專利名稱：彎曲玻璃板的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彎曲玻璃板的裝置和方法，更具體地說(shuō)，是一種有開始的重力彎曲步驟和后面的模壓彎曲步驟的玻璃板彎曲裝置和方法。這種裝置和方法對(duì)于彎曲汽車玻璃是特別有用的，這種玻璃用于隨后的層壓，例如用于制造汽車的風(fēng)擋玻璃。
用于汽車的車窗玻璃通常的彎曲的，通過(guò)一彎曲工序使平板玻璃變彎曲。在一種這樣的彎曲工序中，平的玻璃板放在一凹形的環(huán)模中，并將其加熱到一玻璃軟化點(diǎn)。每個(gè)玻璃板在其自身重量下彎曲(下垂)，直到玻璃板的周邊與環(huán)模接觸。這種彎曲技術(shù)稱為“下垂”或重力彎曲，其已發(fā)展了多年，以致能彎曲玻璃板以滿足汽車制造的需要。
例如，當(dāng)需要有更大彎曲的玻璃板時(shí)，環(huán)模被變形，其是通過(guò)鉸鏈將模具的端部連接到其中部，隨著玻璃的軟化和彎曲的進(jìn)行，鉸接的模具端部或翼部逐漸閉合。這避免了彎曲過(guò)程中玻璃板相對(duì)于模具滑動(dòng)的傾向，從而防止了刮傷。這種模具通常稱為鉸接模。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種重力彎曲工藝特別適用于隨后要進(jìn)行層壓的--兩層玻璃板夾一中間層材料--的玻璃的生產(chǎn)。重力彎曲工藝能生產(chǎn)有高光學(xué)性能的玻璃，并且其能同時(shí)彎曲兩個(gè)玻璃板，從而生產(chǎn)一成對(duì)匹配的玻璃，在層壓時(shí)能形成良好的配合。
近年來(lái)，車輛設(shè)計(jì)的發(fā)展要求有復(fù)雜曲率的玻璃，即，在通常相互成直角的兩個(gè)方向彎曲的玻璃。僅通過(guò)重力彎曲只可能給予玻璃板很有限的復(fù)雜曲率。
另外，在汽車制造中自動(dòng)裝置的使用增加了，這要求玻璃要滿足更嚴(yán)格的尺寸公差。彎曲玻璃板的邊緣形狀必須是準(zhǔn)確的，不僅按照其兩維投影，而且按其三維投影，即，在邊緣附近玻璃的角度必須是正確的。如果“進(jìn)入角”--正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知--不正確，則彎曲的窗玻璃將不會(huì)與車身的接受突緣很好地配合和密封。
另外，窗戶的光學(xué)性能依賴于玻璃中部的形狀，所以，必須準(zhǔn)確地進(jìn)行控制，以達(dá)到所要求的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。
僅通過(guò)重力彎曲技術(shù)已不能滿足上述要求和進(jìn)行更大和更復(fù)雜彎曲的要求?，F(xiàn)在必須通過(guò)隨后的模壓彎曲步驟完成這種形狀的彎曲。這一步驟可以僅涉及彎曲窗玻璃的一個(gè)有限的區(qū)域部分，例如裝在車身上后在車身風(fēng)擋柱附近的部分。在目前許多車輛設(shè)計(jì)中，窗玻璃的這一區(qū)域要求有更深的彎曲，并且在本說(shuō)明書中，要求通過(guò)隨后的模壓彎曲步驟進(jìn)行更深彎曲的窗玻璃的任何區(qū)域?qū)⒈环Q為大彎曲部分。
在模壓彎曲步驟中，一上?；驂耗Ｏ陆堤幱诓ＡО宓纳媳砻嫔?，以致通過(guò)上模將玻璃板壓在下模上的作用進(jìn)一步彎曲玻璃板。在當(dāng)最初的重力彎曲步驟之后進(jìn)行模壓彎曲步驟時(shí)，下?？梢园ㄖ亓澢?。
模壓彎曲在本領(lǐng)域中可以用于彎曲沒有開始的重力彎曲步驟的平玻璃板。然而，這可能導(dǎo)致一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)在兩個(gè)模子之間施加壓力擠壓?jiǎn)蝹€(gè)的玻璃板而實(shí)現(xiàn)彎曲的外形，與重力彎曲相比，能使玻璃板的光學(xué)和物理性能下降。并且，在玻璃板中可能產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，這可以引起裂紋，或要求一個(gè)附加的退火工序去除應(yīng)力。所以，單獨(dú)應(yīng)用于模壓彎曲(即不跟隨重力彎曲步驟)的裝置和方法與跟隨最初重力彎曲的隨后的模壓彎曲的裝置和方法是不同的。
EP-A-0338216中公開了這種隨后的模壓彎曲步驟的例子，其中，一對(duì)輔助的上模壓窗玻璃的深的端部，靠著已進(jìn)行了最初的重力彎曲的鉸接模的鉸接端部。在模壓彎曲步驟中，鉸接端部牢固地閉鎖在位。通過(guò)一包含一組轉(zhuǎn)動(dòng)操作桿的夾緊裝置提供鉸接模的鉸接端的閉鎖，各桿的上端裝有一夾緊爪，其在一夾緊位置和一松開位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。在夾緊位置，在模鉸接端上的止動(dòng)臂被夾緊在夾緊爪和止動(dòng)壁之間。這個(gè)夾緊裝置是相當(dāng)復(fù)雜的裝置，其要求一獨(dú)立的致動(dòng)系統(tǒng)。要求夾緊裝置延伸通過(guò)爐子底部，以致能接合一個(gè)接一個(gè)順序通過(guò)爐子的鉸接模。各模在一移動(dòng)車上移動(dòng)，并且夾緊裝置必須通過(guò)移動(dòng)車的底壁，以致能接合上面的模具。這種裝置是復(fù)雜的，并且有一個(gè)缺點(diǎn)，抽出的空氣通過(guò)移動(dòng)車底部的孔，這將在模具的玻璃附近導(dǎo)致不可預(yù)見的溫度分布。所以，這種公開的裝置不能用于一些移動(dòng)車結(jié)構(gòu)。例如，在某種類型的玻璃彎曲爐中，在玻璃板通過(guò)爐子中時(shí)，為了在模上的玻璃板附近保證一均勻的和可再形成的周圍溫度，將模具裝在一開頂?shù)耐屑苌?，其有一剛性的基座和剛性的?cè)壁。這能防止空氣的抽出改變模具附近的溫度分布。
