CN1771203A - 用来产生气垫的装置 - Google Patents
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Abstract
一种气垫用来支撑预热玻璃板，并且由一个腔室产生，该腔室连接到一个压缩气体源(21)上。腔室的上壁(10)与玻璃板的形状相适应，并且具有喷嘴(14)形式的用于气体通过的多个孔径，这些喷嘴包括进入孔(22)以及从其继续的逐渐变宽的出口孔(16)，出口孔(16)具有喷嘴出口区域(15)。腔室的上壁(10)在其边缘区(12、13)比在其中央区(11)具有较大开孔度(喷嘴出口区域(15)之和相对于相应区的总面积)。喷嘴保证没有射流痕迹产生。气垫的气体也能在侧面处无干扰地流出，从而不存在冷却边缘，并因而避免冷却阴影的出现。
Description
技术领域
本发明涉及一种用来产生气垫的装置，该气垫用来支撑预热的玻璃板，该装置包括连接到一个压缩气体源上的腔室，该腔室的上壁在其外部尺寸方面适应玻璃板的轮廓，并且具有用于气体通过的多个孔径。
背景技术
该装置能用在任何有支撑预热玻璃板，例如要韧化的玻璃板，的问题的地方。然而，主要使用领域是弯曲层压玻璃面板的生产，特别是用于机动车的建造。用于车辆的层压玻璃窗通常包括两层玻璃，其中在使用中，一层形成玻璃窗的内表面(即它面向车辆内部)，并且另一层形成玻璃窗的外或外部表面。
在玻璃窗的制造期间，一对玻璃板在一个预热炉中被加热到弯曲温度，并且然后被运送到一个压-弯站。该对板的每一件可以被分别加热，例如，内部和外部层分离地穿过炉子运送，可能使内部和外部层处于交替顺序。可选择的是，该对可以作为一个嵌套对被加热，即把一层(通常为内部层)叠置在另一层上。
用来产生气垫的装置形成压弯站的一个元件。相应玻璃板、或嵌套板对，从预热炉的辊通到气垫上，并且使得在这里暂停并且还相对于弯曲模具对中。如果这里也使用辊，则不可避免的滞留时间导致痕迹的形成，这些痕迹显著损害玻璃板的光学性质。
腔室包括限定包含气体的一个内部空间的壁，并且特别是具有上壁，即具有面向上外表面的壁，该壁可以想象成腔室的“室顶”。腔室上壁的外部尺寸适应玻璃板的轮廓(外部尺寸)，但通常稍小于要支撑的玻璃板的外部尺寸，从而在最后位置中的玻璃板在数侧特别是在所有侧超越腔室上壁的边缘突出几个厘米，从而它能由围绕室的环形模具拿起。
在开始处提到的类型的装置从EP0578542B1得知。用于气体通过的孔径在那里并排布置在腔室的上壁中，借此在相邻排对之间提供槽形气体排出通道，这些通道从腔室的上侧穿过腔室引导到其下侧，并且能够实现气垫的气体的无干扰排出。
然而已经发现，由此实现的玻璃板的光学性质能够改进，并且作为本发明的基础的问题因此是实现这样一种改进。
发明内容
为了解决这个问题，在开始处提到的装置根据本发明其特征在于，用于气体通过的孔径设计成喷嘴，所述喷嘴具有进入孔以及随喷嘴出口区域逐渐变宽的出口孔；并且腔室的上壁在其边缘区比在其中央区具有更大开孔度(所有喷嘴出口区域之和相对于相应区的总面积)。
本发明基于在开始处提到的已知装置产生玻璃板的某些光学损害的知识，这能追溯到甚至能局部重叠的两种现象。
一方面，槽形排出通道的边缘形成所谓的冷却边缘，这些冷却边缘在玻璃表面上产生冷却阴影。另一方面，所谓的射流痕迹出现在从用于气体通过的孔径射出的气体射流的流动撞击区中。在两种情况下，导致不均匀的冷却速率，并因而导致不均匀的热量分布，这产生不均匀的应力分布。
为了避免射流痕迹，从EP0523016B1得知，使气体从具有进入孔以及逐渐变宽的出口孔的喷嘴射出。这些喷嘴由喷嘴体形成，这些喷嘴体拧到腔室的上壁中，并且从后者向上突出。气垫的气体在喷嘴体之间向下转向，并且然后在侧面处被引导离开。在其上端部处，喷嘴体因而形成排出边缘，这些边缘也能起冷却边缘的作用并且产生对应的冷却阴影。
相反，根据本发明既不出现射流痕迹也不出现冷却阴影。气流在通过喷嘴期间借助于对应压力建立被减速，从而能保证大面积的均匀气体排出。由于喷嘴集成到腔室的上壁中，所以在喷嘴出口处没有向下指的气体偏转，从而不形成具有对应冷却效果的排出边缘。此外，没有来自排出通道的进入孔提供在腔室的上壁中。在这方面，因而也消除冷却阴影的产生。
