förderrollen 24 eines Typs umfasst, der in der Technik bekannt ist, die einen Bewegungsstrecke bilden, die sich durch den Ofen 10 erstreckt.
Das Austrittsende von Ofen 10 enthält Förderrollen 26, die in Abschnitten angeordnet sind, so dass die Geschwindigkeit der unterschiedlichen Förderabschnitte auf in der Technik bekannte Weise gesteuert und synchronisiert werden kann, um die Glasscheiben ordnungsgemäß in der Formgebungsstation 12 zu positionieren und zu bewegen, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird. Ein Glaserfassungselement 28 befindet sich in dem Ofen 10, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, um einen Formgebungs- Transport-und-Kühl-Zyklus auszulösen.
Die Formgebungsstation 12 enthält die Vakuumformbaugruppe 14, die untere Form 16 sowie eine Reihe beabstandeter Tragerollen 30 eines in der Technik bekannten Typs, die die Querabmessung jeder durch Wärme erweichten Glasscheibe G tragen, wenn sie aus dem Ofen 10 austritt und in die Formgebungsstation 12 eintritt. Die Formbaugruppe 14 besteht vorzugsweise aus festem Material, wie beispielsweise Keramik, Verbundmaterial, Gusseisen, Messing oder Stahl. Diese Materialien ermöglichen eine glatte Oberflächenkontur und gute Haltbarkeit trotz des intermittierenden Kontaktes mit heißem Glas, der zu schnellen zyklischen Temperaturschwankungen über lange Zeit führt. Die Formbaugruppe 14 kann, wenn gewünscht, mit einem wärmebeständigen Überzug, so beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder einem Glasfasergewebe, versehen sein. Des Weiteren kann die Formbaugruppe 14 eine Kühlanordnung (nicht dargestellt) für die auf die Scheibe einwirkende Oberfläche aufweisen, um die geformte Glasscheibe G abzukühlen, wenn sie daran gehalten wird. Dies wäre besonders nützlich beim Formen von Glasscheiben für Windschutzscheiben, bei dem die Scheiben nach dem Formen vergütet werden. Die Formbaugruppe 14 enthält, wie oben erläutert, die Formgebungsoberflächen 14A und 14B. Obwohl dies nicht erforderlich ist, ist die Formbaugruppe 14 vorzugsweise so aufgebaut, dass, wenn sich die Oberfläche 14A in der Formgebungsstation 12 über der unteren Form 16 ausgerichtet befindet, sich die Oberfläche 14B in der Transportstation 18B befindet, und, wenn sich die Oberfläche 14B in der Formgebungsstation über der unteren Form 16 ausgerichtet befindet, sich die Oberfläche 14A in Transportstation 18A befindet. Die Formbaugruppe 14 kann, wie in Fig. 1 zu sehen ist, die beiden Oberflächen zu einer einzelnen Struktur integrieren, die so aufgebaut ist, dass das Vakuum an jeder Oberfläche unabhängig hergestellt und aufgehoben werden kann. Als Alternative dazu kann die Formbaugruppe 14 zwei separate, voneinander beabstandete Formen enthalten, die sich als eine Einheit bewegen, wenn Baugruppe 14 sich durch Formgebungsstation 12 sowie zwischen den Transportstationen 18A und 18B hin- und herbewegt. Vakuum wird an Oberfläche 14A und 14B über die Absaugrohre 32A und 32B erzeugt, die die Baugruppe 14 über eine geeignete Ventilanordnung (nicht dargestellt) mit einer Vakuumquelle verbinden. Die Baugruppe 14 kann des Weiteren mit einer Druckluftquelle verbunden sein, die Überdruck an den Oberflächen 14A und 14B erzeugt, um die durch Wärme erweichte Glasscheibe von der Baugruppe 14 trennen zu können, wenn das Vakuum aufgehoben wird. Die Ventile für die Vakuum- und die Druckluftleitungen können entsprechend einem vorgegebenen Zeitzyklus auf jede passende Art synchronisiert werden, wie dies in der Technik des Glasbiegens bekannt ist. Die Rollen 24, 26 und/oder 30 können durch eine Gasherd-Trägeranordnung eines in der Technik bekannten Typs ersetzt werden.
