CN1026227C - 压弯加热玻璃板的成型模及其形成方法 - Google Patents

Abstract

一种压弯加热玻璃板的成型模，它具有一个整体成型元件，其表面构形与该压弯玻璃板的弧形一致，该成型元件有一个柔性构架，和覆盖该构架的弹性模体，有若干层通常有柔性的耐热纤维材料，放在该弹性模体上，至少其一层用刚化剂材料处理，以增高该成型元件的硬度并达到适合压弯该加热玻璃板的程度。

Description

本发明一般与弧形或弯曲平板玻璃的生产有关，具体有关弯板模件的新颖连续成形元件。

现代汽车一般使用弧形或弯曲玻板作玻质罩盖或车窗。为达到汽车工业的刚性质量标准，平板弯曲的弧形必精确符合安装玻璃的开孔所要求的尺寸与形状。弯板构形取决于汽车设计的风格特征。一则必须将玻板弯曲到精确规定的弧形，以必须使弯板符合严格的光学要求。因此安装后的器件的透明区域中决不能有倾向于影响透明度的光学缺陷。因此，弯曲玻璃板使用的设备，不仅必须将平板玻璃精确成形，而且不致损坏光学质量。

多年来汽车风格不断演变，要求将玻璃弯曲成的形状，变为日益复杂，难以有效大规模生产。目前这种弧形或弯曲玻板的生产，一般采用所谓“压弯”技术，这技术将平板玻璃加热，基本达到玻璃软化点的温度。然后将加热玻板放在形状互相配合的阴阳模件之间，加压成要求的弧形。将弯曲玻璃板以可控方式冷却，按最终用途的要求，将玻璃回火或退火。这种弯曲技求可在将玻板直放，平放或斜放时进行。

为使弧形玻板必然取得高精度的构形，而尽量减少加压件在玻璃表面的透明区上加压，阳模件或凸模件的结构，一般有基本为连续的成形表面，与玻板的全部表面接触。与之配合的阴模件或凹模件的结构，有外形或环式成形表面，仅与玻板的周缘部分接触。

过去制造这种阳模件的连续成形表面，使用各种材料，包括木，金属及耐火材料。由于长时期使用，模具经反覆加热及冷却，包括材料变 质，和弯曲表面变形等许多因素，使模具都不能完全令人满意。因此，虽然金属模耐用，但倾向于变形;在发生卷曲或变形时，使必须将模具修复，恢复表面的预定构形。

针时变形问题曾有人研制表面可调整的连续金属模。这种模具的成形表面有相对柔性的整块金属板，用长度可调的支柱或调节螺丝，固定在一个刚性支承结构全部面积的关键部位上。于是通过适当掌握调节螺丝，便可在限定范围迅速调节金属板的形状，保持预的构形。为产生许多汽车车窗使用的复合弧形，即将玻板绕互相垂直的弯曲轴线压弯，必须将金属板预成形或冲压，达至接近要求的弧形，因为金属弹性相对小，单纯依靠弯曲不易形成复杂的弧形。操纵调节螺丝可略修改表面的构形，但操作过多便使金属板表面上形成皱折或波纹。

近日来有人提出有所谓柔性连续成形表面的模具。如1985年6月11日颁发的美国专利第4，522，641号所揭示，这类模具的一种使用的成形元件，有一个弹性模体，将一个柔性金属条的网格结构包在其中。而成形元件用若干调节装置固定在一个基础件上，调节装置沿柔性条间距放置。构成成形件弹性模体并构成设计表面的包围材料，包围材料可是诸如硅橡胶或其他既有柔性而又可抵抗高温的材料。成形元件的朝向玻璃的表面上，覆盖诸如玻璃纤维布的材料层，产生朝向软化玻璃板的光滑柔性表面。该专利揭示可将一层或多层未经处理的Fiberfrax纸（美国碳化硅公司注册商标，该公司地址为美纽约Niagara    Falls，14302，U.S.A.），放在成形元件及玻璃纤维布之间，将硅橡胶绝热，并将成形元件表面上可能出现的不规则形状弄平。

这种模具表现了比早时的整体阳模有明显的改进，然而有某些局限性使之用途在某些条件下受限制。因此，发明人发现在弯曲玻板的各不同部分时，成形表面以有不同的刚度为宜，尤其在各部分中各有不同厚度时，例如叠层组合件用相对薄的玻片，而单层钢化玻璃用较厚的玻 板。形成成形元件设计表面的弹性模体，可能在阴模环压在玻板上时，刚度不足以压成要求的弧形。而相反，假如弹性模体为达到某些目的时有足够的刚度，但在另一些用途中刚度则不适宜。没有措施使模具变化，以适合要求的不同刚度。