气垫的气体的排出水平地发生在玻璃板与腔室的上壁之间。惊奇的是，已经发现，为了保证气垫的气体的无干扰排出，减小在腔室的上壁的中央区中的开孔度就足够了。尽管高度有效，但这种措施极为简单。玻璃板保持其平的、水平对齐，而没有在中央区中的拱起或在边缘处形成下垂区。因而消除对在弯曲工具上对中的不利影响。
总的来说，根据本发明的装置能够实现最高光学质量的弯曲玻璃板的生产。这非常重要，特别是对于机动车的建造。这是因为这里不仅有对变得日益严格的玻璃板形状公差和其光学质量的要求，而且也有把信息显示在挡风玻璃上(抬头显示器)的增大趋势。对于这点的前提是最高光学质量的挡风玻璃。
有利的是，腔室上壁的中央区在其面积数值上大致与边缘区之和相对应，所述腔室上壁的中央区在本发明的范围内对于确定开孔度的条件是决定性的。
当在腔室的上壁的中央区中的开孔度与在边缘区中的开孔度之比等于近似0.5至0.9，优选地近似0.7-0.8时，能实现特别有利的结果。这里要理解，叙述的值不要理解成明确限定的限制值，而是，特别是在个别情况下，在两个区之间开孔度相当大的差别也可能是适当的。试验已经表明，在腔室的上壁的中央区中的开孔度通常应该等于近似0.3，优选地小于0.25的最大值，以便可靠地避免玻璃板的有害上拱。
此外，有利的是，腔室的上壁在其较长侧的边缘区中比在其较短侧的边缘区中具有较大的开孔度。因而产生对于玻璃板的几何条件的最佳适应。在较短侧的边缘区中的较小支撑要求用来促进气垫气体的排出。
腔室的上壁通常设计成具有大致的镜像对称性，以便简化腔室的设计和生产。在镜像对称的中心轴线左和右边的开孔度那么大致一致。然而根据本发明的一种优选变形，能进行气垫功能的进一步优化，即开孔度从通常是腔室短侧之一的玻璃板进给侧到相对侧减小。因而能考虑这样的事实：玻璃板在被推入腔室的上壁上方的位置中时，推动在它前面的气垫，从而在传输操作的结束处，越来越少的气体必须从腔室供给。作为对于这点一个选择例，在是关于中心镜像轴线对称的开孔度的情况下，从进给侧到相对侧减小的气体压力也能由喷嘴横截面的适当改变提供。
每个喷嘴包括与一个出口孔连通的一个进入孔，该出口孔是喇叭形的，即它在流动方向上变宽。由喷嘴的变宽出口孔产生具有低流动速度的均匀气体流出。然而如果喷嘴的进入孔在流动方向上至少一次突然变宽则这种效应能进一步加强。
特别有利的是，喷嘴的进入孔具有近似2至4mm，优选地近似3mm，直径的第一部分、以及具有近似20mm直径的第二部分，借此出口孔从第二部分继续。进入孔能具有第三部分，该第三部分具有在第一与第二部分之间的近似10mm的直径。第一、第二、第三部分优选地形成圆柱形，并且具有重合的圆柱轴线。喷嘴的出口孔优选地以锥形向具有近似60mm直径的喷嘴出口区域变宽。不言而喻，叙述的数值仅代表大致指导值，在两个方向上与该指导值的偏离是可能的，而不脱离本发明的范围。重要的是，喷嘴以这样一种方式设计，从而气体撞击玻璃表面而没有局部压力波峰，由此避免射流痕迹。
在本发明的一种重要发展中，腔室的上壁覆盖有由耐热材料制成的薄多孔织物。这种织物主要有助于使在腔室的上壁的区域上的气体流动均匀。织物也形成均匀温度的区域，这有助于使冷却速率、热分布及应力分布均匀。从这种观点出发，特别便利的是，织物由导热材料制成，优选地由耐腐蚀钢(不锈钢)制成。
对于腔室，原理上能考虑任何足够耐温的材料。然而，优选地，腔室由陶瓷材料制成。加热元件优选地安装在腔室中，借此特别考虑电加热。
以上叙述的是，进入孔的第一部分应该优选地具有近似3mm的直径。这个值与陶瓷腔室有关，因为在陶瓷中不能钻出更小的直径。当其它材料用于腔室时，如果需要有可能使用更小的直径，作为其结果，能更加有利地设计气垫的支撑性能和温度分布。然而，总的来说，陶瓷结构的优点占优势。
这里，腔室优选地设计成单件模压物。
附图说明
借助于与附图相联系的实施例的优选例子，下面更详细地解释本发明。附图表示如下：
图1：图示穿过其中集成根据本发明的装置的设备的竖直截面；