Obwohl dies keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellt, enthält bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung die untere Form 16 einen flexiblen Ring 34, der eine flache Form annehmen kann, wenn er nicht gespannt ist, und eine verformte Form, die der Krümmung der Formgebungsoberfläche 14A oder 14B entspricht, wenn Druck wirkt, wie dies im US-Patent nr. 4,830,650 gelehrt wird. Der flexible Ring 34 wird von elastischen Tragebaugruppen 38 des in der Technik bekannten Typs auf einer Anbringungsplatte 36 getragen. Zusätzliche Druckblöcke 40 können am Umfang des Rings 34 angeordnet werden, wenn dies gewünscht wird, um Mittelabschnitte der Glasscheibe G anzuheben und sie an die Oberflächen 14A und 14B der Baugruppe 14 zu pressen.
Die Anbringungsplatte 36 ist an einer Hebevorrichtung 42 befestigt, so dass der flexible Ring 34 vertikal zwischen einer Ausgangsposition, in der die auf die Scheibe einwirkende Oberfläche des flexiblen Rings 34 sich unter den Tragerollen in Formgebungsstation 12 befindet, und einer zweiten Position über den Tragerollen 30, in der der Ring 34 die durch Wärme erweichte Glasscheibe von der Rolle 30 abhebt und sie an die Oberfläche 14A bzw. 14B presst, hin- und herbewegt werden kann. Die Tragebaugruppen 38 ermöglichen es dem flexiblen Ring 34, mit den nach unten gewandten Formgebungsoberflächen 14A und 14B der Formbaugruppe 14 in Kontakt zu kommen und sich ihnen anzupassen. Es ist anzumerken, dass als Alternative zum Bewegen des Rings 34 nach oben zwischen den Rollen 30 zum Transport der Glasscheibe G auf den Ring 34 die Rollen 30 nach unten unter den Ring 34 bewegt werden können, um den Transport zu bewirken. Ring 34 würde sich dann nach oben bewegen und/oder Baugruppe 14 würde sich nach unten bewegen, um das durch Wärme erweichte Glas dazwischen zu pressen.
Es können andere Anordnungen zum Anheben und Pressen von Glasscheiben als die in Fig. 1 und 2 dargestellten eingesetzt werden, um die Glasscheiben G anzuheben und an die Oberflächen 14A und 14B von Formbaugruppe 14 zu pressen. So kann die untere Form beispielsweise ein nicht verformbarer Ring mit einer festen Form sein, die der gewünschten abschließenden Umfangsform entspricht, eine Schlitzform, wie sie im US- Patent Nr. 4,272,274 offenbart ist, oder ein Gelenkring, wie er im US-Patent Nr. 4,496,386 offenbart ist. Des Weiteren kann die untere Form 16 beim Einsatz von Luftdüsen des Typs, der im US-Patent Nr. 4,204,854 offenbart ist, die die Glasscheiben mit der Formbaugruppe 14 in Kontakt heben, wegfallen. Weiterhin ist anzumerken, dass obwohl die Formgebungsoberflächen der Formen in der Formgebungsstation 12 so geformt sind, dass sie die Glasscheibe G in eine nach unten konvex gebogene Form bringen, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, diese auch so geformt sein können, dass sie dem Glas andere gewünschte gekrümmte Formen verleihen.
Die Vakuumformbaugruppe 14 kann, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, über eine Shuttleanordnung 46 (nur in Fig. 1 dargestellt) auf Schienen 48 (von denen nur eine dargestellt ist) horizontal zwischen Formgebungsstation 12 und den Transportstationen 18A und 18B bewegt werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten speziellen Ausführung enthält die Shuttleanordnung 46 einen Zahnriemen 50, der an Baugruppe 14 befestigt ist und sich zwischen Riemenscheiben 52 und 54 erstreckt. Die Außenfläche der Riemenscheiben 52 und 54 ist so geformt, dass sie in die Zahnform des Riemens 50 eingreift. Der Riemen 50 und die Riemenscheiben 52 und 54 können, wenn gewünscht, durch eine Anordnung aus Antriebskette und Kettenrad ersetzt werden. Ein Umkehrantrieb 56 ist an Riemenscheibe 52 angeordnet, um Riemen 50 anzutreiben und Baugruppe 14 zu bewegen. Ein zweiter Antrieb 58 kann, wenn gewünscht, an Riemenscheibe 54 angeordnet sein, und die Antriebe 56 und 58 können zusammenwirken, um Baugruppe 14 abwechselnd so zu transportieren, dass Antrieb 56 Baugruppe 14, in Fig. 1 gesehen, nach rechts in Transportstation 18B bewegt und Antrieb 58 Baugruppe 14 nach links in Transportstation 18A bewegt. Als Alternative dazu kann Shuttleanordnung 46 auch von dem Typ sein, der in den US-Patenten Nr. 4,662,925 und 4,767,434 offenbart ist, oder jede andere in der Technik bekannte Anordnung.
