DE102017111916A1 - Method and device for producing a glass element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements (10) zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, bei dem einem Glasrohling (14) Wärme zugeführt wird, so dass der Glasrohling (14) verformbar wird und in eine schmelzflüssige Glasmasse (16) übergeht (100), der Glasrohling (14) und/oder die schmelzflüssige Glasmasse (16) in eine Negativform (18) gegeben wird (110), die schmelzflüssige Glasmasse (16) über eine auf die schmelzflüssige Glasmasse (16) wirkende Kraft und/oder Pressung in wenigstens zwei Verformungsschritten zu einem plattenförmigen Glaselement (10) geformt wird (120, 140), das plattenförmige Glaselement (10) abgekühlt und aus der Negativform (18) entnommen wird (150), wobei zwischen den wenigstens zwei Verformungsschritten die schmelzflüssige Glasmasse (16) zumindest abschnittsweise und/oder teilweise abgekühlt wird (130).
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung (12) zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements.
The invention relates to a method for producing a plate-shaped glass element (10) for use in motor vehicles, in which heat is supplied to a glass blank (14) so that the glass blank (14) becomes deformable and merges into a molten glass mass (100) (100). the glass blank (14) and / or the molten glass mass (16) is placed in a negative mold (18) (110), the molten glass mass (16) via a force acting on the molten glass mass (16) and / or pressing in at least two deformation steps to a plate-shaped glass element (10) is formed (120, 140), the plate-shaped glass element (10) is cooled and removed from the negative mold (18) (150), wherein between the at least two deformation steps, the molten glass mass (16) at least is cooled in sections and / or partially (130).
The invention also relates to a device (12) for producing a plate-shaped glass element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glaselements, insbesondere eines plattenförmigen Glaselements, bei dem eine schmelzflüssige Glasmasse über eine auf die schmelzflüssige Glasmasse wirkende Kraft und/oder Pressung in wenigsten zwei Verformungsschritten zu einem plattenförmigen Glaselement geformt wird, wobei zwischen den wenigstens zwei Verformungsschritten die schmelzflüssige Glasmasse zumindest abschnittsweise und/oder teilweise abgekühlt wird.The present invention relates to a method for producing a glass element, in particular a plate-shaped glass element, wherein a molten glass mass is formed via a force acting on the molten glass mass force and / or pressure in at least two deformation steps to form a plate-shaped glass element, wherein between the at least two deformation steps the molten glass mass is cooled at least in sections and / or partially.
Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Glaselements, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet ist, das Glaselement, insbesondere das plattenförmige Glaselement, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen.In addition, the invention relates to a device for producing a glass element, the device being adapted and designed to produce the glass element, in particular the plate-shaped glass element, by the method according to the invention.
Die Verwendung von Glasbauteilen im Innenraum von Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei berührungsempfindlichen Eingabeoberflächen, ist häufig eingeschränkt, da die vielfach gekrümmten Oberflächen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs nur schwer zu realisieren sind und die Herstellungskosten von Glasbauteilen mit einer gekrümmten Oberfläche hoch sind. Gleichzeitig werden hohe Ansprüche an die Oberflächengüte und die Oberflächenform der Glasbauteile gestellt. Die Oberflächengüte von plattenförmigen Glasbauteilen zur Verwendung in Kraftfahrzeugen ist häufig nur durch nachgelagerte Oberflächenbearbeitungsschritte und Oberflächenbehandlungen möglich, die zeit- und kostenintensiv sind.The use of glass components in the interior of motor vehicles, for example touch-sensitive input surfaces, is often limited because the multiple curved surfaces in the interior of a motor vehicle are difficult to realize and the manufacturing costs of glass components with a curved surface are high. At the same time, high demands are placed on the surface quality and the surface shape of the glass components. The surface quality of plate-shaped glass components for use in motor vehicles is often only possible by downstream surface processing steps and surface treatments, which are time consuming and costly.
