CN1118769A - 玻璃板弯曲及回火的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

玻璃板，特别是用于车辆玻璃的玻璃板的弯曲及回火。车辆玻璃要求精确地弯曲到精确的尺寸而以可接受的成本满足光学质量和断裂安全的高的标准。提供了一种压弯及回火玻璃板的方法，包括在加热炉中加热玻璃板，包括把板的至少一部分加热到高于其它部分的温度，把板传送出炉外的送入压弯工位，在相对互补的上下加压元件之间对板加压而使其成型，其中至少一个加压元件是内部加热的，把弯曲板传到与板的周边一致的往复运载环上，板支承在环上回火。还提供了相应的装置。

Description

玻璃板弯曲及回火的方法及装置
本发明涉及玻璃板的弯曲，更具体地是涉及装在车辆上的玻璃板的改进的压弯及回火的方法及装置。“压弯”的成型方法是指在装在如模具之类的加压元件的相对的互补的成型表面之间对热软化玻璃板的加压。
在制造汽车之类的车窗用的回火的弯曲玻璃板时，需要满足许多要求。首先，玻璃板需要满足相应的安全要求，如欧洲的ECE R43的规定，该规定提出了可接受的断裂模式，以便使得减少在玻璃破裂情况下遭到的伤害。玻璃板还需要对车上要装上玻璃的开口而言有正确的尺寸的形状。另外，玻璃板还应没有表面缺陷，有足够的光学质量以允许通过玻璃得到没有扭曲的景象。另外，板的成本还必需对顾客及车辆制造商是可接受的。
近几年来，对玻璃制造者的要求变得更加严格。现代车辆的风格倾向要求复杂形状的玻璃，也就是沿相互成直角的两个方向有弧度，要精确控制整个玻璃板的弧度，而不是只考虑装到车身上装玻璃的凸缘的周边。除了要达到这些困难的形状外，由于制造商连续不断地寻求对车辆组件的质量的提高，对制造精度的要求变得越来越严格，更具体地说，由于汽车玻璃要求用垫圈包边或用机器人装配，这些技术对玻璃要求很精密的精度。
对于复杂形状的玻璃要避免光学扭曲总是很困难的，另外，对车辆装玻璃要满足现时越来越严格的光学标准，玻璃制造工在弯曲玻璃的工艺中要付以严密的注意。
另外，驾驶更轻重量的车辆以减少油耗已经促进使用更薄的玻璃，例如现在常用3毫米的厚玻璃代替4毫米或5毫米厚的玻璃作为硬玻璃板。使薄玻璃合适地回火更困难，在热软化状态更容易变形和产生光学扭曲，因此玻璃制造者们面临的困难是复杂的。
虽然在压机处在热环境中的压弯***中比较慢的速度弯曲玻璃板可消除上述的很多问题，但是这种方法有比较长的周期，操作也是比较昂贵的。从成本上考虑促使玻璃商去开发一种制造方法，要缩短周期，缩短更换模具的时间，生产率更高但仍可制造出要求形状及质量玻璃。虽然过去制造商已可满足缩短周期，缩短更换模具的时间，生产率更高，但还不能制造出满足现代形状及质量标准的玻璃或者如现时要求的那么薄的玻璃。
例如，在一个已知的压弯***中，玻璃板在整个过程中在传动辊上传动，从加热到冷却，而在炉子外面进行压弯阶段。在这种***中，可以制造连续的迅速相继排列的玻璃板，在过程中各阶段进行得足够迅速。虽然这种***对4毫米或更厚的玻璃用的很好，但是它难以在生产环境中制造对于弯到明显复杂程度的形状的标准要求的薄玻璃。在弯过程中会产生光学扭曲，另外，热软化玻璃板在支承在传动辊上时由于多种原因易于扭曲及改变形状。在较低温度弯曲以改善光学质量的企图会导致在断裂时出现不令人满意的玻璃中的断裂模式和/或低的生产率。
在与US4883526相应的WO90/11973中提到在弯曲玻璃板中变形的问题。其中提出了用一个往复移送装置把弯曲的玻璃板从压弯工位传送到卸料或冷却工位。该弯曲玻璃板通过装着玻璃板的下成型环模相对于往复环的垂直向下运动放在该往复环上，该往复环的外形和高度与所述玻璃板的边缘一致。在工艺中这时把往复环设置成与环模同轴，并在其内侧。但是这种设置可以改进，因为往复环处在弯曲玻璃板周边内，该板实际上会在板的可见区域内留下痕迹。
与US5279635相应的WO93/14038考虑了压弯玻璃板的扭曲问题，更具体地涉及改进压弯模消除扭曲。它提出这些问题部分由于炉中玻璃板的过热造成的，因为要用过热来补偿随后出炉的热量损失。通过加热成型模，可减小随后的热损失，可避免在炉中过热。但是这方案还没解决弯曲玻璃板的形状变化。在对弯曲薄玻璃板进行回火时，这个问题特别严重，因为在玻璃板传送到冷却工位随后进行回火时，要使玻璃板处在比较高的温度。而且现时装在欧洲车辆上的大多数玻璃板都有一定程度的复杂的弧度。
因此，本发明的目的是提供一种以对汽车制造商可接收的成本，制造出能满足现时严格光学质量和断裂模式的具有比较复杂形式可能包括深的或尖锐的弯曲的玻璃板的方法和装置。
按照本发明提供了一种玻璃板弯曲及回火的方法，包括以下步骤：
在加热炉中把板加热到热软化状态，包括把板的至少一部分加热到比其它部分更高的温度；
把玻璃板送出炉外和送入一压弯工位；