US-A-5045101公開了一鉸接模的鉸接端有一錐形的環(huán)或一模延伸部，其位于進(jìn)行深彎曲操作的位置。這表示在模和玻璃板之間有較大的接觸面積，這影響了玻璃板的熱流動(dòng)，并在彎曲操作時(shí)，引起在玻璃中產(chǎn)生很高的邊緣應(yīng)力，這導(dǎo)致了潛在的玻璃破碎。
US-A-5071461中承認(rèn)希望使重力彎曲模的接觸面積最小，以減少熱容量的損失，然而，減少接觸面積的愿望要由重力彎曲模充分地牢固的要求來(lái)平衡，以致當(dāng)模用于后面的模壓彎曲步驟時(shí)--其中，一上模壓靠在模上的重力彎曲玻璃板上，重力彎曲模不會(huì)在施加的壓力下變形，而導(dǎo)致可能的玻璃破裂，或形成不正確的形狀。另外，用這種最小的接觸面積，要非常小心在模壓彎曲操作時(shí)，重力彎曲模的薄邊緣不要在玻璃板的下表面留下不良的痕跡。
典型的用于彎曲玻璃板的裝置包括一烘爐，其沿一傳送器環(huán)路設(shè)置，各裝有一重力彎曲模的托架繞環(huán)路運(yùn)送。一典型的爐子有20個(gè)或更多的模具。希望各模的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，以減少裝置的成本和復(fù)雜性。
一典型的重力彎曲模有一環(huán)形凸緣，其以一最小的表面積與玻璃接觸，以避免在玻璃板中不利地形成過(guò)高的邊緣應(yīng)力。典型地，凸緣有一3-4mm的厚度。然而，如果這種已知的重力彎曲模受到先有技術(shù)所述方式的隨后的模壓彎曲步驟，則由于其僅有一較薄的環(huán)形凸緣，就有模具在模壓彎曲步驟期間變形的危險(xiǎn)，能引起玻璃板破裂或其他損壞，或在玻璃板下側(cè)留下痕跡。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一玻璃板彎曲裝置和方法，其使基本普通的重力彎曲模應(yīng)用于隨后的模壓彎曲步驟。本發(fā)明的另一目的是能應(yīng)用這種模具，而不象先有技術(shù)所要求的那樣需要一復(fù)雜的夾緊裝置。
本發(fā)明提供了一種用于彎曲玻璃板的裝置，在一重力彎曲步驟和一隨后的模壓彎曲步驟中進(jìn)行彎曲，該裝置包括一重力彎曲模，其包括一固定的模具部分和至少一個(gè)與該固定模具部分相鄰的鉸接的翼板部分，一裝有固定模具部分的基座，和至少一個(gè)鉸接的閉鎖臂，安裝在相應(yīng)的翼板部分和基座之間，至少一個(gè)閉鎖臂可通過(guò)凸輪作用從一翼板部分能相對(duì)于基座垂直運(yùn)動(dòng)的開鎖位置運(yùn)動(dòng)到一翼板部分相對(duì)于基座固定在位的閉鎖位置。
本發(fā)明還提供了一種彎曲玻璃板的方法，包括將至少一個(gè)玻璃板放在重力彎曲模上，重力彎曲模包括一固定的模具部分和至少一個(gè)與固定模具部分相鄰的鉸接的翼板部分，模具安裝在一位于一活動(dòng)托架上的基座上；運(yùn)送裝有至少一個(gè)玻璃板的模具通過(guò)一烘爐，在其中，玻璃被加熱到一玻璃軟化點(diǎn)，并通過(guò)重力進(jìn)行彎曲，直到玻璃板的邊緣與重力彎曲模上表面接觸并與其形狀一致，該或各翼板部分有一閉鎖臂，在重力彎曲步驟期間，隨著模具從一開鎖位置樞轉(zhuǎn)到一閉鎖位置(翼板部分固定在一對(duì)應(yīng)玻璃板所需形狀的預(yù)定位置)，閉鎖臂逐漸移動(dòng)；在玻璃板支承在重力彎曲模上的同時(shí)，用一上壓模對(duì)玻璃板進(jìn)行模壓彎曲，閉鎖臂作用將相應(yīng)的鉸接翼板部分閉鎖在所述預(yù)定位置；冷卻彎曲的玻璃板，并從模具上取下彎曲的玻璃板。
下面通過(guò)實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。


圖1是玻璃板加熱爐的示意側(cè)剖視圖，顯示了一在重力彎曲操作之前的裝有一對(duì)平玻璃板的重力彎曲模；圖2是圖1所示翼板閉鎖裝置之一的放大的側(cè)部分剖視圖；圖3是圖2中A-A線的示意側(cè)部分剖視圖；圖4是一重力彎曲模的平面圖，其裝在如圖1所示的托架的基座上；圖5是與圖1相似的示意的側(cè)部分剖視圖，顯示了在爐子中的用于模壓彎曲玻璃板的裝置，圖中所示為模壓彎曲操作之前的裝置；圖6顯示了圖5中的裝置處于模壓彎曲操作中；圖7是圖6中所示間隔裝置中之一的放大側(cè)視圖。
參照?qǐng)D1，顯示了一隧道式烘爐2的截面，其用于彎曲玻璃板，典型地是一對(duì)處于彎曲操作之后的玻璃板4，其準(zhǔn)備層壓在一起，以生產(chǎn)例如汽車的風(fēng)擋玻璃。這種隧道式烘爐在本領(lǐng)域是已知的，包括一伸長(zhǎng)的導(dǎo)軌6，其上載有一系列有輪子的頂部打開的托架8。各托架8上有一重力彎曲環(huán)模10，模10裝在固定于托架8整體底壁14的基座12上。托架8也有一環(huán)形的最好是矩形的側(cè)壁9。托架8順序安裝可繞一包括爐子2的環(huán)路循環(huán)運(yùn)動(dòng)。環(huán)路包括一玻璃裝載區(qū)，一加熱區(qū)，在該區(qū)加熱的玻璃板在重力彎曲模10上重力彎曲，一冷卻區(qū)，和一玻璃卸載區(qū)。爐子2還可以有其他區(qū)，例如一退火區(qū)，用于使玻璃退火，以減少在加熱區(qū)和冷卻區(qū)之間的彎曲步驟中所產(chǎn)生的應(yīng)力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然本發(fā)明是以一箱式爐為例子，但本發(fā)明還可以用于任何其他類型的玻璃退火爐中。
