CN1116237C - 在支撑圈模上弯制和回火玻璃板的方法和加热炉设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弯制和回火玻璃板的方法和加热炉设备。在整个处理过程中玻璃板被支撑在同一成形模上。弯制加热炉(10)设计得在把部分弯曲的玻璃板运向回火段(16)的行进方向上足够长。从而在加热炉(10)的行程中玻璃板达到最终形状。为此，玻璃板在加热炉中的加热效果要达到它在达到最终形状之前就高达回火温度。玻璃板的运动和加热根据每种玻璃板的厚度和测量温度加以控制。

Description

在支撑圈模上弯制和回火 玻璃板的方法和加热炉设备

本发明涉及在支撑圈模上弯制和回火玻璃板的方法和加热炉设备。

在现有技术中，例如EP0233778，涉及一种单个加热炉结构，它是通过调整模具与热阻件的距离来控制制品的弯曲量，可以生产弯曲形状复杂的产品，并且可以改善弯曲的精度。但现有技术的的缺点在于生产能力低。

本发明特别适用于能利用成形模的重力弯制出的较简单玻璃形状。许多汽车侧窗和尾灯就属于这类较简单的形状，它们可用本发明方法和设备弯制。以前已有能基本达到同样目的的方法，在该方法中，把红热玻璃放入成形模中，借助成形模的惯性力和形状，玻璃就能呈现出一定形状。该方法的优点是生产能力大，工作可靠；但也有缺点，如费用高，变形时间长(4-5小时)，玻璃边缘处出现次点，为特殊玻璃使用的专用工具昂贵。

另一方面，也有根据成形模原理进行工作的简单加热炉。在该方法中，玻璃只从上方加热，玻璃成形时的弯曲深度或挠度由加热时间加以控制。简单加热炉的优点是简单、价格便宜，但显著的缺点是生产能力低，最小厚度较厚(典型为5mm，有时是4mm)，且只能弯制简单形状，弯制精度也较低(因为弯曲深度只用弯制时间控制)。

本发明的目的是提供一种在支撑圈模上弯制和回火玻璃板的方法和加热炉设备，它们价格适中；就同样生产能力相比较而言，体积小；模具制作成本低；能弯制各种厚度的玻璃板，包括薄玻璃板。

本发明的方法可以这样实现：

把冷玻璃板放在圈模上；

把圈模和其上的玻璃板一起通过至少一个预热段运入弯制加热炉；

经预热的玻璃板在弯制加热炉中加热至弯制和回火温度；

把弯曲的玻璃板运入回火段，在回火段中，用冷空气吹向玻璃板的正反两面。

部分弯曲的玻璃板通过弯制加热炉电阻绕组之间以加速速度运向回火段，所述向着回火段的行程开始于玻璃板前沿离开弯制加热炉的出料口有一段距离之处，该距离至少等于玻璃板在行进方向上的尺寸，所述行程的开始时刻决定于玻璃板的温度和/或玻璃板的弯曲度，从而使玻璃板在弯制加热炉中所述行程结束时朝向回火段，并在进入回火段之前达到最终形状。

本发明的方法还可以这样实现：玻璃板在弯制加热炉中的行程长度在其前沿离开弯制加热炉之前至少为玻璃板在行进方向上的尺寸的1.5倍；玻璃板的行进速度在整个行程中增加，直到玻璃板部分离开弯制加热炉。

本发明的方法还可以这样实现：

把冷玻璃板放在圈模上；

把圈模和其上的玻璃板一起经过至少一个预热段运入弯制加热炉；

经预热的玻璃板在弯制加热炉中加热到弯制和回火温度；

把弯曲的玻璃板运入回火段，在回火段中用冷空气吹向玻璃板的正反两面，

玻璃板在弯制加热炉中高加热率在它达到最终形状之前就已达到回火温度；玻璃板通过弯制加热炉一达到一定温度就开始向着回火段的行程，该一定温度至少接近回火温度；玻璃板在它在弯制加热炉中的行程中在进入回火温度之前被弯曲成最终形状。

