CN1084142A - 在成型室中支撑和输送玻璃板的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在成型室(2)中至少对加热至成 型温度的玻璃板的中部进行支撑和输送的装置及其 使用方法。该装置包括一个产生气垫的加压筒 (21)。加压箱由多个与玻璃板(28)行进方向相垂直 的单个的隔室(53)组成，每个隔室(53)沿玻璃板行进 方向的宽度小于玻璃板的“高度”，并配有至少有二个 压力分布装置的供气装置。

Description

本发明涉及玻璃板的弯曲技术，尤其涉及玻璃板弯曲技术中的在成型室内支撑和输送玻璃板的装置和方法。

上述技术主要用于生产汽车用玻璃（安装于车辆两侧和尾部），首先将玻璃板弯曲，然后再淬火，或弯曲后退火制成复合玻璃，如双层玻璃（用于风挡）。

尤其汽车用玻璃要满足一些严格的标准，尤其是光学特性和所规定的形状。

因而，人们作出很多努力试图减少生产中产生的各种缺陷，例如由于玻璃板与加工工具的接触而在玻璃表面产生痕迹，和/或玻璃板与加工工具错位，尤其和弯曲模错位所引起的变形。玻璃板在成型室中达到软化温度时并通过阴模真空成型和/或直接与弯曲模接触机械挤压成型而弯曲时的技术更为关键。

根据一些常用的玻璃板弯曲技术，玻璃板水平穿过加热炉，被滚筒输送带输送至成型室，离开滚筒输送带，通过减压箱产生的周边吸气，玻璃板在吸气作用下与上弯曲模的下表面接触而产生一定程度的弯曲。然后，这种弯曲定型还可通过将玻璃板投放到下环模上时的惯性和重力的协同作用或通过上模和下环模的机械挤压而进一步完善。最后，随同一个下环模或一种特定的环模，玻璃板离开成型室进入淬火/热处理室进行淬火。参阅法国专利FR-B-2085464;欧洲专利EP-B-241355，EP-A-240418;EP-A-241355，EP-A-255432;EP-A-389315。

问题在于选择什么样的方式在成型室中支撑和输送玻璃板。即，使玻璃板在高温下保持其光学特性的最适宜的方式。

上述弯曲技术简单地将加热炉中的滚筒输送带延伸连接出一段，以此作为从加热炉到成型室的玻璃板输送装置，以及作为成型室中玻璃板的支撑装置。这样就会出现滚筒输送带和软化的玻璃板之间的直接机械接触，这只会限制弯曲模和玻璃板之间的定中性，（见欧洲专利申请EP-A-389351中介绍的定中方式），因为任何摆幅的复位都会引起玻璃板/滚筒输送带的相对移动，随之而来的是会产生痕迹的摩擦。

另一些弯曲技术在成型室中对玻璃板采用了不同的支撑和输送装置。如欧洲专利申请EP-A-0351278介绍了一种用一种柔软传送带将玻璃板从加热炉输送到成型室，然后，固定到弯曲模下方，弯曲模再通过吸气作用对其加工。该软带还可在弯曲加工时作为挤压的下衬模使用。上述玻璃板/滚筒之间的点接触在这里变成了玻璃板/软带间的连续接触，但这毕竟还是机械接触，会导致在玻璃板上产生一些痕迹。

另外，美国专利US-3869271中介绍了另外一种“全气垫”的方法，从加热炉到成型室延伸出一条气垫来输送玻璃板。然而，实施显得很困难，因为在这么长的距离内很难使气垫整体上保持良好的平整性，再加之唯一的实施例使用了一些由穿孔陶瓷制成的加压箱，这种加压箱制作困难，费用昂贵，再生产性不可靠。

还有，在加热炉的上游，即在玻璃板未软化时使用一个气垫也会使玻璃板不平整，尤其是会出现与玻璃板行进方向相垂直的凹面，这些缺陷会导致玻璃板下表面与产生气垫的加压箱之间出现事故性的物理接触。

本发明的目的在于提供一种简单易行、适宜在高温中使用的在成型室中对玻璃板进行支撑和输送装置和方法，这种装置和方法甚至在玻璃板输送过程中需要重新对中时也能保持其光学特性。

