发明内容

因此存在对用于弯曲玻璃片材、尤其是用于原型制造的弯曲模具的需求，所述弯曲模具能够快速且成本适宜地制造。弯曲模具必须是足够温度稳定的，以便在玻璃弯曲时经受住高温。弯曲模具应该是可容易制造的，其中，应允许制造商在弯曲模具的接触面设计方面具有大的自由度。本发明基于如下任务，提供一种用于制造这种弯曲模具的方法。

本发明的任务根据本发明通过根据独立权利要求1的方法解决。优选的设计方案由从属权利要求得出。

根据本发明的方法用于制造用于玻璃片材的陶瓷的弯曲模具、更准确地说用于弯曲玻璃片材的陶瓷的弯曲模具。根据本发明的方法至少包括以下方法步骤：

(A)确定弯曲模具的外形，所述弯曲模具具有接触面；

(B)提供带有如下尺寸大小的陶瓷的初始工件，所述尺寸大小适合将弯曲模具的整个外形包括在内；

(C)由初始工件通过切削制造方法制造带有接触面的弯曲模具。

根据本发明的用于制造陶瓷的弯曲模具的方法能够快速且成本适宜地制造，尤其是与金属的弯曲模具相比，并且因此特别适合用于制造原型。此外，所述方法能够相对简单地执行，从而陶瓷的弯曲模具能够在所需的材料适当储备的情况下由玻璃制造商本身现场制造，并且不必下订单。由此，也可制造用于玻璃片材模型的简单的一批不同的弯曲模具，以便比较由此制造的产品的品质。陶瓷的弯曲模具在大的程度上是耐温的，从而能够将所述陶瓷的弯曲模具用于玻璃弯曲方法。此外，与传统的金属的弯曲模具相比，陶瓷的弯曲模具具有更小的重量。这是本发明的大的优点。

根据本发明制造的陶瓷的弯曲模具设置成用于弯曲玻璃片材，尤其是用于弯曲如下玻璃片材，所述玻璃片材被加热到其软化温度。通过加热，玻璃片材能够塑性变形。在这种方法中，玻璃片材通常被加热到高于500°C的温度、尤其是500°C至700°C的温度，由此所述玻璃片材软化并且能够变形并且能够通过弯曲模具的接触面成型。在弯曲由钠钙玻璃构成的片材时典型的温度为至少600°C、例如约650°C。

弯曲模具具有接触面。接触面是弯曲模具的这样的表面，该表面按照规定设置成用于，直接地或间接地与玻璃片材接触，以便使玻璃片材变形并且由此使玻璃片材弯曲。在一种优选的设计方案中，弯曲模具是带有全面积的接触面的所谓的实心模具，该实心模具设置成用于，与大部分玻璃片材表面接触。但原则上，借助根据本发明的方法也能够制造带有框架状的接触面的弯曲模具。这样的弯曲模具也能够被称为环(弯曲环)或框架(框架模具)。框架状的接触面设置成用于，仅与玻璃片材的环绕的边缘区域接触，而大部分玻璃片材表面不与弯曲模具接触。

根据本发明的弯曲模具关于弯曲模具能用于的玻璃弯曲的类型是不受限制的。弯曲模具(其也能够被称为弯曲工具)能够是上部弯曲模具或下部弯曲模具。下部弯曲模具在本发明的意义下理解为如下模具，该模具触碰玻璃片材的面向地面的下部表面或与玻璃片材的面向地面的下部表面相配属并且作用到该下部表面上。上部弯曲模具理解为如下模具，该模具触碰玻璃片材的背离地面的上部表面或与玻璃片材的背离地面的上部表面相配属并且作用到该上部表面上。在上部弯曲模具中，接触面向下指向并且面向地面，在下部弯曲模具中，接触面向上指向并且背离地面。弯曲模具（为了用于热弯曲）能够是重力弯曲模具、挤压弯曲模具或抽吸弯曲模具。重力弯曲模具是下部的弯曲模具，玻璃片材放置到该下部的弯曲模具上并且在加热之后在重力的影响下变形并且与接触面的形状相适配。在以较紧密的方式进行挤压弯曲时，玻璃片材在两个弯曲模具之间、通常在上部弯曲模具与下部弯曲模具之间受挤压并且由此变形。在其他意义下这样的方法也被称为挤压弯曲，在挤压弯曲中，玻璃片材通过向上指向的空气流压靠到(“吹到”)上部弯曲模具处。通常将挤压弯曲的两个变型方案组合：通过向上指向的空气流将玻璃片材压靠到上部弯曲模具处并且接着在所述上部弯曲模具与互补的下部弯曲模具之间挤压玻璃片材。在抽吸弯曲时，玻璃片材抽吸到接触面处，其中，为了传递抽吸作用在实心模具中通常将孔引入到接触面中。尤其是通常将挤压弯曲和抽吸弯曲组合，其中，例如除了挤压作用以外还将玻璃片材抽吸到上部弯曲模具处。如已经提到的，根据本发明的弯曲模具不仅能够用于热弯曲，而且能够用作用于冷弯曲处理工艺的弯曲模具。