Transportstation 18A ist ähnlich aufgebaut wie Transportstation 18B, die Scheibentransporteinrichtung 20A ist ähnlich aufgebaut wie Scheibentransporteinrichtung 20B, und Kühlstation 22A ist ähnlich aufgebaut wie Kühlstation 22B. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Transportstation 18A, Scheibentransporteinrichtung 20A und Kühlstation 22A, wobei sich versteht, dass die entsprechende Transportstation 18B, die Blatttransporteinrichtung 20B und Kühlstation 22B höchstwahrscheinlich, jedoch nicht notwendigerweise, identisch sind.
Blatttransporteinrichtung 20A ist, wie in Fig. 1 zu sehen ist, in Transportstation 18A vorhanden, um die geformten Glasscheiben G aus der Transportstation 18A in die Kühlstation 22A zu bewegen. Bei der in Fig. 1 dargestellten speziellen Ausführung ist Scheibentransporteinrichtung 20A ein Transportring 60A, der beispielsweise im US-Patent Nr. 4,285,715 offenbart ist, und der eine Trageschiene 62 mit einer Scheibentragefläche enthält, die sich den Konturen der geformten Glasscheibe am Umfang des Glases leicht beabstandet anpasst. Die Glastragefläche der Schiene 62 besteht vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Material, das die heiße Glasscheibe tragen kann, ohne Spuren auf der Oberfläche der Glasscheibe zu hinterlassen. Der Ring 60A ist auf einem Wagen 64 angebracht, der den Ring 60A auf Führungsschiene 66 von einer Beschickungsposition, in der der Ring 60A in der Transportstation 18A unter Formgebungsoberfläche 14A positioniert wird, um eine geformte Glasscheibe aufzunehmen, zu einer Kühlposition bewegt, an der der Ring 60A zwischen Luftdüsen in der Kühlstation 22A positioniert wird.
Die Kühlstation 22A enthält in Längsrichtung beabstandete, sich quer erstreckende Reihen beabstandeter Düsen 68, die sich von einer oberen Platte 70 aus nach unten, sowie gegenüber in Längsrichtung beabstandeter, sich quer erstreckender Reihen von Stabdüsen 72 an einer unteren Platte 74 erstrecken, wie dies beispielsweise im US-Patent Nr. 4,285,715 offenbart ist. Die Stabdüsen 72 sind vertikal beabstandet unterhalb der oberen Düsen 68 angeordnet, so dass Raum bleibt, in dem sich der Ring 60A auf einem Weg bewegen kann. Die unteren Enden der Reihen der oberen Düsen 68 und die oberen Enden der Stabdüsen 72 sind an einer gekrümmten Fläche angeordnet, die der gekrümmten Form der geformten Glasscheibe entspricht, die zwischen ihnen transportiert wird.
In Funktion wird jede Glasscheibe G durch den Ofen 10 befördert und auf ihre Wärmeerweichungstemperatur erhitzt, wobei sie über ihre gesamte Breite auf den Rollen 24 aufliegt. Sensor 28 erfasst die Position einer Glasscheibe in der Reihe, d. h., ihre Vorder- oder Hinterkante und sendet diese Informationen zu einer Steuerung (nicht dargestellt), die die Fördergeschwindigkeiten der Rollen 24, 26 und 30 steuert. Obwohl jedes gewünschte Programm für die Drehgeschwindigkeiten der Förderrollen 24, 26 und 30 voreingestellt werden kann, schließt bei einer speziellen Ausführung das Programm das Drehen der Förderrollen 24 in dem Ofen 10 mit einer Drehgeschwindigkeit ein, die ausreicht, um eine Reihe von Glasscheiben mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Größenordnung von 400-450 Inch (10,2-11,4 m) pro Minute durch den Ofen zu transportieren. Wenn die Glasscheiben G das Ende des Ofens 10 erreichen, werden die Rollen 26 und 30 nacheinander beschleunigt, um die Geschwindigkeit der Glasscheibe auf eine Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1200 Inch (30,5 m) pro Minute zu erhöhen und die geformte Glasscheibe G aus dem Ofen 10 in die Formgebungsstation 12 zu transportieren. Wenn die Glasscheibe G sich der Formgebungsposition in der Formgebungsstation 12 nähert, d. h. unter der Formgebungsoberfläche 14A oder 14B ausgerichtet ist, die ihrerseits über der unteren Form 16 ausgerichtet ist, werden die Rollen 30 synchron auf eine Glassscheibengeschwindigkeit in der Größenordnung von 700 Inch (17,8 m) pro Minute oder weniger verlangsamt, und zwar in dem Augenblick, in dem die Glasscheibe von der unteren Form 16 mit der Formbaugruppe 14 in Kontakt gebracht wird. Die Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Tragerollen 30 auf eine Geschwindigkeit unter der beschleunigten Geschwindigkeit beim Transport aus dem Ofen 10 in die Formgebungsstation 12 bevor die Glasscheibe G von der unteren Form 16 in Kontakt mit der Formgebungsoberfläche 14A bzw. 14B der Vakuumformbaugruppe 14 angehoben und an diese gedrückt wird, gewährleistet eine geringere Abweichung der Glasscheibenposition von Scheibe zu Scheibe beim Abheben von den Tragrollen 30.