本发明还涉及弯制和回火玻璃板的加热炉设备，该设备包括一装卸站，若干运料车和成形模，至少一个预热段，一独立的弯制加热炉和一独立的装有喷嘴的回火段，该喷嘴把冷空气吹向弯曲玻璃板的正反两面，其特征在于，弯制加热炉中的电阻绕组在玻璃板行进方向上的长度至少为玻璃板在行进方向上的尺寸的1.5倍；在弯制的最终阶段，玻璃板在该加热炉的弯制过程中可在电阻绕组范围内沿水平方向向回火段移动，该加热炉包括监测装置，用来监测在弯制加热炉中的温度和/或弯曲度，还包括操作控制装置，用来响应监测装置，使玻璃板开始朝向回火段移动，并加速玻璃板的移动，使得玻璃板在进入回火段之前达到最终形状。

本发明的弯制和回火玻璃板的加热炉设备还包括：弯制加热炉在玻璃板行进方向上的长度大致上更长，但最好比每一预热段的长度长约1.5倍。

本发明特别根据每一种玻璃厚度和监测温度独立设计其运动和加热程序，因此生产灵活，玻璃变形显得简单可行。这种独立行程系统的关键因素是弯制加热炉的行程足够长，使玻璃尚未达到最终弯曲形状前就以加速运动开始向回火段行进，并在弯制加热炉中有一段较长的加速运动。当玻璃板达到更高的预定回火温度时，玻璃板越薄，在加热炉中的行程运动越长，在此行程中玻璃板达到最终形状，同时，由于玻璃板以尽量短的时间从加热炉进入回火段，因此玻璃板达到足够高的行进速度。

这与已有加热炉设备显著不同，在已有加热炉设备中，从加热炉到回火段的行程从玻璃板前沿尽可能靠近加热炉出料口处开始，因此从该行程始点到回火之间的变形尽可能小。

玻璃板在整个处理过程中始终支撑在同一成形模上。玻璃板的装上和卸下在同一位置进行，因此，玻璃板从装载到预热必须在回火段下方行进。预热分为上下两段，因此至少有一个预热段在弯制加热炉下方。

下面参照附图对本发明的一个实施例作更详尽的说明，该附图为本发明的弯制加热炉的透视图。

待弯制的冷玻璃板在装卸站1被放到成形模3上。成形模3在运料车2上沿位于回火段16下方的水平轨道行进，穿过入口4，进入预热段5。入口4用盖子(未画出)关上或打开。预热段5装有电阻6，至少用来自上方的幅射热加热玻璃板。装载着成形模3和玻璃板的运料车2从预热段5进入第二预热段8下方的空间7，并由升降机举入装有电阻9的预热段8，继续加热。从上可知，由于热量有效地传导到冷玻璃上，因此预热进行得十分迅速。经预热，玻璃板一般达到约500℃的温度。当然，最终预热温度视不同情况可有很大变动。

经预热的玻璃在成形模3上被运入弯制加热炉10，该加热炉同时用作高效加热室，其温度一般在800-1000℃的范围内。弯制加热炉装有高效电阻11、12、13快速加热玻璃板，从而使其在达到最终形状之前就达到回火温度。例如，4mm玻璃板在约15-20秒时间内从500℃加热到600°-630℃，典型地为615°-620℃。在这快速加热中，玻璃板可继续弯曲或下陷。一高温计用来监测加热弯制玻璃的温度。当大致达到预定的回火温度时，在玻璃板还未弯制到最终形状之前，就以加速速度开始玻璃板向回火段16行进的行程。因此，玻璃板在弯制加热炉10中的较长行程中被弯制到最终形状。

