CN1032305C - 制造弯曲玻璃板的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于将加热到压弯温度的玻璃板压弯的工艺，它通过将玻璃板在一成型床上通过，该床从其纵向看具有一个基本上呈圆形或基本上呈锥形的纵断面，所述的成型床由用来驱动玻璃板的旋转部件组合件及至少一个作用在压弯区第一部分中的玻璃板上的热空气垫组成。

Description

制造弯曲玻璃板的方法及装置

本发明涉及压弯玻璃板的技术，它使这些玻璃板在由一系列成型辊组成的成型床上通过，这些成型辊沿着具有一定纵断面的行径分布，所述纵断面沿玻璃板传送的方向弯曲。本发明特别适用于制造弯曲的以及可能的话钢化的汽车玻璃。

上述技术可以从法国专利FR-B-2242219和FR-B-2549465中获知，它包括使在水平炉中加热的玻璃板在两层辊一或其它旋转部件一沿曲线状纵断面分布之间通过以及通过最后的钢化区。为了园锥状的侧面窗玻璃、敞开顶或其它玻璃片，总的来说，这些辊层应由直线的沿环状纵断面分布的园锥棒形成。这项技术导致了很高的生产能力，因为一方面，玻璃板不必隔开很宽，它可以在前面的玻璃板尚未完成处理之时就可以将一块玻璃板进入成型区而不会发生任何问题，另一方面，如果辊的长度允许，可以同时处理两块或三块玻璃板。

在多数下，汽车玻璃板在其内表面具有涂釉区，也就是说在凹侧涂釉；该釉必须沉积在炉中向上的玻璃表面上，从而不会弄脏炉子的输送装置，间接地说不会弄脏其它玻璃板。因此，玻璃板的通道必须较高而成形床应具有向上的曲率。在这些环境下，玻璃板一步步地“爬”过成形床的每一根辊。

为了协助玻璃在该步骤中上升，FR-B-2549465中已指出采用上层辊衬在成型床上的组合件。这些上层辊用弹簧安装，以避免在玻璃上导致过量的负载，其目的仅仅是获得一种辅助的前进力量而没有任何滚压或压制作用。但是这一点仅仅在该上层辊被绝对正确调整到位置(这需要以十分复杂的机器作前提)才是可能的，在专利EP-B-260030中，也已经证实如果玻璃板的转送速度较高，更精确地说是至少为10cm/秒以及优选地在15-18cm/秒之间时，这些上层辊是可以取消的。

通过增加经过的速度，玻璃板上给定点未受支承(由于它在两层辊之间)的时间将缩短。由此，由于形成细小波纹而产生光学缺陷及凸起的危险也减少了。如果辊子或其它类似的旋转部件是相互靠近的则任何事情都可能发生，而辊子的这种物理靠近是不允许的，这主要是因为受到与齿轮及其它传送机构的尺寸所产生的技术限制，因为旋转运动及最小直径原则必须遵守以避免该辊子发生任何变形。

通过限制该玻璃相对辊发生滑动危险，优选的传送速度范围15-18cm/秒也可以使玻璃及辊子之间发生良好接触。

此外，增加玻璃板经过的速度还受限于第二个关键因素。事实上，虽然增加输出速度本身是有益的，但绝不能允许玻璃片尚未正确钢化后就离开压弯及钢化设备。现在，如前所述，在这类压弯/钢化技术中，钢化是在玻璃板运送过去时进行的，其速度与玻璃板在压弯区中的相同。所以在给定的吹气条件下，钢化时间与玻璃传送速度、钢化区长度及进入钢化区玻璃板的温度直接有关。

在钢化区中用较热的玻璃进行操作显然意味着在压弯区应采用较热的玻璃，这会导致上述细小波纹弯形现象的上升。此外，如果玻璃板所需的曲率半径较小，则在这类设备中在任何速度下供钢化区的长度必需缩短，这是因为至少要在该玻璃板已传送过四分之一转，且在它们返回这前才能将玻璃板从压弯/钢化装置中卸出。对于1米的曲率半径，则压弯区的长度应在30厘米左右，至多留有约1.25m的长度。