Wenn eine Glasscheibe G aus Ofen 10 austritt und in Formgebungsstation 12 eintritt, wird die Baugruppe 14 so positioniert, dass eine ihrer einwirkenden Oberflächen sich an einer Formgebungsposition in der Formgebungsstation 12 befindet, während sich die andere einwirkende Oberfläche in einer Abgabeposition in einer der Transportstationen befindet. In Fig. 2 befindet sich die einwirkende Oberfläche 14A von Baugruppe 14 an einer Formgebungsposition in Formgebungsstation 12, während sich die einwirkende Oberfläche 14B in Transportstation 18B befindet. Wenn sich eine durch Wärme erweichte Glasscheibe G in der rechteckigen Position in Formgebungsstation 12 zwischen der einwirkenden Oberfläche 14A und der unteren Form 16 befindet, wird die Scheibe G von Form 16 angehoben, an Formgebungsoberfläche 14A gepresst und durch das an Oberfläche 14A wirkende Vakuum daran gehalten. Die Baugruppe 14 bewegt sich dann, um die Glasscheibe G in eine Abgabeposition in einer der Transportstationen zu positionieren. Das heißt, Baugruppe 14 und die durch Wärme erweichte Glasscheibe G bewegen sich, in Fig. 2 gesehen, nach links in die Transportstation 18A, um Oberfläche 14A und Glasscheibe G an einer Abgabeposition über Transportring 60A zu positionieren, während sich Oberfläche 14B der Baugruppe 14 von einer Abgabeposition in Transportstation 18B an eine Formgebungsposition in Formgebungsstation 12 bewegt. Wenn die Glasscheibe G ordnungsgemäß über Ring 60A ausgerichtet ist, wird das Vakuum an Oberfläche 14A unterbrochen, um die Scheibe auf den Ring 60A aufzulegen, der die geformte Glasscheibe G dann zu Kühlstation 22A transportiert, wo sie auf bereits beschriebene Weise gesteuert abgekühlt wird.
Wenn die Baugruppe 14 die geformte Scheibe von der Formgebungsstation 12 zu Transportstation 18A bewegt, tritt die nächste Glasscheibe aus dem Ofen 10 aus und bewegt sich auf Formgebungsstation 12 zu. Die Bewegung der Baugruppe 14 zwischen den Transportstationen 18A und 18B und der Transport der Glasscheiben G in Formgebungsstation 12 werden so koordiniert, dass die auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen 14A und 14B sich immer dann in der Formgebungsstation 12 befinden, wenn eine durch Wärme erweichte Glasscheibe in der Formgebungsstation 12 über der unteren Form 16 ankommt. Dadurch gelangt die nächste Glasscheibe G ungefähr zur gleichen Zeit unter die Oberfläche 14B, die sich in ihrer Formgebungsposition über Form 16B befindet, zu der die vorhergehende Glasscheibe auf eine Transportstation 18A aufgelegt wird. Form 16 hebt dann Scheibe G an und drückt sie an Formgebungsoberfläche 14B, und Vakuum wird an Oberfläche 14B erzeugt, um Glasscheibe G daran zu halten. Die Baugruppe 14 bewegt sich dann, in Fig. 2 gesehen, nach rechts, um Oberfläche 14B und die geformte Glasscheibe G aus Formgebungsstation 12 in ihre Abgabeposition über Transportring 60B in Transportstation 18B zu transportieren. Wenn sich die Baugruppe 14 nach rechts bewegt, bewegt sich Oberfläche 14A aus ihrer Abgabeposition in Transportstation 18A an ihre Formgebungsposition in Formgebungsstation 12, um die nächste durch Wärme erweichte Glasscheibe G aufzunehmen. Das Vakuum wird dann an der Oberfläche 14B unterbrochen, um die geformte Glasscheibe G in Transportstation 18B auf Transportring 60B aufzulegen, der dann die geformte Glasscheibe zu Kühlstation 22B transportiert, wo sie gesteuert abgekühlt wird, während die Glasscheibe G in Formgebungsstation 12 eintritt und zwischen Oberfläche 14A und der unteren Form 16 von Baugruppe 14 positioniert wird. Der Zyklus wird wiederholt, um aufeinanderfolgende Glasscheiben in Formstation 12 zu formen und abwechselnd die Glasscheiben zu den Transportstationen 18A und 18B zu transportieren.