本發(fā)明特別涉及有大彎曲部分的玻璃板的制造，其不易通過(guò)單獨(dú)使用重力彎曲而實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，在環(huán)路的重力彎曲區(qū)的下游，緊接著設(shè)置一附加的模壓彎曲區(qū)。在模壓彎曲區(qū)中，在玻璃板被支承在重力彎曲模上的同時(shí)，通過(guò)一上部的可往復(fù)的模具，重力彎曲的玻璃板被進(jìn)一步彎曲到一最終所需的形狀。
圖1顯示了在托架8的模具10上的玻璃板4，其是在重力彎曲操作之前。托架8被布置沿爐子2在與圖面成直角的方向移動(dòng)。模具10包括一中央的固定模具部分16，其通過(guò)一組支架18安裝在模具基座12上。在模具8的中央部分10的兩側(cè)鉸接著對(duì)應(yīng)的有鉸鏈的翼板部分20。雖然在本發(fā)明中是描述了有兩個(gè)相對(duì)翼板部分的重力彎曲模，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明也可以使用僅有一個(gè)鉸鏈翼板部分的重力彎曲模。翼板部分20被布置可在一下部位置(模具10上支承一或多個(gè)平玻璃板4，如圖1所示)和一上部位置(翼板部分20與中央部分16一起形成一連續(xù)的彎曲的環(huán)形凸緣，其形成最后彎曲時(shí)玻璃板4所要得到的表面)之間轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)玻璃板4通過(guò)爐子2中的加熱區(qū)時(shí)，其被加熱，使玻璃板逐漸軟化，并在重力作用下下垂，以致與模具10限定的所需形狀一致。在模具的中央部分16，玻璃板4下垂直到其靠在模具上表面上，從而與所需形狀一致。在翼板部分20上方，在一對(duì)配重所提供的力的作用下，玻璃的軟化作用使翼板部分20向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使各翼板部分20繞位于中央部分16和相應(yīng)翼板部分20之間連接部的相應(yīng)樞軸22樞轉(zhuǎn)，以致玻璃板4被向上推，并逐步彎曲，直到玻璃板4的下表面靠在翼板部分20的上表面上。如后面將要描述的，在玻璃板上有深彎曲部分時(shí)，這些部分要求通過(guò)壓?；蛏夏⑵錂C(jī)械地壓靠在下模上，以致由下模所限定的所需形狀能可靠和重復(fù)地實(shí)現(xiàn)。顯然，本發(fā)明可以應(yīng)用沒有配重的所謂“無(wú)重量”模，但最好其特定構(gòu)形使隨著玻璃的軟化在其重量的作用下模具可以鉸接。
在圖4更詳細(xì)地顯示了一典型的模具10，模具10通過(guò)支架18裝在基座12上，支架18固定于模具10中部16下側(cè)?；凶銐虻膭偠?，使在后面的模壓彎曲作業(yè)中，撓曲度最小。翼板部分20通過(guò)相應(yīng)的樞軸22連接于中部16兩側(cè)。各翼板部分20的兩側(cè)安裝有一對(duì)配重24，各配重24裝在固定于相應(yīng)樞軸22相應(yīng)端部28的相應(yīng)臂26上。由中央部分16和翼板部分20形成的模具10的凸緣30的上表面接觸玻璃板4的下側(cè)，并形成玻璃板4的最終所需形狀。最好使與玻璃板4接觸的模具10的表面區(qū)域最小，以致減少玻璃板4和金屬模具10之間的可進(jìn)行熱傳遞的區(qū)域，而其能導(dǎo)致在最后的彎曲玻璃板4中存在不希望有的應(yīng)力和/或在玻璃板4的邊緣存在可見的缺陷。這種應(yīng)力能導(dǎo)致玻璃板4的破裂。典型地，希望保持玻璃板中的拉伸面積應(yīng)力小于7MPa。典型地，由中央部分16和翼板部分20上表面形成的模具10的環(huán)形邊緣30有一大約3-4mm的厚度，以使玻璃和模具10之間的接觸區(qū)域最小。然而，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)重力彎曲模10要用作后面模壓彎曲操作的下模時(shí)，就要求下模有足夠的剛度和強(qiáng)度，以致在來(lái)自上模壓彎曲模的壓力作用下，其不會(huì)產(chǎn)生不可控制的偏移和變形。其也要求薄的凸緣不會(huì)在模壓彎曲操作時(shí)在玻璃下側(cè)留下痕跡。
根據(jù)本發(fā)明，特別適用于玻璃板彎曲裝置，以致允許在隨后的模壓彎曲操作中，能使用有較薄環(huán)形凸緣的普通下垂彎曲模，同時(shí)能保持對(duì)最終彎曲玻璃板產(chǎn)品有高的質(zhì)量控制。如上所述，這種薄的環(huán)形凸緣的在玻璃中提供了低的應(yīng)力。對(duì)模具和裝置的其余部分有一些變化，以可靠地保證模具實(shí)現(xiàn)最終的所需形狀，模具能承受模壓彎曲操作，并且玻璃板不會(huì)因?yàn)楦郊拥哪簭澢僮鞫鵁o(wú)意中留下痕跡，或有其他的質(zhì)量變化。