优选的是制造带有全面积的接触面的上部挤压和/或抽吸弯曲模具，带有框架状的接触面的下部挤压弯曲模具和带有框架状的接触面或全面积的接触面的下部重力弯曲模具，其用于热弯曲。这些弯曲模具被证明为特别适用于制造视觉上高价值的玻璃片材。根据本发明的弯曲模具在一种特别优选的设计方案中是带有全面积的接触面的上部的挤压和/或抽吸弯曲模具。这样的弯曲模具常用于车辆领域中的大量片材型式并且在良好的节拍时间和品质的情形下允许实现片材几何结构的大的带宽。

在一种特别有利的设计方案中，根据本发明的弯曲模具设置成用于制造原型或小批量。根据本发明的弯曲模具由于快速、简单且成本适宜的制造而特别适合用于制造原型或小批量。当所述弯曲模具仅设置成用于在小批量范围内制造一个或一些少量原型或少量玻璃片材，所述弯曲模具也不必具有传统的金属的弯曲模具的长时间稳定性。

首先确定弯曲模具的外形，该外形也可以称为弯曲模具的形状、几何形状或几何结构。其尤其是应理解为期望的弯曲模具的轮廓。为此，尤其是必须确定接触面的形状，根据本发明的弯曲模具应具有该接触面。接触面的形状与要利用该接触面弯曲的玻璃片材的形状有关并且通过玻璃片材的形状确定或确认。所需的接触面的确定优选计算机支持地借助专业领域常见的CAD方法(计算机辅助设计，计算机辅助构造)来实现。但也已知其他方法，这些方法在没有CAD计算的情况下应付。由此，期望的接触面也能够迭代地通过初始形状的手动或机器支持的加工来逼近。接触面的形状在热弯曲的情况下通常不是准确地相应于玻璃片材的形状，而是接触面的经补偿的形状相应于玻璃片材的形状，该经补偿的形状将在弯曲模具作用之后玻璃片材在其重力作用下的下垂或粘弹性回弹考虑进去。在用于确定经补偿的接触面的模拟中，以所要使用的弯曲炉和所要使用的弯曲方法为基础。在此，除了期望的片材形状以外，例如弯曲炉中的弯曲温度和停留持续时间以及所使用的弯曲工具的类型也是关键的。接触面的经补偿的形状相应于玻璃片材直接在弯曲模具作用之后的在此期间的形状，对所述接触面如此进行计算，使得在考虑到玻璃片材事后变形（尤其是由于在重力影响下的下垂或由于粘弹性回弹引起的事后变形）的情况下得到玻璃片材的期望的最终的形状。玻璃片材（接触面与所述玻璃片材的形状相适配）在一种优选的实施方案中是车辆、尤其是机动车的窗玻璃。

弯曲模具的尺寸在本发明的意义下应如下理解。在接触面的俯视图中可见的两个尺寸称为长度和宽度，其中，将两个尺寸中更大的尺寸确定为长度。弯曲模具的高度垂直于高度和宽度(即基本上垂直于接触面)延伸，高度尺寸在接触面的俯视图中即依循视觉轴线。接触面的尺寸应以类似方式理解。在接触面的俯视图中，长度和宽度是可见的，其中，将两个尺寸中更大的尺寸确定为长度。接触面的高度或深度由弯曲形状(曲率深度)得出并且能够作为接触面的彼此间隔最远的点的间距测量而沿着弯曲模具的高度尺寸定义。

