CN1026683C - 曲面玻璃板生产方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的玻璃板压弯法，将玻璃板沿基本为回转锥面形的纵向轨迹通过，预热到弯板温度。本发明的另一主题是一种压弯机，有一个基本为回转锥面形的整形台。本发明尤其适用于生产形状复杂的汽车玻璃板。

Description

本发明与曲面玻璃板的生产技术有关，该玻璃板可热钢化，并可弯曲成复杂的非圆柱形状。本发明具体有关的技术为将玻璃板从整形台上通过，整形台有如沿行进路线设置的旋转元件的整形棒，该行进路线沿平板玻璃行进的方向弯曲。举例而言，本发明可应用于：如汽车侧窗的玻璃。

这些钢化弯曲技术属于已知;如法国专利第2，242，219号所揭示，它提出将玻璃板预热到软化温度，然后使其通过一个运送器，运送器紧接出窑玻璃板的行进路线，该运送器形成通过最终钢化区的整形台，运送器有旋转件，它们沿一条弧形路线放置。在实际中弧形路线为圆弧形，它有一个最好向上的凹面。因此，在这情况下，玻璃板依循的轨迹不是平面形而为圆柱形，圆柱形的辊排列在水平方向上，最好与玻璃供给路线垂直，玻璃在设备中平放。

旋转件路线的半径，相当于赋予玻璃板在与行进方向平行的方向上的曲率半径。可相对这第一曲率增加一个第二曲率，第二曲率的取得是通过非使用直线轴构成的旋转件而使用定形辊构成旋转件，例如为S弯型的定型辊或与凹面辊或有双曲线的轴结合的鼓凸辊。因此，根据旋转件的曲率，可形成玻璃板的复曲面形，主曲面的曲率半径可在一公尺至无限大之间变化，副曲面的曲率半径可在20公尺至无限大之间变化，无限大时相当于直线辊，因此为圆柱形。

在运动中连续作用玻璃板上的这种技术，可以非常有利的高生产 速度实行，因为使用高进料速度，假如仅为防止辊子间的玻璃变形，并且因为将相隔仅数公分的玻璃板前后相继全无障碍，故速度一般不低于每秒10公尺。但这种有利的生产速度的取得，需以限制用这方法生产的玻璃形状作代价，仅限生产圆环面（一种旋转圆柱或圆环形，而副曲率半径通常大于主曲率半径）。

假如这圆环形实际为汽车侧门最常用的玻璃板形状，然而这并非唯一使用的形状，当前的设计者不断创造许多汽车型式，有些玻璃板的形状很复杂，尤其是它的在一定的方向上不固定曲率半径。当前生产这种玻璃板仅能通过将玻璃板靠在弧形模型上，并且/或者将其放在一个弧形架上生产，这样玻璃板在行进中必然有间断，它们彼此间有相当宽的间距（在将第一块板弯曲时，不能在全部弯板期间利用弯板工具，而在如法国专利2，242，219号叙述的设备中，在一块玻璃板的外缘进入整形区时，前一块板的后缘仍在该区中）。

除对生产率有这种限制的特点外，还必须面对的问题是在弯板时，理想地控制有效赋予弧形并防止任何附加变形，例如在玻璃本身重量作用下悬垂造成的变形。这种附加变形一般在于玻璃板从弯板工位转移到钢化工位的时候产生，当玻璃板的压弯曲率小时常常难以避免这种附加变形，这意味着玻璃板仍有非常强的弯曲倾向，难以控制;而且，形状复杂的玻璃板并非一定是高度弯曲的玻璃板。弧形整形台的弯板钢化法，对这控制曲率的问题可作非常妥善的解决，因为辊子对玻璃板作固定的支承，并且玻璃板在压弯后立刻钢化，不需从弯板工位转移到钢化工位。

本发明的目的在于扩大用弯板钢化设备进行工业化生产的玻璃板的形状范围，该设备是通过将玻璃板在一个整形台上通过来加工，而整形台在玻璃行进方向上的弧形限定一轨迹，举例而言，目的为用这类设备制造几乎全部安装在汽车边侧和后方的玻璃板。

为达到这目的，将玻璃板预热到弯板温度，沿一条轨迹在整形台上通过，轨迹有一个弧形，它基本处在一个回转锥面上。最好这锥面轨迹与窑中玻璃板的平面轨迹相切，以防中断。也就是玻璃板依循的轨迹最好向上升，并向一边倾斜。