Es ist anzumerken, dass, obwohl optimale Zykluszeit erreicht werden kann, indem eine geformte Glasscheibe von einer der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen in einer der Transportstationen zur gleichen Zeit aufgelegt wird, zu der die nächste durch Wärme erweichte Scheibe angehoben und an die andere einwirkende Oberfläche gepresst wird, funktionelle Einschränkungen oder andere Bedingungen zu einer Zeitverzögerung zwischen der Ankunft einer der einwirkenden Oberflächen in der Formgebungsstation 12 und der Ankunft der nächsten Glasscheibe G aus dem Ofen 10 führen können. Dieser Zustand stellt jedoch kein Problem dar, da stets eine einwirkende Oberfläche in der Formgebungsstation auf die nächste Glasscheibe wartet. Dadurch kann die Scheibe von den Rollen 30 abgehoben und an einer der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen in Form gepresst werden, sobald sie sich in der richtigen Position in der Formgebungsstation 12 befindet.
Es ist anzumerken, dass, wenn gewünscht, zusätzliche Formgebung der Glasscheibe G in den Transportstationen ausgeführt werden kann. Das heißt, die Temperatur der Glasscheibe G kann aufrechterhalten werden, und /oder die Strecke, um die die Scheibe G von den einwirkenden Oberflächen 14A oder 14 B auf die Ringe 60A bzw. 60B fällt, kann so sein, dass, wenn das Vakuum an den einwirkenden Oberflächen der Baugruppe 14 aufgehoben wird, es zu zusätzlicher Formgebung der Scheibe G kommt, wenn sie mit den Ringen der Scheibentransporteinrichtung in Kontakt kommt. Dieses Formgebungsverfahren wird normalerweise als Fallformen bezeichnet und ist im US-Patent Nr. 4,233,049 offenbart.
Es ist weiterhin anzumerken, dass die Oberflächen 14A und 14B von Baugruppe 14 unterschiedliche Glasscheiben-Formgebungsstrukturen haben können, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. So kann beispielsweise Oberfläche 14A der Form für die äußere Glasscheibe einer laminierten Windschutzscheibe entsprechend, während Oberfläche 14B der Form für die innere Glasscheibe entspricht. Es ist zu erwarten, dass bei einer flexiblen unteren Form 16 des bereits erläuterten Typs die Formen der inneren und der äußeren Glasscheibe einander soweit entsprechen, dass die Form 16 verwendet werden kann, um beide Glasscheiben anzuheben und an den verschiedenen Formgebungsoberflächen zu formen.
Die Glasscheiben G bewegen sich, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, auf einem im Allgemeinen geraden Weg von der Formgebungsstation zu der Transportstation und der Kühlstation. Die Kühlstationen können, wenn gewünscht, um 90º gegenüber den Transportstationen versetzt sein, so dass eine "Stimmgabel"-Anordnung entsteht, wie sie in der Technik bekannt ist. Diese Anordnung ist besonders dann sinnvoll, wenn eine innere und eine äußere Glasscheibe für eine laminierte Windschutzscheibe hergestellt werden, da mit ihr die Glasscheiben nah beieinander gehalten werden, so dass sie nach dem Kühlen aufeinandergepasst werden können und ein zweiteiliges Paar entsteht, das weiter bearbeitet wird, um die Windschutzscheibe herzustellen.
Die in dieser Patentbeschreibung dargestellten und beschriebenen Formen der Erfindung stellen bevorzugte Ausführungen dar, und es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen von unter Wärme erweichtem Scheibenmaterial, umfassend eine Formgebungsstation (12) zur Aufnahme der unter Wärme erweichten zu formenden Scheiben (G), eine obere Vakuumform (14) mit einer ersten und zweiten nach unten weisenden auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14A, 14B) zum Formen und Halten der unter Wärme erweichten, dagegen zu formenden Scheiben, wobei jede der einwirkenden Oberflächen eine geformte Gestalt aufweist, die im wesentlichen einer gewünschten Endform jeder der zu formenden Scheiben entspricht:

erste und zweite Transportstationen (18A, 18B), die entlang einander gegenüberliegenden Seiten der Formgebungsstation (12) angeordnet sind;

erste und zweite Kühl Stationen (22A, 22B), die benachbart zu einer entsprechenden Transportstation angeordnet sind:

eine bewegliche Form (16) zum Anheben einer der unter Wärme erweichten zu formenden Scheiben in Einwirkposition mit einer der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen innerhalb der Formgebungsstation; und

eine Shuttleanordnung (46) zum Bewegen der oberen Form zwischen den Transportstationen und innerhalb der Formgebungsstation, dadurch gekennzeichnet, dass

geformte Scheibenträger (60A, 60B) mit einer die Scheibe tragenden Oberfläche, die ähnlich der geformten Glasscheibe konturiert ist, auf jeder Seite der oberen Form (14) zum Tragen und Transportieren und vorzugsweise zusätzlich zum Formen, der Scheibe von der einen der Transportstationen zu einer entsprechenden Kühlstation angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Shuttleanordnung (46) einen Zahnriemen (50), der an der Vakuumform (14) befestigt ist, und Motoren (56, 58) enthält, die auf den Riemen (50) einwirken, um die auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen (14A, 14B) der Form (14) relativ zu der Formgebungsstation (12) so zu positionieren, dass dann, wenn die erste einwirkende Oberfläche (14A) sich in der Formgebungsstation (12) befindet, die zweite einwirkende Oberfläche (14B) sich In der zweiten Transportstation (186) befindet und dann, wenn die zweite einwirkende Oberfläche (14B) sich in der Formgebungsstation (12) befindet, die erste einwirkende Oberfläche (14A) sich in der ersten Transportstation (18A) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) eine sich von der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14B) unterscheidende geformte Gestalt aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter enthaltend Leitungen (32A, 32B), die mit der Form (14) verbunden sind, durch die ein Unterdruck auf die auf die Scheibe einwirkende Oberfläche in der Formgebungsstation aufgebracht wird, während die bewegliche Form (16) sich in Richtung auf die einwirkende Oberfläche in der Formgebungsstation bewegt und kein Unterdruck auf die andere der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen an einer der Transportstationen aufgebracht wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste und zweite Transportstation (18A, 18B) erste und zweite Träger der geformten Scheibe, die Tragringe (60A, 60B) sind, enthalten, um die geformte, in der entsprechenden Transportstation abgelegte Scheibe aufzunehmen, wobei jeder der Transportringe eine im wesentlichen der gewünschten Umfangsform der geformten Scheibe entsprechende Gestalt aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Formgebungsstation (12) weiter einen Satz von in Längsrichtung mit Abstand versehenen, sich quer erstreckenden Tragrollen (26) enthält, die eine die Scheibe tragende Oberfläche bilden, und die bewegliche Form (16) eine untere Form ist, die unter jeder der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen vertikal ausgerichtet ist, sobald die auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen sich innerhalb der Formgebungsstation befinden, wobei die untere Form aus einer versenkten Position unterhalb der die Scheibe tragenden Oberfläche in eine erhöhte Position über der die Scheibe tragenden Oberfläche bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die untere Form (16) einen Ring (34) mit einer im wesentlichen der gewünschten Umfangsform der Scheibe entsprechenden gekrümmten Form, der auf einen Randendabschnitt der Scheibe einwirkt, sobald die untere Form die Scheibe aus der die Scheibe tragenden Oberfläche heraushebt und die Scheibe gegen eine der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen der oberen Form drückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Ring (34) ein flexibler, die Kontur formender Ring (34) mit einer flachen Gestalt ist, der auf einen Randendabschnitt der Scheibe einwirkt, sobald die untere Form die Scheibe aus der die Scheibe tragenden Oberfläche anhebt, und einer geformte Gestalt, sobald die untere Form die Scheibe gegen eine der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen der oberen Form drückt, um den Randendabschnitt der Scheibe mit einem entsprechenden Abschnitt der einen einwirkenden Oberfläche in Übereinstimmung zu bringen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die bewegliche Form (16) eine Mehrzahl von Elementen (40) enthält, von denen jedes Gasdüsen innerhalb der Elemente (40) aufweist, die unterhalb des Rings (34) angeordnet sind, sobald die einwirkenden Oberflächen (14A, 14B) der Form (14) sich innerhalb der Formgebungsstation befinden, um Luft an eine untere Hauptoberfläche der unter Wärme erweichten Scheibe zu leiten und die Scheibe gegen eine auf die Scheibe einwirkende Oberfläche zu heben.

