專利名稱：玻璃板成形系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于成形加熱的玻璃板的系統(tǒng)和方法。
在玻璃板的成形按美國專利5,755,845(Woodward等)所公開的于爐的加熱室之外進行的同時，將玻璃板傳送到這種外部模具上則是由輥式輸送機進行的，這類輥式輸送機需采用開模以便玻璃板通過其間進行成形。盡管應用外部模具能理想地允許使用不必經(jīng)受爐的加熱室的較高溫度的材料，但迄今還沒有用于在爐的加熱室的外部場所來進行玻璃板成形的有效系統(tǒng)或方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于成形玻璃板的系統(tǒng)包括具有加熱室的爐，該加熱室包括用于輸送玻璃板使其加熱到足夠熱以使玻璃板成形的輸送機。頂側(cè)傳送裝置位于爐的加熱室內(nèi)并有一個向下的表面，對此表面提供真空與加壓空氣，得以無任何直接接觸地支承從輸送機中所接收的加熱了的玻璃板。此系統(tǒng)的成形段位于爐的加熱室之外并具有包括向下成形面的可垂直移動的上部模具。此系統(tǒng)的可水平移動的下部環(huán)有一向上的成形面，并且此系統(tǒng)的第一致動器可使此下部環(huán)水平地移動到爐的加熱室內(nèi)的第一位置，在此第一位置，下部環(huán)從頂側(cè)傳送裝置接收熱的玻璃板，然后此第一致動器將下部環(huán)及其上的熱玻璃板從爐的加熱室外移到此成形段在上部模具下的第二位置。此系統(tǒng)的第二致動器將上部模具下移到第二位置處的下部環(huán)，以與此下部環(huán)配合工作來成形熱玻璃板。
在此系統(tǒng)的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，上述成形段包括熱損失減少設備，以便在爐的加熱室外成形之際減少熱玻璃板的熱損失。這種熱損失減少設備一方面包括有用于加熱成形段的輔助加熱器，這些加熱器可以由電阻加熱器或氣體加熱器體現(xiàn)；另一方面熱損失減少設備在成形段上部模具中包括用于保持其成形面熱的加熱器；在其又一方面熱損失減少設備在成形段上部模具形成面上包括隔熱罩。該熱損失減少設備還可包括一用以封圍成形段的封殼，而此封殼最好具有低的熱輻射率以減少熱玻璃板到此封殼的熱損失?？梢岳蒙鲜鲞@些不同的減少熱損失方式的不同組合形式。
此系統(tǒng)的上部模具最好包括能由真空儲器對其施加真空脈動的孔口，以幫助玻璃板在下部環(huán)與上部模具間成形。
此系統(tǒng)還有一冷卻段，用以將輸送到其中的已成形的玻璃板冷卻。
本發(fā)明的另一目的則在于提供用于成形玻璃板的改進的方法。
為了實現(xiàn)剛剛述及的目的，本發(fā)明的形成玻璃板的方法通過在爐的加熱室中輸送玻璃板以便將其加熱到足夠熱從而使玻璃板成形來實施。所加熱的玻璃板傳送到爐的加熱室內(nèi)頂側(cè)傳送裝置的向下面上，在此提供有真空與加壓空氣來支承加熱的玻璃板而沒有任何直接接觸。然后將此熱的玻璃板從頂側(cè)傳送裝置上松釋到下部環(huán)上，而此下部環(huán)與其上的熱玻璃板再水平地從爐的加熱室移出到成形段。此成形段的上部模具這時便下移與下部環(huán)協(xié)同工作以形成此熱的玻璃板。
在實施這種玻璃板成形方法時，減少了此熱玻璃板在成形時的熱損失。
這種成形方法在實施中還應用提供給上部模具的脈動真空來幫助玻璃板的成形。
所披露的玻璃板成形方法還包括將已成形的玻璃板水平地從成形段移至用于冷卻的冷卻段，此冷卻段可以進行退火、熱強化或調(diào)質(zhì)。
根據(jù)下面結(jié)合附圖對實施本發(fā)明的最佳方式的詳細描述，能容易理解本發(fā)明的目的、特點與優(yōu)點。
圖2是沿
圖1中同一方向截取的局部剖面圖，以便進一步闡明此系統(tǒng)內(nèi)的加熱爐與系統(tǒng)爐內(nèi)頂側(cè)傳送裝置的結(jié)構(gòu)。