玻璃板依循的路线由弧线组合生成，弧线以构成圆锥顶点的单一中心类似地互相转换，在窑炉轴线垂直线上对准的两点进入弯板工位时，连接两点的直线必然与连接位似点组合的直线合并。这些弧线最好为椭圆形或圆形，使玻璃板依循的路线，以椭圆形底或圆形底的锥体表面承载。如为回转锥面，则取得的曲率半径在纵向上恒定，而在玻璃板轨迹的横向上连续变化。

此外，可在用纵轨迹取得的这主曲率上，增加一个横向副曲率。

按照这种压弯作业，玻璃板承受有控制的冷却，以保持形状稳定。举例而言，对于安装在汽车的侧身板或后车身板用的玻璃板，则这种冷却属于加热钢化类型;也可作相对轻度的冷却，仅为将玻璃板恢复低温，其目的为将玻璃板作层叠组合。

最好以这样的方法实现玻璃板驱动：玻璃板表面上的全部各点通过的时间都完全相同，甚至在非平面的轨迹中，同时进入整形台并垂直于在窑炉纵线地处在整形台上的不同两点，其通过的距离相异时也不例外。一个处在轨迹中部上的点，由于通过的距离短，故该点比通过距离大的外部点需较慢地驱动。因此可防止滑动现象，滑动现象倾向于降低玻璃板的光学质量。

本发明的另一目的是提供一种玻璃板压弯机，它有基本锥形的整形台，该整形台最好与玻璃板送料运送器上辊列确定的平面相切。

该设备最好也按已知的方式设置钢化吹气箱，其喷嘴朝向最后的整形棒之间，以使将玻璃板同时压弯并钢化，或者确切而言，在将前面的已压弯部钢化的同时，将后部压弯;本发明并非必须与钢化（淬 火）玻璃板生产结合，并可以冷却装置取代这些钢化吹气箱，用冷却装置将玻璃板的温度降低到弯板温度以下，以固定玻璃的永久形状。

根据是否需要在玻璃板上制作副曲面，可使用玻璃支承线为非直线或直线形的整形棒，从而形成基本为锥形的表面，或为有效的回转锥面类型的表面。在前一情况下，可以使用回转抛物面类型的旋转件，或者也可使用有旋转套包围的曲面辊，从专利FR-B-1，476，785号可知，这种元件为熟悉本领域技术人员所熟知，应注意可用不对称曲面辊制作某些特定的形状。在第二种情况下，整形棒有直线支承线;因此，它们最好由辊子型的旋转件构成。为使玻璃板表面上全部各点的通过时间相同，至少在玻璃板的支承区中，最好使用截头锥形辊，它们可有直角端，以简化组装和旋转驱动。

当整形台为锥形，它具有一个最好朝上的凹面，这样较适合有釉的玻璃板，例如周边有釉，以利用胶安装的玻璃板，玻璃板对整形棒旋转元件的摩擦，可能不足以正确推动玻璃板，如有钢化吹气区则尤其需在这区中，不仅必须克服玻璃板自重施的力，而且须克服垂直吹向玻璃板表面的冷空气形成的障碍所造成阻挡玻璃板前进的力。在这情况下，弯板机应设有放在整形棒上方的元件，与元件配合将玻璃板推进，这些上方的元件的构造，可与形成整形台的下方的元件完全相同。

其他细节及优点，从下文结合附图的叙述便可明了，附图如下：

图1    为弯板作业线的概略俯视图，它含有一个具有圆柱形纵向弧线的整形台，以便制造图1a概示的类型的玻璃板形状;

图2    为弯板作业线的概略俯视图，它有本发明的整形台，以便为制造图2a概示的类型的玻璃形状;

图3    为本发明弯板机的概略透视图，其上部抬升;

图4    表示一种较适合本发明设备的整形台结构的辊子。

图1    及图1a表示专利第FR-B-2，242，219号所揭示之先有技术，为清晰起见仅示出运送元件。在本技术领域中，玻璃板1由一系列驱动辊构成的水平运送器载送，首先通过一个再加热区2。在再加热区2的出口，其温度高于或等于弯板温度，将玻璃板送入弯板区3，在区3中，各辊按半径为R的纵向圆柱形安装。于是辊子形成最好具有其凹面向上的整形台，在这台上进行传送（在图1中从左向右）;于是玻璃板在重力，可能有的上方元件和速度的结合作用下，取得曲率半径为R的圆柱形的弧面。弯板区3后面为钢化（淬火）区4，在钢化区中，辊子也相似沿半径R的圆柱形安置。最后用平面运送器5将玻璃板撤出，可以用一个倾侧器，以便于将玻璃板送出钢化区4。