Grundsätzlich sind Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Glaselementen allgemein bekannt. Eine Produktion eines Glasprodukts ist beispielsweise in der
Die
Es besteht ein regelmäßiges Bedürfnis, Verfahren zur Herstellung von Glaselementen, insbesondere von Plattenelemente weiterzuentwickeln, um insbesondere kosten- und zeitintensive Verfahrensschritte zur Oberflächenbehandlung der geformten Glaselemente zu reduzieren.There is a regular need to further develop processes for the production of glass elements, in particular plate elements, in order to reduce in particular costly and time-consuming process steps for the surface treatment of the shaped glass elements.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements bereitzustellen, das preiswert herstellbar ist.It is the object of the invention to provide a method for producing a plate-shaped glass element, which is inexpensive to produce.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei können alle Kombinationen wie auch vereinzelte Kombinationen zwischen den Merkmalen des Verfahrens und der Vorrichtung zusammen genutzt werden. Weiterhin ist es jeweils auch vorgesehen und möglich, einzelne oder mehrere Merkmale des Verfahrens und der Vorrichtung beliebig zu kombinieren.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. In this case, all combinations as well as isolated combinations between the features of the method and the device can be used together. Furthermore, it is also provided and possible to combine any or several features of the method and the device as desired.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements zur Verwendung in Kraftfahrzeugen angegeben, bei dem einem Glasrohling Wärme zugeführt wird, so dass der Glasrohling verformbar wird und in eine schmelzflüssige Glasmasse übergeht, der Glasrohling und/oder die schmelzflüssige Glasmasse in eine Negativform gegeben wird, die schmelzflüssige Glasmasse über eine auf die Glasmasse wirkende Kraft und/oder Pressung in wenigstens zwei Verformungsschritten zu einem plattenförmigen Glaselement geformt wird, das plattenförmige Glaselement abgekühlt und aus der Negativform entnommen wird, wobei zwischen den wenigstens zwei Verformungsschritten die schmelzflüssige Glasmasse zumindest abschnittsweise und/oder teilweise abgekühlt wird.According to the invention, a method for producing a plate-shaped glass element for use in motor vehicles, in which heat is supplied to a glass blank, so that the glass blank is deformable and passes into a molten glass mass, the glass blank and / or the molten glass mass is placed in a negative mold, the molten glass mass is formed into a plate-shaped glass element in at least two deformation steps via a force and / or pressure acting on the glass mass, the plate-shaped glass element is cooled and removed from the negative mold, wherein the molten glass mass is at least partially and / or between the at least two deformation steps is partially cooled.
Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung ist somit, dass bei dem Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements einem Glasrohling Wärme zugeführt wird, so dass dieser verformbar wird. Der verformbare Glasrohling ist eine schmelzflüssige Glasmasse. Die Schmelztemperatur von Glas beträgt je nach Glastyp und abhängig von der Zusammensetzung zwischen ca. 1000°C und 1600°C. Dies bedeutet, dass der Glasrohling entsprechend erwärmt wird. Die Wärme kann dem Glasrohling vorzugsweise zugeführt werden, bevor dieser in eine Negativform platziert bzw. gegeben wird. Auf die schmelzflüssige Glasmasse wird eine Kraft und/oder eine Pressung aufgebracht, um die schmelzflüssige Glasmasse über die Kraft und/oder Pressung an die Negativform anzuformen, wobei die schmelzflüssige Glasmasse in wenigstens zwei, vorzugsweise zeitlich zueinander beabstandeten, Verformungsschritten zu einem plattenförmigen Glaselement geformt wird. Zwischen den beiden Verformungsschritten wird die schmelzflüssige Glasmasse zumindest abschnittsweise und/oder teilweise abgekühlt. Abschnittsweise bedeutet, dass vorzugsweise nur ein bestimmter Bereich der schmelzflüssigen Glasmasse in der Negativform abgekühlt wird. Dies kann vorzugsweise ein Randbereich sein. Teilweise bedeutet, dass nicht die gesamte Glasmasse, sondern vorzugsweise nur eine Schicht, vorzugsweise die äußere Schicht, der Glasmasse abgekühlt wird. Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen sein, dass die Glasmasse insgesamt einen Temperaturabfall durch Kühlung erfährt. Nach dem wenigstens zweiten Verformungsschritt wird das plattenförmige Glaselement weiter abgekühlt und aus der Negativform entnommen. Es kann somit auch vorgesehen sein, dass mehr als zwei Verformungsschritte vorgesehen sind, wobei zwischen jedem Verformungsschritt eine abschnittsweise und/oder teilweise Abkühlung der schmelzflüssigen Glasmasse erfolgt. Die Erfindung macht sich die Lehre zu Nutze, dass für gewöhnlich bei einem einstufigen Verformungsschritt zur Herstellung eines geformten Glaselements die Oberfläche aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen dem ausgeformten Glaselement und der kühleren Umgebung erhöhte Spannungen aufweisen kann, die die Oberflächenqualität des Glaselements beeinträchtigen können. Durch eine wenigstens zweitstufige Formgebung, bei der zwischen den zwei Verformungsschritten die schmelzflüssige Glasmasse bzw. das zwischenzeitlich ausgebildete wenigstens zum Teil noch verformbare plattenförmige Glaselement zumindest teilweise abgekühlt wird, kann durch den zweiten Verformungsschritt ein Nachverpressen des Glaselements erfolgen, wodurch Spannungen in der Oberfläche bei der Endauskühlung reduziert werden können. Auf diese Weise kann das plattenförmige Glaselement eine erhöhte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, wodurch nachgelagerte Schritte zur Oberflächenbearbeitung reduziert werden können. Somit kann der Herstellungsvorgang eines plattenförmigen Glaselements beschleunigt werden. Gleichzeitig können Herstellungskosten reduziert werden.A basic idea of the present invention is thus that heat is supplied to a glass blank in the method for producing a plate-shaped glass element, so that it becomes deformable. The deformable glass blank is a molten glass mass. Depending on the glass type and depending on the composition, the melting point of glass is between approx. 1000 ° C and 1600 ° C. This means that the glass blank is heated accordingly. The heat may preferably be supplied to the glass blank before it enters a negative mold is placed or given. A force and / or pressure is applied to the molten glass mass in order to mold the molten glass mass to the negative mold via the force and / or pressure, wherein the molten glass mass is shaped into a plate-shaped glass element in at least two, preferably temporally spaced, deformation steps , Between the two deformation steps, the molten glass mass is cooled at least in sections and / or partially. Sectionally means that preferably only a certain portion of the molten glass mass is cooled in the negative mold. This may preferably be an edge region. Partially means that not the entire glass mass, but preferably only one layer, preferably the outer layer, the glass mass is cooled. In principle, however, it can also be provided that the glass mass as a whole undergoes a temperature drop by cooling. After the at least second deformation step, the plate-shaped glass element is further cooled and removed from the negative mold. It can thus also be provided that more than two deformation steps are provided, wherein between each deformation step, a partial and / or partial cooling of the molten glass mass takes place. The invention takes advantage of the teaching that, usually in a one-step forming step to produce a shaped glass element, the surface may experience elevated stresses which may affect the surface quality of the glass element due to the temperature differences between the molded glass element and the cooler environment. By an at least two-stage shaping, in which between the two deformation steps, the molten glass mass or at least partially formed at least partially deformable plate-shaped glass element is at least partially cooled, can be done by the second deformation step, a post-compression of the glass element, whereby stresses in the surface in the Final cooling can be reduced. In this way, the plate-shaped glass element can have an increased surface finish, whereby downstream steps for surface treatment can be reduced. Thus, the manufacturing process of a plate-shaped glass element can be accelerated. At the same time manufacturing costs can be reduced.
Unter einem plattenförmigen Glaselement wird vorzugsweise ein ebenes und/oder scheibenförmiges Glaselement verstanden, bei denen zwei Abmessungen gegen über einer dritten Abmessung groß sind. Das plattenförmige Glaselement ist vorzugsweise in einer ersten Richtung und/oder in einer zweiten Richtungen gebogen und/oder gekrümmt ausgebildet. Ebenso kann es möglich sein, dass nur eine Oberfläche des plattenförmigen Glaselements eine Krümmung in einer und/oder in zwei Richtungen aufweist. Unter einem plattenförmigen Glaselement wird vorzugsweise auch ein schalenförmiges Glaselement verstanden, das in allen drei Raumrichtungen gekrümmt ausgebildet ist.Under a plate-shaped glass element is preferably understood a flat and / or disc-shaped glass element, in which two dimensions are large compared to a third dimension. The plate-shaped glass element is preferably curved and / or curved in a first direction and / or in a second direction. It may also be possible that only one surface of the plate-shaped glass element has a curvature in one and / or in two directions. Under a plate-shaped glass element is preferably understood also a cup-shaped glass element which is curved in all three spatial directions.