在相当标准的吹气条件及玻璃板厚度为3.2mm时(这符合欧洲条例第43条的要求，该条款涉及安全玻璃及用来装配机动车及其拖车的玻璃板材料的审核批准)，该钢化应力必须使该玻璃在破碎时应产生若干个碎片，在每块5×5cm方块上，碎片数不低于40也不高于350(当玻璃板厚度为小于或等于2.5mm时，该数字升至400)。还是根据这些规定，这些碎片中没有一块大于3.5cm²(除了在该玻璃板的周围有2cm它的带以及在围绕冲击点半径7.5厘米的范围以外)而且没有长度在7.5cm以上的狭长碎片存在。

为此，必须在至少5秒钟内通过压弯机的钢化区，这将导致该玻璃通过的极限速度值达到25cm/秒。

通过与以前所述的优选速度作比较，可以明显地得出一个较容易的操作边缘，而且该要求有效地与长方形或基本上长方形所述的相符合，对于这种长方形来说未被辊支撑的两个点之间的最大距离对应于这些辊中心之间的距离，相反，如果该板有一个倾斜边，使之对于该斜边的若干点来说与玻璃板的传送方向成一个夹角，则该距离将随该角的余弦函数的反比而增加。当该夹角为30℃时，对于该边的若干点来说获得相同支撑就需要使传送速度在30-36厘米/秒之间，而这是不合适的。计算表明只要该角度小于45℃就可达到25厘米/秒的极限速度，这就解释了为什么会在边缘处出现辊压凹坑缺陷。这本身就很明显通过调整玻璃板相对传送方向的位置来克服该问题是不可能的，因为该方向还决定施加到玻璃板上的弯曲的主方向。

本发明的目的在于对前面所述的压弯/钢化技术作出改进，从而对所产生的玻璃板的弯曲质量及光学质量作出改进，并且消除了在三角状板或由斜边构成的任何形状的板的情况下产生的辊压凹坑付作用。

根据本发明该问题即得到了解决，本发明采用的是将预热到压弯曲温度的玻璃板压弯的方法，它包括将它们在一种成形床上通过，该床从纵向看呈基本园形或旋转锥形，该床包括旋转部件的组合件用运送玻璃板以及至少在压弯区的第一部分至少有一段热空气垫作用在玻璃板上。

由前面所述的定义，其后该玻璃板由该热空气垫基本上成型，该垫作用在玻璃板的下表面、上表面或两个表面上。

如果热空气垫仅仅作用在下表面上，则必须提供上部装置，如小型辊类装置，适用于抓住玻璃板并配有旋转部件，确保该板被驱动通过压弯机。出于上述原因，这些上部装置会带来一些缺陷，但不管怎么说，该热空气垫有助于获得高质量的形成品。应当注意的是该下部热空气气垫事实上是由一系列热空气垫组成，这些垫装于直杆或反向弯曲的杆型旋转部件之间的间隙空间中。

第二个及更好的情景在于热空气垫作用在玻璃板的上表面上，这样就能使重力的作用稍稍增加，从而由此改善了成型床中旋转部件的驱动能力。因此，就能增加玻璃通过的速度而不会增加滑动(滑行)的危险，从而就能将玻璃板的传送速度作为花费在热钢化上的时间的一个函数而系统优化。在这些条件下，玻璃板的传送速度将可以达到25cm/秒左右，这对其光学质量是极其有利的。此外，热空气垫不会导致任何玻璃接触面，即上表面通常是带釉的，产生光学缺陷的危险。术语热空气这里应理解成温度提高到相当接近玻璃板压弯温度的空气，这种热空气导致了本发明的另一种十分特殊的良好作用，也就是说在压弯过程中降低了对玻璃板的冷却，结果在炉子的出口处可以用稍稍冷些的玻璃进行操作而不致影响钢化，但却减小了由于玻璃板刚度较大而产生波纹的危险性。

应当重视的是，在室温下利用压弯机时，压弯时玻璃的冷却速度在7-8℃/秒左右，或者在10℃/秒以上。在所述的温度下，这种冷却都会使粘度上升3个因子以上，这无疑对压弯工艺是不利的。

综上所述，重要的是就在压弯区开始向玻璃板上施加一种作用，此时该玻璃板仍然由预热炉的最后面的辊子携带至一个大范围，这些辊子仍呈水平方向放置，结果玻璃板由于其平直的后面部分而具有一定的刚度。无论如何，如果只想从热空气的热作用获得最大的好处，优选地应使上部热空气垫复盖整个压弯区。

本发明的这种变化在下列最常见的情况下是特别优选的，此时在压弯过后接着通过冷却气体喷咀由上、下喷咀向玻璃两表面吹气进行热钢化，上述下、下喷咀位于分布在成型床最后部分中的旋转部件之间。