本发明可通过在连续表面弯板模提供改进的覆盖层避免先有领域设备的上述缺点，其刚度可按选择变化，配合在模上弯曲的特定部分的要求。这新颖模具有一个连续成形元件，其弹性模体包围一个柔性金属条构成的构架。金属条在其长度上有间距的地点，用支柱固定在基础板上，基本决定成形元件的形状。弹性模体上覆盖若干互相叠放的分别的陶瓷纤维片，陶瓷纤维片举例如铝硅酸盐纤维材料，商品名称为“Fiberfrax”。再在玻璃板上覆盖一层玻璃纤维布。为使成形件有适当的刚度或劲度，而仍保持相当柔软的玻璃接触表面，将铝酸盐纤维片的一片或多片，用无机粘接剂或刚化剂处理。刚化剂处理纤维片的数目，取决于产生玻板具体部分弯弧要求的刚度。

因此本发明的主要目的，是提出一种适合压弯不同厚度玻板的改进连续表面弯板模结构。

本发明的另一目的，是提出一种弯板模，其连续成形件的刚度可与在模上弯曲的具体部分对应。

本发明的又一目的是提出一种弯板模，其连续成形件有足够的刚度，将玻板精确弯成要求的弧形，而玻璃接触表面有足够的弹性，以免在玻璃上造成瑕疵。

附图如下：

图1为实施本发明新型弯板阳模的弯板设备的侧视图;

图2为压模件倒放的放大透视图，为表示清晰有部分拆卸;

图3为一放大分解剖视图，表示连续的复合成形件的各层。

在本发明中提出一种形成用于压弯加热玻璃板的连续表面玻板成形 模的方法，包括按玻板弯成的弧形，制造一个柔性构架;将该构架包围在一个弹性模体覆盖层中，形成该模具的设计表面;其特征在于用若干分别的通常有柔性的纤维抗热材料层，覆盖该弹性模体的该设计表面，至少各该层中的一层用加固材料处理，使复合覆盖层有预定的刚度，适合将该玻板压弯。

并且在本发明提出的用于将加热玻板压弯玻璃成形模中，有一个连续成形元件，其表面构形与该玻板要求压弯的弧形相符，该成形件有一个柔性构架，和覆盖该构架的该弹性模体，其特征在于有若干通常有柔性的耐热纤维层，放在该弹性模体上，各该层中的至少一层用加固材料处理，将该成形元件的刚度提高，达到适合将该加热玻板压弯的程度。

现参看附图，图1中标示整体的号10，一般表示在卧式弯板设备11中的本发明的改进的弯板元件。设备11具体有一个连续输送装置系统12，用以支持玻璃板（未示）和将其沿大致水平的路线输送，通过加热炉14，将玻板加热到软化点或弯曲温度，有一个作为弯板件10一实例的压弯工位15，玻板在该工位上被弯成所要求的形状，然后进入随后的工位（未示），将加热弯板适当冷却，使玻板退回或刚化，以备在以后的工序中加工。应理解虽然在此是结合就卧式弯板设备备件对本发明的叙述，但并不以这种设备作限制，而是也可用立式弯板设备或其他设备，或使用单个的模具或相对的模件，将玻璃之类的板成形。

玻璃板在形成运送器系统12一部分的直行运送器辊轴16被运送时，逐个通过炉14，按传统方式作可控制的加热。玻板加热到适当的弯曲温度后，通过背部端壁18上的开口17送出炉外，转移到也作为形成运送器系统12一部分的第二组运送器辊轴19上。玻板弯曲以前及以后，由辊轴19支持玻璃，沿水平方向送入弯曲工位15，然后将压弯的玻板送入下一一般为将玻板退火或回火的工序（未示）。

弯板设备11具体有一个垂直往复的下压模件21，和一个安装弯板件 10的上压模22，两者都安装在一个刚性架体23中。架体有立柱24，位于压弯设备11的角上，分居运送器系统两侧，沿运送器系统间距设置。立柱24向上伸出上压模22的上方，上端用水平梁25及26连接，水平梁分别在运送器系统的横向及纵向上伸展。一个基础件27在立柱24之间伸展，支持下压模21及其相关运转机构。这样便使上压模22在运送器辊轴19的上方，而下压模21一般在运送器辊轴19的下方，并在承载件28上，作垂直往复活动与上压模靠近或远离。

导向件29支持承载件28作运往复活动，固定在基础件27上的液压作动器30将其垂直推动。液压作动器有适当的活塞杆31，将模件21在其处于运送器辊轴19下方的下降位置，与在辊轴上方的上升位置之间推动，将热软化玻板从运送器辊轴上上升，压在上模件22上，形成预定的形状。弯曲后，活塞杆31后退，使压模21降到运送器辊轴29的下方，从而将弯板放到辊轴上，以备送出压弯工位。