根据本发明，在成型室中至少对加热至成型温度的玻璃板的中部进行支撑和输送的装置包括一个产生气垫的加压箱。该加压箱由多个与玻璃板行进方向相垂直的单个的隔室组成。每个隔室的宽度（沿玻璃板行进方向测量）小于玻璃板的“高度”，并配备了至少有二个压力分布装置的供气装置。（玻璃板“高度”在本发明范围内是指玻璃板沿其行进方向所测量的尺寸）。

选用带气垫的装置具有很多优点，尤其与滚筒输送带相比，该气垫与软化玻璃板间的接触是气动接触而不是机械接触。这样就可避免在玻璃板的下表面上产生痕迹，甚至当需要将气垫上的玻璃板与弯曲模重新对中时亦如此，这些动作都在弯曲模对玻璃板进行加工前完成的，这样就可避免玻璃板在弯曲加工前重新错位的危险。

问题在于如何在气垫的支撑表面上获得良好的均匀性，以及使温度能够容易地达到600℃以上。

根据本发明气垫的两个特性，即产生气垫的加压箱的分隔室，以及使用了多个压力分布装置，有助于使气垫有理想的均匀性（无论是指时间上还是指各点的压力参数）。

事实上，当气垫被用来支撑不连续的玻璃板时，比起用气垫来支撑连续的玻璃带，在气垫的支撑期间就更难以保证其均匀性。

在本发明所涉及的上述第一种情况下，气垫对其表面上每一块玻璃板前移时所产生的连续不断的变化状态都应作出正确的“反应”。

分隔成多隔室的加压箱不再只是产生一个气垫，而是产生多个彼此相邻的、缩小了与玻璃板接触面的气垫。当每块玻璃板在加压箱上方前移时，每个“小”气垫逐渐处于与其它气垫相互独立的状态，比未分隔的整块气垫（被称为“整体气垫”）的稳定速度要快很多。另外，尺寸缩小的气垫当然比尺寸大的气垫更容易获得良好的均匀度，因为，在一小表面上比在大表面上更容易从技术上保证供气和排气的均匀性。

另外，本发明在供气装置上所设置的压力分布装置也能使隔室产生的每个气垫上各点的压力均等。这点对玻璃板超出其软化温度（即约650℃）时更为必要，这时玻璃板呈粘稠状，如果整体气垫所控制的压力状态仅局部均等，这时的粘稠状玻璃板将产生无法弥补的变形。

至少有一个第一压力分布装置直接设置在各个隔室的供气管上，并能被各隔室整体共用和集中控制。至少有一个另外的压力分布装置设置在每个隔室内部。这些压力分布装置可以通过例如在气流中插入至少一块布满穿孔的孔板来实现，穿孔分布最好有规律。

最好，遮盖隔室整体的加压箱上板穿有交错的供气圆孔和排气缝，排气缝垂直于玻璃板的行进方向。已得到证实：除了周边排气外，设置排气缝是有优点的，实验证明周边排气会导致“钟”现象，即由于排气困难使气垫中部的压力过高。为了简化设计，最好不在加压箱内为排气缝另外设置吸气系统来排除气垫气体。在这种情况下，最好一方面选择适当的排气缝尺寸，例如排气缝应有足够的宽度，另一方面让加压箱底部距地面有足够的高度，以保证加压箱充分排气。

同样，也可为排气缝设置吸气装置，这样加压箱更复杂化，但能产生最佳的排气效果。

为不引起加压箱隔室内部压力不均，这些排气缝最好连通于加压箱内部的排气槽，这些排气槽用于排除加压箱内的气体。最好，在加压箱排气槽出口处设置一些吸气装置，以回收这些气体循环使用。

本发明一种最简单的实施方式是用这些排气槽作为加压箱隔室的壁，同时，排气槽对加压箱还起到机械加固件的作用。

最好本发明装置用一热风机型发生器或文氏管供气，即使用一些已知的发生器，这样就能使整个气垫能很好地支撑玻璃板，而不需对气体流量和/或气压进行严格的控制。

加压箱的上板由至少一块能遮盖所有隔室的金属板制成，用适宜方法加工后进行热稳定处理，这是本发明的一种简便实施方式，并且还具有重复生产性。可以使用一块金属板或陶瓷板，这些板要经过模制加工。