弯曲模具的长度和宽度优选等于接触面的长度和宽度。则弯曲模具能够特别节省材料地制造。但原则上也可行的是，弯曲模具的(最大出现的)长度和/或宽度比接触面的长度或宽度更大。由此，实际的接触面能够例如进入弯曲模具的表面中(凹状接触面)或从弯曲模具的表面突出(凸状接触面)，其中，所述表面的其他区域相邻于接触面或包围接触面地存在，或接触面能够以冲模的类型承载于一类基座上，所述基座伸出于接触面，即具有更大宽度和/或长度。

弯曲模具的高度必须至少等于接触面的深度，即接触面沿着其曲率方向的延展垂直于其长度和宽度。但因为这些最小地选择的高度局部导致弯曲模具的非常小的厚度，这不利于稳定性，所以优选设置有附加高度，以便确保弯曲模具的最小厚度。弯曲模具的最小厚度(即在最薄部位处的厚度)优选为至少10mm、特别优选为至少15mm，完全特别优选为至少20mm。弯曲模具的高度由最小厚度和接触面的深度(弯曲深度)之和得出。接触面的深度在车辆领域中的常见的片材的情况下为5mm至300mm，尤其是60mm至200mm。弯曲模具的高度因此为至少15mm、尤其是至少70mm并且通常处于5mm至400mm，尤其是70mm至350mm的范围内。在该范围内，弯曲模具一方面具有对于稳定性而言有利的厚度并且另一方面具有有利地小的重量。

接着提供陶瓷的初始工件，该初始工件具有如下尺寸大小，该尺寸大小适合将弯曲模具的整个外形包括在内或接纳弯曲模具的整个外形。该初始工件因此具有至少与弯曲模具的长度相对应的长度、至少与弯曲模具的宽度相对应的宽度以及至少与弯曲模具的高度相对应的高度。初始工件的尺寸相应于弯曲模具的尺寸来限定。

根据本发明，初始工件以所需的尺寸大小由标准构件组合而成。为此，首先确定初始工件的外形，该外形也可以称为初始工件的形状、几何形状或几何结构。初始工件的外形具有如下尺寸大小，该尺寸大小一方面适合将弯曲模具的整个外形包括在内或接纳弯曲模具的整个外形，并且该尺寸大小另一方面适合，由多个陶瓷的标准构件组合而成。然后将大量标准构件以初始工件的外形的形式进行组合，其中，借助于(优选陶瓷的)粘接剂将彼此相邻的标准构件相互连接。

标准构件在本发明的意义下应理解如下陶瓷块，陶瓷块可供用于制造初始工件。通常玻璃制造商从供应商购入标准构件。标准构件则是陶瓷块，优选是供应商能够提供的最小的陶瓷块。所有用于制造初始工件的标准构件优选具有相同的形状和相同的尺寸；即使用基本上相同的标准构件。所述方法然后可特别柔性且容易地实现，因为仅须使一种标准构件保持储备。原则上但也可行的是：初始工件由不同尺寸大小或甚至不同形状的标准构件构建(在几何体的类型的意义下)。

初始工件的外形以平行六面体的形状构造。通常的标准构件也具有平行六面体的形状。可用的陶瓷块通常是方形的。因此，标准构件根据本发明基本上是方形的，并且初始工件的平行六面体基本上是方形体。方形的初始工件允许用户在弯曲模具的接触面的设计方面拥有大的自由度，因为初始工件的形状独立于弯曲模具，初始工件因此不是必须与弯曲模具的具体设计、尤其是接触面相适配。“基本上”在此表示，允许与理想的方形形状有轻微偏差，如其在真实的构件中出现的那样。这尤其是适用于倒圆的棱边和角部或适用于轻微弯曲的表面。标准构件也能够具有凹陷部或穿通引导部，只要轮廓形状是方形的。