Grundsätzlich kann der Glasrohling erst in der Negativform erwärmt werden, so dass der Glasrohling verformbar wird. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Glasrohling als schmelzflüssige Glasmasse und/oder als zähflüssiger Glasplattenrohling in die Negativform gegeben wird. Für beide Varianten bedeutet dies, dass der Glasrohling vor der Anordnung in die Negativform zumindest teilweise erwärmt wird. Aus diese Weise kann die Erwärmung des Glasrohlings zumindest teilweise losgelöst von der Negativform erfolgen. Somit können die Fertigungsabläufe beschleunigt werden. Ist der Glasrohling eine schmelzflüssige Glasmasse, so kann die Erwärmung des Glasrohlings vollständig unabhängig von der Negativform erfolgen. Unter einem zähflüssigen Glasplattenrohling ist ein Glasrohling zu verstehen, der zwar erwärmt ist aber noch nicht die Schmelztemperatur erreicht hat. Zur Formgebung muss daher noch Wärme dem zähflüssigen Glasplattenrohling zugegeben werden. Der Glasrohling wird derart erwärmt, dass dieser unter Einwirkung einer auf die schmelzflüssige Glasmasse wirkenden Kraft und/oder Pressung verformbar wird.In principle, the glass blank can only be heated in the negative mold, so that the glass blank becomes deformable. A preferred embodiment of the invention is that the glass blank is added as a molten glass mass and / or as a viscous glass plate blank in the negative mold. For both variants, this means that the glass blank is at least partially heated before being placed in the negative mold. From this way, the heating of the glass blank can be carried out at least partially detached from the negative mold. Thus, the manufacturing processes can be accelerated. If the glass blank is a molten glass mass, the heating of the glass blank can take place completely independently of the negative mold. Under a viscous glass plate blank is to be understood a glass blank, which is heated but has not yet reached the melting temperature. For shaping therefore still heat must be added to the viscous glass plate blank. The glass blank is heated in such a way that it becomes deformable under the action of a force and / or pressure acting on the molten glass mass.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die schmelzflüssige Glasmasse über eine Stempelkraft und/oder über eine Fliehkraft und/oder eine Druckkraft in ein plattenförmiges Glaselement verformt wird. Die Stempelkraft kann vorzugsweise über einen Stempel auf die schmelzflüssige Glasmasse aufgebracht werden, wodurch über die Fläche des Stempels eine Flächenpressung auf die Glasmasse ausgeübt werden kann, so dass das plattenförmige Glaselement vorzugsweise als pressgeformtes Glaselement ausgebildet wird. Die Druckkraft ist vorzugsweise ein Überdruck und/oder ein Unterdruck, der auf den verformbaren Glasrohling bzw. die schmelzflüssige Glasmasse aufgebracht wird. Vorzugsweise kann die schmelzflüssige Glasmasse zunächst in die Negativform eingepresst und anschließend über einen aufgebrachten Blasdruck bzw. Überdruck an die Negativform angeformt werden, so dass das plattenförmige Glaselement vorzugsweise in einem Press-Blas-Formgebungsverfahren und/oder in einem Vakuum-Formgebungsverfahren hergestellt werden kann. Die schmelzflüssige Glasmasse kann zudem unter Fliehkrafteinfluss an die Negativform angeformt werden, indem die Negativform in Rotation versetzt wird. Somit kann das plattenförmige Glaselement im Schleuderformgebungsverfahren hergestellt werden. Auf diese Weise werden unterschiedliche Möglichkeiten angegeben, mit den die schmelzflüssige Glasmasse zu einem plattenförmigen Glaselement ausgeformt und/oder ausgebildet werden kann.A preferred embodiment of the invention is that the molten glass mass is deformed via a punch force and / or a centrifugal force and / or a compressive force in a plate-shaped glass element. The stamping force can preferably be applied to the molten glass mass via a stamp, whereby a surface pressure can be exerted on the glass mass over the surface of the stamp, so that the plate-shaped glass element is preferably formed as a press-molded glass element. The pressure force is preferably an overpressure and / or a negative pressure, which is applied to the deformable glass blank or the molten glass mass. Preferably, the molten glass mass can first be pressed into the negative mold and then molded onto the negative mold via an applied blowing pressure or overpressure, so that the plate-shaped glass element can preferably be produced in a press-blow molding process and / or in a vacuum molding process. The molten glass mass can also be formed under the influence of centrifugal force on the negative mold by the negative mold is set in rotation. Thus, the plate-shaped glass member can be manufactured by the spin forming method. In this way, different possibilities are given, with the molten glass mass to a plate-shaped glass element can be formed and / or formed.