图2：根据图1的设备的平面图；
图3：根据本发明的装置的第一形式的实施例的部分平面图；
图4：根据本发明的装置的第二形式的实施例的部分平面图；
图5：穿过第一喷嘴结构的截面；
图6：穿过第二喷嘴结构的截面。
具体实施方式
根据图1和2的设备具有一个预热炉1，预热炉1用来预热玻璃板对的玻璃板2。玻璃板2在辊3上穿过炉子前进，辊3的间距在炉子出口的区域中减小，因为加热的玻璃板是可变形的，并因此需要更强的支撑。预热炉1后面有一个弯曲站4，弯曲站4装有环形的玻璃弯曲模具5、和一个全表面接触真空模具6，模具5在轮廓和剖面上与在弯曲之后的玻璃板的希望形状相符。
本发明特别涉及用来产生气垫的气体腔室7，在图1中图示。腔室7具有上壁10，如在图3和4中以部分平面图表示的那样，并且由环形模具5围绕。上壁广义地说也可以在轮廓和剖面上与要制造的玻璃板的希望形状相符，允许这样的事实：如以前提到的那样，腔室7稍小于环形模具5(并因此也小于玻璃板)，从而腔室可以通过环形模具。可选择的是，腔室的上壁可以拥有是弯曲玻璃板形状的更一般近似的形状，并且用来为几种不同的车辆生产弯曲玻璃板。如果只需要适中的弯曲度，则腔室的上壁可以是平的。
参照图1，腔室7用来建立一个气垫，该气垫由一个压缩气体源供有压缩气体(例如空气)，该压缩气体源图示地表示并且由附图标记21指示。玻璃板2一离开预热炉1就运送到这个气垫上。腔室7然后下降，并且把相应玻璃板2放置到环形模具5上。同时，真空模具被向下输送，以便通过抽吸接合相应玻璃板2并把它做成希望形状。运输装置8，例如，辊输送器(图2)，用来把弯曲玻璃板2输送到一个退火炉9中。
如图3中所示，腔室7的上壁10具有一个中央区11以及边缘区12和13，它们的近似边界由虚线边界线指示。边缘区12指定到长侧，并且边缘区13指定到短侧。中央区11大致与边缘区12和13的区域之和相对应，借此中央区11的边界具有一条几何形状与腔室7的上壁10的边缘的路线相类似的路线。
喷嘴14(图5和6)穿过腔室7的上壁10，只有喷嘴的喷嘴出口区域15表示在图3和4中。壁10的中央区11的开孔度小于边缘区12和13的开孔度。开孔度在本发明的范围内定义为相应区11、12、13的喷嘴出口区域15之和相对于这个区11、12、13的总面积。中央区11的开孔度与边缘区12和13的开孔度之比在本情形下等于近似0.75，中央区的开孔度近似为0.2。
根据本发明的装置产生均匀的气垫，借此在中央区11中的开孔度保证气体能经边缘区无干扰地排出。由于喷嘴14集成到壁10中并且取消在壁10中的排出开口或槽，所以冷却阴影不可能形成在玻璃板2中。
根据图4的实施例的形式与根据图3的实施例的形式的不同之处在于，形状有些不同以及这样的事实：这里中央区11的开孔度与边缘区12和13的开孔度之比等于近似0.8，并且中央区的开孔度近似为0.25。由于联系图3提到的原因，这里也不可能出现冷却阴影。
此外，喷嘴14的结构本身也保证避免射流痕迹。喷嘴结构的实施例的第一形式表示在图5中。根据这种形式，喷嘴14具有一个进入孔22，进入孔22在流动方向突然变宽，并且后面有一个出口孔16。进入孔具有一个第一圆柱形部分17，第一圆柱形部分17的直径在本情形下等于4mm。它后面有一个具有20mm直径的第二圆柱形部分18。从这个部分开始，出口孔16锥形地变宽到其具有60mm直径的喷嘴出口区域15。这种喷嘴结构能够借助于相应的压力建立而减速从第一部分17射出的气体，并且经出口孔16借助于进一步压力建立把气体均匀地分布在气垫的相应区域上。
根据图6的实施例的形式与根据图5的形式的不同之处在于如下事实：进入孔22的第一圆柱形部分17只具有3mm的直径，并且在这个部分与第二圆柱形部分18之间，提供有一个具有10mm直径的第三圆柱形部分19，借此短圆锥形过渡区分别提供在部分17与19之间和19与18之间。由这种喷嘴结构进一步有助于气体到气垫中的平稳进入。
另外，图6表示由不锈钢制成的织物20的布置，织物20另外用来使气体流动均匀和尤其是调节气垫的整个下表面的均匀温度。