当气垫是用在成型室内在下环模还未托住玻璃板使其与上曲模挤压前支撑玻璃板时，最好将下环模置于气垫的周边，以便它能托住玻璃板边缘，而且不干扰气垫。最好，气垫采用的形状与玻璃板相同，但尺寸略小，以便气垫只能支撑在玻璃板中部，而不支撑其周边。

本发明同样还涉及该装置的使用方法。尤其指气垫的调整，特别是工作参数的调整，例如供气参数，以及装置的结构参数的调整，例如压力分布装置的数量和构思，以使气垫给玻璃板提供适当的“飞行高度”。所谓“飞行高度”定义为：垂直于气垫平面测量的加压箱上表面与玻璃板下表面之间的距离。选择这个飞行高度是非常重要的，因为它决定着玻璃板的输送是在成型室外的输送装置与成型室内的气垫不相互矛盾的条件下进行。该“飞行高度”最好选择在0.5～3mm之间，尤其是约2mm，这个高度范围避免了上述输送装置（例如滚筒输送带）和气垫之间的空间高度的精确和繁锁的调节。另外，选择好这个重要高度，就可以避免玻璃板与加压箱上表面和/或加压箱上可能存在的玻璃屑相接触而出现痕迹的危险。

出于同样的目的，这个飞行高度的选择可与最佳的气垫“硬度”有关，可以根据上述功能和/或结构参数来选择气垫的硬度。这个硬度特性定义为气垫对玻璃板的一个点上的纵向应力的瞬时反应能力。通过这个硬度特性，避免由于气垫略低于上述滚筒输送带水平位置所引起的玻璃板轻微倾斜而使玻璃板与加压箱的上表面的某个部位相碰。但气垫“过硬”时，也会引起不稳定的晃动现象。实践中，主要通过气垫的压力与加压箱的压力之比来估计这种硬度。在本发明范围内，选择该压力比为3-7，这样就使硬度恰好合适。这样使气体大部分在加压箱隔室内部消耗，而不是仅在气垫水平位置消耗。这一特性的优点在于减少了随玻璃板的间断到来而出现的气垫不稳定现象。相反，如在气垫水平位置上消耗大部分气体，每块玻璃板的到来都会引起可观的瞬时气体消耗，因而气垫就会出现更加不稳定的现象。

另外，最好对气垫加以调整，尤其是调整供气量，使气垫的气体流速最好不超过20m/秒，以避免到来的气体与玻璃板碰撞而产生痕迹的危险。

为了在玻璃板厚度方向上不产生不同的温度，整个气垫的供气温度最好接近玻璃板的温度和/或成型室的环境温度。供气的温度可略高，这样可使玻璃板下表面的温度略偏高，因为玻璃板的下表面在与成型室的上曲模相接触时是位伸的表面，玻璃板下表面的温度略高有助于弯曲，尤其适于加工弯曲程度大的玻璃板。玻璃板下表面的温度略高是在气垫上实现的，而随后软化的玻璃板在弯曲前不与滚筒输送带等输送装置机械接触，这就有可能使玻璃板下表面伸展，而且避免了用滚筒支撑时所产生的痕迹和/或起伏。这是非常有利的。

本发明同样还涉及用本发明装置所实现的玻璃板弯曲方法，这些方法包括玻璃板被滚筒输送带输送至用于将玻璃板加热至弯曲温度的加热炉中，然后再把玻璃板移动到成型室中由本发明加压箱所产生的气垫上，在弯曲模对其挤压前固定在该气垫上。

在法国专利申请FR-A-2678261介绍的弯曲技术范围内，弯曲方法包括：在一平炉中将每块玻璃板加热后，用滚筒输送带使玻璃板穿过加热炉送至成型室，成型室的温度与玻璃板的温度几乎相等，然后使玻璃板停止在成型室中，与一个下环模垂直，该下环模包围着本发明的装置，该装置包括一个加压箱，产生出气垫支撑着玻璃板的中部，最后升起下环模把玻璃板挤压到上弯曲模上。下环模和配有加压箱的装置最好都安装在一个位于成型室外面的承载板上。