10. Verfahren zum Formen von unter Wanne erweichbarem Scheibenmaterial, enthaltend:

(a) Erwärmen einer Reihe von Scheiben (G);

(b) Anordnen von ersten und zweiten Transportstationen (18A, 18B) auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Formgebungsstation (12);

(c) Vorsehen einer oberen Vakuumform (14) mit ersten und zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen (14A, 14B), wobei jede der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen in eine im wesentlichen mit der gewünschten Endgestalt einer zu formenden Scheibe übereinstimmende Gestalt gebracht wird:

(d) Anordnen der Form so, dass die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) sich innerhalb der Formgebungs- Station befindet:

(e) Transportieren einer ersten Scheibe (G) in die Formgebungsstation:

(f) Anheben der ersten Scheibe (G) gegen eine erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) der Vakuumform (14);

(g) Aufbringen eines Unterdrucks entlang der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche, um die erste Scheibe daran festzulegen, und Formen der ersten Scheibe:

(h) Bewegen der Form so, dass die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche und die erste Scheibe sich von der Formgebungsstation zu der ersten Transportstation (18A) bewegen;

(i) Beenden des Beaufschlagens mit Unterdruck der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche, um die erste Scheibe auf einem ersten Träger (60A) für die geformte Scheibe In der ersten Transportstation (18A) abzusetzen:

(j) Transportleren der geformten Scheibe und des Scheibenträgers In eine erste Kühl Station (22A):

(k) kontrollierbares Kühlen der ersten geformten Scheibe;

(l) Positionieren der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14B) innerhalb der Formgebungsstation (12);

(m) Transportieren einer zweiten Scheibe in die Formgebungs- Station;

(n) Anheben der zweiten Scheibe gegen die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche der Vakuumform;

(o) Beaufschlagen mit Unterdruck entlang der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche, um die zweite Scheibe daran festzulegen, und Formen der zweiten Scheibe;

(p) Bewegen der Vakuumform so, dass die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche und die zweite Scheibe sich von der Formgebungsstation (12) zu der zweiten Transportstation (18B) bewegen;

(q) Beenden der Beaufschlagung mit Unterdruck der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche, um die zweite geformte Scheibe auf einem zweiten Träger (60B) für die geformt« Scheibe in der zweiten Transportstation abzusetzen:

(r) Transportieren der zweiten geformten Scheibe und des Scheibenträgers zu einer zweiten Kühlstation (22B); und