腔室7表示为由陶瓷制成的单件模压物。这把喷嘴14的进入孔的第一部分17的最小可实现直径限制到约3mm。也能使用其它的材料，可能的优点是，能进一步减小第一部分17的直径。而且，能加热腔室7，特别是通过靠近腔室7的壁10或在其中安装的电加热元件。这用来实现气垫的温度的准确调节。气体源于一个适当的压缩气体源，并且在加热状态下提供。
Claims (15)
1.一种用来产生用于支撑预热玻璃板(2)的气垫的装置，有一个腔室(7)连接到一个压缩气体源(21)上，该腔室的上壁(10)在其外部尺寸上与玻璃板(2)的轮廓相适应，并且具有用于气体通过的多个孔径(15)，
其特征在于：
所述孔径设计成喷嘴(14)，所述喷嘴具有进入孔(22)以及逐渐变宽的出口孔(16)，并且所述腔室(7)的上壁(10)在其边缘区(12、13)比在其中央区(11)具有更大开孔度(喷嘴出口区域(15)的总和相对于相应区域(11；12；13)的总面积)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述腔室(9)的上壁(10)的中央区(11)在其面积数值上大致与边缘区(12、13)之和相对应。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在腔室(7)的上壁(10)的中央区(11)中的开孔度与在边缘区(12、13)中的开孔度之比等于近似0.5至0.9，优选地近似0.7-0.8。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)在其中央区(11)中具有至多约0.3，优选地小于0.25，的开孔度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)在其较长侧的边缘区(12)中比在其较短侧的边缘区(13)中具有更大的开孔度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)的开孔度从用于玻璃板(2)的进给侧到相对侧减小。
7.根据权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，至少一个喷嘴(14)的进入孔(22)在流动方向上至少一次突然变宽。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，喷嘴(14)的进入孔具有近似2至4mm，优选地近似3mm直径的第一部分、以及具有近似20mm直径的第二部分(18)，借此出口孔(16)从第二部分继续。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，喷嘴(14)的进入孔具有第三部分(19)，该第三部分具有在第一与第二部分(17、18)之间的近似10mm的直径。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，至少第一、第二、第三部分(17、18、19)形成为圆柱形，优选地具有重合的圆柱轴线。
11.根据权利要求1至10任一项所述的装置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)覆盖有由耐热材料制成的薄的多孔织物(20)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述织物(20)由导热材料制成，优选地由耐腐蚀钢(不锈钢)制成。
13.根据权利要求1至12任一项所述的装置，其特征在于，所述腔室(7)由陶瓷材料制成。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述腔室设计成单件模压物。
15.根据以上权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述腔室(7)装有加热元件。
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