EP-3976539-B1 - GLASS BENDING METHOD WITH LASER SUPPORT

Inventors

• PALMANTIER, Arthur
• ZEICHNER, Achim
• HAGEN, JAN
• YEH, LI-YA
• GEHNEN, Lutz

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20200407

Claims (10)

1. Method for bending a glass pane (I), comprising the following steps: (a) Heating a glass pane (I) substantially uniformly by means of heating means (4) to at least its softening temperature, (b) Further locally increasing the temperature only in one or more partial areas (B) of the glass pane (I) by means of a laser (10), (c) Bending the glass pane (I) by means of a contact means for shaping the glass pane (I).
2. Method according to claim 1, wherein the time span between process steps (b) and (c) is at most 10 seconds, preferably at most 5 seconds.
3. Method according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the one or more partial areas (B) is increased by at least 5 °C in process step (b), preferably by at least 15 °C.
4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the glass pane (I) is fed to the heating means (4) and the contact means in a continuous movement by means of a roller conveyor system (8) or belt conveyor system.
5. Method according to claim 4, wherein the radiation of the laser (4) is moved with a laser scanning system transversely, preferably orthogonally, to the conveying direction of the roller conveyor system (8) or belt conveyor system in order to irradiate the entire width of the partial area (B).
6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the one or more partial areas (B) of the glass pane (I) are provided with a radius of curvature of less than 800 mm in process step (c).
7. Method according to claim 6, wherein at least one bending mould (5, 6) with a frame-like effective surface is used and wherein the said radius of curvature occurs at a distance of at least 100 mm from the side edges of the glass pane (I).
8. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the heating means (4) are arranged in a heating chamber (1) and the contact means for forming the glass pane (I) are arranged in a bending chamber (2); and wherein the laser (10) is arranged outside the heating chamber (1) and outside the bending chamber (2) and is directed into the heating chamber (1), into the bending chamber (2) or between the heating chamber (1) and the bending chamber (2).
9. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the heating means (4) and the contact means for forming the glass pane (I) are arranged in a combined heating and bending chamber (3); and wherein the laser (10) is arranged outside the heating and bending chamber (3) and is directed into the heating and bending chamber (3).
10. Method according to one of claims 1 to 9, wherein the laser (10) has an emission wavelength of 500 nm to 20 µm, preferably from 5 µm to 15 µm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Glasscheiben unter Verwendung eines Lasers. Verglasungen für Kraftfahrzeuge weisen typischerweise eine Biegung auf. Um eine solche Biegung zu erzeugen, wird die im Ausgangszustand plane Glasscheibe auf mindestens ihre Erweichungstemperatur erwärmt, typischerweise durch Heizstrahler. Anschließend wird die Glasscheibe in einem ein- oder mehrstufigen Prozess verformt. Es sind verschiedene Biegeverfahren gebräuchlich, wie Schwerkraftbiegen (auch gravity bending oder sag bending), Pressbiegen oder Saugbiegen. Um eine hohe optische Qualität der Glasscheibe zu gewährleisten, die eine weitgehend verzerrungsfreie Durchsicht erlaubt, kommen häufig sogenannte Biegerahmen (auch als rahmenartige Biegeformen bezeichnet) zum Einsatz. Eine solche Biegeform kontaktiert beim Biegen nicht die gesamte Scheibenoberfläche, sondern nur einen peripheren Randbereich. Dem Grad der erreichbaren Biegung sind dabei allerdings Grenzen gesetzt. Insbesondere Scheibenformen mit lokalen Bereichen mit starker Krümmung (kleinen