再參照?qǐng)D1，翼板部分20各有至少一個(gè)閉鎖裝置，以在模壓彎曲操作過(guò)程中垂直閉鎖翼板部分的位置。雖然在圖示的實(shí)施例中，對(duì)每個(gè)翼板部分20僅提供了一個(gè)閉鎖裝置，但各翼板部分可任意地有兩個(gè)閉鎖裝置。閉鎖裝置包括一鉸接的閉鎖臂32，其鉸接于相應(yīng)的翼板部分20，并從其上向下懸垂，從而能在板34的頂面上滑動(dòng)，板裝在基座12上提供了一上凸輪面。
圖2和3中詳細(xì)顯示了閉鎖臂32/板34組件。閉鎖臂32包括一對(duì)細(xì)長(zhǎng)的間隔的板36，其上端鉸接于固定于各翼板部分20的延伸件38上，延伸件38穿過(guò)兩板36之間，并樞裝在其之間，并包括一螺栓組件40。閉鎖臂32從翼板部分20向下懸垂，并且其自由的底端42有一圓柱形的間隔件44，其通過(guò)另一螺栓組件46固定于兩板36之間。圓柱形間隔件44夾在細(xì)長(zhǎng)的板36之間，能防止其相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在閉鎖臂32中部有另一間隔件48和螺栓組件50。
閉鎖臂32繞延伸件38相對(duì)于翼板部分20自由樞轉(zhuǎn)，并其下表面52座落于板34的上表面上，板34包括一細(xì)長(zhǎng)的凸輪面54，閉鎖臂32的自由底端42可以在其上滑動(dòng)。凸輪面54包括一基本水平的部分56和一相接的傾斜滑道部分58?；啦糠?8最好相對(duì)水平面傾斜大約20°的角度，并且如果需要，大致水平部分56也在與滑道部分58的相同方向相對(duì)水平面稍微傾斜一小的角度。板34通過(guò)一安裝板60以一直立位置可調(diào)整地安裝在基座12上，板是通過(guò)螺栓組件62可取下地固定于安裝板60。板34的高度和傾斜度能容易地進(jìn)行調(diào)整。
在圖1中，翼板部分20是處于其下降的狀態(tài)，在該位置，閉鎖臂32相對(duì)于水平面傾斜，處于一開鎖位置，并且其自由端42處于板34的凸輪面54的坡道部分58上。這一位置如圖2中虛線所示。在重力彎曲步驟時(shí)，在配重24的作用下，翼板部分20向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使隨著玻璃板在加熱時(shí)的軟化，玻璃板逐步彎曲。翼板部分20從其圖2中虛線所示的位置移動(dòng)至實(shí)線所示的位置?？梢钥吹剑谥亓澢襟E時(shí)，隨著翼板部分20的上升，閉鎖臂32的自由端42沿坡道部分58向上滑動(dòng)，直到其到達(dá)大致水平部分56，該水平部分對(duì)閉鎖臂32形成一閉鎖區(qū)域64。閉鎖臂32在一與樞軸22垂直的平面內(nèi)移動(dòng)。如圖4中所示，形成凸輪面54的板34垂直于相應(yīng)的樞軸22，以致隨著翼板部分20繞相應(yīng)的樞軸22向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使閉鎖臂32的自由端42--特別是間隔件44的下表面52--穩(wěn)定地在坡道部分58上滑動(dòng)，直到閉鎖臂32基本垂直，使其自由端42與閉鎖區(qū)域64接觸而定位。如圖2所示，為了保證閉鎖臂32不會(huì)無(wú)意地橫向移動(dòng)而離開凸輪面54，可以提供一鋼絲66，其兩端68連接于板34的兩端70，并穿過(guò)閉鎖臂32的間隔的板件36之間。
如圖2所示，閉鎖臂32在其閉鎖位置是基本垂直的。最好，板34的高度和傾斜度被調(diào)整使在閉鎖位置閉鎖臂32不是非常垂直的，而是相對(duì)于垂直稍傾斜一小的角度，這一傾斜與開鎖位置的傾斜為同一方向。在閉鎖位置，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的間隔件44的下表面52與閉鎖區(qū)64的凸輪面54為摩擦接合。在隨后的模壓彎曲期間，因?yàn)殚]鎖區(qū)64基本是水平的，并且閉鎖臂32基本是垂直的，在翼板部分20的向上的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，一向下的壓力施加在翼板部分20上，一相應(yīng)的力通過(guò)閉鎖臂32向下傳遞，并從那里通過(guò)板34和裝有板34的安裝板60傳遞到基座12。這種在翼板部分20上的向下的壓力以翼板部分20最小的向下?lián)锨蜃冃芜M(jìn)行傳遞。作為閉鎖臂32和凸輪面54的閉鎖區(qū)64之間接合的結(jié)果，閉鎖臂32對(duì)翼板部分20形成一剛性的和閉鎖的支柱。這使在隨后的模壓彎曲操作中能應(yīng)用有一較薄環(huán)形凸緣30的鉸接模。
可以理解，要求操作者在裝置冷卻時(shí)調(diào)整閉鎖臂32/板43組件。然而，裝置是要求在爐中以一升高的溫度，例如以大約600-650℃，滿意地和可靠地操作。最初的調(diào)整必須考慮加熱時(shí)裝置各部件的膨脹，以及長(zhǎng)時(shí)間熱循環(huán)和機(jī)械磨損所導(dǎo)致的機(jī)械部件的稍微變形。顯然，最好裝置能由操作者容易地進(jìn)行調(diào)整。所以閉鎖臂32/板34的構(gòu)形最好使閉鎖臂32在模壓彎曲步驟中不是完全垂直。這保證了即使發(fā)生了變形和磨損，閉鎖臂32也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)其垂直位置和滑動(dòng)離開板34的端部70。這附加地允許在經(jīng)過(guò)了大量的熱循環(huán)之后，有一沿閉鎖區(qū)56形成的潛在的閉鎖位置的范圍，其對(duì)應(yīng)于閉鎖臂32與之連接的翼板部分20的稍微變化的高度(相對(duì)于基座12)范圍。