与半径为R的主弧面垂直，因此在图1a所示的举例中则为与直边6平行，如有需要，便可在玻璃板上作直径r3的副面，r3最好大于20公尺，这限制与整形辊结构的技术问题有关。但是注意这副形与边缘7的主弧形垂直很重要。

图2及2a说明本发明。再加热区2与图1中的再加热区2相同，玻璃板1′离开再加热区2后进入整形区3′，整形棒在区3′中按顶点为0的锥形排列。于是玻璃1′从“倾斜弯道”式整形台上通过，不仅使其在垂直方向上移动，而且使之旋转。这使玻璃板有圆锥形，主弧形沿线6′连续变化，开始时与窑炉的轴线垂直，本举例中，外缘7′的曲率半径R′₁，内缘有较小的曲率半径R′₂，在本例中，术语“外”及“内”与圆心为0的锥形相关，曲率半径R′₁及R′₂一般可在一公尺和无限大之间。

与前面相同，整形区3′后面为钢化区4′，其辊子于整形区3′的辊子后面连续放置。随后运送器5′，或最好用两个运送器将钢化玻璃板1′撤出，第一个运送器沿生产线的轴向改变玻璃板的方向，然而也可考虑用其他的出板系统，例如用有吸盘臂等的系统。

假使整形棒有一个支承面抵靠平直的玻璃板，与窑炉2′的辊子平行的边缘6′不弯曲。与之相反，使用模制的整形辊，如回转抛物面的整形棒，可形成半径r3的横向副曲率。

图3表示本发明弯板机的主要元件，本图表示半开启的保养状态，使整形台较易观察。这弯板机的宽度，取决于待压弯的玻璃板的最大尺寸，弯板机最好安装在轮载的载送器上，这样可形成一个易更换（零件）的独立单位。

弯板机有一个下组合件8和一个上组合件9，用关节臂10安装，于是可将机器开启，玻璃板可在机器中从图中的左方称向右方，从而升高。

这里说明的情况中，下组合件8有17个整形棒11，最前面的三个已取去。事实上，这最前面的三根棒，构成将玻璃板通过再加热窑的运送器的最后三个辊子，即上面放玻璃板的辊列，严格处在窑炉辊上辊列构成的平面中，这种措施可避免以后可能造成光学缺陷的间断。

上组合件9有相似的17个整形棒12，其中仅第一个在图3中清晰可见。整形棒11或12分别形成的面为圆锥形。机器合拢时两相对棒11及12间的空间，大致等于玻璃板的厚度。

从最接近窑炉的一端算起，构成整形区本体的是最前面的2×7个辊子。在这以后为钢化区，一般而言为冷却区的开始。为此，在整形棒11及12之间布置吹气嘴17，通过与厂房固定管道连接的导管13，14，15及16，供给压缩空气。吹送的空气的量，应足以保证在玻璃板通过的时间中，受到符合最严格的汽车标准的热钢化或淬火。在这区中，可按已知方式利用较细的和设有环圈的整形棒，供玻璃板在上面通过。

下元件的全部整形棒11的安装方式为形成玻璃板整形台的辊列会聚为锥形。为此将整形棒的轴承安装在由弧形金属桁板构成的外、内 弧圈18及19上。这样，因全部整形棒有相同的设计，和相同的长度，便形成了一个由全部可互换的整形棒11组成的圆锥形的整形台。

上组合件的整形棒12按相同方法，安装在外、内弧圈20及21上。

从图4可较详细看到，每一整形棒11，12有一个由一个截头圆锥体23包围的芯22，举例而言，该组合件用不锈钢制作。玻璃板在上面通过的截头锥形部最好朝向由具有弹性网眼的硅纤维或其他耐火纤维织物24制成的管形套，最好仅将套管简单套在截头圆锥体23上，不用胶粘，仅在端部上固定。织物吸收可能在玻璃板和截头圆锥体23间侵入的尘土，从而防止形成针状剌（pin    pricks），并防止玻璃板滑动。