圖3是沿圖2中3-3線截取的底視平面圖，以便進一步闡明此頂側(cè)傳送裝置的結(jié)構(gòu)。
圖4是局部圖，示明此系統(tǒng)中成形段的上部模具成形面上的隔熱罩。
繼續(xù)參考圖1，此玻璃板成形系統(tǒng)10包括的下部環(huán)34，下部環(huán)可沿水平按箭頭36所示運動且具有面向上的成形面38，成形面38所具有的周邊結(jié)構(gòu)大致對應于待成形的玻璃板G的周邊。第一致動器40這樣地開始玻璃板成形的一個循環(huán)，即將下部環(huán)34水平地移至爐12的加熱室14內(nèi)由實線圖像表示的第一位置，在此位置，下部環(huán)34當真空中止而結(jié)束對熱玻璃板的支承后從頂側(cè)傳送裝置20接收此熱玻璃板。然后此第一致動器40將下部環(huán)34從爐12外移至上部模具28之下成形段24處由虛線所示的第二位置處。此時，第二致動器42將上部模具28向下移至第二位置處的下部環(huán)34上以便與此下部環(huán)協(xié)同工作來成形熱玻璃板，而上部模具隨后上移返回到上部位置準備下一個循環(huán)。
在爐的加熱室外的上部模具28的位置可使其在遠比以較常規(guī)方式安裝在爐的加熱室內(nèi)起作用的模具低的溫度下操作。除此，位于外部的上部模具28與從頂側(cè)傳送裝置中接收熱玻璃板而與上部玻璃表面無任何接觸的下部環(huán)34協(xié)同工作的方式能使玻璃板有效的輸送和成形。更具體地說，上部模具28可以由冷軋的碳鋼制成或由鐵鑄成，并用于約300℃的較低溫度下，而低于此溫度則可采用鋁和環(huán)氧樹脂模具，但它們都不能用于爐的加熱室的熱環(huán)境中。此外，上部模具28也可由具有隔熱性質(zhì)且不需進行太多機加工的某些耐火材料澆鑄成。這樣，由于上部模具28可以更經(jīng)濟地制成，本系統(tǒng)也就能提供較低的加工費用，而由于對每一成形的玻璃板降低了加工費用，就能使本系統(tǒng)有效地用于小批量的生產(chǎn)。
繼續(xù)參看圖1，成形段24所包括的集中以43標明的設備以便在成形作業(yè)中減少熱損失。所披露的設備43包括可以是電阻器或氣體加熱器的輔助加熱器44，用來給成形設備提供輔助加熱以減少熱玻璃板G的熱損失。這一熱損失減少設備43還包括在成形段的上部模具28中的加熱器46。這些模具加熱器46可以是電阻加熱器，給成形面29提供加熱，以在提供玻璃板成形的模具-玻璃接合時減少從熱玻璃板到模具的熱損失。此外，圖4所示的熱損失減少設備還可以包括能夠是陶瓷紙制的在成形面29上的隔熱罩29’，以便在提供玻璃成形的該接合時減少從熱玻璃板流到上部模具的熱量?；蛘?，成形面29可以由隔熱材料制成?；蛘撸瑘D1所示的減少熱損失的設備43也可包括一減少對流的空氣抽力并封圍住成形段防止熱玻璃板的熱損失的封殼47。此封殼47可以是上述爐的獨立室但必須在加熱室之外而得以具有較低的溫度，以使上部模具28的溫度不大于約500℃。
成形段24的上部模具28最好包括若干孔口48，使真空脈動能在閥54的控制下通過導管52從真空儲槽50向該孔口提供。這種真空脈動根據(jù)美國專利5376158(Shetterly等)的原理，有助于在上部模具28與下部環(huán)34之間的成形，該專利號中公開的全部內(nèi)容已綜合于此供參考。
系統(tǒng)10的冷卻段32如前所述位于成形段24的右側(cè)，在此玻璃板的運動時為其提供冷卻，例如在成形段成形后通過下部環(huán)34繼續(xù)運動到右方或是玻璃板在另一模具上運動到右方時為其提供冷卻。