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im ersten Verformungsschritt die Form des plattenförmigen Glaselements ausgebildet wird, und im zweiten Verformungsschritt die Oberfläche des plattenförmigen Glaselements ausgebildet und/oder nachverpresst wird. Dies bedeutet, dass im ersten Verformungsschritt der verformbare Glasrohling derart weit ausgeformt ist, dass dieser im Wesentlichen der geplanten Soll-Form entspricht. Dabei kann auch vorgesehen, sein, dass die Oberfläche vollständig ausgeformt ist. Im zweiten Verformungsschritt wird die Oberfläche nachverpresst. Dies bedeutet, dass Spannungen in der Oberfläche des plattenförmigen Glaselements aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen der schmelzflüssigen Glasmasse und der die Glasmasse umgebenden Negativform durch das Nachverpressen reduziert werden können. Beim pressgeformten Glaselement wird dies vorzugsweise dadurch erreicht, in dem der auf den verformbaren Glasrohling wirkende Stempel im ersten Verformungsschritt noch nicht direkt in die Endposition zur Ausformung des plattenförmigen Glaselements gefahren wird. Dies erfolgt erst im zweiten Verpressvorgang. Beim Press-Blas-Verfahren wird jeweils im ersten Verformungsschritt und im zweiten Verformungsschritt ein Überdruck aufgebaut. Beim Schleuderverfahren kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Verformungsschritt und dem zweiten Verformungsschritt die Rotationsgeschwindigkeit variiert wird.In a preferred embodiment of the invention it is provided that in the first deformation step, the shape of the plate-shaped glass element is formed, and in the second deformation step, the surface of the plate-shaped glass element is formed and / or post-pressed. This means that in the first deformation step, the deformable glass blank is shaped so far that it essentially corresponds to the planned desired shape. It can also be provided that the surface is completely formed. In the second deformation step, the surface is re-pressed. This means that stresses in the surface of the plate-shaped glass element due to temperature differences between the molten glass mass and the negative mold surrounding the glass mass can be reduced by the post-pressing. In the case of the press-molded glass element, this is preferably achieved in that the punch acting on the deformable glass blank is not yet driven directly into the end position for forming the plate-shaped glass element in the first deformation step. This takes place only in the second pressing process. In the press-blow process, an overpressure is built up in each case in the first deformation step and in the second deformation step. In the spin method it can be provided that the rotational speed is varied between the first deformation step and the second deformation step.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die im zweiten Verformungsschritt aufgebrachte Kraft und/oder Pressung größer-gleich der im ersten Verformungsschritt aufgebrachten Kraft und/oder Pressung ist. Mit abnehmender Temperatur der Glasmasse nimmt die Zähigkeit der Glasmasse zu. Um Spannungen in der Oberfläche auszugleichen und/oder zu reduzieren ist daher vorgesehen, dass im zweiten Verformungsschritt die auf das plattenförmige Glaselement wirkende Flächenpressung größer als im ersten Verformungsschritt ist.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the force and / or pressure applied in the second deformation step is greater than or equal to the force and / or pressure applied in the first deformation step. With decreasing temperature of the glass mass, the toughness of the glass mass increases. To compensate for stresses in the surface and / or to reduce it is therefore provided that in the second deformation step, the surface pressure acting on the plate-shaped glass element is greater than in the first deformation step.