CN1689997B - 制造变形玻璃陶瓷件的方法,实施该方法的装置及制得件 - Google Patents

Abstract

制造变形玻璃陶瓷件的方法，实施该方法的装置及制得件本发明用于一种制造变形的平面形玻璃陶瓷件的方法，在进行陶瓷化过程时由于结晶放热粘度会发生暂时的下降时使相应的平面形生坯玻璃件产生形变。为了较为经济地实施强迫变形，本发明设计，使软化的生坯玻璃件的强迫变形过程在一个连续式加热炉内进行，并且是在粘度因结晶热而暂时下降的那一炉段内进行。另外，还涉及了用于实施该方法的装置，该装置在连续式陶瓷化炉内具有各种不同的活动成型装置或空心模具。还涉及一种根据上述方法制得的玻璃陶瓷件，其表面无损伤地对应于制造对应生坯玻璃件时形成的表面(表滑的或有结构的，如疙瘩状)生坯玻璃件过程中所经常出现的损伤现象。

Description

制造变形玻璃陶瓷件的方法,实施该方法的装置及制得件

技术领域

本发明涉及一种在陶瓷化过程中通过对相应平面形的生坯玻璃件进行强迫变形来制造变形平面玻璃陶瓷件的方法，经软化的生坯玻璃件的强迫变形是在连续式加热炉内，并且是在其中由于结晶放热而使粘度暂时下降的一个炉段中进行的。这种变形可以是局部的或是整个平面的。 

此外，本发明还涉及一种实施该方法的装置。 

背景技术

玻璃陶瓷板形式的玻璃陶瓷件可用作现代烹饪区(Kochfelder)内的烹饪面 以及作为炉子、炉灶和壁炉的可视盘。 

多年前现有技术就已公开了带有玻璃陶瓷烹饪面或玻璃陶瓷护板(Abeckung)的烹饪区。带有玻璃陶瓷烹饪面的烹饪区由于其特殊的优点而畅销。除了有着较高的艺术价值外，其特征还在于有着长效持久的较高的耐温差性、表面强度和易清洁性。一般说来，玻璃陶瓷烹饪面可用于加热电子烹饪设备和那些带有气体燃烧喷嘴的装置，既包括在烹饪面内使用的空气 气体燃烧喷嘴，也包括位于烹饪面下的辐射燃烧器。现在，出现了越来越多的电磁加热用的烹饪用具。 

除了可使用该玻璃陶瓷烹饪面间接地烹饪菜肴，即在烹饪用具中加热菜肴外，玻璃陶瓷烹饪面还可直接用于烹饪菜肴，例如通过烧烤架。用于上述烹饪面的玻璃陶瓷板一般是通过连续熔融过程制得，其中首先是将玻璃原料辊压成额定厚度，然后再切割成烹饪面的相应规格。在这种情况下，所谓原料指的是生坯玻璃或玻璃预制体 在第二制造步骤中进行其它边缘加工，钻孔和装饰以及随后的热处理，陶瓷化。在该过程步骤中，由生坯玻璃产生具有卓越特性(较高的耐热性和极小的热膨胀性)的玻璃陶瓷是的。 

市场上带有用作烹饪面的玻璃陶瓷板的烹饪区(所谓带有空气燃烧器的气体烹饪区也即指的是一种护板)一般具有一个连续的平表面。但是，许多烹饪设备的设计表明，如果使用平的烹饪面，则为了实现特殊形状的烹饪设备，需花费明显高昂的成本或是限制可用性。因此现有技术中推荐了一系列方法，特别是通过烹饪面内的局部变形而达到改善的目的。因此，具有特别是局部经过变形的部分区域的玻璃陶瓷板对于市场总是有着特别重大的意义。 

一个典型的上述问题是处理带有用于容纳敞开的，即空气气体燃烧器的钻孔的烹饪面上设置钻孔边。这种烹饪区一般必须用额外的绕钻孔边缘的密封圈防止受到溢出物或清洁剂的影响。其中也公开了，作为密封圈的一种替代方式，可在一个昂贵的弯折过程中将钻孔边折高，即具有一个变形了的凸起区域，如在DE 198 13 691 C1中所记载的那样。 