下压模21有传统的轮廓，或模环型构造，有基础件32与承载件28固定，成形轨33用一组安装柱35，间距固定在基础件上。成形轨与待压弯的玻板的形状一致，其上表面上设向上的成形表面（未示），使玻板可取得要求的弧形。当然成形轨33的具体形状，以及成形表面的具体弧形，决定于待弯曲的玻板要求的完成形状。为使下成形轨33可移动到运送器辊轴19的上方，将玻板升高到压在上模件22上，可将下成形轨形成若干分段36，各分段的互相间有足够距离，使之可从相邻辊轴19间通过。

一对有侧向间距的限位器37（仅示其一），伸入玻板的前进路线中，按选择阻止玻板的行动，将玻板在下压模21上的适当位置上准确定位。每一限位器37固定在安装在承载器28上的液压缸39的活塞杆38的远端上。液压缸39可操纵，按选择将限位器升降，达到运送器辊轴19上方的上升位置，进入玻板的前进路线，或向下达到下面的下降位置。

上压模22可垂直调节，有可垂直往复的台板架40，用至少一个作动 缸41，悬挂在由梁25及26构成的框架上，作动缸41有活塞杆42，外端与台板架连接。导柱43的下端在台板架40的四角上固定，向上穿过安装在梁25上的套筒44，垂直移动时，在里面滑动，引导台板。本发明的弯板模10由台板架40支承，有基础板45用中间架46固定在台板架上的承板47上。

这种新型弯板模10在图2中示其倒放状态，有用号48一般表示的成形元件由基础板45承载。成形元件有一个由纵横金属条50及51构成的构架或格架49，纵横条由若干有间距的支柱52支持，与基础板45离开。虽然可理解下文所述的本发明的新型模具的覆盖方法，可用于其他与此不同的构架或支持件，但为了可形成复杂的弧形，本发明用于图2所示的构架很有利。例如，这种构架可有相当薄的柔性钢条，钢条约1/8英寸（3mm）厚，乘3/4英寸（19mm）宽，在交叉点上焊接或熔接，形成一个密实格架。当然槽具覆盖层也可用上述美国专利第4，522，641号揭示的类型的构架，其金属条活动编织成漏空的不紧固形式。各支柱52的长度使构架49的表面形状基本与赋予玻板的弧形一致。

构架49由硅橡胶模体53包围，硅橡胶诸如以RTV作商品名称出售的产品或其他弹性材料，可耐受反复接触的高温环境而保持其柔性。模体53在构架上形成，在纵向条50上提供至少1/8英寸（3.2mm）厚的覆盖，从而其外表面54提供设计表面，确定在上面弯曲的玻板的弧形。

在阳弯板模中，成形元件的玻璃接触表面，典型覆盖一种适当的抗磨蚀耐热材料覆盖，诸如玻璃纤维布，为热软化玻璃提供一个平滑而带弹性的表面。又曾有人提出在玻璃纤维布下面，提供一个或多个未经处理的Fiberfrax纸层，将成形件与加热玻璃绝热，促使成形件表面上的皱纹伸展。如上文指出，据发现，这种复合成形件的刚性，不一定适合将任何玻板弯成要求的复杂弧形。因此，在本发明中，在弹性模体53上覆盖一个或多个相当厚的耐热纤维材料层，至少其一层用加固材料处 理，提高成形件的硬度，为弯曲特定玻析提供理想的刚度。

具体而言，从图2及3可见，在本发明中，在模体53的表面54上设置单个的耐热纤维材料层55，56及57。在外层57上又覆盖抗磨蚀耐热材料层58，典型为玻璃纤维布。覆盖层58在成形件的边侧与端部上伸展，在夹具59边缘内固定，保持覆盖层57的无皱纹紧张状态。

夹具有一组向外的槽形件60，用角撑架61固定在基碳板45上。覆盖层58的边缘用夹杆62压在槽件中，夹杆62用螺纹紧固件63在槽任中固定。

纤维材料层55，56及57最好是石英纤维，氧化铝纤维或铝硅酸盐纤维的织物，用重量的1至25%的无机粘接剂粘接。粘接剂可用胶态氧化铝，硅胶，或二者的混合物，产生比重约小于31.1磅/立方英尺（500公斤/立米）的纤维织物。有一种特别适用的材料出售，产品名称为Fiberfrax    Duraboard    1200。作为举例，一种按本发明制造，而据发现性能非常良好的模具覆盖层，有上述Fiberfrax材料的覆盖层55，56及57，各有额定厚度1/4英寸（6.3mm）。覆盖层55用诸如商品名称为Fiberfrax    QF-180的陶瓷颜料粘附在模体53的表面上。至少有一层，一般为第三层或较外层57用加固材料处理，例如用碳化硅公司（Carborundum    Co.）出售的名为刚化剂（Rigidizer）W。这种材料是一种著名的无机液体粘接剂，是一种含约40%胶态氧化硅及润湿剂的水悬浮液，使覆盖层表面的刚性与硬度有很大的提高。处理层的数目取决于将特定玻板弯曲时要求的硬度或刚度，这些要求是诸如玻板尺寸及厚度，和赋予玻板的弧形的复杂性及弯度等若干因数的函数。因此，可以随弯折部分的具体需要，用刚化剂处理一层，二层，或全部三层，改变模具复合覆盖层的刚度或硬度。汽车风挡使用的作层叠的玻璃相当薄，因此弯曲这种玻板时，一般将模具覆盖层的一层或二层用刚化剂处理。用作单层后灯及侧灯的玻璃厚很多，因此将三个覆盖层55，56及57全部用刚 化剂处理对弯曲这种玻板有利。压弯层叠风挡玻板时，据发现将处理层及不处理层综合特别有利。当然，不处理层除对模具复合覆盖件的总效果有作用外，还有绝热作用，防止过热及因过热造成的模体53的损坏。