为实现上述程序，弯制加热炉10以及位于玻璃板上下的电阻绕组在玻璃板行进方向上的长度制成比通常的长。在典型情况下，弯制加热炉10的长度为预热段5和8的1.5倍。因此，弯制加热炉10的上部电阻绕组11、12、13和下部电阻绕组14、15在玻璃行进方向上的长度约为电阻绕组6和9的1.5倍。电阻绕组6和9在行进方向上的长度也明显超过典型玻璃板(例如汽车的尾灯)的长度。在弯制加热炉10中，电阻绕组的长度是典型的汽车尾灯高度的两倍多。因此，玻璃板在加热炉10的上下电阻绕组之间能行进相当于行进方向上10倍尺寸的距离。换言之，向回火段的行程在玻璃板前沿离开弯制加热炉10的出料口20有一段距离之时就已开始，此距离至少等于玻璃板的高度，也即它在行进方向上的尺寸。由于成形模上的软玻璃只能承受有限的加速，因此玻璃板在其前沿离开加热炉之前的行进速度只能为约1米/秒(至少为0.8米/秒)。部分弯曲的玻璃板的行程可开始于加热炉10离回火段16最远的那一端，也可开始于该加热炉10的中部，此时，首先后移玻璃板，然后以加速运动开始移向回火段16。前一种方案从操作控制来看最为简单，因为从预热段8到达加热炉10的玻璃板一当整个处在电阻绕组之间时会停在加热炉10的入口端。

加热炉10中的热量分布取决于电阻绕组的配置。因此，上部电阻绕组最好几乎在加热炉的整个长度上顺行进方向排列。电阻11的端部再装以横排的电阻12和13，从而避免加热效果在电阻绕组结束处急剧下降，加热炉10的下部电阻绕组包括横排的电阻14，它基本上遍及加热炉的整个加热区，其两端配上纵排电阻15。

加热炉10的电阻绕组11、12、13和14、15的一定数量的电阻可在玻璃板来到加热炉10之前就通电一段时间，而在玻璃板离开加热炉时断电。在加热炉空置的间歇期中，只对某些电阻通电，从而使空置的加热炉10的温度大致保持稳定。这种安排的目的是，虽然玻璃板分别地加以操纵和加热，但可在加热炉10中保持稳定的再生产环境，从而消除电阻的惯性质量滞后效应。

如前所述，所弯制的玻璃板越薄，所需的回火温度越高。因此，加热炉的温度也得越高。因此，加热炉的理想温度分别地取决于玻璃板的厚度。这也就要求控制操作按玻璃板的不同而采用不同的行进方式，即不同玻璃板的运动方式相互独立。典型的运行周期约为1分钟，即加热炉每小时弯制并回火60张玻璃板。如果为维持温度均衡，每两张玻璃板后跟一空载运料车，则此数目可更少，例如40张/小时。薄玻璃板在弯制加热炉10中的停留时间仅约10-15秒。在间隔期中，弯制加热炉1空置。在下一张玻璃板进入空加热炉之前，加热炉10电阻绕组的电阻须通电约10秒。

为使加热炉10不致于过热，玻璃板必须尽可能快地传送到回火段。这是通过玻璃板在最后弯制过程中在加热炉10中的上述加速运动实现的。如果一当玻璃板的前沿通过位于喷嘴箱中部的最低位置时同时开始把回火段16的喷嘴箱17和18移向玻璃板，则可进一步加快玻璃板从弯制到回火的传送。因此，问题在于喷嘴箱要与玻璃板的弯制形状相符，该喷嘴能以足够靠近玻璃板的位置吹玻璃板。当玻璃板停在喷嘴箱17和18之间时，喷嘴箱17和18已移到最终位置。风扇19向喷嘴箱17和18供应冷空气。回火一结束，喷嘴箱17和18被互相拉开，玻璃板被运至装卸站1的上方位置上。如装卸站是空的，弯制和回火完毕的玻璃板放下到下部轨道上，运入装卸站1。从成形模3上取下完成弯制和回火的玻璃板，再放上汽的平玻璃板，经回火段16下方运入预热段5中。

如此，玻璃板在整个处理过程中被支撑在同一成形模上。与现有技术比较，这大大简化了加热炉设备的结构和运行，在现有技术中，玻璃板必须从一个支撑架传送到下一个支撑架。本加热炉设备的操作能完全自动化，只须输入有关待弯制的特定玻璃板的厚度的信息即可。

Claims (13)