參看圖2，其中所示的頂側(cè)傳送裝置20是由耐熱金屬板如不銹鋼板制成，并具有位于稍高于輸送輥18高度處的面向下的平表面22。此頂部傳送裝置20的面向下平表面22如圖3所示具有第一組孔64，通過其抽真空以支承從輥式輸送機16所接收的熱玻璃板。頂側(cè)傳送裝置20的面向下平表面22還具有第二組孔66，對其供應加壓氣體使熱玻璃板從面向下平表面22上分離，使得所提供的這種支承不與玻璃板G有任何接觸。頂側(cè)傳送裝置20具有的上游端68與具有至少一個輸送輥18的輥式輸送機16的下游端70重疊，此輸送輥18在右邊的最遠處，完全位于面向下平表面22之下，以在熱玻璃板剛剛由面向下平表面從輥式輸送機16上接收時將其支承。更確切地說，所示的輥式輸送機16具有一個單一的輸送輥，此輸送輥18處于最右方，完全處于此頂側(cè)傳送裝置的上游端68之下。此外，上述輥式輸送機有另一輸送輥18’，它位于上述在最右端的單一輸送輥的緊鄰處，而此輸送輥18’的中心72則直接位于頂側(cè)傳送裝置20上游端68的上游極限處之下。
如圖3所示，頂側(cè)傳送裝置20的第一與第二組孔64與66沿著輸送方向C交錯排列，使前述的從上方無任何接觸地支承玻璃板G的真空與加壓氣體的分布均勻。
再次參看圖2，各加熱的玻璃板G由虛線指出的定位設備74定位在面向下表面22之下，這種定位設備可以是任何合適的一種，例如美國專利5,066,321(Kramer等)、5,669,953(Schnabel，Jr.等)與5,902,366(Schanbel，Jr.等)之中所公開的，這些專利所公開的整個內(nèi)容已綜合于此供參考。
繼續(xù)參看圖2，頂側(cè)傳送裝置20最好按美國專利5,002,599(McMaster等)所公開的方法構(gòu)造，此專利的全部公開內(nèi)容已綜合于此供參考。更具體地說，上述的頂側(cè)傳送裝置是由高溫金屬板材如不銹鋼板制成，包括水平延伸的下部板76，它限定如前所述設有第一與第二組孔64與66的面向下表面22。一水平延伸的上部板78位于此下部板74之上并由上部金屬板件80覆蓋，以便與之相配合來確定一由真空源84在其中抽真空的第一室82。此上部板78有與管件86的上端連通的孔，而這些管件86的下端與此下板76中的第一組孔64連通以便如前所述在面向下的表面22處抽真空。
如圖2所示，頂側(cè)傳送裝置20的下部板76和上部板78共同限定出一第二室88，管件86通過其中在上部板76與78之間延伸。通過下部板76安裝有若干短管90，它們的下端在面向下的平表面22上設有第二組孔口。加壓氣體源92給室88供給加壓氣體，通過短管90給面向下表面22提供加壓氣體。這些短管90可以是輥銷并能提供充分的氣流長度以使加壓氣體能作為射流供給，而這些射流則能供給抽真空使商品規(guī)格的玻璃板與面向下平表面22分開。
上面詳述了實施本發(fā)明的最佳方式，但熟悉本領域的技術人員將認識到用于實施由下述權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的各種變型、設計與實施例。
權(quán)利要求
1.一種玻璃板成形系統(tǒng)，它包括一爐，該爐包括一加熱室，該加熱室包括用于輸送玻璃板以便加熱到足夠熱從而使之成形的輸送機；一頂側(cè)傳送裝置，它位于該爐的加熱室內(nèi)并具有一面向下的表面，對該表面供應真空和加壓空氣而沒有任何直接接觸地支承從該輸送機接收的已加熱的玻璃板；一成形段，它位于該爐的加熱室外部并具有一包括一面向下成形面的垂直可動的上部模具；一水平可動的下部環(huán)，它具有一面向上的成形面；一第一致動器，它用于將該下部環(huán)水平地移至該下部環(huán)從該頂側(cè)傳送裝置接收一熱玻璃板的該爐的加熱室內(nèi)的第一位置處，然后將該下部環(huán)從該爐的加熱室外移至該上部模具下方的成形段的第二位置；以及一第二致動器，它用于將該上部模具朝下移向上述第二位置處的下部環(huán)，以便與該下部環(huán)協(xié)同工作來形成該熱玻璃板。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該成形段包括熱損失減少設備，該設備用于在該爐的加熱室外進行成形作業(yè)之際減少熱玻璃板的熱損失。