Claims (21)

1、压弯加热玻璃板的成形模，它具有一个整体成形元件，其表面构形与该压弯玻璃板的弧形一致，该成形元件有一个柔性构架，和覆盖该构架的弹性模体，其特征在于有若干层通常有柔性的耐热纤维材料，放在该弹性模体上，至少其一层用刚化剂材料处理，以增高该成形元件的硬度并达到适合压弯该加热玻璃板的程度。

2、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为有三层该通常有柔性的耐热纤维材料层。

3、如权利要求2所述的玻璃板的成形模，其特征为该通常有柔性的耐热纤维材料层的两层用该刚化剂材料处理。

4、如权利要求2所述的玻璃板的成形模，其特征为该通常有柔性的耐热纤维材料层的全部三层用该刚化剂材料处理。

5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的玻璃板的成形模，其特征为该通常有柔性的耐热纤维层，是用从一组材料中选择的材料构成的织物，这组材料包括二氧化硅纤维，氧化铝纤维及铝硅酸盐纤维等，用无机粘接剂粘合。

6、如权利要求5所述的玻璃板的成形模，其特征为该粘接剂选自一组包括胶态氧化铝，硅胶及二者混合物之粘合剂。

7、如权利要求5所述的玻璃板的成形模，其特征为该通常有柔性的耐热纤维材料层含“Fiberfrax”材料。

8、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为该刚化剂材料为一种液态无机化合物，是一种称为“刚化剂W”的含润湿剂的硅胶水悬浮液。

9、如权利要求5所述的玻璃板的成形模，其特征为该柔性构架有一个格架，由纵横伸展的有间距的柔性条构成。

10、如权利要求9所述的玻璃板的成形模，其特征为该纵横伸展的柔性条互相叠置，在交叉点上互相刚性连接。

11、如权利要求9所述的玻璃板的成形模，其特征为该纵横伸展的柔性条，交织为不粘合漏空形式。

12、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为将该柔性构架包围在该弹性模体内。

13、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为该弹性模体为硅橡胶，可反覆接触高温并保持柔性。

14、如权利要求10所述的玻璃板的成形模，其特征为有一个基础板，若干支柱的一端固定在该基础板上，支持与该基础板离开的该柔性构架，各该支柱在该基础板上互有间距，其另端与上而放置的柔性条的交叉点固定，各该支柱的长度使该成形元件确定该弧形。

15、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为该通常有柔性的耐热纤维材料层的最外层上面，放置一层玻璃纤维布，当该加热玻板在该模上成形时，接触该加热玻璃板。

16、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为每一该通常有柔性的耐热纤维材料层的额定厚度约6.3毫米。

17、如权利要求1所述的玻璃板的成形模，其特征为将该通常有柔性的耐热纤维层的最下层的全部表面在该弹性模体上粘固。

18、形成压弯加热玻璃板的成形模的方法，包括将一个柔性构架形成与压弯玻板的弧形一致的弧形，将该构架包围在确定该模具设计表面的一个模体弹性覆盖层内，其特征在于用若干通常有柔性的耐热纤维的单个覆盖层，覆盖该弹性模体的该设计表面，将各该层中之至少一层用刚化剂处理，赋予复合覆盖层适合压弯该玻板的预定刚度。

19、如权利要求18所述之形成压弯加热玻璃板的成形模的方法，其特征为将一片玻璃纤维布，在无皱纹的拉紧状态下放在该耐热纤维材料层的最外层。

20、如权利要求19所述之形成压弯加热玻璃板的成形模的方法，其特征为在该设计表面上至少覆盖三层该通常为柔性的单个耐热纤维层，包括将其中至少二层用该刚化剂处理。

21、如权利要求18至20中任一权利要求所述之形成压弯加热玻璃板的成形模的方法，其特征为该刚化剂为名为“刚化剂W”的含润湿剂的胶硅水悬浮液。

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