TW201529493A - 用於液體及真空之防漏供給的具有同心管之模具組合件 - Google Patents

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Abstract

一種模具組合件，包含具有模具凹洞之模具，該模具凹洞係由具有三維形狀的模具表面所界定；及至少一個開口，用於將流體或真空連通至模具凹洞。氣室底座係安裝至模具，使得腔室界定於氣室底座和模具之間，其中腔室係與模具中之至少一個開口流體連通。冷卻板係配置於腔室中。流體通道界定於同心配置的外管及內管之間，外管及內管耦接至氣室底座。一個流體管道經過內管及在氣室底座中的第一開口而延伸至腔室。另一流體管道從流體通道經過外管中的側埠及氣室底座中的第二開口而延伸至冷卻板。

Description

用於液體及真空之防漏供給的具有同心管之模具組合件
本申請案依據美國第35 U.S.C.119條主張於2013年12月20日申請之美國專利臨時申請案第61/919029號之權利，該臨時申請案之內容以引用其全文的方式在此依據並併入本文。
本領域關於使用模具將二維(2D)玻璃片材熱改造成三維(3D)玻璃製品。本領域進一步關於在熱改造處理中之處理流體和真空的供應。
由Bailey等人提出的美國專利申請案公開號第2012/0297828號揭露一種玻璃模造系統，該玻璃模造系統可用以從2D玻璃片材以連續的方式而形成3D玻璃製品。在典型的處理中，2D玻璃片材係置於3D模具表面上，並接著2D玻璃片在玻璃模造系統的一或多個站台處被加熱至成形溫度。藉由透過在模具中之開口將真空供應至模具凹洞，熱的2D玻璃片材係順應3D模具表面，以形成3D玻璃製品。在順應過程後，真空從模具凹洞被釋放。處理流體接著透過相同 的模具開口而被供應，以快速地將3D玻璃製品冷卻至低於玻璃之應變點的溫度。為了在此冷卻階段期間控制模具溫度，使用獨立的管線以將處理流體供應至冷卻板，接著操作冷卻板以從模具移除熱。
需要對於所供應之真空和處理流體的精細調整，以控制由系統所形成之玻璃形狀的準確性。為達成此種精細調整，提供真空及處理流體而不洩漏係重要的，因為洩漏可能導致在系統中從一個位置到另一個位置時的處理變化，而此情形可能導致部分與部分間的形狀變化。
使用於諸如如上所述之玻璃模造系統的模具通常需要不與玻璃在高溫時反應的塗層。因為該等塗層通常具有較短的壽命，能夠快速地並自動地將需要被重新處理表面的模具替換係有利的。
在一個方面，於此揭露的係一種用於與玻璃模造系統使用的模具組件。在一個說明性的實施例中，該模具組件包括模具，該模具具有由模具表面所界定的模具凹洞，該模具表面具有3D形狀；及至少一個開口，用於將處理流體或真空連通至該模具凹洞。該模具組件進一步包含氣室底座，該氣室底座係安裝至該模具，使得腔室界定於該氣室底座和該模具之間，其中該腔室係與該模具中之該至少一個開口流體連通。冷卻板係配置於該腔室中。外管及內管之一者具有鄰近該氣室底座之第一端，及遠離該氣室底座之第二端。該外管和該內管係同心配置，使得流體通道係界定於該外管及該 內管之間。第一流體管道經過該內管及在該氣室底座中的第一開口而延伸至該腔室。第二流體管道從該流體通道經過該外管中的一埠及該氣室底座中的第二開口而延伸至該冷卻板。
在一個說明性的實施例中，在該第一流體管道和該氣室底座間的界面包括金屬密封接點。
在一個說明性的實施例中，在該第二流體管道和該外管、該氣室底座及該冷卻板之一者間的界面包括金屬密封接點。
在一個說明性的實施例中，該模具組件進一步包括：接收器，具有一孔；第一埠，用於處理流體與該孔之連通；及第二埠，用於處理流體與該孔的連通，其中該外管和該內管的該等第二端係容納於該孔中。
應了解前面的總體說明及以下的詳細說明皆為示例的揭露，且意欲提供用以了解如本揭露書所主張權利的本揭露書之本質和特徵的概觀和框架。附隨的圖式係包含以提供本揭露書的進一步了解並被納入及構成本說明書的一部分。該等圖式說明本揭露書的各種實施例且與說明書一起用以解釋本揭露書之原理及操作。
12‧‧‧模具組件
16‧‧‧模具
18‧‧‧模具凹洞
20‧‧‧模具表面
21‧‧‧開口
22‧‧‧銷
24‧‧‧氣室底座
26‧‧‧外殼
28‧‧‧底板
30
32‧‧‧腔室
34‧‧‧底表面