此外，在DE 43 33 334 C2中介绍了，使空气气体燃烧喷嘴钻孔附近的区域相对于烹饪面的主平面卷起(abkanten)，从而形成截圆锥、截球体和/或圆锥体或者也能形成棱柱、四面体、棱锥和/或截棱锥。这种结构的优点一方面在于，根本无需采取其它措施即能使得气体燃烧喷嘴与烹饪面完全隔离(例如防止沾上溢出的烹饪物)，另一方面，优点还在于能使得烹饪面在烹饪面向燃烧喷嘴过渡区域内的清洁变得更为简单。 

DE 199 06 911 C1中还记载了玻璃陶瓷烹饪面的其它一些理想的实施方式，原因在于要考虑到，比如有必要将烹饪的篦子固定放在气体燃烧喷嘴上，防止开关所在平面受到溢出的烹饪物的污染或防止在移动锅盆时发生不经意地碰撞。 

对于用在炉子、炉灶和壁炉上的可视盘，成型和变形加工过程也具有功能上的和/或美学上的优点。因此，目前这些盘的变形加工过程是，在进行陶瓷化过程的同时使其在自身重力作用下下降到模具中，或者是在生坯玻璃态时通过气体燃烧喷嘴或红外加热器的快速加热对其进行卷边或真空深冲变形。 

目前已公开有一系列用于制造在部分或整个平面上经成形加工的玻璃陶瓷盘或玻璃陶瓷板的方法，其中就有两种典型的方法记载在如下内容中。 

WO 97/00407(＝EP 0 834 044 B1)中公开了一种玻璃陶瓷板、特别是玻璃陶瓷烹饪面的成型方法。当被熔融的玻璃陶瓷预制料(生坯玻璃)处在可塑状态下且宽度大于待成型的烹饪面，粘度为1000至5000Pas时，通过在辊之间辊压所述的熔融态玻璃而制得玻璃板。然后将膏状(Pastig)的玻璃盘转移到设置有抽气装置的模具表面上，使该玻璃盘覆盖住所述包括鼓起的多个压制的模具的表面。通过抽气装置对所述玻璃盘进行抽吸而将玻璃盘压在模具表面上。然后将玻璃盘伸出模具表面的那些部分切掉，从而由生坯玻璃得到成形盘。 接着对变形加工后的玻璃盘进行热处理，用以陶瓷化该成型后的玻璃板并转变成经成型的玻璃陶瓷板。 

该已知的制造方法的缺点在于，熔融池、辊和成型件只能专门用于这种成形过程。专用且价格昂贵的模具只有在生产大批量的产品时才能具有经济价格。 

另一项缺点是，与模具发生接触的板材底面，即板材表面会由于加工过成而产生可见的损伤。限于由辊压之后所体现出来的温度性能，其表面会产生收缩和流纹从而带有皮革状结构，这种结构不仅破坏烹饪面的美观而且还会引起强度降低。 

EP 089 79 797中公开了一种引入凸起或凹陷的方法，该方法是在陶瓷化过程的同时，通过在下面垫上条杆或圆柱形盘，而仅在重力作用下使玻璃陶瓷烹饪面局部沉降塌陷，盖住局部被垫高的支承模具。DE 101 02 576 A1中也公开了仅在重力作用下的变形加工方法。 

在陶瓷化同时通过重力作用而凹陷的这种已知的变形加工方法，局部的变形加工会受到很大限制。其只是一种曲率半径很大的很“平缓的”变形加工过程。比如为了使锅的支架固定而要进行调节或为了定心板(Zentrierpilze)就需要进行小局部的分界，但这种分界不能用这种方法来实现。即使长曲率半径也不可能在电子烹饪面内使用，因为这样会对烹饪区的平整度产生不利影响，而这就可能会导致烹饪设备的效率下降。 