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Negativform wenigstens abschnittsweise zumindest einen Überlaufkanal aufweist, und zwischen den wenigsten zwei Schritten der Überlaufkanal und/oder die in den Überlaufkanal aufsteigende schmelzflüssige Glasmasse des verformbaren Glasrohlings gekühlt und/oder abgekühlt wird. Auf diese Weise kann vorzugsweise beim pressgeformten Ausbilden des plattenförmigen Glaselements nach den ersten Verformungsschritt der Überlaufkanal gekühlt werden, so dass die in dem Überlaufkanal aufsteigende schmelzflüssige Glasmasse zäher wird und/oder schneller erhärtet. Dadurch kann der Überlaufkanal abgedichtet werden, so dass während des zweiten Verformungsschritts der aufgebrachte Druck gleichmäßig auf die Oberfläche des plattenförmigen Glaselements wirken kann.A preferred embodiment of the invention is that the negative mold at least partially has at least one overflow channel, and cooled and / or cooled between the least two steps, the overflow channel and / or rising into the overflow channel molten glass mass of the deformable glass blank. In this way, preferably, in the press-formed forming of the plate-shaped glass element after the first deformation step, the overflow channel can be cooled so that the molten glass mass ascending in the overflow channel becomes tougher and / or hardens faster. Thereby, the overflow channel can be sealed, so that during the second deformation step, the applied pressure can act evenly on the surface of the plate-shaped glass element.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Negativform in einem Grundzustand vorgewärmt ist, damit der Temperaturunterschied zwischen dem verformbaren Glasrohling und der Negativform reduziert ist, um temperaturbedingte Spannungen zu reduzieren. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Negativform zumindest abschnittweise aktiv gekühlt wird. Dies kann vorgesehen sein, um dem Kühlungsvorgang in der Negativform aktiv entsprechend einer Abkühlkurve zu steuern, um Einfluss auf die in der Oberfläche des plattenförmigen Glaselements entstehende Spannungen nehmen zu können. Zudem kann über die aktive Kühlung beispielsweise Einfluss auf eine über den Überlaufkanal austretende und/oder in dem Überlaufkanal aufsteigende Glasmasse genommen werden, um den Überlaufkanal vor dem zweiten Verformungsschritt durch eine in dem Überlaufkanal erstarrende Glasmasse abzudichten.In principle it can be provided that the negative mold is preheated in a ground state, so that the temperature difference between the deformable glass blank and the negative mold is reduced in order to reduce temperature-induced stresses. A preferred embodiment of the invention is that the negative mold is at least partially actively cooled. This can be provided to actively control the cooling process in the negative mold according to a cooling curve in order to be able to influence the stresses arising in the surface of the plate-shaped glass element. In addition, active cooling can influence, for example, an excess of glass mass exiting via the overflow channel and / or ascending in the overflow channel in order to seal off the overflow channel prior to the second deformation step by a glass mass solidifying in the overflow channel.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Oberfläche des plattenförmigen Glaselements nachträglich chemisch und/oder physikalisch behandelt wird. Vorzugsweise kann wenigstens eine Oberfläche des Glaselements chemisch gehärtet werden. Dies kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass das plattenförmige Glaselement in eine Salzschmelze gelegt wird, welche im Anschluss vorzugsweise auf 400°C erwärmt wird. Kali umionen aus der Salzschmelze dringen in die Oberfläche des plattenförmigen Glaselements ein und ersetzen dort kleinere Natriumionen. Nach einer Abkühlphase des plattenförmigen Glaselements wird in der Oberfläche durch die größeren Kaliumionen eine Druckspannung aufgebaut. Die physikalische Nachbehandlung des plattenförmigen Glaselements kann vorzugsweise darin liegen, dass das plattenförmige Glaselement thermisch gehärtet wird. Auf diese Weise kann die Kratzfestigkeit, die Schlagfestigkeit, die Biegefestigkeit und/oder die Temperaturbeständigkeit des plattenförmigen Glaselements erhöht werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that at least one surface of the plate-shaped glass element is subsequently treated chemically and / or physically. Preferably, at least one surface of the glass element can be chemically hardened. This can preferably take place in that the plate-shaped glass element is placed in a molten salt, which is subsequently heated to 400 ° C preferably after. Potash ions from the molten salt penetrate into the surface of the plate-shaped glass element and replace smaller sodium ions there. After a cooling phase of the plate-shaped glass element, a compressive stress is built up in the surface by the larger potassium ions. The physical after-treatment of the plate-shaped glass element may preferably be that the plate-shaped glass element is thermally cured. In this way, the scratch resistance, the impact resistance, the bending strength and / or the temperature resistance of the plate-shaped glass element can be increased.