根据本发明的一个更好的实施方案，有两个热空气垫作用在玻璃板的两边。这样，其热效率还可进一步提高，而且可以向尚未被辊支撑的玻璃提供补充支撑，而不会在驱动玻璃板时产生缺陷，该玻璃板借助于上部空气垫仍然保持被辊所携带。下部热空气垫将产生一定数量的辅助支撑点，它们限制了边缘压滚的产生。另外，由于上部热空气垫造成的高速度，又使光学质量得以保证。在这种方案中，应当想到，该玻璃板是在热空气垫之间成型的，辊子仅用来进行机械驱动，玻璃板的重量由热空气垫支撑。作为次要功能，这些辊提供了精确的参照点，该机械精确性可用于对不具备与空气垫简单等价的辊进行定位。

有利的是，该热空气垫可以具有轻度的横向弯曲，它与要施加到玻璃板上的横向弯曲相同。

本发明作为其主体还包括压弯设备，它包括一种成型床和在该成型床上下至少有一种产生热空气垫的装置，所述成型床由旋转部件，典型地如辊类的组合件组成，这些旋转部件沿着一种纵断曲面分布，该曲面从所述成型床的纵向看基本上呈园形或基本上呈旋转锥形。

这些用来产生热空气垫的装置例如有伸长的空心部件，可以并排放置以形成上部空气垫，并且通过由多孔材料形成的壁而围起来，这些多孔材料通过机械加工而成形，所述的伸长部件优选地被包裹在高温耐热纤维的织物中以在玻璃发生炸裂时保护多孔壁。

根据本发明所用的热空气垫应具有较低的举高，优选地是在0.2-2mm之间，而且相当强，即玻璃板的通过基本上不影响空气垫的深度。

通过对由参照附图而得出的实施例的详细描述，本发明的其它优越性详情及特征将变得显而易见。

图1：本发明的压弯装置的局部透视图。

图2：图1细节的视图。

图1表明用于现行压弯机上的本发明的压弯工艺的基本原则，该压弯机包括成型床，成型棒1，优选地它们是直的锥形辊类，它们在用箭头F表示的玻璃板的运行方向上沿弧2所确定的环形曲面分布。该床的弯曲方向向上，该压弯机就位于用于喂送加热到压弯温度的玻璃板的平面输送机的下游，为了避免由于玻璃通过的道路不连续而导致的光学变形，该成型床的曲线与该喂送机(未示出)相切。此时辊子相互并行分布以获得柱形玻璃板。它们的旋转方式被驱动，例如，通过一套作用在小齿轮上的链，该小齿轮装在该辊的末端并由驱动轴驱动。

该压弯机的前七个辊确定成型区。后面的辊形成钢化区的一部分，在它们之间分布着吹气咀3，吹气箱4向其供气，吹气喷咀3向玻璃板的下表面喷吹冷气，通常是空气。在下部吹气喷咀的对面，还提供了上部吹气喷咀(为了清晰未示出)，它向玻璃板的上表面喷吹冷气。为了很好地排出钢化空气，钢化区辊隔更宽，至少在该钢化区的第一部分的下游以及在玻璃已经变得充分冷却、其形状已固定的那一刻是如此。另外，在该钢化区对于每一个成型床的辊子来说都对应着一根上辊(未示出)。在该钢化区，事实上优选地是不要去掉上辊，这是因为玻璃板的运行由冷却气体的吹送维持的而且无论怎样玻璃在这里已较冷却，而上部辊不再会有有害作用。

由图1中可以看出，压弯机的前7个辊未与上层辊相联，如EP-B-263030中所述，没有上辊可以通过使玻璃板的运行速度至少在10厘米/秒优选地在15-25厘米/秒之间而获得补偿。利用防止滑动的上层空气垫就可以实现这一点，运行速度越大，玻璃板越薄。无论怎样，当玻璃具有一条斜边和/或当压弯机的曲率半径特别小时，就会出现一些弯曲缺陷，根据本发明的作者的观点，通过稍稍增加重力作用就可以将这些缺陷弥补，此时，可以利用通过并列排列一些由主管7供气的部件6产生的上层空气垫5来实现。