(s) kontrollierbares Kühlen der zweiten Scheibe.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Durchführung des Schritts (1) vor Beendigung des Schritts (k) begonnen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Positionierschritt (d) und der Bewegungsschritt (p) die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) innerhalb der Formgebungsstation (12) und die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14B) innerhalb der zweiten Transportstation (18B) anordnen, und der Bewegungsschritt (h) und der Positionierschritt (1) die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) innerhalb der ersten Transportstation (18A) und die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14B) innerhalb der Formgebungsstation (12) anordnen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Schritte (m) und (n) während der Durchführung der Schritte (h) und (1) durchgeführt werden und die Durchführung der Schritte (p) und (q) während der Durchführung der Schritte (e) und (f) erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Anhebeschritte (f) und (n) jeweils den Schritt umfassen, eine Scheibe gegen eine der einwirkenden Oberflächen der Vakuumform zu pressen.

15. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Anhebeschritte (f) und (n) jeweils die Schritte des Einwirkens auf einen Randendabschnitt einer Scheibe und des Pressens der so in Einwirkung stehenden Scheibe gegen eine der auf die Scheibe einwirkenden Oberflächen der oberen Form umfassen.

16. Verfahren nach Anspruch 10, bei der die Durchführung des Anhebeschritts (f) die erste Scheibe in eine erste Gestalt bringt und die Durchführung des Anhebeschritts (n) die zweite Scheibe in eine zweite sich von der ersten Gestalt unterscheidende Gestalt bringt.

17. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem:

(t) die Schritte (d) und (p) durch Positionieren der Form so durchgeführt werden, dass die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche (14A) sich innerhalb der Formgebungs- Station (12) und die zweite auf, die Scheibe einwirkende Oberfläche (14B) sich innerhalb der zweiten TransportStation (18B) befindet:

(u) die Schritte (h) und (1) durch Bewegen der Form so ausgeführt werden, dass die erste auf die Scheibe einwirkende Oberfläche und die erste geformte Scheibe sich von der Formgebungsstation (12) zu der ersten Transportstation (18A) bewegen und sich die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche von der zweiten Transportstation (18B) bis in die Formgebungsstation bewegt, während eine zweite unter Wärme erweichte Scheibe in die Formgebungsstation befördert wird:

(v) der Schritt (i) durch Beenden der Beaufschlagung mit Unterdruck der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14A) zum Absetzen der ersten geformten Scheibe auf dem ersten Träger für die geformte Scheibe in der ersten Transportstation durchgeführt wird, während der Schritt (n) durchgeführt wird, um die zweite Scheibe mit der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14B) der Form zum Formen der zweiten Scheibe in Einwirkung zu bringen, und der Schritt (o) durchgeführt wird, um einen Unterdruck entlang der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14B) aufzubringen, um die zweite geformte Scheibe daran festzulegen;

(w) der Schritt (p) durch Bewegen der Form (14) so durchgeführt wird, dass die zweite auf die Scheibe einwirkende Oberfläche und die zweite geformte Scheibe sich von der Formgebungs- Station (12) zu der zweiten Transport Station (18B) bewegen, während der Durchführung des weiteren Schritts des Bewegens der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche von der ersten Transportstation zu der Formgebungsstation, während die Schritte (d) und (e) durchgeführt werden, wobei Schritt (e) durchgeführt wird, um eine nächste unter Wärme erweichte Scheibe in die Formgebungsstation (12) zu befördern;

(x) der Schritt (q) durch Beenden der Beaufschlagung mit Unterdruck entlang der zweiten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14B) durchgeführt wird, um die zweite geformte Scheibe auf einem zweiten Träger (60B) für die geformte Scheibe bei der zweiten Transportstation (18B) abzusetzen, während der Durchführung der Schritte (f) und (g), um die nächste Scheibe mit der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14A) der Form (14) in Einwirkung zu bringen, um die nächste Scheibe zu formen und einen Unterdruck entlang der ersten auf die Scheibe einwirkenden Oberfläche (14A) aufzubringen, um die nächste geformte Scheibe daran festzulegen:

(y) die Schritte (r) und (s) zum Transportieren der zweiten geformten Scheibe und des zweiten Scheibenträgers zu einer Kühl Station (22B) zum kontrollierbaren Kühlen der zweiten Scheibe durchgeführt werden, und ferner

(z) Wiederholen der Schritte (t) bis (y).