在设置在上下加压元件的相对的互补的成形表面之间对板加压而成形，其中至少一个加压元件是内部加热的；
把压弯的玻璃板传送到与板的周边一致的运载环上；
在板支承在运载环上时淬冷板的表面对压弯玻璃板进行回火；
从运载环上移下压弯及回火的玻璃板。
板的至少一部分加热到比其它部分更高的温度一般称为“不均匀加热”。板的这些部分将弯得更深和/或更陡(也就是有更小的曲率半径)被加热到更高的温度使它们更容易变形，也就是合理地快，但不导致扭曲。本发明方法的这个特点相对于具有深的或陡的弯曲的形状的玻璃的压弯步骤有作用。
在加热炉外进行压弯是有利的，因为这样大大简化了机构的设计，因而减少了装置的成本。也使压弯机构设计成可在更短生产周期中工作，并减少了例如打开炉门使各压弯的玻璃板及它的支承送出而造成的温度变化。但是，为了使压弯玻璃板合理地快而不导致扭曲，及得到板中适当的回火度，发明人发现需要把至少加压元件中的一个加热。如这一特点涉及，提供的“加热模具”对玻璃压弯后进行回火时，把压弯工位设在炉外有作用的。
已发现在玻璃板压弯前进行预弯步骤可得到改善的光学质量，预弯使得压弯步骤只有较小程度的形状改变。因此，最好方法中包括对热软化玻璃板进行预弯曲，例如把板在一个形状为能够提供要求的预弯曲的支承上传送，例如在仿形辊上，或手工倾斜的直辊上，辊的长度和倾角按照板要求的预弯曲选择。
一般，互补的成形表面呈全表面的上凸模及一轮廓环模形的下凹模。最好，上凸模的成形表面的一部分是多孔的或没有较大的小孔，通常是进入通道的开口，该处可例如与保持在负压的气腔相连，使该处气压降低，以便造成把玻璃板吸到成形表面的吸力。这种模具称为真空模。很有利地是，借助于使用真空模在玻璃板在模中加压时在板的两面之间的压差有助于玻璃板的成形。当弯曲玻璃板要求的形状包括反向弧度的区域，也就是在总的凸形板有凹形区时上述压差的辅助作用特别有利。
真空凸模的另一优点是它可在成形后悬挂压弯的玻璃板，允许凹形环模从凸模上降下，可通过在环及凸模之间相对运动把玻璃放在往复运载环上，把玻璃降到运载环上。最好，弯曲的玻璃板悬挂在凸模上而往复运载环移到凸模的下方以接受弯曲玻璃板。作为替换方案，凸模本身作基本水平的运动，同时载放着玻璃板，直到它位于运载环的上方。在两种方法中，减少了发生玻璃板上表面痕迹。通过在把玻璃板转送到运载环上时以可控制方式降下真空模，只在它接近环时松开板使得玻璃板温和地放(而不是掉落)在环上。这样减少了对板的冲击，并增加了把板定位在环上的精度。由于环设计成与弯曲玻璃板的外形一致，形状可以更好地保持。
为了精确且有重复性地弯曲玻璃板，很重要的是把板精确地放在上下模之间。在炉中把板的不同部分加热到不同温度，或使用预成形步骤，重要的是要把板精确地放在相应点。因此，最好，设置在过程中在一个或更多的以后阶段探测出及纠正板与要求的对齐的偏离的装置。
本发明的弯曲及回火玻璃板的方法设计成适合于薄玻璃，特别是公称厚度为3—4mm(实际厚度范围为2.8—4.2mm)的板，特别适合于有适度复杂弧度的薄玻璃板。在弯曲车用玻璃的领域，专业技术人员明白薄玻璃是小于4.2mm厚的玻璃。虽然本发明可用来弯曲及回火在上述范围外的厚度的玻璃板，但通常可以在现有技术中满意的较厚的玻璃板。现时对弯曲及回火比2.8mm厚的玻璃板有较少的商业要求。
按照本发明，提供了一种压弯及回火玻璃的装置，包括：
一个把板加热到热软化状态的加热炉，包括把板的至少一部分加热到高于其它部分的装置；
压弯工位，包括设在安装成可相互相对作相对的往复运动的上下加压元件上的相对的互补的成形表面，其中至少一个加压元件是内部加热的；
把玻璃板传送通过加热炉及送出加热炉送入压弯工位的传送装置；
冷却工位，包括相对的鼓风口用来把冷却流体流对准压弯玻璃板的表面并冷却它们，使板回火；
用于接受从压弯工位来的玻璃板的往复装置，包括与压弯玻璃板周边相一致的运载环，运载环可沿基本水平的方向移动通过冷却工位；
卸料工位，包括从运载环移走压弯及回火玻璃板的装置。
把不均匀加热，压机设在加热炉外，设置加热的模具结合一起优点已经在上面说明了。已用这些措施把玻璃板弯到仔细控制的形状，当然重要的是要保持形状直到通过淬冷使板冷却变成刚性。外形及高度与弯曲玻璃板的周边一致的往复运载环是把板从压弯工位通过淬冷工位送到卸料工位的最好方法。因此这一特点与装置的前述特点配合(它们的作用前面已说明)可提供以可接受的成本提供满足光学质量、在严格精度内的复杂形状和满足ECER43断裂模式的严格要求的压弯及回火玻璃板。
提供不均匀加热的一个方法是把加热炉安排成多个均匀加热段后面接一个或多个不均匀加热段(一个不均匀加热段是可以把板的一部分加热到高于其它部分的温度)。最好，均匀加热段包括椭圆的炉顶，加热元件设在其内。最好该炉顶是可抽出的以进行维修。不均匀加热段最好是在这样一个均匀加热段的炉顶下设有附加的加热器，最好设有基本水平的排列。加热器控制成可使板的要弯成小弧度的部分加热到比其它温度更高的温度。