35‧‧‧內表面
37‧‧‧頂表面
38‧‧‧冷卻板
39‧‧‧界面
40‧‧‧間距管
40a‧‧‧金屬密封接點
40b‧‧‧金屬密封接點
41‧‧‧界面
42‧‧‧間距管
42a‧‧‧金屬密封接點
42b‧‧‧金屬密封接點
44‧‧‧間距管
44a‧‧‧金屬密封接點
44b‧‧‧金屬密封接點
46‧‧‧開口
48‧‧‧開口
50‧‧‧開口
52‧‧‧開口
54‧‧‧開口
56‧‧‧開口
58‧‧‧同心管次組件/同心管組件
60‧‧‧外管
61‧‧‧下區域/下端
62‧‧‧內管
62a‧‧‧上開口
62b‧‧‧下開口
64‧‧‧流體通道
66‧‧‧開口
68‧‧‧金屬密封接點
70‧‧‧金屬密封接點
72‧‧‧金屬密封接點
74‧‧‧埠
76‧‧‧埠
78‧‧‧管
78a‧‧‧金屬密封接點
78b‧‧‧金屬密封接點
80‧‧‧管
80a‧‧‧金屬密封接點
80b‧‧‧金屬密封接點
82‧‧‧開口
84‧‧‧外輪廓表面
86‧‧‧溝槽
88‧‧‧溝槽
90‧‧‧密封件
92‧‧‧密封件
94‧‧‧凹陷表面
96‧‧‧開口
98‧‧‧孔
100‧‧‧接收器
102‧‧‧流體空間
104‧‧‧壁
106‧‧‧側埠
108‧‧‧底埠
110‧‧‧供應端
120‧‧‧主要底座
122‧‧‧分度台
123‧‧‧間距器
124‧‧‧開口/對準孔洞
126‧‧‧開口/對準孔洞
128‧‧‧支撐結構
130‧‧‧安裝塊
132‧‧‧安裝塊
134‧‧‧轉接板/間距管
136‧‧‧銷
138‧‧‧真空溝槽
140‧‧‧真空孔洞/高溫區域
142‧‧‧真空保持管/低溫區域
以下為附隨圖式中的圖式的說明。圖式不需要被等比例繪製，且為了清楚及簡要，圖式的特定特徵或特定觀點可以將尺寸擴大的方式或以概要的方式而顯示。
第1圖顯示不具有接收器的模具組件。
第2圖顯示具有開口之模具，開口係用於將處理流體或真空連通至模具凹洞。
第3圖顯示嵌入於接收器中之同心管組件的下端。
第4圖顯示安裝在玻璃形成站台處的模具組件。
第5圖顯示具有真空夾持能力的轉接板。
在以下的詳細說明中，許多特定的細節可能被提出以提供本揭露書之實施例的全面了解。然而，對於熟悉該技術領域者而言，將清楚本揭露書的實施例可不需一些或全部的該等特定細節而實施。在其他例子中，已知的特徵或處理並不會詳細說明，以免不必要地混淆本揭露書。此外，會使用類似或相同的元件符號以辨別共同的或類似的元件。
第1圖揭露用以於玻璃模造系統中使用的模具組件12，諸如於Bailey等人之公開案中所描述的。模具組件12包含具有模具凹洞18的模具16，模具凹洞18係由3D模具表面20所界定，其中3D模具表面20的形狀取決於待由模具16所形成之3D玻璃製品的形狀。如第2圖中所示，模具16具有開口21，開口用於將流體(通常是氣體)或真空連通至模具凹洞18。模具16可在該模具之上表面包含一或多個銷22，以幫助將2D玻璃片與模具凹洞18對準。
回到第1圖，氣室底座24係附接至模具16的底部。氣室底座24包含外殼26和底板28。外殼26的頂端係附接至模具16，且外殼26的底端係附接至底板28。模具16的底表面34、外殼26的內表面35及底板28的頂表面37界定腔室 32。在一個實施例中，為了在高溫玻璃成形環境中達成防漏的腔室32，金屬對金屬的密封係形成在外殼26和模具16間的界面39處及外殼26和底板28間的界面41處。在一個實施例中，在界面39、41處之外殼26、模具16及底板28的相對部分係非常平坦及光滑的，使得當該等元件被螺旋壓力夾持在一起時，在該等元件之間形成金屬對金屬的密封。在界面39、41處之外殼26、模具16及底板28的相對部分間可能會因製程誤差而具有小的間隙，但該等間隙將是非常的小，約為0.1μm或更小，使得從模具組件12的外部洩漏至腔室32的空氣量對於在腔室32內側所達成之真空壓力的量而言係可忽略的影響。在其他實施例中，形成在界面39及41處的金屬對金屬的密封包含安裝於外殼26、模具16及底板28的相對部分間的金屬墊圈。