结合附图通过下面描述的非局限性的实施例可进一步了解本发明的特点和优点。

图1是本发明的带有产生气垫的加压箱的成型室侧视图;

图2是本发明气垫支撑的玻璃板的仰视图，该玻璃板在弯曲下环模上定中。

图3是本发明产生气垫的加压箱的俯视图;

图4是沿玻璃板移出加热炉后的行进方向剖开的上述加压箱的横剖面图;

图5是沿加压箱上表面的平行面剖开的同一加压箱的局部剖面图。

本发明图1、图2中所述的支撑方法和装置与法国专利申请FR-A2678261介绍的弯曲技术结合更为有益，详细技术请见该专利申请书。

当然，本发明方法和装置用于无论何种弯曲技术和任何成型室都有益。尤其可以替代本说明书开始时叙述的各专利或申请的所有在成型室中支撑和输送玻璃板的装置。

图1中表示了成型室2，它在加热炉1后面的冷却室方向上有一出口3，图中仅表示加热炉的最后一部分。加热炉中，玻璃板由滚筒输送带4（例如二氧化硅或其它耐热陶瓷制成）输送。

该输送装置一直延伸至成型室中（滚筒输送带4′），成型室是一热绝缘空间，其内部的温度保持在玻璃板的弯曲温度，当热淬火时约650℃，当退火时约550℃，必要时设置一屏障5以挡住进料时产生的干扰气流。在确切的成型区域上，输送装置中断，但在该区域的另侧同一直线上重新设置了滚筒输送带4″，必要时用来排出未处理过的玻璃体。

滚筒输送4′、4″之间设置了本发明的玻璃板支撑装置21，它能沿着滚筒所确定的输送平面产生一层气垫。

成型室的下方带有一由小车支撑或直接配有行走装置19的承载板18。承载板18带有热绝缘件20，气垫加压箱21和下环模22。这种设置有利于生产不同类型的玻璃板，一道工序就可将带有下环模22和加压箱21的承载板18移出成型室2进行更换。

下环模22最好由一环形轮廓组成，这样可避免在玻璃板上形成痕迹，但也可以由相互铰接的三个部件组成，这样可以解决较复杂的弯曲工艺。下环模上安装一些定位销（图中未表示），它们可穿入上曲模11的空隙或孔（图中未表示）中进行定位。

从图2的仰视图可以看出下环模22和由加压箱21所产生的气垫的相互位置。

本发明的气垫当然是一种热气垫，图3～5对其进行了详细的表示。位于下环模22中间的气垫在托住玻璃板28时，可调节成恰巧与滚筒输送装置相接。通常气垫仅用于支撑玻璃板28，玻璃板的运动则是通过其尾部与输送装置的接触而进行的。实践中，只要玻璃板与至少一个滚筒相接触时，上述玻璃板的移动就十分可靠，气垫并不降低玻璃板的移动速度。然而，设置一些帮助玻璃板前移的手段很有必要，例如向边缘吹送热空气，通过加压箱上板50（图3）的某些进气孔进行斜导向，或让气垫略微倾斜。

需要着重指出的是在本发明情况下，成型区中使用的气垫是唯一的一个气垫，这样可避免使用多个气垫所带来的众多的已知缺陷。首先，加热炉中的玻璃板28下表面温度可以不同，因为该玻璃板被滚筒输送带支撑。其次，图2中箭头所示的玻璃板28的运行轨道可以通过滚筒输送带进行随意控制。

由于在成型区使用的这个气垫以及定位销，就可以容易地弥补加热炉的滚筒输送带造成的约几厘米的轨道偏差。这些定位销29固定安装在上曲模11上（图1），即安装在与玻璃板相应的基准位置上。如图2所示，玻璃板28“小头朝前”前移，它需要有充分的侧偏移使其在定位错中间能够满意地定中（实践中通常可偏移几厘米，这足够定中用）。与至少一个驱动滚筒4相接触的玻璃板在气垫上侧移时不会产生任何损伤。