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass auf wenigstens einer Oberfläche des plattenförmigen Glaselements eine optische Beschichtung aufgebracht wird. Die optische Beschichtung kann vorzugsweise aufgeklebt, auflaminiert und/oder aufkaschiert werden. Über die optische Beschichtung kann vorzugsweise die Transmission und/oder die Reflexion beeinflusst und/oder verändert werden. Besonders bevorzugt ist die optische Beschichtung eine Antireflexbeschichtung. Auf diese Weise kann das plattenförmige Glaselement vorzugsweise entspiegelt werden. Somit können die Eigenschaften zur Verwendung des plattenförmigen Glaselements als Display in einem Kraftfahrzeugt verbessert werden.An advantageous development of the invention is that an optical coating is applied to at least one surface of the plate-shaped glass element. The optical coating can preferably be glued, laminated and / or laminated. The transmission and / or the reflection can preferably be influenced and / or changed via the optical coating. Most preferably, the optical coating is an antireflective coating. In this way, the plate-shaped glass element can preferably be anti-reflective. Thus, the Properties for using the plate-shaped glass element as a display in a motor vehicle are improved.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Negativform ein Soll-Format aufweist, so dass das plattenförmige Glaselement nach den Verformungsschritten das entsprechende Sollmaß aufweist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass das plattenförmige Glaselement nach der Entnahme aus der Negativform in eine Soll-Form zugeschnitten wird. Das Zuschneiden kann vorzugsweise über ein entsprechendes Schneidwerkzeug mit einem gehärteten Schneidrad und/oder einem Diamanten erfolgen, bei dem die Oberfläche des plattenförmigen Glaselements angerissen wird und an am Anriss gebrochen wird. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Zuschneiden mit einem Wasserstrahlverfahren und/oder mit einem Laserverfahren erfolgt. Die beiden letztgenannten Verfahren ermöglichen einen sehr präzisen Zuschnitt für nahezu beliebige Formen.In principle, it can be provided that the negative mold has a desired format, so that the plate-shaped glass element has the corresponding nominal dimension after the deformation steps. A preferred embodiment of the invention is that the plate-shaped glass element is cut after removal from the negative mold in a desired shape. The cutting can preferably take place via a corresponding cutting tool with a hardened cutting wheel and / or a diamond, in which the surface of the plate-shaped glass element is torn and is broken at the tear. It can also be provided that the cutting takes place with a water jet method and / or with a laser method. The latter two methods enable a very precise cutting for almost any shape.
Je nach Art des Zuschnitts kann es erforderlich sein, dass eine Bearbeitung der Kanten des plattenförmigen Glaselements erforderlich ist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Kante des plattenförmigen Glaselements geschliffen und/oder poliert wird. Auf diese Weise können Verletzung bei der Handhabung der plattenförmigen Glaselemente reduziert werden.Depending on the type of blank, it may be necessary that a processing of the edges of the plate-shaped glass element is required. A preferred development of the invention provides that at least one edge of the plate-shaped glass element is ground and / or polished. In this way, injury in the handling of the plate-shaped glass elements can be reduced.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements, mit einer Negativform, in die eine schmelzflüssige Glasmasse einbringbar ist, eine Belastungseinrichtung, über die der verformbare Glasrohling an die Negativform zur Ausformung eines plattenförmigen Glaselements anpressbar ist, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet ist, das plattenförmige Glaselement mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen.The invention further relates to a device for producing a plate-shaped glass element, with a negative mold, in which a molten glass mass can be introduced, a loading device, via which the deformable glass blank can be pressed against the negative mold for forming a plate-shaped glass element, wherein the device is set up and designed is to produce the plate-shaped glass element by the method according to the invention.