冷卻板38係配置於腔室32內側，在模具16的底表面34和底板28的頂表面37之間。在一個實施例中，冷卻板38係與模具16的底表面34間隔，使得模具16的冷卻主要藉由輻射而產生。冷卻板38可為如Bailey等人之公開案中所描述的，或冷卻板38可為不同種類的冷卻板。間距管40、42、44係附接於底板28及冷卻板38間。間距管40、42、44在底板28上支撐冷卻板38並同時如同將流體供應至冷卻板38及將流體從冷卻板38排出的管道般而運作。通常地，供應至冷卻板38及從冷卻板38排出的流體係氣體。在所示的第1圖中，間距管40、42如供應管道而運作，且間距管44如排出管道而運作。
冷卻板38在對應間距管40、42、44的位置處分別具有開口46、48、50，該等開口46、48、50用於接收及排出流體。為允許經由開口46、48、50與冷卻板38進行防漏的流體交換，金屬密封接點40a、42a、44a係分別在開口46、48、50處，分別形成在間距管40、42、44和冷卻板38間。在一個實施例中，金屬密封接點40a、42a、44a係藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而形成的永久密封接點。
底板28在分別對應於間距管40、42、44處亦具有開口52、54、56。為了在高溫玻璃成形環境中達成防漏的腔室32，金屬密封接點40b、42b、44b係分別在開口52、54、56處，分別形成在間距管40、42、44和底板28間。在一個實施例中，金屬密封接點40b、42b、44b係藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而形成的永久密封接點。
模具組件12包含用於供應處理流體或真空至腔室32，及用於供應處理流體至冷卻板38之同心管次組件58。同心管次組件58包含以同心配置的外管60及內管62。內管62的外徑係小於外管60的內徑，而產生在外管60和內管62間的流體通道64。外管60和內管62的上端係容納於底板28中的中央開口66。金屬密封接點68係在開口66處形成於外管60的上端和底板28間。在一個實施例中，金屬密封接點68係藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而形成的永久密封接點。
金屬密封接點70係形成在外管60和62的上端間，以將外管60連接至內管62，並防止從流體通道64至腔室32 的洩漏。在一個實施例中，金屬密封接點70係藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而形成的永久密封接點。在金屬密封接點70的一個例子中，金屬密封環係置於外管60和內管62的上端間。金屬密封環係接著藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而接合至外管60和內管62的上端。金屬密封接點72亦形成在外管60和內管62的下端間，以將外管60連接至內管62，且以(例如，當外管60和內管62的下端被嵌入將於以下進一步說明的接收器時)防止洩漏至流體通道64內。金屬密封接點72可具有如上所述用於金屬密封接點70的任何特性。
在所示的第1圖中，來自從排出間距管44的流體將被排出至大氣(如，經由底板28中的開口82)。供應間距管40、42將接收來自流體通道64的處理流體(或冷卻流體)的供應。為達成此目的，外管60具有連接至流體通道64之側埠74、76。供應管78、80分別從側埠74、76分別延伸至在底板28中之開口52、54。在開口52、54處，供應管78、80與供應間距管40、42對準並連通。因此，一個流體供應管道從流體通道64經過埠74、供應管78、開口52及供應間距管40，延伸至冷卻板38的開口46。同樣地，另一個流體供應管道從流體通道64經過埠76、供應管80、開口54及供應間距管42，延伸至冷卻板38的開口48。
為防止供應至冷卻板38的流體從流體通道64洩漏，金屬密封接點78a、80a係形成在供應管78、80和底板28(亦即，在開口52、54處)間的界面處。金屬密封接點78b、 80b亦形成在供應管78、80和外管60(亦即，在側埠74、76處)間的界面處。金屬密封接點78a、80a、78b、80b可為藉由諸如硬焊、焊接或軟焊的金屬接合處理而形成的永久密封接點。