用本发明这种装置，玻璃板28的定位与气垫无任何关系，气垫仅作为玻璃板的支撑手段。这样玻璃板28与上曲模11完全重合，甚至上曲模与原基准位置发生偏移时亦如此。

图2中，需要时为补偿未受气垫支撑的玻璃板周边的下陷，下环模22可配有热气吹入孔30。

弯曲工序包括：将玻璃板28移向由加压箱21产生的气垫，然后下降上曲模11，该曲模的形状与气垫上玻璃板的形状相同。

如果需要，这些支撑玻璃板的定位销29在周边吸气开始时也可以收起来。玻璃板也可以与上曲模接触后预成型。下环模22这时重新上升到挤压位置。挤压后的玻璃板吸附在上曲模11上，届时，上曲模已处于上升位置。转移框或类似的其它装置前来移走已弯曲的玻璃板至冷却室。

图3～5详细地表示了本发明特定加压箱21的结构。

图3是加压箱21的俯视图，如图2所示，其周边与玻璃板形状相同，仅是尺寸略小，留下玻璃板的周边以便随后接受下环模22的作用。图3中加压箱21的上板50由一块加工后热稳定处理的金属板制成，其厚度为10mm左右，设有交错的进气孔51，它们均匀分布，直径约为6mm、以及设有宽度约为12mm，与玻璃板行进方向相垂直的排气缝52。

图4是加压箱21沿玻璃板行进方向剖开的横剖面图。图中可见，上板50遮盖着多个隔室53，隔室的壁由排气槽54构成，这些排气槽引导气体经排气缝52排出箱外。这些排气槽把加压箱隔成隔室，每个隔室产生出该气垫的一部分，这样在每块玻璃板前移并停止在气垫上时，加压箱能很快地产生出整个气垫。每个隔室的宽度，即二个排气槽54间的距离最好介于75～150mm之间，100mm左右的距离能取得满意的结果。

如图3所示，加压箱21被隔成10个隔室，以便支撑在玻璃板的中部，在这个具体实例中，加压箱21的形状大致呈梯形，高度为1m。每个隔室的宽度都小于玻璃板的高度，这样，玻璃板得到的支撑是非常均匀的。

每个隔室53的供气由一个共用的进气管（图中表示）提示，进气管位于加压箱21下面的中间部位。

本发明设置了二个压力分布装置，以保证加压箱上板50上面的气垫的压力均匀分布：一个设置在共用进气管上，另一个如图5中的56所示，设在每个隔室53的一半高度处：它们是加工有均匀分布的进气孔57的金属板，无论在供气总管还是在每个隔室53内均是如此。在后一种情况下。如图5所示，每个隔室都配有一块中部均匀分布着进气孔57的孔板56。这样，每个隔室内的压力是均匀的，使多个隔室产生的整个气垫压力非常均匀，使得被气垫支撑的玻璃板在最易变形的软化温度下保持表面平整。

另外，需要指出的是，在加压箱21的上板50的周边处，气垫的气体不仅能从排气槽54的开缝52中排出，还可以从该上板的表面自由地排出。所以，如图3所示，为使排气均匀，相应于板50的形状，对该排气缝52的长度略加限制，使排气缝不能延伸到上板50的边缘。

另外，增加上板50周边进气孔51（图中来表示）的密度也很有好处，这样在同样冲击速度和压力下，玻璃板下表面周边处的气体密度要大，这样可弥补上板50邻近周边处过量排掉的气体，甚至还略微增加了玻璃板周边的“飞行高度”。这样就可避免玻璃板被下环模作用前，其周边未被气垫支撑而造成的周边下陷。

气垫的供气和排气构成循环道路，用一流量为8000m³/小时的热风机给共用进气管送气，然后用一些位于上述排气槽一定距离的吸气孔在成型室排气槽54出口处回收这些排出的气体。从成型室下方吸气可使该成型室环境温度更均匀，因为这些重新加热后又被重新加入到气垫中的气体可通过对流加热成型室的环境温度。