最好，压弯及回火玻璃板的装置包括在压弯前对热软化玻璃进行预弯曲的装置。
一般，所用的互补的成形表面是专门用于某特定玻璃板的形状。在要求制造不同的玻璃板时，需要更换压弯工位设置的一个或一般是一副模具，在使新的板能满意地生产出前经常要进行一些调整。但是，这种更换导致玻璃板生产停顿的时间(停工期)，如上所述，因此要求减少这段时间以降低成本。最好，为节省时间，最好对压机设有轮子及对中/调平***，使得可把它从生产线上的操作位置移出，换模具或作调整，更换压机，用最小的耽误来与生产线对准。
至少一个模设有内部加热装置，也就是在模中释放热量的装置，从模内的方向把热供到成形表面。可以明白在压弯工位处于炉外时，在生产周期开始时模具会变冷，在达到操作温度前使多块板被弯曲得不满意。两个模可以都加热，但是通常下模是轮廓模或环模，有比较低的热容量，加热比较快，因此仅仅加热上模是足够的。
用内部加热，本专业技术人员可以明白能量(以热量的形式或其它形式)供入模中，在模中成热量释放。因此成形表面由模内进行预热，而不是仅仅被在模外的装置，例如外部辐射加热器成燃烧器，或者被与模具接触的玻璃板加热。有一些不同的内部加热装置：一种是包括设在模具的一部分或整个模具中的电热加热元件的装置，这些元件可用适当的温度控制电路控制。另一个内部加热装置包括穿过模具的可通过热流体的导管。导管可与外部热流体源连通，流体可以是液体(如油)或气体(如空气)。
最好成形表面保持在200—350℃，最好为220—300℃，最佳为250℃左右，而制出具有满意的光学质量及断裂模式的玻璃板。出人意外地，在从加热炉出口传送到冷却工位长至5—8秒，成形表面保持在上述低的温度的装置中可制造出适当回火的薄玻璃。
最好往复移送装置包括一个框架，运载环支承在其中。框架在从压弯工位延伸到卸料工位或延伸仅仅大部分距离的滑轨上行走。玻璃板可用几种方法中的一种方法从运载环移出，例如：可用提升装置从运载环上升起板，在环抽走时用销支承板的周边。作为替换方案，可用真空夹持器从运载环上升起板。
本发明还包括用按照本发明的弯曲及回火玻璃板方法及装置制造的玻璃板。
下面参照附图对作为非限制性实例的本发明最佳实施例进行详细说明，附图中：
图1是一个玻璃板压弯及回火装置的高度示意的总的平面图；
图2示出作为图1所示装置的一部分的在板送入炉内前对齐玻璃板的装置的一个方案的透视图；
图3是图1的加热炉的一种分沿III-III线剖切的横剖面图；
图4是可与图1装置配合的玻璃板预弯曲装置的示意的透视图；
图5是示出图4玻璃板预弯曲装置的小部分的附加细节的放大的透视图；
图6是图1的压弯及回火装置的局部的部分剖切的侧视图，示出了加热炉的出口，压弯工位及冷却工位和卸料工位；
图7示出了压弯装置的下部的侧视图；示出了轮子及可加到图6装置中的对中及调平***；
图8是出图7的压弯装置下部的与图7成直角方向的端视图，示出其处于升高位置；
图9是沿图8同样方向的端视图，高出压弯装置的同样部件处于降下位置进行压弯操作；
图10是压弯装置的部分的平面图，示出下模及把玻璃板传送到模具上的传送辊；
图11示出图10压弯装置的局部的侧视图，在压弯工位的传送辊可被降下；
图12是图10和11的压弯装置的侧视图，示出传送辊处于降下的位置；
图13是可以用在上面所述的压弯装置中的上模的部分切去的侧视图；
图14是图13的上模的部分的部分切去的透视图；
图15是图13，14的上模改型的侧视图；
图16是图15模具的平面图；
图17是图15，16的模具的透视图；
图18是可用在上面所述的压弯装置的下模的透视图；
图19是包括在图6装置中的往复传送装置的部分的透视图。
参见图1，图中示出了沿横向布置的对玻璃板进行压弯及回火的压弯及回火装置，包括一个第一或进料传送器10，它把玻璃板11传送到加热炉12的入口处，加热炉12具有第二传送器18，它传送玻璃板11通过加热炉12，并送到压弯工位13，在该工位13，在设在成模具形式的加压元件上的相对的互补的成型表面之间对热软化玻璃板加压。压弯的板传送通过冷却工位14进行回火，并送入卸料工位15，在卸料工位15，压弯回火过的玻璃板在第四传送器19上传送。在压弯工位13及卸料工位15之间的传送是借助如图6及19所示的往复移动送件装置(下称往复装置)进行的。本发明的装置具有中心线17。
图1中，示意地示出车辆后窗形状的玻璃板成单排通过本发明的装置。但是，本发明也适合于要压弯及回火的许多其它形状的玻璃板。例如，它可以用来使用作车辆的门玻璃的更小的玻璃板压弯及韧化。在本发明的一个设计用于小玻璃板的装置中，板可成多行(如并排的两行或三行)穿过该装置。这种装置的某些部件可设置成相应的多件。例如，压弯工位可包括并排的两或三个压机(或至少两至三对加压元件)，对多排玻璃板加压。