這能容易地補(bǔ)償由連續(xù)的熱循環(huán)所產(chǎn)生的任何變形和磨損。最終的角度位置和翼板部分20的高度由臂26上的止動(dòng)件限制，臂上裝有配重24，其限定了對(duì)應(yīng)于玻璃板最終所需形狀的模具的最終位置。然而，因?yàn)闊嵫h(huán)的結(jié)果，翼板部分20相對(duì)于基座12的高度可能稍有變化，并且一個(gè)閉鎖范圍的存在保證了閉鎖臂在模壓彎曲操作時(shí)對(duì)模具10的翼板部分20作為一個(gè)支柱而工作，而不管有否引起閉鎖臂32最終角度位置稍微變化的這種熱循環(huán)。這就避免了要經(jīng)常檢查和調(diào)整閉鎖裝置。最好，閉鎖區(qū)56稍向上傾斜，從而允許閉鎖臂32的自由端42沿凸輪面54的凸輪作用所引起的平穩(wěn)的滑動(dòng)。通過(guò)調(diào)整板34相對(duì)于基座12(并且于是相對(duì)于相應(yīng)翼板部分20上的閉鎖臂32)的高度和方位，可以僅用手動(dòng)就容易地調(diào)整閉鎖臂32/板34組件。
圖5中顯示了模具10在重力彎曲操作之后和模壓彎曲操作之前的最終形態(tài)。
雖然圖1-4所示的實(shí)施例顯示了在各翼板部分20上僅裝有一個(gè)閉鎖臂，但如需要的話，在各翼板部分上也可以裝有兩個(gè)或多個(gè)閉鎖臂。在后面將要描述的模壓彎曲操作之后，和在卸載區(qū)域已將模壓彎曲的玻璃板從模具中取下之后，能通過(guò)操作者用手向內(nèi)推閉鎖臂32將翼板部分再調(diào)整到最初的低部位置，而處于圖2中虛線所示的狀態(tài)。如果需要的話，可用一例如機(jī)械手自動(dòng)地進(jìn)行所述操作。
參照?qǐng)D5，顯示了一位于隧道式烘爐2中模壓彎曲區(qū)中的模壓彎曲裝置，通常標(biāo)為72，所顯示的模壓彎曲裝置72是在模壓彎曲操作前的。在模壓彎曲區(qū)中，裝有模具10的托架8中裝有一重力彎曲玻璃板4，翼板部分20處于其向上轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，并且閉鎖臂32是在其基本垂直的位置，并向下支承在相應(yīng)板34上表面上，如前所述，托架8被輸送到一預(yù)調(diào)位置，在該裝置，玻璃板4被定位以致處于模壓彎曲裝置72下面。當(dāng)希望完成玻璃板4的彎曲達(dá)到其所需形狀時(shí)，進(jìn)行模壓彎曲作業(yè)，使所產(chǎn)生的最終彎曲玻璃板4有重力彎曲模10所限定的形狀。
模壓彎曲裝置72包括一上?；驂耗?4，其有一下模表面76，其構(gòu)成一凸模表面，基本對(duì)應(yīng)于由重力彎曲模10形成的凹模表面。玻璃板4要在上模74和重力彎曲模10之間進(jìn)行模壓彎曲，以致獲得所需的形狀。上模74最好包括一陶瓷體。如圖5所示，上模74可以包括一整體模。然而，在另一結(jié)構(gòu)中，上模74可以包括一對(duì)隔開的模件，其布置成僅壓靠在玻璃板4的需要進(jìn)行大彎曲的部分，即，在翼板部分20附近。
上模74由一付架78支承。付架78通過(guò)一組鏈條82從支承架80上向下懸垂。最好有4根鏈條82，其各位于上模74的對(duì)應(yīng)的角部。鏈條可以由金屬繩代替。支承架80的上表面84連接一鋼繩(或鏈條)86，其從支承架80中部向上延伸，穿過(guò)爐子2的頂部87，繞過(guò)第一滑輪88呈大致水平狀，繞過(guò)第二滑輪90垂直向下懸垂，鋼繩86的端部連接于第一配重92，而配重連接于壓模移動(dòng)機(jī)構(gòu)94。配重92和壓模移動(dòng)裝置94在隧道式烘爐2縱向同一側(cè)附近橫向定位。壓模移動(dòng)機(jī)構(gòu)94最好包括液壓或氣壓活塞/缸組件，其底部連接于地板96。在圖5中，上模74處于升起的狀態(tài)，活塞/缸組件94處于縮回的位置。在隨后的模壓彎曲操作之前，在上模74的升起位置，托架8能從隧道式烘爐2的上游部分移動(dòng)到上模74下方的位置。配重92有一所需的重量，使在上模74升降時(shí)，活塞/缸組件94所消耗的功最小，但要以下述為條件在活塞/缸組件94失效的情況下，第一配重92的重量要足夠地高，使整個(gè)裝置有失效保險(xiǎn)，以致能從下面經(jīng)過(guò)的托架8上向上拉起上模組件74。
還提供了一第二配重組件，使在模壓彎曲步驟時(shí)上模74能以一預(yù)定的凈重座落于玻璃板4上。一剛性的金屬桿98從上模74的付架78的上表面100中部向上延伸。一第二鋼繩102連接于桿98的上部，并順序延伸通過(guò)支承架80和爐頂上的孔(未示)，并從那里繞過(guò)一對(duì)滑輪104，106，使另一端連接于一可自由垂直移動(dòng)的第二配重108。如果需要，可對(duì)第一和第二配重92和108提供垂直導(dǎo)軌或支架(未示)，以防止它們無(wú)意地側(cè)向運(yùn)動(dòng)。第二配重108有一特定的重量，其選擇為能對(duì)上模74和裝有上模的付架78的組合件提供一預(yù)定的凈重。根據(jù)特定的模具結(jié)構(gòu)和尺寸以及彎曲玻璃板的所需形狀，上模組件的凈重典型地從50-100kg。在第二配重108和上模74之間的鋼繩102總是受拉的。一金屬桿98位于鋼繩102和付架78之間，以減少上模74附近的鋼繩102的無(wú)意的伸長(zhǎng)或變形，因?yàn)樵诩訅簠^(qū)，外界溫度是高的。在安裝架80和第一配重92之間的鋼繩86也總是受拉的。如下面所述，在模壓彎曲步驟期間，允許鏈條松弛，以致在模壓彎曲操作期間，施加在玻璃板4上表面上的僅是上模74和與之相關(guān)的付架78的選擇的凈重。