DE 100 47 576 A1中公开了一种在陶瓷化的同时，通过强迫变形而对“玻璃陶瓷坯”，即生坯玻璃料体进行变形加工的方法。其中，所述的强迫变形可以通过真空凹陷，借助阳模或通过将压缩空气鼓入各空心模具中的方法而实现。为此，要将生坯玻璃料坯置入配备有IR辐射器的IR辐射体中，并在其中加热至所需温度并进行成型。该步骤因此被称作是非连续的加工过程，其中生坯玻璃料坯的各个处理过程都分别是在分离的加工步骤中进行的。平坦的生坯玻璃板被作为单块物件置入IR辐射腔内。然后利用IR辐射加热辐射腔，发生变形并进行陶瓷化。接着，结束该过程，辐射腔必须冷却下来并取出已经陶瓷化的板材。通过对待陶瓷化的生坯玻璃板进行非连续的各种处理，这种方法相对来说也是不经济的。 

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种方法，其能以较经济的方法灵活地在小批量时也能灵活地在玻璃陶瓷板，特别是玻璃陶瓷烹饪面或用于炉子、炉灶和壁炉的可视盘的不同区域上成型，其中，这种成型也可仅限于局部并且不必具有长度伸长的过渡半径，同时该玻璃陶瓷板片下侧可无损害地设计成平滑的或是具有某种结构形式的(例如疙瘩状)。 

该任务由前述制造变形的平面玻璃陶瓷件的方法，通在在陶瓷化的同时在陶瓷化过程中由于结晶放热(Kristalli-Sationsw

rme)会引起粘度的暂时下降时使相应的平面生坯玻璃件强迫变形，并根据本发明通过，经软化的生坯玻璃件的强迫变形过程是在连续式加热炉中并且是在这里由于结晶放热使得粘度会暂时降低的一炉段中完成的。 

与前述的DE 101 02 576 A1相反，在本发明中进行的是强迫变形过程。在诸如通常用于陶瓷化生坯玻璃板的连续式加热炉中，在炉道中嵌入有一段特殊的变形段。应使该连续式加热炉经济地连续工作。 

在连续式加热炉的内侧，连续地放入板材，并使其加热，变形及陶瓷化，而在另一侧输出，同时炉子无需重复地接通和断开。 

类似于所述EP 0 879 797中公开的方法，本发明方法所利用的一点即是在陶瓷化过程中，粘度会发生暂时且显著地下降。在放热的结晶生长过程开始之后，粘度的下降也就发生了并且可达到约10⁹至10¹²dPas。但与前述EP 0 879 797中记载的方法相反，变形过程不只是通过重力作用进行而且还通过有目的的强迫变形来进行。 

因此就有可能以与现有技术不同可灵活地不仅对大批量而且对小批量经济地以各种方案的在玻璃陶瓷板，特别是玻璃陶瓷烹饪面或用于炉子、炉灶和壁炉的可视盘的不同区域上成形。这种成型可以是全平面的，也可以仅限于在局部并具有或窄或宽的过渡半径，这些均视导至强迫变形的工具结构而定。玻璃陶瓷板底面可以是平滑的或是具有某种结构的(比如疙瘩状)。可以以任意的顺序，也可以交替地利用光滑(未成形的)玻璃件通过连续运行的陶瓷化炉来输送待变形的玻璃陶瓷件。 

强迫变形过程可以各种方法进行。 

按照本发明的第一改进方案，所述方法按如下进行，即将各个平面状的生坯玻璃件放置于空心模具上，并通过在空心模具上有目的地施加负压而在粘度 下降期间，并受到重力的作用，而推入空心模具中。 

优选将该方法用于大面积的变形。 

按照本发明的第二个改进方案所述方法如下进行，即将各个平面状的生坯玻璃件放置在设置有至少一个可活动的成型模具的成型装置上，并利用负压或过压在粘度下降时激活模具将软化玻璃局部由平面成型为凸起区域。 

优选将该方法用于限制在局部的成型。 

此外，本发明还涉及一种如权利要求10记载的且用以实施前述方法的装置。 

根据前述方法制造的本发明的玻璃陶瓷件记载在权利要求17中。 

附图说明

本发明的其它方案记载在从属权利要求中，并且通过附图描述的实施例说明。 

附图： 

图1为用于实施本发明方法的本发明装置的一个第一种实施方案，其上具有一个连续加热式陶瓷化炉和一个空心模具，并且在该空心模具上放置着待陶瓷化的生坯玻璃板(分图A)，该板随着陶瓷化过程传输过炉子，并且在其中发生了放热的晶体生长过程的那一炉段中对板施加负压，由此将板吸入空心模具中(分图B)， 