本发明的装置也可以选择地设置相对压弯及回火装置的假想的中心线17按转动或传送方向精确地对齐板的对准装置。在图2中更详细地示出一种合适的对准装置16。要求精确地对准玻璃板以使压弯及回装置的各后续部分可满意地执行它们的功能。
参见图2，图中示出了一种可能用的对准装置，在与US4895244相应的GB2193709中已公开了这种装置并对它作了详细说明(该专利在此引用作为参考)。该对准装置16包括两部分，对玻璃板的前缘定位的定位机构20和对玻璃板侧边定位的定位机构21。
在图2中，玻璃板11被传送朝向及送入加热炉12的进口，也就是它们如图中所示从左面传送到右面。板11的前缘与从定位机构20的止挡管22的下端突出的弹簧加载的可缩回止销(未示出)接触。该止销由不会划伤玻璃的材料例如尼龙制造。当与止销相顶住的板11和前一块板(也就是已经离开对准装置的板)之间的间隔达到要求的预定值时，止挡管升起，板往前进。气缸23的活塞缩回并使轴24从其靠近观察者的一端观察时沿反时针方向的转动可升起止挡管22。轴24开有键槽，使得安装各止挡管22的元件随轴转动，因此使止挡管22向上摆动。这些元件各包括滑块25及装滑块的托架26，它们用于沿中心线17的方向调整止挡管。通过电机27使各滑块25(以及止挡管22)相对于托架26移动来进行这种调整。
侧边定位机构21包括被装在丝杠30下面并通过螺纹托架31与之相连的气缸29操作的侧推杆托架28。当一块玻璃板11与止挡管相顶时，使气缸29致动，侧推杆托架28朝中心线17移动，使板11相对于中心线17精确地定位。通过操作电动的步进马达32，它转动丝杠30使得两螺纹托架31相互朝向彼此或相互背离移动，而可针对不同尺寸的玻璃板调整托架38之间的间距。
精确对准的玻璃板11送入加热炉12中，在炉中加热到处于热软化状态和易于变形的温度。加热炉12的后面部分装有差热装置把板11的某些部分加热到比其它部分更高的温度。图3示出加热炉12后面部分的剖面图，玻璃板11在图1的第二传送器18上传送通过加热炉12，该传送器18包括传送辊35。在加热炉前面的均匀加热部分，在炉顶36内设有加热元件，但是在后面不均匀加热部分，它们被不均匀加热组件37代替。这种加热组件可从与US495227相应的WO90/14315及与US4983202相应的WO91/13037中了解，这些文件结合作为本发明的参考。该组件包括多个纵向加热元件38，成一排悬挂在传送玻璃板11的传送辊35上方。各元件38(或者至少相邻元件构成的小组)的热量输出是单独控制的，因此一部分玻璃板得到比其它部分更多的热量。通常，各板的深的或尖锐弯曲的部分加热到更高的温度使它们更容易变形。因此在送出炉12外时，各板部分的温度构成一系列温度分布曲线，它们就相对意义或绝对意义对板要弯成的形状而言是很理想的。
图4示出对玻璃板进行预弯曲的装置。虽然不是绝对需要，但是最好把这种装置42设在弯曲及回火装置中，因为通过减小在压弯阶段进行的成型量，对不同形状可更容易得到高的光学质量。EP555079公开了这种预压弯装置，该文件结合作为本发明的参考。它包括一支座，该支座包括一列基本水平的传送辊40，和两列侧向设置的与传送辊40倾斜的更短的辊41。辊41以水平辊40相同的方式成对设置，但是也可用其它结构，可用多个相互倾斜的辊代替一个或多个辊40。无论使用什么结构，重要的是很多辊一起限定一个弧形，随着热软化玻璃板从加热炉12传送到压弯工位13，它逐渐接受该弧形而提供了所需的预弯曲。辊41的倾角是可调的，并定得从炉12出来后各对辊依次有逐渐增大的值。辊41的另外两个尺寸也是可调的，如图4箭头A和B所示。当使用时，这种预弯曲装置通常延伸进压弯工位B(虽然为清楚起见，图4中未示出)，因为预弯板11放到下模前需要支撑，板的运动方向按箭头C所指示。另一种预弯装置包括连续控制的辊，各辊包括在一柔性衬套内的弯曲的芯子，衬套绕着芯子转动。
图5示出辊41及对其进行方向调整的机构。辊41装在支承臂50上，并由柔性的驱动轴51驱动，臂50的下端装了枢轴销，并由带弧形槽的板52支承着，该板52可相对托架53运动，并由蝶形螺帽夹紧。类似地，如沿图4中箭头A方向在水平面中对辊41作角度位置调整可通过托架53的底座沿水平板54的弧形槽的运动加上在转塔55内的转动安装来提供，这样允许臂50作角度运动。最后，如箭头B方向所示的侧向传送的调整可通过丝杆56的转动来提供，该丝杆56穿过转塔55的底座及螺帽57，转塔55的底座及螺帽57都固定在板54上。