在通向钢化区的途径中，应中断该上部空气垫以为位于下部辊上方的上部辊提供空间，该上部辊将帮助玻璃进入钢化区，而不管由连续吹送冷却气体而产生的反向力。应当注意在界限处，在该钢化区的第一部分中仅有一个或两个上部辊，而且这些辊将作为防止这些冷却气体穿入压弯区的挡板。在压弯区中也有可能配置上部辊，但需在该区的再一根辊之间维持一个空气垫。对于柱形压弯来说，这种方案不是优选的。但无论怎样，如果辊是异形辊或者配置了辅助辊，典型地如为了制备具有尖锐弯曲角的玻璃板，则都将是有利无害的。

后一点在如图1所示的方案中在成型床下部辊之间提供了空气垫8时则显得特别重要，事实上，这些下部空气垫可能会抬起该玻璃板，如果未施加反向力则会有可能发生将它压向上层辊的危险。

该成型床的最后一根辊9上配有一种翻转部件，例如象法国专利FR-A-2549465中所述的，该部件将压弯并钢化的玻璃板输到基本水平的输送机上，玻璃板随后经过吹风区作进一步冷却。

从图2中将会看到更多细节，优选地该空气垫或各种空气垫是由伸长的空心部件10产生的，这些部件连接到一个热空气输送装置11上，并由一多孔壁12(如有必要通过机械加工将其修整)将其围住。使用这类材料可以很容易地获得适用于成型床的空气垫，该床不是完全呈柱形，而是如稍微带些纵向弯曲，此时成型床不是由直的柱形棒形成，而是例如由外凸或内凹状辊形成。

在这种情况下还可以注意到本发明是特别有益的，这是因为它有效地省去了上部部件，这些部件的去除只在下部辊能充分有效地驱动时才能进行。

为了防止玻璃板在钢化中发生破裂时损坏该多孔壁，优选地将该伸长部件包在保护布13中，它能够透过空气并由高温耐热纤维制成。

优选地按标准形式构建该伸长部件，在成型区的上部空气垫仅通过并排放置合适数量的部件而获得，这种分布能简化废旧元件更换问题。

举例来说，已经可以构建一种压弯机，它带有15mm宽(形成空气垫的壁面的宽度)的伸长部件，它距离玻璃板5mm放置，位于直径为30mm的直辊之间，这些辊的中心之间间距为50mm。当采用上下空气垫时，该中心间距可以进一步加大，而不影响玻璃板的质量，辊子基本上用作固定参照点，所用的空气垫具有较大的硬度，箱中空气压力与垫中空气压力之比至少为4。

Claims (10)

1.一种将预热到压弯温度的玻璃板压弯的工艺，它通过将该玻璃板在一个成型床上通过，从所述成型床的纵断面看，该成型床的纵断面呈圆型或旋转锥型，其特征在于，玻璃板通过由旋转部件组合件组成的用于接纳进入的玻璃板的成形床，并且在其压弯区的第一部分至少有一个热空气垫作用在玻璃板上。

2.根据权利要求1所述的压弯工艺，其特征在于，热空气垫覆盖整个压弯区。

3.根据权利要求1或2所述的压弯工艺，其特征在于，玻璃板被另一冷却段冷却，它通过上部喷嘴及下部喷嘴吹出的气而实现，上述喷嘴插在位于成型床后面部份中的旋转部件之间。

4.根据权利要求1或2所述的压弯工艺，其特征在于，该热空气垫在玻璃板的下方作用于玻璃板上，且配置有上部装置以使玻璃板与所述旋转部件保持接触。

5.根据权利要求1或2所述的压弯工艺，其特征在于，该热空气垫在玻璃板上方作用于玻璃板上。

6.根据权利要求1或2所述的压弯工艺，其特征在于，上部热空气垫和下部热空气垫插入压弯区之间，对玻璃板进行作用。

7.一种压弯玻璃板的装置，其特征在于，包括成型床，该床具有旋转部件的组合件，该旋转部件沿着一纵断面分布，沿所述成型床的纵向看，该成型床纵断面呈圆形或旋转锥型，和至少一种在所述成型床上和/或下部生成热空气垫的装置。

8.根据权利要求7所述的压弯玻璃板的装置，其特征在于，所述生成热空气垫的装置由伸长的空心部件构成，该部件由多孔壁围住。

9.根据权利要求8所述的压弯玻璃板的装置，其特征在于，所述的伸长部件包在高温耐热纤维的织物中。

10.根据权利要求8或9所述的压弯玻璃板的装置，其特征在于，所述多孔壁和玻璃板表面的间距为0.2-2毫米之间。

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