图2同样以相应的两个分图A，B描述了图1的实施方案的构造，其中通过的侧向开口在变形加工区所在的那段炉段中可临时性的将压紧和加固工具伸入其中，和 

图3以两个分图A，B描述了图1的实施方式的替换方案，其具有一个成型装置用以强迫变形，并且该装置包含两个受到真空或压缩气体推动的阳模，该阳模能将受到结晶放热而软化的生坯玻璃局部由平面成型为凸起区域。 

具体实施方式

图1和2中以所有的分图A，B显示出了连续式加热炉3形式的陶瓷化炉，其可以是格栅带式炉或滚筒式炉。在陶瓷化过程之前先将空心模具2放入连续式加热炉3中，在空心模具上放置待陶瓷化的生坯玻璃板1。该生坯玻璃板可通过辊压法或浮法制得。空心模具2具有一个成型面2a，该成型面的形状与所要得到的变形结构一致。 

为了用已知方法对生坯玻璃板1进行热处理和陶瓷化处理，就要借助示意性绘制的传送带3b或类似装置将空心模具2和位于其上的生坯玻璃板1传送过连续式加热炉3。如果到达了连续式加热炉中发生放热的晶体生长过程这一区域内，其上带有生坯玻璃板1的空心模具2就会停住，在该时刻生坯玻璃板的粘度会暂时下降。通过位于相关炉段内的侧向开口4，活动的真空导管5就会被推到空心模具2预先开好的开孔6中，以将空心模具抽成真空，并也因此使软化的玻璃件借助重力作用下沉到模具中。真空导管管端的吸入口接头5a要设计得使其能自动与此相应的模具开孔6对中(例如设计成锥形或球形)，并由此为抽真空产生足够的紧密连接。经变形的玻璃板或现在的玻璃陶瓷板1’所处的状态示于分图1B中。 

为了将真空导管5对接到空心模具2上，就适当地需要在连续式加热炉3内维持静止状态，而这可通过以下方式来实现，即将空心模具尽位于变形加工区之前的炉段中加速，然后就能有足够的时间以实现短暂的停止，在该停止期过后，空心模具的速度可重新调整到炉子的正常输送速度。 

优选在位于变形加工区之前和之后的位置处，在连续式加热炉3上设置若干能自动往复运动的滑动阀(Abschlussschieber)，其有益于在该区域内形成均匀的温度传导。 

此外，比较合理的还有在连续式加热炉3的变形加工区内设置一个空气循环***用以进一步使温度分布均匀。 

图2的两张相应的分图A，B显示了图1所示的装置的结构，其中通过侧向开口3a而暂时性地将压紧和加固工具7伸入到变形加工区所在的炉段中，并且这些工具中单独或附加地临近的真空作用，使玻璃陶瓷板特别在边缘发生变形，或者能避免通过真空和重力中间部分向模具中下降过程中在边缘处发生的不希望的翘曲现象。 

另外，还能较为合适地通过其它侧向开口而以相同方式，即如图1中所描绘的真空导管那样，临时性地将压缩气体导管伸入到变形加工区所在的炉段内并且压在模具上，从而使得在单独或附加地临近的真空和/或对压紧和加固工具7的作用下，集成的成型工具诸如活动阳模或定心销还能适当地进行移动到模具中(未示出)。 

优选通过炉用探针或观测孔来观测变形加工区所在的炉段内的变形加工过 程(未示出)。 

图3显示的是与图1和2中具有一空心模具以进行强迫变形的实施方式不同的另一方案，该方案中没有采用空心模具，而是采用了一个带有两根阳模9的成型装置2’，并且将待变形的生坯玻璃板1放置成型装置上并传输过炉子3。所述阳模应理解为只是用于强迫变形的可活动成型工具的一个例子，且其数目视在生坯玻璃板1上进行的变形区域的数目而定。 

成型装置2’具有两个激活孔6，激活导管8可通过开在其中晶体开始生长的那一炉段内的开孔4而与激活孔6相接。通过成型装置2’内的真空作用而将生坯玻璃板1固定其上。也可使用如图2中的加固工具7来实现这一目的。 