由于外弧圈半径较大，玻璃板的外缘通过的距离大于其内弧边缘通过的距离。然而最好同时进入设备的两点，驻留时间相同，否则玻璃板内部的钢化将明显低于外部。因此，与本领域中的一般运作相反，本发明的优点在于玻璃板的推送速度与通过的距离大小成正比，即前进方向调节横向速度。这可用截头锥形辊非常准确取得，其切向速度明显可随距离长度变化，直径增大时速度增大，已认识到安装机器的第一辊子时，不需使其旋转轴线25与窑炉的圆柱形辊的旋转轴线对正，而须将辊的上母线26与窑辊的辊的上母线对正，这必然意味设备安装时，将轴线25在机器的内侧上略为抬高。其他的整形棒也相似略倾斜安装，这些整形棒上母线处在一个与半径为R′₁及R′₂的截面相交的锥形上，圆锥形向着一个公共点聚敛。

整形棒11及12的安装如图3所示。一端在安装在自由转轴28端上的套管27中固定。套管27用弹簧29压在棒11上。轴28又放在直接与弧圈18固定的支承30上，另加设手柄31，以便将弹簧29向后拉，整形棒可迅速分离，以进行更新。在另一端上，在整形棒11的内侧，和上部元件整形棒12的外侧上，每一个棒有两个滚柱轴承32导向并固定在套管33内，套管33通过活节传动件34传递齿轮35的转动，齿轮35由齿轮 37驱动的齿链36驱动，齿轮37由单个的下、上元件的全部连接轴38的公共齿链39并通过连接轴38驱作动。

于是，虽然其各轴承不在同一平面中，本安装方法仍可按可靠的方式，使全部整形棒用同速度驱动。

Claims (22)

1、一种加工预热玻璃板的方法，它包括下列步骤：通过使该玻璃板沿纵向轨迹通过来弯曲玻璃板，当使玻璃板沿纵向轨迹连续通过时冷却弯曲的玻璃板，其特征在于，上述纵向轨迹基本是呈回转锥面形状。

2、如权利要求1的加工预热玻璃板的方法，其特征为基本为回转锥面形状的上述轨迹与再加热窑中的玻璃板的平面轨迹相切。

3、如权利要求1或2的方法，其特征在于，给上述玻璃板附加横向于纵向曲率的副曲率。

4、如权利要求1的加工预热玻璃板的方法，其特征为玻璃板的轨迹上升。

5、如权利要求中1的加工预热玻璃板的方法，其特征为当玻璃板沿基本为锥形轨迹通过时，玻璃板还承受加热钢化处理。

6、如权利要求1的加工预热玻璃板的方法，其特征为当玻璃板沿基本锥形轨迹通过时，用逐渐而可控制的方式冷却。

7、如权利要求中1的加工预热玻璃板的方法，其特征为玻璃板上所有各点的通过时间都相同。

8、如权利要求中1的预热玻璃板的方法，其特征为玻璃板依循的路线，由椭圆或圆形底的锥形面承载。

9、一种加工预热琉璃板的设备，它包括整形台，该整形台包括整形棒和沿该整形台移动加热玻璃板以便该玻璃板按整形台的形状弯曲的装置，其特征在于该整形台基本为回转锥面形。

10、如权利要求9的设备，其特征为该整形台确定的表面，与玻璃板的送料平面相切。

11、如权利要求10的设备，其特征为该整形台的凹面部朝上。

12、如权利要求9至11的任一权利要求的设备，其特征为该整形棒上的玻璃板的支承线为直线形。

13、如权利要求12的设备，其特征为该整形棒上的玻璃板的支承线为弧线形。

14、如权利要求13的设备，其特征为该弧形整形棒不对称。

15、如权利要求9的设备，其特征为该整形棒为旋转元件。

16、如权利要求9的设备，其特征为该旋转元件至少在玻璃板支承区中，为截头圆锥形。

17、如权利要求9的设备，其特征为放在整形台上方的元件，用于促使玻璃板前进。

18、如权利要求9的设备，其特征为全部整形棒都相同。

19、如权利要求9的设备，其特征为整形棒的轴承有截头圆锥形辊，用两个圆弧形的弧圈件支持。

20、如权利要求9的设备，其特征为另有两个钢化送气箱，其喷气嘴对着下游整形棒之间。

21、如权利要求9的设备，其特征为另有一个接收运送器。

22、如权利要求9的设备，其特征为每一辊由一条齿链，通过活节传动器驱动，其转动由单个的下部或上部元件的全部辊子的公共齿链实现。

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