1.一种弯制并回火支撑在圈模上的玻璃板的方法，该方法包括：

把冷玻璃板放在圈模(3)上；

把圈模和其上的玻璃板一起经过至少一个预热段(5，8)运入弯制加热炉(10)；

经预热的玻璃板在弯制加热炉(10)中加热到弯制和回火温度；

把弯曲的玻璃板运入回火段(16)，在回火段中用冷空气吹向玻璃板的正反两面，

其特征在于，部分弯曲的玻璃板通过弯制加热炉电阻绕组(11，12，13，14，15)之间以加速速度运向回火段，所述向着回火段的行程开始于玻璃板前沿离开弯制加热炉(10)的出料口(20)有一段距离之处，该距离至少等于玻璃板在行进方向上的尺寸，所述行程的开始时刻决定于玻璃板的温度和/或玻璃板的弯曲度，从而使玻璃板在弯制加热炉(10)中所述行程结束时朝向回火段，并在进入回火段之前达到最终形状。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，玻璃板在弯制加热炉中的高加热率在它达到最终形状之前就已达到回火温度；玻璃板通过弯制加热炉一达到一定温度就开始向着回火段的行程，该一定温度至少接近回火温度；玻璃板在它在弯制加热炉中的行程中在进入回火温度之前被弯曲成最终形状。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，玻璃板在弯制加热炉中的行程长度在其前沿离开弯制加热炉之前至少为玻璃板在行进方向上的尺寸的1.5倍；玻璃板的行进速度在整个行程中增加，直到玻璃板部分离开弯制加热炉(10)。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

玻璃板的装上和卸下在同一位置(1)处进行；

冷玻璃板在回火段(16)下方运入位于弯制加热炉(10)下方的第一预热段(5)；

玻璃板在整个处理过程中支撑在同一成形模(3)上。

5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，弯制加热炉(10)的温度根据玻璃板厚度个别地加以调节，使一种厚度对应一定温度，玻璃厚度越薄，此温度越高。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每种玻璃板的运动和加热根据它的厚度和测量温度分别地加以控制。

7.一种弯制和回火玻璃板的加热炉设备，该设备包括一装卸站(1)，若干运料车(2)和成形模(3)，至少一个预热段(5，8)，一独立的弯制加热炉(10)和一独立的装有喷嘴(17，18)的回火段(16)，该喷嘴把冷空气吹向弯曲玻璃板的正反两面，其特征在于，弯制加热炉(10)中的电阻绕组(11)在玻璃板行进方向上的长度至少为玻璃板在行进方向上的尺寸的1.5倍；在弯制的最终阶段，玻璃板在该加热炉的弯制过程中可在电阻绕组(11)范围内沿水平方向向回火段(16)移动，该加热炉包括一高温计，以监测加热和弯制玻璃板的温度；玻璃板移动的开始时刻根据玻璃板的加热和弯曲温度确定，使得玻璃板在进入回火段之前达到最终形状。

8.按权利要求7所述的设备，其特征在于，玻璃板在弯制加热炉中作加速运动，使玻璃板在其前沿离开弯制加热炉之前达到至少为0.8米/秒的行进速度。

9.按权利要求7所述的设备，其特征在于，至少一个加热段(5)位于弯制加热炉(10)下方；玻璃板从装卸站(1)到所述预热段(5)的通道位于回火段(16)的下方。

10.按权利要求7所述的设备，其特征在于，弯制加热炉(10)的电阻绕组(11)的一定数量的电阻可在玻璃板进入弯制加热炉(10)之前通电一段时间，而在玻璃板离开加热炉时断电，因此在加热炉空置的间隔期中，光是那些用来把空置加热炉(10)的温度大体保持稳定的电阻通电。

11.按权利要求7-10中任一项所述的设备，其特征在于，弯制加热炉(10)装有上部电阻绕组(11)，它的电阻的轴向方向与行进方向一致；弯制加热炉(10)还装有下部电阻绕组(14)，它的电阻的轴向方向与上部电阻的轴向方向横交。

12.按权利要求1所述的设备，其特征在于，上述电阻绕组(11，14)的电阻端部配置有与上述电阻横交的电阻(13，12和15)。

13.按权利要求7-9中任一项所述的设备，其特征在于，弯制加热炉(10)在玻璃板行进方向上的长度大致为每一预热段(5，8)的长度的1.5倍。