在负压或压缩空气的作用下，通过激活导管8，阳模9可实现垂直运动，这样就能将受到结晶放热而软化的玻璃局部由平面成型为理想的凸起区，例如一种用于烹饪面的操作板(分图B)。 

其余内容可参考图1和2中所述的相应内容。 

该经变形处理的玻璃陶瓷件1’可以是所需的产品，但也可分割为所需的零件。 

经变形处理的玻璃陶瓷件优选可用作烹饪面，特别是用于气体烹饪区和用于壁炉中的可视盘以及类似用途。根据对应的生坯玻璃件是通过辊压、浮法等制造，它们具有未受损伤的平滑的或造型的如疙瘩状的底面或表面的优点，由此，根据本发明方法所制得的本发明的玻璃陶瓷件就能具有更好的艺术性和/或更高的强度。 

Claims (12)

1.在陶瓷化过程中通过对相应平面形的生坯玻璃件进行强迫变形来制造变形平面玻璃陶瓷件的方法，经软化的生坯玻璃件的强迫变形是在连续式加热炉内，并且是在其中由于结晶放热而使粘度暂时下降的一个变形加工区中进行的，其特征在于，将各平面形的生坯玻璃件(1)放置在设置有至少一个可活动的成型模具(9)的一个成型装置(2’)上，其中，所述成型装置(2’)具有至少一个激活孔(6)，通过所述变形加工区的、其内发生放热的结晶生长现象的炉段的开口(4)将活动的激活导管(8)临时性地导入并紧密地结合在所述激活孔(6)上，并且，经由所述激活导管(8)通过真空来使得所述成型模具(9)垂直运动，从而在粘度下降的阶段中使得软化的玻璃局部由平面成型为凸起区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在连续式加热炉(3)内的陶瓷化过程开始之前先将平面形的生坯玻璃件(1)搁置在成型装置(2’)上，所述成型装置分别停置在连续式加热炉中发生放热的结晶生长现象的变形加工区内。

3.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了将激活导管对接到成型装置(2’)上，需要在连续式加热炉内维持停止状态，而这是通过以下方式来实现的，即将成型装置在变形加工区之前的炉段中加速，然后有足够的时间实现短暂的停止，在该停止期过后，成型装置的速度重新与炉子的正常输送速度一致。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使变形加工区内的温度均匀传递。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在变形加工区内利用气体循环促进温度的均匀传递。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过位于变形加工区所在的那段炉段内的侧向开口临时性地伸入压紧和加固工具(7)，并且使其与位于空心模具(2)或成型装置上的平面状生坯玻璃件(1)进行有效接触。

7.用于实施如权利要求1所述方法的装置，该装置具有陶瓷化炉(3)，炉中放置有成型装置(2’)以及在其上面的平面形生坯玻璃件(1)，所述成型装置还各具有至少一个激活孔(6)，并且在所述陶瓷化炉的、其中由于结晶放热而使粘度暂时下降的炉段的变形加工区中构造了开口(4)用以临时性地将激活导管(5，8)接入且密封接合到位于成型装置(2’)中的激活孔(6)上，其中所述成型装置(2’)包括成型模具(9)，所述成型模具能够经由激活导管(8)通过真空垂直运动。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，陶瓷化炉是一种连续式加热炉(3)，带有用于输送成型装置(2’)的一个输送装置，且该陶瓷化炉具有控制器用以制动和改变输送装置的输送速度。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在位于变形加工区之前和之后的位置处，在连续式加热炉(3)上设置能自动往复运动的滑动阀，促进该区域内形成均匀的温度传递。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在连续式加热炉(3)的变形加工区内设置一个空气循环***，进一步使温度分布均匀。

11.如权利要求7至10之一所述的装置，其特征在于，在变形加工区所在的炉段内设置有一个炉用探针或一个观察孔，用来观测变形加工过程。

12.平面形的玻璃陶瓷件，其根据权利要求1在陶瓷化时通过使平面形的预制生坯玻璃件发生强制变形加工制得，其表面无损伤地对应于制造坯料玻璃件时形成的表面。

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