Krümmungsradien) und/oder starker Krümmungsänderung (hohen Krümmungsgradienten), die relativ weit vom Scheibenrand entfernt liegen, sind nur schwer oder gar nicht realisierbar. Um solche komplexen Scheibenformen zu realisieren ist es hilfreich, die betroffenen Bereiche lokal weiter zu erhitzen, um dort eine höhere Formbarkeit der Scheibe zu gewährleisten. Bei diskontinuierlichen Biegeverfahren ist dies relativ einfach zu erreichen. Bei solchen Biegeverfahren, die beispielsweise aus EP 1 358 131 A1 und EP 2 463 247 A1 bekannt sind, ist die Glasscheibe typischerweise auf einer Transportform gelagert und verweilt während des Biegeprozesses ein- oder mehrfach relativ lange an einer Stelle, darunter im Heizofen. Dort kann dann durch gezielte Gestaltung der Heizstrahler ein gewünschtes Temperaturprofil auf der Glasscheibe erzeugt werden. Die aufwendigen diskontinuierlichen Biegeverfahren sind insbesondere für hochwertige Verbundscheiben wie Windschutzscheiben gebräuchlich. Daneben existieren aber auch kontinuierliche Biegeverfahren, die mit einer deutlich höheren Taktung durchgeführt werden, insbesondere für Einscheibensicherheitsglas wie Seitenscheiben oder Heckscheiben. Dabei wird die Glasscheibe kontinuierlich durch die Biegevorrichtung bewegt, insbesondere auf einem Rollenfördersystem, ohne an einer Stelle zu verweilen. Diese Verfahren geben dem Glashersteller deutlich weniger Möglichkeiten, auf die Erwärmung der Glasscheibe Einfluss zu nehmen und ein spezifisches Temperaturprofil zu erzeugen. Beispielsweise offenbart WO 2017/178733 A1 ein solches Biegeverfahren. Aus DE102007012146A1 ist ein Biegeverfahren für Glasartikel bekannt, bei dem die zu biegenden Bereiche des Glases mittels eines Lasers erwärmt werden und sich dann unter der Wirkung der Schwerkraft verformen. Eine Biegeform wird nicht verwendet, stattdessen erfolgt die gewünschte Formgebung durch gezielte selektive Erwärmung des Glasartikels. Ein solches Verfahren erfordert hohe Taktzeiten und ist daher für eine industrielle Massenfertigung nicht geeignet. US2018297886A1 offenbart eine Vorrichtung, bei der eine Glasscheibe zwischen einem Heizofen und einem Biegeofen mittels Laserstrahlung vollflächig erwärmt wird, um ein Auskühlen der Glasscheibe vor dem Biegen zu verhindern. DE102006035555A1 und WO2019179842A1 offenbaren Verfahren, bei denen eine Glasscheibe mittels Heizmittel auf einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur vorgewärmt wird und anschließend ein Teilbereich der Glasscheibe mittels Laserstrahlung über die Erweichungstemperatur erwärmt wird, um diesen Teilbereich lokal biegen zu können. US2016031737A1 und DE102007012146A1 offenbaren Verfahren, bei denen eine Glasscheibe ausschließlich mittels Laserstrahlung auf Erweichungstemperatur erwärmt wird, um im Anschluss ohne Einwirkung eines äußeren Drucks durch ein Kontaktmittel, sondern rein aufgrund der Wirkung der Schwerkraft geformt wird. Es besteht daher Bedarf an verbesserten Biegeverfahren mit denen die Glasscheibe vor dem Biegen entsprechend eines gezielten Temperaturprofils erwärmt werden kann, um komplexe Scheibengeometrien zu realisieren. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Biegeverfahren bereitzustellen. Das Biegeverfahren soll für eine industrielle Massenfertigung geeignet sein, insbesondere auch kontinuierlich betrieben werden können. Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Biegen einer Glasscheibe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch. Bevorzugte Ausgestaltungen und Ausführungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Die Vorrichtung zum Biegen einer Glasscheibe umfasst zumindest ein, insbesondere mehrere Heizmittel zur Erwärmung der zu biegenden Glasscheibe und ein Kontaktmittel zum Formen (insbesondere Biegen) der Glasscheibe. Die Heizmittel sind geeignet, die Glasscheibe im Wesentlichen gleichmäßig zu erwärmen, wie es auch bei herkömmlichen Biegevorrichtun