內管62的上開口62a係藉由開啟至腔室32而與腔室32連通。此允許從內管62之下開口62b將處理流體或真空供應至腔室32內，內管62之下開口62b係位於氣室底座24有一段距離處。在模具16中的開口(於第2圖中的元件21)係開啟至腔室32或與腔室32連通，而允許處理流體或真空經由待連通至模具凹洞(於第2圖中的元件18)的內管62而供應至腔室32內。於2D玻璃片材順應成3D模具表面(於第2圖中的元件20)期間，真空可被供應至模具凹洞，以將玻璃片材拉引抵住3D模具表面，並從而形成3D玻璃製品。在3D玻璃製品被形成後，處理流體(或冷卻流體)可被供應至模具凹洞，以幫助將3D玻璃製品的溫度降低至玻璃的應變點之下。
在同心管次組件58的下區域61處，外管60具有提供軸向間隔溝槽86、88之外輪廓表面84，軸向間隔溝槽86、88用以保持諸如O型環的密封件90、92。在溝槽86、88之間中係為凹陷表面94。在外管60之壁中具有至少一個開口96，開口96將凹陷表面94連接至流體通道64，流體通道64經由管78、40、80、42而與冷卻板38連通。內管62的下開口62b亦位於同心管組件58之下區域61處。
第3圖顯示同心管次組件58的下區域61係嵌入至接收器100的孔98中，使得在外管60中的開口96及內管62 的下開口62b係位於接收器100內。在此部分中，密封件90、92與孔98的壁104嚙合。流體空間102係形成在孔98的壁104和外管60的凹陷表面94間。流體藉由密封件90、92而防止從流體空間102而洩漏至接收器100的外側，密封件90、92係與鄰近流體空間102之端部的孔壁104嚙合。接收器100具有與流體空間102連通的側埠106。透過側埠106、流體空間102及開口96，流體可連通至流體通道64。接收器100具有與內管62之下開口62b連通的底埠108。透過底埠108，流體或真空可被供應至內管62。冷卻流體或真空源的供應端110係為說明之目的而顯示於底埠108處。
接收器100可被視為模具組件12的可移除部分或與模具組件12一起使用的獨立部分。
第4圖顯示安裝在玻璃模造系統之站台處的模具組件12。在第4圖中，主要底座120係藉由主要底座間距器123而支撐於分度台122上。主要底座120具有與分度台122中之開口126對準的開口124。接收器100係附接至分度台122的底部，使得接收器100的孔98係與分度台122中的開口126對準。同心管次組件58的下端係經過對準孔洞124、126而嵌入至接收器100的孔98中。主要底座120的頂部上係為支撐結構128。氣室底座24係置於支撐結構128上。在所示的第4圖中，支撐結構128包含安裝塊130、132及在安裝塊130、132間延伸的間距管134。安裝塊132係緊固至主要底座120。
轉接板134係如，使用螺絲或類似物安裝在安裝塊 130上。氣室底座24的底板28坐落於轉接板134上。可使用諸如銷136的構件以在轉接板134上對準底板28。銷136可設置於轉接板134上且銷136可藉由在底板28之底部處的對應孔洞而接收。此外，底板28可藉由真空而被緊固至轉接板134。第5圖顯示可真空夾持底板(第4圖中之元件28)之轉接板134的實施例。於第5圖中之轉接板134具有真空溝槽138和真空孔洞140。真空可透過真空保持管142而被供應至真空孔洞140並接著被供應至真空溝槽138。在真空溝槽138中的真空將底板(第4圖中之元件28)夾持至轉接板134。可替代使用諸如螺栓及夾具的其他構件以將轉接板134夾持至底板28。然而，真空夾持將使得模具組件12較易於自動替換，因為要將氣室底座24從轉接板134分開之所有需要做的事情將是釋放保持的真空。
回到第4圖，模具16和氣室底座24係位於玻璃成形站台的高溫區域140中。接收器100係位於玻璃成形站台的低溫區域142中。同心管組件58係耦接至氣室底座24並從氣室底座24延伸至接收器100內。接收器100作為用於與內管和流體通道64連通的共同界面。為了諸如模具16的重新處理表面之操作，模具組件12可快速地從玻璃成形站台解除安裝。為了解除安裝模具組件，氣室底座24的底板28係從轉接板134分開。接著，同心管組件58的下端61係從接收器100處移除。接收器100可留在分度台122之底部處或移除。較佳地，接收器100係留在分度台122之底部處。若接收器100係留在原處，可在玻璃成形站台處安裝其他模具 組件，同時保養被移除的模具組件。