3.如權(quán)利要求2所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該熱損失減少設備包括用于加熱此成形段的輔助加熱器。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該輔助加熱器選自電阻加熱器和氣體加熱器組成的組中。
5.如權(quán)利要求2所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該熱損失減少設備包括在該成形段的上部模具中的加熱器。
6.如權(quán)利要求2所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該熱損失減少設備包括一在該成形段的上部模具成形面上的隔熱罩。
7.如權(quán)利要求2所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該熱損失減少設備包括一封圍該成形段的封殼。
8.如權(quán)利要求7所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該封殼具有低的熱輻射率以減少該熱玻璃板的熱損失。
9.如權(quán)利要求2所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該減少熱損失的裝置選自加熱該成形段的輔助加熱器、該成形段上部模具中的加熱器、該成形段上部模具中成形面上的隔熱罩、封圍該成形段的封殼，及其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，該上部模具包括孔口，真空脈動從真空儲槽供應到該開口，以幫助玻璃板在該下部環(huán)與上部模具中的成形。
11.如權(quán)利要求1所述的玻璃板成形系統(tǒng)，其特征在于，還包括一使已成形的玻璃板移動至其上冷卻的冷卻段。
12.一種玻璃板成形方法，該方法包括在一爐的加熱室內(nèi)輸送一玻璃板使其加熱到足夠熱以便由此成形；將該已加熱的玻璃板傳送到該爐加熱室內(nèi)的頂側(cè)傳送裝置的面向下表面處，在此處供給真空和加壓空氣以便沒有任何直接接觸地支承該加熱的玻璃板；將該熱的玻璃板從該頂側(cè)傳送裝置松釋到該下部環(huán)上；將該上面帶有熱玻璃板的下部環(huán)從該爐的加熱室水平地移出到該成形段；將該成形段的上部模具向下移動以便與該下部環(huán)配合來成形玻璃板。
13.如權(quán)利要求12所述的已加熱玻璃板的成形方法，其特征在于，在該成形過程中減少該熱玻璃板的熱損失。
14.如權(quán)利要求12所述的已加熱玻璃板的成形方法，其特征在于，脈動真空供應到該上部模具以便幫助該玻璃板成形。
15.如權(quán)利要求12所述的已加熱玻璃板的成形方法，其特征在于，已成形的玻璃板從該成形段水平地移至冷卻段進行冷卻。
全文摘要
一種成形玻璃板的系統(tǒng)(10)和方法，其包括的爐(12)具有加熱室(14)，室中的頂側(cè)傳送裝置(20)有一面向下表面(22)，對此表面提供真空和加壓空氣以便沒有任何直接接觸地接收和支承來自輸送機(16)的玻璃板。位于該爐外的成形段(24)具有可垂直移動的上部模具(28)并與可水平移動的下部環(huán)(34)協(xié)同工作，此下部環(huán)在第一致動器(40)的控制下將已加熱的玻璃板從頂側(cè)傳送裝置(20)移送到此成形段。第二致動器(42)將上部模具(28)下移以與下部環(huán)(34)相配合來成形玻璃板，上述外部的成形段(24)包括有在成形過程中用于減少熱玻璃板熱損失的設備(43)。在上部模具(28)中提供有真空脈動以幫助成形。冷卻段(32)冷卻已成形的玻璃板。
文檔編號C03B35/24GK1436155SQ01811218
公開日2003年8月13日 申請日期2001年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月15日
發(fā)明者R·A·麥克馬斯特, M·J·維爾德, D·M·舍特爾利, P·D·杜卡特 申請人:玻璃技術公司