Es ist somit ein Aspekt der Erfindung, dass die Vorrichtung und/oder die Belastungseinrichtung der Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das plattenförmige Glaselement in wenigstens zwei Verformungsschritten herzustellen, wobei zwischen den zwei Verformungsschritten die schmelzflüssige Glasmasse zumindest abschnittsweise und/oder teilweise abgekühlt wird.It is thus an aspect of the invention that the device and / or the loading device of the device is adapted to produce the plate-shaped glass element in at least two deformation steps, wherein between the two deformation steps, the molten glass mass is cooled at least partially and / or partially.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Negativform wenigstens einen Überlaufkanal aufweist. Der
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Negativform aktiv kühlbar ist. Dies kann vorzugsweise durch ein in die Negativform einbringbares Kühlmittel und/oder durch in die Negativform einbringbare Luft erfolgen. Die aktive Kühlung kann vorzugsweise durch in der Negativform angeordnete und/oder ausgebildete Kühlkanäle erflogen, in die das Kühlmittel und/oder die Luft einbringbar ist. Besonders bevorzugt sind die Kühlkanäle im Bereich des wenigstens einen Überlaufkanals ausgebildet.A preferred embodiment of the invention is that the negative mold is actively cooled. This can preferably take place by means of a coolant which can be introduced into the negative mold and / or by air which can be introduced into the negative mold. The active cooling can preferably flown through arranged in the negative mold and / or trained cooling channels, in which the coolant and / or the air can be introduced. Particularly preferably, the cooling channels are formed in the region of the at least one overflow channel.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention.
Es zeigt
-
1 eine schematischen Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements vor einem ersten Verformungsschritt, gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 einen Schnitt durch die schematisch dargestellte Vorrichtung nach einem zweiten Verformungsschritt, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine Ansicht des ausgeformten plattenförmigen Glaselements in einer Negativform der Vorrichtung nach dem zweiten Verformungsschritt, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5 eine Ansicht des ausgeformten plattenförmigen Glaselements, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
6 eine Ansicht des ausgeformten plattenförmigen Glaselements mit bearbeiteten Kanten, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
7 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines plattenförmigen Glaselements, gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
8 eine Ansicht ausgeformter plattenförmiger Glaselemente, gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a schematic sequence of a method for producing a plate-shaped glass element, according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a section through a schematically illustrated apparatus for producing a plate-shaped glass element before a first deformation step, according to a first preferred embodiment of the invention; -
3 a section through the schematically illustrated device after a second deformation step, according to the first preferred embodiment of the invention; -
4 a view of the molded plate-shaped glass element in a negative mold of the device after the second deformation step, according to the first preferred embodiment of the invention; -
5 a view of the shaped plate-shaped glass element, according to the first preferred embodiment of the invention; -
6 a view of the formed plate-shaped glass element with machined edges, according to the first preferred embodiment of the invention; -
7 a view of an apparatus for producing a plate-shaped glass element, according to a second preferred embodiment of the invention; -
8th a view of molded plate-shaped glass elements, according to the second preferred embodiment of the invention.
Die
In einem ersten Schritt 100 wird ein Glasrohling 14 zu einer schmelzflüssigen Glasmasse 16 erwärmt. Die Temperatur, die hierzu erforderlich ist, hängt von der jeweiligen Glasart des Glasrohlings
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
In einem dem dritten Schritt nachgelagerten vierten Schritt
In einen fünften Schritt
In einem sechsten Schritt
Auf diese Weise wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem das plattenförmige Glaselement
In
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- Plattenförmiges GlaselementPlate-shaped glass element
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Verformbarer GlasrohlingDeformable glass blank
- 1414
- Schmelzflüssige GlasmasseMolten glass mass
- 1616
- Negativformnegative form
- 1818
- Innenseiteinside
- 2020
- Oberfläche plattenförmiges GlaselementSurface plate-shaped glass element
- 2222
- Stempelstamp
- 2424
- SeitenwandSide wall
- 2626
- ÜberlaufkanalOverflow channel
- 2828
- ÜberstandGot over
- 3030
- Kanteedge
- 3232
- Hohlraumcavity
- 3434
- Öffnungopening
- 36 36
- Schritt 1Step 1
- 100100
- Schritt 2step 2
- 110110
- Schritt 3step 3
- 120120
- Schritt 4Step 4
- 130130
- Schritt 5Step 5
- 140140
- Schritt 6Step 6
- 150150
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 62036029 A [0004]JP 62036029 A [0004]
- US 2010/0000259 A1 [0005]US 2010/0000259 A1 [0005]
Claims (14)
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-
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