图6示出压弯工位13，冷却工位14，卸料工位15和加热炉12的局部。设在压弯工位13内的压机69包括一机架60，机架60上装有可在其内作相对的往复运动的互补的上下加压元件61，62，这种压机69一般可从包括与US5279635相应的WO93/14038的许多文件中了解，这一文件结合作为本发明的参考。加压元件61，62装在上下模板63，64上，这两模板可在导向元件67，68的导向下沿垂直方向往复运动。下模62的提升装置108设成致动气缸(或液压缸)66的形式，类似地，上模61设有致动气缸(或液压缸)65。该压机69设有成辊59形式的第三传送器以把玻璃板11传送到下加压元件62上，但是为清楚起见，在图中把压弯工位13大多数辊59都删去了。下面会结合图10、11、12说明把板11传送到下加压元件62上的操作。
如前面所述，要求给压机69设置轮子及对准及调平装置，使得只有很少的耽误就能把压机69移出生产机，更换工具，并与生产线对准。一种这种装置77在图7到图9中示出，它可从与US4872898相应的EP424478中了解，该文件结合作为本发明的参考。图7示出从生产线的侧面，也就是沿与图6同样的方向看的压机的下部，而图8，图9示出沿生产线的纵轴方向，也即与图6和图7的方向垂直的方向看的视图。压机机架60设有在轨道71上滚动的带槽轮70，它们使压机容易移动。压机的工作高度由填隙支座72所决定，压机被锁紧机构73固定在其工作位置上。通过可逆转的驱动装置74经过轴76操作转动千斤顶75(其方式下面参照图8及9详细说明)可把压机从其锁紧的工作位置升到非锁紧的运输位置。
图8中，示出了压机的下部处于提升位置以便送进或移出生产线。轮70装在可作枢转的摆臂80上。操作杆81经过辊82支承在摆臂80上，如图8所示，杆81已被驱动向下，使轮70作为支点，压机机架60被提升起。操作杆81被转动千斤顶75致动，依次又被驱动装置74经过轴76致动，由于驱动装置74适当的致动，千斤顶75使操作杆81升到图9所示的位置，使压机机架降到其工作高度，停靠在支座72上。通过加进或移去填隙件把这些预调到正确的工作高度。
图8和9中所示的压机设计成沿着从右到左的方向移出其工作位置。当移回来时，第一个接近的位置由与止动板84接触的弹簧加载的缓冲器83提供。缓冲器83也可以包括一接近开关，用于控制驱动装置74，从而开始降低压机。在压机降下时由锁紧机构73提供精确的最终位置，锁紧机构包括一个与自由转动轴86接合的鞍座85。鞍座85限定了一槽，其形状使得如果压机稍微偏开对准位置，把鞍座85降到轴86上促使压机进入正确的位置。
在进到压弯工位时，(按照上述已预弯或未预弯的)热软化玻璃板的传送辊上传送到下模上。这是操作中的一个临界点，因为对于把板精确地定位在下模上以便在压弯操作中得到正确的形状，以及避免板静止在辊上甚至仅仅只几分之一秒钟都很重要。热玻璃板与比较冷的辊的接触引起的局部温度变化使得即使很短的暂停也会使即使表面没有实际的痕迹，玻璃中也会产生光学扭曲。已知通过把模具相对辊升起，把板从辊上升起来传送板，该操作在压弯操作过程中必须很准确地定时进行以避免导致扭曲。另外，模具提升装置必须对抗重力和比较重的下模及模板的惯性工作。在本发明开发中，发现相对下模降低传送辊是有利的。这不但使传送加快，而且由于随后升起下模进行压弯板操作与板的传送无关从而也增加了操作的弹性。结果，对升起下模的定时控制在这种设置下不太严格要求的。
图10示出了下模62的平面图以及用来把板传送到模具上的辊59的布置。这一布置的原理是在模具区，短辊170、171用来支承热软化板，这些辊不穿过或到模具下面因此它们不会妨碍模具的升起，但是设计成终止于尽可能靠近模62的地方，以便板的支承较理想。这一概念在与US5004492相应的WO91/03432中公开，该文件合作为本发明的参考。辊59(包括短辊170，171)可以是与模62相一致的曲线形，这种情况下，它们包括带外柔性衬套173的内柔性轴172使得它们可成曲线形状转动。也示出了一个全宽度的辊178。
辊59一般可由普通的链轮和链装置驱动，它们设在本发明装置的侧面(也就是在图10的顶部和底部)，但是在图中未示出。但是，这些并不一直延伸到侧面的短辊171可以称为辅助辊，它们要求分开的驱动装置及轴承。辅助辊171及截短的辊170可转动地支承在装在托架174内的轴承上，如图10中下半部所示。可以明白图10上半部指示的辊端类似地支承着，虽然对这些辊端的托架未示出。
辅助辊171经由链轮175被从下面驱动，链轮175最好位于辊的中心。这些链轮可由普通的工程装置如由从在辊59下方装置的一侧延伸的驱动轴(未示出)提供动力的链条或其它链轮(未示出)来驱动。辅助辊171事实上包括两个辊段，它们在合适的点例如装置的中心线处结合、受驱动和可转动地支承着。支承是由装在支座176中的轴承来完成的。
热软化玻璃板沿箭头方向D被辊59传送到模62上。使用普通的可缩回的端部止挡177可以便于把板精确地放在模62上。如上所述，一当板位于模62上方时，通过降低辊59及升高模62把板立即从辊59上移走，至少在模62的周边内的辊需要降下来转移板，为了设计的方便也可降下附加的辊。