优选地，平行六面体的长度、宽度和高度分别是标准构件的尺寸之一的整数倍(其中，标准构件的尺寸中的每个尺寸仅与平行六面体的一个尺寸相配属)。平行六面体的长度因此是标准构件的第一尺寸的整数倍，平行六面体的宽度是标准构件的第二尺寸的整数倍，并且平行六面体的高度是标准构件的第三尺寸的整数倍。在一种有利的设计方案中，平行六面体的长度、宽度和高度分别是标准构件的长度、宽度和高度的整数倍。更准确地说，平行六面体的长度等于标准构件的长度乘以n，平行六面体的宽度等于标准构件的宽度乘以m，并且平行六面体的高度等于标准构件的高度乘以l，其中，n、m和l是整数。粘接剂层的厚度通常是可忽略的，从而与初始工件的原来算得的外形相比，真实的初始工件仅无关紧要地大了点。但原则上也可行的是，在规划时将粘接剂层的厚度一起考虑进去。则平行六面体的长度等于标准构件的长度乘以n加上(n-1)粘接剂层的总厚度，平行六面体的宽度等于标准构件的宽度乘以m加上(m-1)粘接剂层的总厚度，并且平行六面体的高度等于标准构件的高度乘以l加上(l-1)粘接剂层的总厚度。

表述“整数倍”在本发明的意义下应在数学意义下理解，即包括如下情况在内，倍数n、m和l等于1。而在“真整数多倍”的情况下相应的整数倍数为大于或等于2。方形的初始工件的至少一个尺寸(从长度、宽度和高度选出)必须是陶瓷的标准构件的尺寸的真整数多倍，因为否则标准构件将相应于初始工件并且初始工件不能由多个标准构件组合而成。因此可行的是，标准构件具有和初始工件一样的长度和宽度，并且初始工件的高度是标准构件的高度的真多倍，从而多个标准构件彼此上下堆叠，以便形成初始工件。代替“彼此上下”多个标准构件也能够并排布置，如果初始工件的长度或宽度是标准构件的尺寸的真多倍而标准构件和初始工件的其他尺寸相互一致。但也可行的是，方形的初始工件的尺寸中的两个尺寸或所有三个尺寸(从长度、宽度和高度选出)是陶瓷的标准构件的相应的尺寸的真整数多倍。

在本发明的意义下，标准构件的带有减小的延展部的各尺寸称为长度、宽度和高度。长度因此是标准构件的最长尺寸，高度是标准构件的最短尺寸。

标准构件优选如此组合而成，使得相邻的标准构件的侧面面向彼此，重叠地布置并且是平面平行的。优选地，所有的标准构件具有空间中相同的定向，从而不同的标准构件在几何结构上能够通过简单移动转移到彼此中(简单的平移对称性)。但尤其是在方形的标准构件适当设计尺寸的情况下也可设想另一种布置结构。由此，能够例如当方形体的宽度和高度相同并且方形体的长度等于高度/宽度的两倍时，一些方形体直立布置，而其他方形体水平卧置地布置。

有意义地，平行六面体具有尽可能小的(最小的)尺寸大小，所述尺寸大小适合，将弯曲模具的整个外形包括在内或接纳弯曲模具的整个外形。由此，初始工件能够特别节省材料地制造。但原则上也可行的是，使用更大平行六面体，即使为此需要不必要多的标准构件。

用于连接标准构件的陶瓷的粘接剂优选是水泥或陶瓷的粘合材料，例如基于微颗粒式或纳米颗粒式的颗粒，尤其是基于初始工件的陶瓷。

在提供了陶瓷的初始工件之后，根据本发明由所述初始工件制造带有接触面的弯曲模具。在此，使用减材式制造方法，其中，由初始工件通过材料去除、尤其是切削制造方法、如铣削、磨削、刨削、锉、擦或凿、优选是铣削而加工出弯曲模具。所述制造优选自动地借助于CAD加工来实现，其中，给加工机提供弯曲模具的CAD数据并且加工机借助于CAD数据由初始工件加工出弯曲模具。陶瓷的切削加工耗费时间少并且成本不高，并且因此是特别适合的。

有利的是，初始工件的长度和宽度等于弯曲模具的长度和宽度。此时仅须对初始工件的这样的表面进行切削加工，由该表面应加工出接触面。也有利的是，初始工件的高度等于弯曲模具的(最大出现的)高度，从而所需的材料去除最小。弯曲模具的尺寸能够如此确定，使得所述尺寸能够由标准构件组合。但备选地也可行，初始工件的长度、宽度和/或高度比弯曲模具的长度、宽度或高度更大。这仅提高切削加工的耗费。