在上模74的兩側(cè)附近有一組間隔裝置109。間隔裝置109各包括一上止動(dòng)件110，包括一垂直體112，其底端固定在一大致水平的板114上。上止動(dòng)件110牢固地安裝在付架78上。間隔裝置的一組對(duì)應(yīng)的下止動(dòng)件116裝在基座12上。各下止動(dòng)件116包括一向上延伸的體118，其上端裝有一垂直可調(diào)的間隔件120。如圖7中更詳細(xì)地顯示，各間隔件120包括一螺栓部分122，其有一大致為半球形的圓頂頭部124，并且其上表面布置成在模壓彎曲操作期間靠在對(duì)應(yīng)上止動(dòng)件110板部114的下表面126上。螺栓部分122擰入向上延伸的體部118中，以致能容易地調(diào)整高度，并且提供一個(gè)螺母128，以致能將圓頂頭部124固定在所需高度。最好，板部114和圓頂頭部124由鋼構(gòu)成。上和下止動(dòng)件110和116成對(duì)地對(duì)齊。最好，提供三對(duì)止動(dòng)件110，116。如圖4所示，采用這種布置，止動(dòng)件110，116中的兩對(duì)相互間隔地位于模具10的一長(zhǎng)邊117上，第三對(duì)位于模具10另一長(zhǎng)邊119的中部。
間隔裝置109被提供，從而保證在上和下模74，10的基本整個(gè)區(qū)域，兩個(gè)模隔開一個(gè)對(duì)應(yīng)于玻璃板4最終形式的厚度的間隙。這保證了對(duì)玻璃板4的任何過(guò)壓--這能導(dǎo)致環(huán)形凸緣30在玻璃板4上留下痕跡--都基本可以避免。如后面將要詳述，最好提供三個(gè)間隔裝置109，以致保證上模74相對(duì)于下重力彎曲模10的垂直位置可以確定，而不會(huì)產(chǎn)生模具74，10的無(wú)意的相對(duì)擺動(dòng)。這就增加了可靠實(shí)現(xiàn)正確間隔的可能性。當(dāng)采用閉鎖臂32的布置，間隔裝置109必須由操作者在裝置冷卻時(shí)進(jìn)行調(diào)整，但在模壓彎曲操作時(shí)，間隔裝置109必須保證上模74和下模10在溫度升高時(shí)有適當(dāng)?shù)拈g隔，而作為熱循環(huán)的結(jié)果，其能引起無(wú)意的膨脹或其他變形。三對(duì)止動(dòng)件110，116的存在保證了在模具10，74的最后模壓彎曲狀態(tài)中，上和下模74，10之間的間隙能可靠地進(jìn)行調(diào)整，而不會(huì)出現(xiàn)上模74相對(duì)于下模10的擺動(dòng)。
可以理解，在典型的隧道式烘爐2中，提供了一組托架8，其各裝有一個(gè)相應(yīng)的重力彎曲模10。一典型的爐2包括至少20個(gè)托架8/重力彎曲模10組件。然而，僅提供一個(gè)模壓彎曲上模74。在操作中，每個(gè)下重力彎曲模10和其相關(guān)的托架8必須相對(duì)于單一的上模壓彎曲模74進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。所以，與各相應(yīng)的重力彎曲模10一起提供了用于限定模具10，74之間正確可調(diào)間隙的間隔裝置109，使各重力彎曲模10能單獨(dú)地進(jìn)行調(diào)整，而與單一的上模74一起正確操作。在最初的爐子操作之前，各間隔裝置109被單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，以致在模壓彎曲操作中，當(dāng)上模74下落在裝在重力彎曲模10上的玻璃板4上時(shí)，上和下模74，10相互正確間隔一對(duì)應(yīng)于玻璃板4最后彎曲形式厚度的距離。
下面參照?qǐng)D6描述模壓彎曲操作。當(dāng)裝有玻璃板4的下模10處于上模74下方時(shí)，活塞/缸組件94被啟動(dòng)，使支承上模74的支承架80下降，直到上模74與下面重力彎曲模10上的玻璃板4接觸?；钊?缸組件94的行程大于剛使上模74與玻璃板4接觸所要求的行程。于是，支承架80超程移動(dòng)，以致其能在上模74和玻璃板4接觸之后還繼續(xù)下降，使支承架80已經(jīng)下降到比在圖5所示的初始位置更接近于付架78。支承架80的過(guò)份下降使鏈條82松弛。在這一位置，上模74和其相關(guān)的付架78以所需的凈重向下支承在玻璃板4上，該凈重是通過(guò)適當(dāng)選擇第二配重108的特定重量而確定的。于是，上模74以一預(yù)定的凈重壓在玻璃板4的上表面上。
另外，在模壓彎曲操作期間，因?yàn)樯夏?4至少向著模壓彎曲操作的終點(diǎn)不從上面支承，上模74的重量在上模74和下面的玻璃板4的整個(gè)接觸面--典型地在一大約1m2的面積--上均勻地頒分布。這就保證了在模壓彎曲操作中，在玻璃板4上有均勻的重量分布。模壓彎曲操作典型地持續(xù)20秒。朝向模壓彎曲操作的終點(diǎn)(其中，上模74已將玻璃板繞其整個(gè)邊緣與下重力彎曲模10壓成緊密的接觸)，對(duì)于每個(gè)間隔裝置109，圓頂頭部124支靠在板件114上，從而在上和下模74，10之間形成一基本穿過(guò)模壓彎曲模整個(gè)面積的預(yù)調(diào)間隙，該間隙對(duì)應(yīng)于模壓彎曲玻璃板的厚度。止動(dòng)件的存在保證了在模壓彎曲操作期間不會(huì)出現(xiàn)對(duì)玻璃板4的過(guò)壓。這使重力彎曲模10環(huán)形凸緣30在玻璃板4下表面形成的痕跡最小，而當(dāng)使用有大約3-4mm厚度薄凸緣的重力彎曲模時(shí)這是一個(gè)特殊的問(wèn)題。