一当板处于模62上方的位置，辊59可用一机构(下面要说明)降下。如果这种操作的定时十分精确，可以省去图10中的端部止挡177，因为板将失去与辊59的接触，因此当它达到正确位置时会停止前进。在降下辊59的同时或稍微晚一些，操作致动气缸66(图6)，使下模板64与下模62，辊59和它们相应的机构一起上升。
图11和12示出安装在压机机架60中的用来相对于下模62降下辊59的下降装置。除了下模62的上部的虚线轮廓外，图中加压元件，与它们相连的致动气缸，和导向件均略去以使辊下降装置107显示更清楚。辊59装在水平机架100上，该机架又被下模板64支承着使得机架100和辊59可沿垂直方向与下模板64一起作往复移动。因此下模板64构成辊59和下模62的公共支承。机架100装在多个齿条101上，它们与装在轴103上作转动的齿轮102啮合。气缸104的活塞与曲轴105相连，而曲轴105又通过连杆106与其它的曲轴105相连。曲轴105固定地装在齿轮轴103上，因此把活塞一般为水平的运动转变为齿轮102的转动，使齿条101作垂直运动。图11中，辊59处于升起位置，这时它们与加热炉传送辊35(图11中未示出)齐平，并稍微高于下模62的最高部分，以接受从加热炉出来的玻璃板11，并把它传到高于下模的位置，如果需要的话，可用可缩回的止动元件(图11，12中未示出)帮助板的定位。在板11刚好到达直接位于下模62上方的位置前的瞬间，操作辊下降气缸104和下模致动气缸66(图6)使得辊59下降而下模62升起，在板到达位置时，板11从辊59上转走。
图12示出图11的下降装置107，其中辊59处在较低位置，下模62的位置标出两处，一处示出它在相应于如图11所示的较低位置(示出辊59已降下的范围)，另一位置是在沿箭头E方向的运动后处于的升高位置。辊59当然也随模62升起。
下降装置107也可以支承在作为下模板64的替换方案的一个独立的框件上。当使用初步成形玻璃板的装置时，它可以同样地被支承着。要求预成形装置延伸到紧邻接下模的点，通过提供合适的支承保持预弯板的形状直到板转移到下模上。在这种情况下，辊59可包括水平辊40和斜辊41，如图4所示。把在下模的周边外的多少根辊59与下模周边内的辊一起下降以便转移板是工程设计方便的问题。
一当装在下模上，把板对着上模加压而使板成形，因此通过在模的两个互补的成形表面之间对板加压而使其成形。这一成形可以通过升起上模，降下下模或者是两者的结合而进行。
上模(以及它的成形表面)受到内部加热以减少玻璃板的热损失，并且至少部分成形表面设有孔，气压可以在孔处降低，也就是这是一个真空模。内部加热的真空模的实例示于图13到17。
图13和14示出可用电阻加热元件加热的真空上模61a的一种可能的设计，该设计可从与US5279635相应的WO93/14038中知道。该模61a是刚性及连续型的，具有与下模的成型表面互补的连续的(全表面)成形表面110。成形表面110设在模体111上，模体111由可以承受其会受到的高温的合适材料制成，例如最好由如陶瓷材料之类的耐火材料制成。最好沿模体111整个周边整体形成的外延伸边缘112与多个L形托架113配合把成形元件装到与上模板63适当连接的支承板114上(图6)。为了提供与热软化玻璃板接触的弹性的非摩擦表面及提供隔热，成形表面110用一，两片如编织或针织的玻璃纤维织物之类的耐用的隔热布2制的片115包复。各隔热布片115张在成形表面110上并用适当的方法固定在位。
在模体111内可设一腔116，用作正负气压的集气管，帮助玻璃板的成形及转送。为此，成形表面110设有许多与腔116相连通的气道118，模体111设有也与腔116及真空泵或压力空气源相通的导管117。如图所示，气道118可具有孔的形状，这些孔可以是钻出的，或者用多孔或低密度耐火材料(也就是含小孔的材料)制模体。这种材料可在没有钻出的通道的情况下允许气流通过成形表面。孔或通道终止于成形表面中的小孔，尽管这是全表面的成形表面，但是还是可开有这些小孔。
这样可在上模61的成形表面提供负气压或真空有助于把板吸在上面或使板贴合其上。当下模62下降而一往复运载环(图19)移到位把板传送出压弯工位时，真空可用来支承板。当运载环处在上模下方的位置时，上模降到略高于运载环的位置。小孔处气压突然增加到高于大气压的水平，使压弯板从上模61可靠地释放下来并且精确地放在运载环上。这方法避免了板落下一较大的距离而在板上出现痕迹的危险，也避免了由于不精确地放在运载环上而改变形状。
上模61设有多个穿过它的加热元件119，它们为适合用于耐火材料模体111的电阻型的。元件本身可达到600℃的温度，在成形表面产生高达400℃的温度。但是，惊人地发现成形表面温度低到200℃可得到好的光学质量及适当的回火。通常用在成形表面的操作温度是200—350℃，较传动的范围为220—300℃，最佳为250℃左右。