在一种有利的实施方案中，将陶瓷的初始工件布置在支撑板上，然后由陶瓷的初始工件借助于切削制造方法制造弯曲模具。由此，为初始工件提供稳定的底座。此外，能够为标准化的支撑板提供用于自动化的CAD支持的加工的定向点。支撑板能够可转动地、可枢转地和/或可倾翻地支承，从而初始工件在加工期间能够借助于支撑板运动。支撑板优选具有如下宽度和长度，所述宽度和长度至少等于初始工件的宽度和长度，从而整个初始工件能够布置在支撑板上，而不伸出。支撑板优选由金属制成，尤其是由钢、例如不锈钢制成。

初始工件和弯曲模具的陶瓷材料原则上能够由本领域技术人员自由选择。在一种优选的实施方案中，使用氧化物陶瓷(氧化物陶瓷)，所述氧化物陶瓷由于其硬度、耐磨性和耐热性而特别适用于制造弯曲模具。适合的氧化物陶瓷例如基于氧化铝(Al₂O₃)、硅铝氧化物、氧化锆(ZrO₂)、氧化钛(IV)(TiO₂)、氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、钛酸铝(Al₂O₃+TiO₂)、钛酸钡(BaO+TiO₂)构造。备选地，能够使用硅酸盐陶瓷、尤其是莫来石-陶瓷。但也能够使用其他陶瓷，例如其他氧化物或硅酸盐陶瓷或非氧化物陶瓷(尤其是基于碳化硅(SiC)，氮化硼(BN)，碳化硼(B₄C)，氮化硅，氮化铝，二硅化钼或碳化钨)。

在特别有利的实施方案中，陶瓷的材料应具有如下确定的特性：

-小的热膨胀系数，尤其是针对用于热弯曲的弯曲模具，由此弯曲模具在弯曲炉中经受尽可能小的形状变化，

-高的抗热冲击性，

-高的耐温性，优选直至至少750°C的温度，

-高的多孔性，由此陶瓷具有小的重量；开放的多孔性能够在一些情况下确保空气透过性，从而玻璃片材能够被加载空气流或抽吸作用，而为此不必钻出穿通引导部；

-高的机械稳定性，由此除了不容易受损伤以外也提供了如下可能性，即，初始工件或为此使用的标准构件能够在没有大的耗费的情况下以足够的数量制造；机械稳定性尤其是对于挤压弯曲模具是有利的，在按照规定的使用中大的力作用到挤压弯曲模具上；

-利用切削制造方法实现的良好的可加工性；

-良好的且尽可能本地的可获得性，以便使制造成本保持得低。

优选地，使用传统的、陶瓷的耐火材料，所述耐火材料也常用作为陶瓷的绝缘材料。所述耐火材料关于前面提及的参数是有利的并且相比于工程陶瓷是成本适宜的。

弯曲模具能够可选地设有穿通引导部、凹陷部、拱顶部、螺纹，槽榫连接元件、倒棱或其他设计元件。它们能够例如用于将初始工件与支撑板或将弯曲模具与附接单元螺纹连接或铆接。备选地，穿通引导部也能够用于，在玻璃弯曲期间将抽吸作用施加到玻璃片材上，以便将玻璃片材抽吸到接触面处，当弯曲炉为此设计时。在这种情况下，穿通引导部分布到接触面上，尤其是均匀地分布到接触面上并且从接触面延伸直至弯曲模具的相对而置的表面。

在弯曲模具的切削制造之后优选至少对接触面进行清洁。在一种有利的实施方案中，对接触面进行精制，尤其是通过抛光和/或覆层来进行。所述覆层优选是陶瓷覆层，特别优选基于氮化硼或氧化物陶瓷或硅酸盐陶瓷的覆层。所述覆层给予接触面高的表面质量并且实现高的针对损伤的抵抗能力和抗划伤强度，当接触面要为了弯曲而用钢织物敷上时，于是这尤其是有利的。