間隔裝置109被特殊地構(gòu)形，以適應(yīng)上模74和下模10橫向位置的變化，因?yàn)閳A頂頭部124能在由板件114的面積圍繞的橫向位置的一選擇的范圍內(nèi)與板件接合。這使模具能準(zhǔn)確地間隔，盡管繞彎曲環(huán)路的一組重力彎曲模10的位置可能有變化。這種布置在模壓彎曲期間不限制上模74定位的橫向自由度。
上模74通過(guò)鏈條82由支承架70支承，從而在模壓彎曲操作期間，上模74對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和橫向平移運(yùn)動(dòng)無(wú)約束。另外，支承架80從鋼繩86上懸吊，這在模壓彎曲操作期間，也不會(huì)約束上模74的側(cè)向移動(dòng)。另外，上模74一方面由一組鏈條82支承在支承架80上，另一方面由鋼繩86支承在支承架80和滑輪88之間，這就在模壓彎曲操作期間，允許上模74能無(wú)約束地垂直運(yùn)動(dòng)，例如擺動(dòng)。
要求上模74能相對(duì)于位于包括烘爐的整個(gè)環(huán)路中的一組重力彎曲模10中的每一個(gè)準(zhǔn)確地定位。實(shí)際上，各重力彎曲模10的水平和垂直的平移位置、和水平和擺動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置不僅隨著烘爐的初始開啟--而且特別是在烘爐的操作之后--從一個(gè)托架到另一托架變化。這是由于熱循環(huán)引起的熱膨脹或變形，和裝置的磨損，例如托架輪在導(dǎo)軌上的磨損。
因?yàn)樵谀簭澢僮髌陂g，上模74可以座落在玻璃板4的重力彎曲形狀中，對(duì)其側(cè)向或傾斜運(yùn)動(dòng)沒有任何約束，上模74能容易地找到其正確位置，并相對(duì)于下面的玻璃板4進(jìn)行準(zhǔn)確的模壓彎曲，而與從一個(gè)到另一個(gè)重力彎曲模10上的玻璃板4相對(duì)于上模74的位置變化無(wú)關(guān)。在模壓彎曲操作期間，上模74的運(yùn)動(dòng)自由度的存在保證了能準(zhǔn)確進(jìn)行模壓彎曲，而與一組下重力彎曲模之間的位置變化無(wú)關(guān)。上模74通過(guò)柔性元件例如鏈條82的懸吊允許這種無(wú)約束的運(yùn)動(dòng)。
另外，上模74由鏈條82支承，從而上模74能稍微轉(zhuǎn)動(dòng)一小的范圍而與下面的玻璃板4接觸。由于上模能逐步地與下面的玻璃板4進(jìn)入接觸，而使下面的玻璃板4通過(guò)逐步的加壓作用而形成所需的形狀。最好，上模74在上玻璃表面上碾壓，從而通過(guò)上模74首先形成大彎曲部分。
由于有止動(dòng)件(其中，下止動(dòng)件包括一半球形圓頂和上止動(dòng)件包括一圓頂支靠在其上的平板)，就可靠地保證了上模和下模的相對(duì)位置，從而使重力彎曲模10在玻璃板上無(wú)意中留下的痕跡最小。然而，這可以被實(shí)現(xiàn)，但不會(huì)在模壓彎曲操作期間消除或減小上模74相對(duì)下模10和玻璃板4以一無(wú)約束的方式側(cè)向平移或轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直擺動(dòng)的能力。
在模壓彎曲操作之前，可以通過(guò)一頂部加熱器對(duì)下面的玻璃板4進(jìn)行加熱，從而在玻璃板4表面上提供一溫差分布，使在模壓彎曲操作期間，有助于玻璃板4獲得一所需的形狀。在一共同未決的歐洲專利申請(qǐng)NO.94309435.9中公開了這種局部頂加熱技術(shù)。
本發(fā)明能制造有半徑小至150mm的彎曲部分的玻璃板。這可以與采用玻璃板局部加熱的重力彎曲時(shí)的450mm的最小半徑和無(wú)局部加熱的重力彎曲時(shí)的1000mm的最小半徑相比。
本發(fā)明能制造有深彎曲部分的玻璃板，其邊緣應(yīng)力能與使用普通下垂彎曲技術(shù)所達(dá)到的相比。本發(fā)明典型地能使所制造的彎曲玻璃板有小于7MPa的邊緣拉伸應(yīng)力。這能使玻璃板被彎曲，而在模壓彎曲操作之后，不要求隨后的退火來(lái)消除應(yīng)力。
權(quán)利要求
1.一種用于彎曲玻璃板的裝置，在一重力彎曲步驟和一隨后的模壓彎曲步驟中進(jìn)行彎曲，該裝置包括一重力彎曲模，其包括一固定的模具部分和至少一個(gè)與該固定模具部分相鄰的鉸接的翼板部分，一裝有固定模具部分的基座，和至少一個(gè)鉸接的閉鎖臂，安裝在相應(yīng)的翼板部分和基座之間，至少一個(gè)閉鎖臂可通過(guò)凸輪作用從一翼板部分能相對(duì)于基座垂直運(yùn)動(dòng)的開鎖位置運(yùn)動(dòng)到一翼板部分相對(duì)于基座固定在位的閉鎖位置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于閉鎖臂被布置能將相應(yīng)的翼板部分相對(duì)于基座閉鎖在一高度范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于閉鎖臂通過(guò)鉸鏈安裝在相應(yīng)的翼板部分上，其有一能在基座一表面上滑動(dòng)的自由端部。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于基座有一伸長(zhǎng)的凸輪面，其形狀限定了一閉鎖區(qū)，從而當(dāng)自由端處于閉鎖區(qū)時(shí)，閉鎖臂能被閉鎖在一鎖定位置。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于凸輪面的閉鎖區(qū)基本是水平的，凸輪面也形成一開鎖區(qū)，其包括一相鄰的坡道部分。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于坡道部分相對(duì)于水平面傾斜一大約20°的角度。