加热元件119可在元件就位的情况下浇铸而把它们埋在模体111中，或在元件用例如钻的方法制出孔把元件***。元件119的普通方式与合适的控制装置(未示出)连接以便控制功率。元件可连接成单独控制或成区组分开控制。热电偶(未示出)可设在模体内靠近成形表面110处在适当的点提供温度读数可使成形表面的温度得到控制。内部加热真空模的另一种方法是把热空气(气体)通过真空***(也就是导管117，腔116和通道118)使热空气(气体)从成形表面的小孔逸出来加热表面。
图15到17示出改型的上模61b。与上模61a一样，它也是加热的真空模，但用新的方式加热，也就是把热流体流过模中的槽道。模61b由耐高温的铝合金铸出，包括横穿过从平面图看模具的较短尺寸的孔。这些孔与管120相连，这些管是钢管，或者管120直接直穿过模61b，铸在模中。在上模的一边，管120与进口总管121相连，在另一边，它们与出口总管122相连，热流体通过总管及管流过模。合适的流体为矿物油或合成油，它们在300℃有低的挥发度及特定的热容量为1.5至2.5KJ/Kg。使用300℃的这样的油，在带有8至10mm内径的管和流速为1dm3/sec时，成形表面110的温度达到200—250℃。作为替换方案，热空气(气体)可通过导管。控制流体的温度或流速可控制成形表面的温度。
与上模61a一样，上模61b可设有腔，与正负气压的气源相连，并与成形表面中的小孔连通。事实上，在图15—17中所示的具体的模设有三个腔，包括沿着模的长度设置的一个中间腔及两个端腔。中间腔与真空/空气导管123相连，类似地，端腔与真空/空气导管124相连。多个腔的设置使得可能例如在成形表面的端区与中间区提供不同程度的吸力，这对某些形状是有利的。这种设置不局限于用于模61b，也可以设在模61a中。
这两种上模类型的重要差别是加热装置及所用的材料。各种材料对不同情况有优点。对火材料模61a更耐久，模具材料在实际中对操作温度没有任何限制。但是，在模具从环境温度加热至200—250℃的工作温度时，模61b的铝合金的热膨胀有着与玻璃板从环境温度加热到约600℃的压弯温度的热膨胀同样的量。这意味着模具可按照环境温度要求的压弯板的形状机加工而不要考虑对热膨胀的补偿。由于材料是可机加工的，可进行移去材料而改变模具，而新的耐火材料模通常必须铸出，除非使用现代可机加工的陶瓷。虽然最好陶瓷模是电加热的，铝合金是流体加热的，当然可以设计模具材料与加热方法的不同组合。
图18示出凹形的下模62，它包括与上模61的全表面成形表面110的周边的轮廓及高度互补的成连续的成形边130的形式的成形表面，下模的端壁设有垂直延伸的槽131，如果下模62相对上述的辊升起，这些槽可容纳辊59(在图18中未示出)的支座及驱动轴。作为替换方案，下模62可取支承在立杆上的成形轨的形式，在立杆之间可容放支座及驱动装置。
玻璃板11在被压弯并放到往复装置的运载环上后，玻璃板11被往复装置传送到冷却工位14(图1，6)，在该处回火。最后进入卸料工位15。除了上述压弯工位13外，图6示出了冷却和卸料工位14，15，和往复装置160，而图19示出往复装置一部分的细节。
参见图19，往复装置包括一运载环140，它的外形及高度与压弯玻璃板周边相一致。环140支承在机架141内，而机架141本身又借助定位销143和V形支座144支承在两个悬伸着的支承臂142上。支承臂142借助滑板146从往复滑轨145(图6)上悬下，滑板通过连接器147与往复驱动***连接。驱动***(图6)包括驱动单元148，空转轮149和链条150(以虚线示出)，它们一起使滑板146和附属结构可沿滑轨145来回移动。
再参见图6，冷却工位14包括相对的上下鼓风口151，152，设计成可以已知方式操作把冷的流体(如空气)流吹向对着压弯玻璃板11的相对的表面。当压弯玻璃板进入冷却工位时，由于加热的工具的作用，它仍足够热到进行满意的回火，但是由于它支承在运载环上，仍未失去在压弯工位13精确地赋于它的形状。在回火过程中驱动单元148使运载环迅速往复运动一个短的距离，因而使得如在回火中通常的实践那样，板在冷却时作摆动。
在回火后，将板11传送到卸料工位15，该工位15可从US4883526相应的WO90/11973中得知(该文件结合作为本发明的参考)。卸料装置包括板提升机构153，和包括可缩回销154的支承机构。提升机构153的与板接合的横梁155被驱动单元156推向上以把板11从运载环140升到略高于销154的高度。销154延伸进入低于板11的下表面的区域以便在横梁155降低时支承板11。往复运载环然后可以从卸卸载工位15移开，并返回压弯工位等下一块板。这时，横梁155再提升收集从支承销154来的板，并把它降到取走传送器157上。在卸料步骤时，板会被来自相对的鼓风口158，159的空气进一步冷却使得离开压弯及回火装置时它足够冷却以进行后面的操作。