优选地，在弯曲模具处安置有金属的附接单元，该附接单元用于将陶瓷的弯曲模具安置在弯曲炉中或其他弯曲装置中。附接单元即在一定程度上提供用于安装在弯曲装置中的接口(接口)，该接口尤其是相应于传统的金属的弯曲模具的接口。附接单元由金属制成、尤其是由钢、例如耐温的不锈钢制成。附接单元优选与接触面相对而置地安置在弯曲模具处，即安置在弯曲模具的与接触面相对而置的表面处。与接触面相对而置的表面为此优选构造成平坦的。附接单元的类型取决于所使用的弯曲炉。附接单元在弯曲模具处的安置优选通过螺纹连接或悬置/推入到为其设置的接纳部(例如按照抽屉的类型)中来进行。附接单元优选具有如下板，在该板上安置弯曲模具，附接单元尤其是具有标准化的板，所述标准化的板适合用于安置不同设计的弯曲模具。

陶瓷的弯曲模具设置成用于被安装在玻璃弯曲装置中。在所述方法的一种优选的实施方案中，弯曲模具在其制造之后安装在这种玻璃弯曲装置中。玻璃弯曲装置具有弯曲站，在该弯曲站中布置所需的弯曲模具(在其下方至少一个根据本发明的陶瓷的弯曲模具)并且在该弯曲站中借助于弯曲模具发生玻璃片材的成形。此外，弯曲装置具有用于将玻璃片材加热到软化温度的器件。在一种设计方案中，弯曲站布置在弯曲装置的被加热的区段(弯曲室)中(“热弯曲”)。该加热器件在此要么布置在弯曲室本身(组合式加热和弯曲室)中要么布置在单独的加热室中，例如呈隧道式炉形式的加热室中，玻璃片材在进入弯曲室之前穿过所述隧道式炉。在另一个设计方案中，弯曲站布置在弯曲装置的不被加热的区段中(“冷弯曲”)。玻璃片材则穿过加热室并且接着在没有进一步加热的情况下弯曲，其中，所述玻璃片材当然还不可冷却到其软化温度之下。此外，典型的弯曲装置包括用于使玻璃片材运动穿过加热室和弯曲站的器件。运动器件能够例如构造为滚子或运行带输送系统，其中，玻璃片材要么直接靠置在滚子或运行带输送系统上要么靠置在通过滚子或运行带输送系统运动的运输模具、尤其是运输框架上。

陶瓷的弯曲模具优选经由金属的附接单元装入在弯曲装置中并且在那用于弯曲一个或多个玻璃片材。为此，在一种有利的设计方案中，用钢织物敷上接触面，如其也在传统的弯曲模具中常见的那样。钢织物防止在接触面与玻璃片材之间发生直接接触，由此有利地构造经弯曲的玻璃片材的表面质量和视觉品质。钢织物特别优选地安置在金属的附接单元处，尤其是用于固定弯曲模具的板处。通过带有用于钢织物(例如钩状部或吊环)的固定器件的标准化的固定板能够将相同的钢织物，或相同类型的钢织物安置在不同的弯曲模具处。

本发明还包括陶瓷的弯曲模具，其借助根据本发明的方法制造或能制造。陶瓷的弯曲模具由多个陶瓷的标准构件组合而成，所述陶瓷的标准构件彼此间借助粘接剂连接。弯曲模具（尤其是其接触面）通过切削制造方法由所述经组合的初始工件加工出。

本发明还包括根据本发明的陶瓷的弯曲模具用于弯曲(尤其是热弯曲)玻璃片材、尤其是用于制造带有至多1000片玻璃片材的原型或小批量的用途。玻璃片材优选是轨道车辆或机动车的窗片材、尤其是轿车的挡风片材、后窗片材、侧窗片材或车顶片材。

要弯曲的玻璃片材包含优选钠钙玻璃，如对于窗片材常见的那样，但也能够包含其他玻璃类型，如硅酸硼玻璃，硅酸铝玻璃或石英玻璃。玻璃片材的厚度通常为0.5mm至10mm，优选1mm至5mm。用于弯曲玻璃片材的典型的温度为500°C至700°C，尤其是在弯曲由钠钙玻璃构成的片材时约650°C。