7.如權(quán)利要求4-6中任一所述的裝置，其特征在于凸輪面由一豎直板的上邊緣形成。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于板安裝在基座上，使能相對(duì)基座垂直可調(diào)。
9.如權(quán)利要求4-8中任一所述的裝置，其特征在于閉鎖臂的自由端有一能在凸輪面上滑動(dòng)的圓柱形表面。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于閉鎖臂包括一對(duì)間隔的板件，在其自由端之間固定一間隔件，間隔件形成了圓柱形表面。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于還包括一穿過(guò)板件之間的對(duì)直元件，其固定于基座，以防止間隔件側(cè)向移動(dòng)離開凸輪面。
12.如前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于翼板部分繞一樞軸鉸接于固定的模具部分，并且閉鎖臂在垂直于樞軸的平面上移動(dòng)。
13.如前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于閉鎖臂在閉鎖位置時(shí)是基本垂直的。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于閉鎖臂在閉鎖位置時(shí)相對(duì)于垂直面稍微傾斜一個(gè)小角度，并且閉鎖臂在開鎖位置時(shí)在與閉鎖位置相同的方向相對(duì)垂直面有很大的傾斜。
15.一種彎曲玻璃板的方法，包括將至少一個(gè)玻璃板放在重力彎曲模上，重力彎曲模包括一固定的模具部分和至少一個(gè)與固定模具部分相鄰的鉸接的翼板部分，模具安裝在一位于一活動(dòng)托架上的基座上；運(yùn)送裝有至少一個(gè)玻璃板的模具通過(guò)一烘爐，在其中，玻璃被加熱到一玻璃軟化點(diǎn)，并通過(guò)重力進(jìn)行彎曲，直到玻璃板的邊緣與重力彎曲模上表面接觸并與其形狀一致，該或各翼板部分有一閉鎖臂，在重力彎曲步驟期間，隨著模具從一開鎖位置樞轉(zhuǎn)到一閉鎖位置(翼板部分固定在一對(duì)應(yīng)玻璃板所需形狀的預(yù)定位置)，閉鎖臂逐漸移動(dòng)；在玻璃板支承在重力彎曲模上的同時(shí)，用一上壓模對(duì)玻璃板進(jìn)行模壓彎曲，閉鎖臂作用將相應(yīng)的鉸接翼板部分閉鎖在所述預(yù)定位置；冷卻彎曲的玻璃板，并從模具上取下彎曲的玻璃板。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于通過(guò)凸輪作用使閉鎖臂從開鎖位置移動(dòng)到閉鎖位置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于閉鎖臂鉸接安裝在相應(yīng)的翼板部分上，并有一可在基座一表面上滑動(dòng)的自由端。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于自由端在一細(xì)長(zhǎng)的凸輪表面上滑動(dòng)，其上形成了一閉鎖區(qū)，從而，當(dāng)自由端處于閉鎖區(qū)上時(shí)，閉鎖凸輪能處于其閉鎖位置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于凸輪面的閉鎖區(qū)基本是水平的，并且凸輪面上也形成一開鎖區(qū)，其包括一相鄰的坡道部分。
20.如權(quán)利要求15-19中任一所述的方法，其特征在于還包括下述步驟，在玻璃板取下步驟之后，通過(guò)將閉鎖臂從閉鎖位置推向開鎖位置，使鉸接的翼板部分下降到其初始位置。
全文摘要
用于彎曲玻璃板的裝置,在一重力彎曲步驟和一隨后的模壓彎曲步驟中進(jìn)行彎曲,該裝置包括一重力彎曲模,其包括一固定的模具部分和至少一個(gè)與該固定模具部分相鄰的鉸接的翼板部分,一裝有固定模具部分的基座,和至少一個(gè)鉸接的閉鎖臂,安裝在相應(yīng)的翼板部分和基座之間,至少一個(gè)閉鎖臂可通過(guò)凸輪作用從一翼板部分能相對(duì)于基座垂直運(yùn)動(dòng)的開鎖位置運(yùn)動(dòng)到一翼板部分相對(duì)于基座固定在位的閉鎖位置。
文檔編號(hào)C03B23/027GK1187175SQ9619465
公開日1998年7月8日 申請(qǐng)日期1996年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月7日
發(fā)明者戴維·塞克斯 申請(qǐng)人:英國(guó)皮爾金頓有限公司