Claims (23)

1.一种玻璃板弯曲及回火的方法，包括以下步骤：
在加热炉中把板加热到热软化状态，包括把板的至少一部分加热到比其它部分更高的温度；
把玻璃板送出炉外和送入一压弯工位；
在设置在上下加压元件的相对的互补的成形表面之间对板加压而成形，其中至少一个加压元件是内部加热的；
把压弯的玻璃板传送到与板的周边一致的运载环上；
在板支承在运载环上时淬冷板的表面对压弯玻璃板进行回火；
从运载环上移下压弯及回火的玻璃板。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在把板传送到往复运载环时通过降低上模成形表面的小孔处的气压把压弯的板悬挂在上模上。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于把压弯的玻璃板传送到运载环上在压弯工位进行，所述的运载环把板运送到冷却工位，及从冷却工位送到卸料工位。
4.按照权利要求1—3中任一项所述的方法，其特征在于包括在压弯板之前对板进行预成形的步骤。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于包括在一支座上传送板，该支座成形成对板进行预压弯。
6.按照权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于内部加热的加压元件的成形表面的温度保持在200℃—350℃之间，更好为220—300℃之间，最好在250℃左右。
7.按照权利要求1—6中任一项的方法，其特征在于所述板在传送辊上传送入压弯工位，并包括通过相对模具降下辊而把板从辊上转到下模上。
8.按照权利要求1—7中任一项的方法，其特征在于包括在压弯板之前对板进行对准的步骤。
9.按照权利要求1—8中任一项的方法，其特征在于玻璃板的厚度小于4.2mm。
10.按照权利要求1—9中任一项的方法，其特征在于所述的玻璃板弯成一复杂形状。
11.一种压弯及回火玻璃的装置，包括：
一个把板加热到热软化状态的加热炉，包括把板的至少一部分加热到高于其它部分的装置；
压弯工位，包括设在安装成可相互相对作相对的往复运动的上下加压元件上的相对的互补的成形表面，其中至少一个加压元件是内部加热的；
把玻璃板传送通过加热炉及送出加热炉送入压弯工位的传送装置；
冷却工位，包括相对的鼓风口用来把冷却流体流对准压弯玻璃板的表面并冷却它们，使板回火；
用于接受从压弯工位来的玻璃板的往复装置，包括与压弯玻璃板周边相一致的运载环，运载环可沿基本水平的方向移动通过冷却工位；
卸料工位，包括从运载环移走压弯及回火玻璃板的装置。
12.按照权利要求11的装置，其特征在于上加压元件包括设有腔的装置，使得腔内和至少部分成形表面的气压可以降低。
13.按照权利要求11或12的装置，其特征在于所述的上加压元件是用穿过元件的电热元件进行内部加热的。
14.按照权利要求11至13中任一项所述的装置，其特征在于所述的上加压元件是被通过穿过加热元件的导管的热流体进行内部加热的。
15.按照权利要求11或14中任一项所述的装置，其特征在于所述的下加压元件包括一连续的成形边。
16.按照权利要求11至15的任一项所述的装置，其特征在于设在加热炉中把一部分板加热到比其它部分更高的温度的装置是设在玻璃板传送轨迹上方的基本水平的一列电加热元件，其中所述的元件可单独或成组控制。
17.按照权利要求11至16中任一项所述的装置，其特征在于所述的往复装置沿平行于装置中心线方向的长的支承件运动，所述的支承件具有足够长度使运载环可在压弯工位经冷却工位到卸料工位之间作来回运动。
18.按照权利要求11至17中任一项所述的装置，其特征在于还包括在压弯玻璃板前对板进行预弯曲的装置。
19.按照权利要求18的的装置，其特征在于所述的预弯曲装置包括一支座，其形状可对板进行预弯曲。
20.按照权利要求11至19中任一项的装置，其特征在于所述的传送装置是传送辊，所述的弯曲及回火装置还包括把辊相对于下模下降的装置。
21.按照权利要求11至20中任一项的装置，其特征在于装置还包括在压弯玻璃板前，对齐在传送装置上的玻璃板的装置。
22.按照权利要求11至21中任一项的装置，其特征在于所述的压弯工位包括一压机，它设有轮，可以迅速地移入或移出操作位置，还设有在操作位置对压机对中及调平的装置。
23.一种使用权利要求1至10中任一项方法或使用权利要求11至22中任一项装置压弯及回火制成的玻璃板。
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