例如，本发明选用的“飞行高度”约2mm。

另外，冲击速度选定在10m/秒左右，气垫的硬度一方面由加压箱隔室53中的压力决定（这里约300～700Pa，而金属孔板板上游的供气总管内的压力约为1500Pa），另一方面由气垫的压力（这里约100Pa）而决定。气体主要消耗在加压箱隔室内部。所选定的“飞行高度”、速度值和压力值对获得支撑玻璃板的良好气垫起着重要作用，可使该气垫即不会让玻璃板的下表面与加压箱上板50发生机械接触，也不会由于进气孔进入的气流而产生冲击痕迹。另外，调节气垫的硬度可以补偿滚筒输送带4和气垫所限定的平面间的轻微的水平差。

最后，由本发明支撑装置所产生的气垫所表现的功能性和结构性特征使气垫，无论在时间上还是在空间上都具有良好的高温均匀性，这种均匀性使玻璃板在气垫上进行滑移、停止、和可能的一次或几次定中时都不会破坏其光学性能。

另外，上述由气垫构成的支撑装置大大简化了设计，本发明装置的方法完全可用于工业化生产。对生产不同规格的玻璃需要更换加工装置时，不会导致工作量的显著增加和/或工作复杂化。

Claims (17)

1、一种在成型室(2)中至少对加热至成型温度的玻璃板的中部进行支撑和输送的装置，包括一个产生气垫的加压箱(21)，其特征在于加压箱(21)由多个与玻璃板(28)行进方向相垂直的单个的隔室(53)组成，每个隔室(53)的宽度沿玻璃板行进方向测量小于玻璃板的“高度”，并配备了至少有二个压力分布装置的供气装置。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于加压箱的上板（50）带有交错的进气孔（51）和排气缝（52）。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于排气缝（52）连通于加压箱内部的排气槽（54），用于将加压箱（21）内部的气体排出箱外。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于排气槽（54）构成隔室的分隔壁。

5、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置，其特征在于在每个隔室的供气管内设置至少一个压力分布装置。

6、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置，其特征在于在每个隔室（53）内部分别设置至少一个压力分布装置。

7、如权利要求5或6所述的装置，其特征在于通过至少一块布满穿孔（57）的插在气流中的孔板（56）构成上述的压力分布装置。

8、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置，其特征在于设置一条所有隔室共用的供气管。

9、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置，其特征在于由一热风机型发生器或文氏管供气。

10、如权利要求3～9中任意一项权利要求的装置，其特征在于吸气装置把从排气槽（54）排出来的气体循环送入成型室（2）。

11、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置，其特征在于至少加压箱（21）的上板（50）由遮盖所有隔室的金属板制成，最好加工后再进行热稳定处理或模制而成。

12、如上述权利要求中任意一项权利要求所述的装置的使用方法，其特征在于，调整气垫，以使玻璃板具有0.5～3mm，最好约2mm的“飞行高度”。

13、如权利要求1～11中任意一项权利要求所述装置的使用方法，其特征在于，调整气垫，使气垫的气体流速低于20m/秒，最好为约10m/秒。

14、如权利要求1～11中任意一项权利要求所述装置的使用方法，其特征在于，调整压力箱（21）和气垫之间的压力比值为3～7。

15、如权利要求1～11中任意一项权利要求所述装置的使用方法，其特征在于，将所供气体加热至接近玻璃板的温度，可能时高于玻璃板的温度。

16、使用权利要求1～11中任意一项权利要求所述装置使玻璃板弯曲的弯曲方法，其特征在于，玻璃板（28）被一滚筒输送带（4）输送至将其加热至软化温度的加热炉（1），然后滑动到由成型室（2）中的加压箱（21）所产生的气垫上，在那里定位，然后通过弯曲工具（11，12）加工变形。

17、如权利要求16所述的弯曲方法，其特征在于，玻璃板（28）在一平炉（1）中被加热至弯曲温度，再通过滚筒输送带（4）送出加热炉并输送至成型室（2），成型室（2）的环境温度大致相同于玻璃板（28）的弯曲温度，然后，玻璃板停止在成型室（2）中与一个下环模（22）垂直，该下环模包围着产生出气垫的加压箱（21），所述气垫支撑着玻璃板的中部，所述下环模（22）升起把玻璃板（28）挤压到上曲模（11）上，带有加压箱（21）的装置和下环模（22）最好都设置在位于成型室（2）外部的承载板（18）上。

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