在玻璃成形站台處，由於接收器100係位於低溫區域142中，在接收器100和同心管組件58之下端61間的密封可以諸如O型環密封件(第3圖中之元件90、92)的非永久性密封件而被可靠地達成一段長期的期間。非永久性密封件將允許同心管組件58之下端從接收器100處快速的取回。
雖然本揭露書已相對於有限數量的實施例而說明，熟悉該技術領域、從此揭露書獲得好處者，將理解可設計出未背離於此所揭露之揭露書的範圍之其他實施例。故，本揭露書的範圍應僅由所附加的申請專利範圍而限制。
12‧‧‧模具組件
16‧‧‧模具
18‧‧‧模具凹洞
20‧‧‧模具表面
24‧‧‧氣室底座
26‧‧‧外殼
28‧‧‧底板
30
32‧‧‧腔室
34‧‧‧底表面
35‧‧‧內表面
37‧‧‧頂表面
38‧‧‧冷卻板
39‧‧‧界面
40‧‧‧間距管
40a‧‧‧金屬密封接點
40b‧‧‧金屬密封接點
41‧‧‧界面
42‧‧‧間距管
42a‧‧‧金屬密封接點
42b‧‧‧金屬密封接點
44‧‧‧間距管
44a‧‧‧金屬密封接點
44b‧‧‧金屬密封接點
46‧‧‧開口
48‧‧‧開口
50‧‧‧開口
52‧‧‧開口
54‧‧‧開口
56‧‧‧開口
58‧‧‧同心管次組件/同心管組件
60‧‧‧外管
61‧‧‧下區域/下端
62‧‧‧內管
62a‧‧‧上開口
62b‧‧‧下開口
64‧‧‧流體通道
66‧‧‧開口
68‧‧‧金屬密封接點
70‧‧‧金屬密封接點
72‧‧‧金屬密封接點
74‧‧‧埠
76‧‧‧埠
78‧‧‧管
78a‧‧‧金屬密封接點
78b‧‧‧金屬密封接點
80‧‧‧管
80a‧‧‧金屬密封接點
80b‧‧‧金屬密封接點
82‧‧‧開口
84‧‧‧外輪廓表面
86‧‧‧溝槽
88‧‧‧溝槽
90‧‧‧密封件
92‧‧‧密封件
94‧‧‧凹陷表面
96‧‧‧開口

Claims (10)

  1. 一種模具組件，包括：一模具，具有由一模具表面所界定的一模具凹洞，該模具表面具有三維形狀；及至少一個開口，用於將流體或真空連通至該模具凹洞；一氣室底座，係安裝至該模具，使得一腔室界定於該氣室底座和該模具之間，該腔室係與該模具中之該至少一個開口連通；一冷卻板，係配置於該腔室中；一外管及一內管，各具有鄰近該氣室底座之一第一端及遠離該氣室底座之一第二端，該外管和該內管係同心配置，使得一流體通道係界定於該外管及該內管之間；一第一流體管道，經過該內管及在該氣室底座中的一第一開口而延伸至該腔室；及一第二流體管道，從該流體通道經過該外管中的一埠及該氣室底座中的一第二開口而延伸至該冷卻板。
  2. 如請求項1所述之模具組件，其中一金屬密封接點係形成在該外管的一端和鄰近該氣室底座中之該第一開口之該氣室底座之間。
  3. 如請求項1或2所述之模具組件，其中該流體通道係在兩末端處藉由形成在該外管和該內管之該等第一端間所形成的一第一金屬密封接點和在該外管和該內管之該等第二端間 所形成的一第二金屬密封接點而密封。
  4. 如請求項1所述之模具組件，其中該外管包括一外輪廓表面，該外輪廓表面以軸向間隔關係而提供一第一溝槽和一第二溝槽。
  5. 如請求項4所述之模具組件，更包括保持在該第一溝槽中的一第一密封構件和保持在該第二溝槽中的一第二密封構件。
  6. 如請求項5所述之模具組件，其中該第一密封構件和該第二密封構件係O型環密封件。
  7. 如請求項5所述之模具組件，其中該外輪廓表面在該第一溝槽和該第二溝槽間更提供有一凹陷表面。
  8. 如請求項1所述之模具組件，更包括一第三流體路徑，該第三流體路徑從該流體通道經過在該外管中的另一埠和在該氣室底座中的一第三開口而延伸至該冷卻板。
  9. 如請求項1所述之模具組件，更包括：一接收器，該接收器具有一孔；一第一埠，用於流體與該孔之連通；及一第二埠，用於流體與該孔的連通，其中該外管和該內管的該等第二端係容納於該孔中，且更包括一第一流體路徑，該第一 流體路徑位於該第一埠和該流體通道間；及一第二流體路徑，該第二流體路徑位於該第二埠和該內管間。
  10. 如請求項1所述之模具組件，其中在該第二流體管道和該外管、氣室底座及冷卻板之各者間的一界面包括一金屬密封接點。
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