曲面玻璃板生產方法及設備的制作方法

專利名稱：曲面玻璃板生產方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明與曲面玻璃板的生產技術有關，該玻璃板可熱鋼化，并可彎曲成復雜的非圓柱形狀。本發明具體有關的技術為將玻璃板從整形臺上通過，整形臺有諸如為沿行進路線旋轉的旋轉元件的整形棒，該行進路線沿平板玻璃行進的方向彎曲。舉例而言，本發明可應用于汽車玻璃，諸如側窗類型。
這種鋼化彎板技術屬于已知，例如法國專利第2，242，219號所揭示，提出將玻璃板預熱到軟化溫度，然后將其沿一個運送器送過，運送器緊接出窯玻璃板行進路線，該運送器形成通過最終鋼化區的整形臺，運送器有旋轉件，沿一條弧形路線放置，在實際中弧線為圓形，有一個凹面，最好向上。因此，在這情況下，玻璃板依循的軌跡不是平面形而為圓柱形，圓柱形的輥列在水平方向上，最好與玻璃供給路線垂直，玻璃在設備中平放。
旋轉件路線的半徑，相當于賦予玻璃板在與行進方向平行的方向上的曲率的半徑。可對這第一曲率增加一個補充曲率，補充曲率的取得，通過使用非弧形直線軸構成的旋轉件，直線軸為定形輥，例如為S彎型鼓凸輥，與凹面輥或有雙曲線的軸結合。因此，取決于旋轉件的曲率，可造成玻璃板的復曲面形，主曲面的曲率半徑可在一公尺至無限大之間變化，副曲面的曲率半徑可在20公尺至無限大之間變化，無限大時相當于直線輥，因此為圓柱形。
這種技術為在連續運動中的玻璃板上作用，可在有利的、非常高的生產速度中進行，由于用高進料速度，假如僅為防止輥子間的玻璃變形，并且因為將相隔僅數公分的玻璃板前后相繼全無障礙，故速度一般不低于每秒10公尺。但這種有利的生產速度的取得，需以限制用這方法生產的玻璃形狀作代價，僅限生產圓環面(一種旋轉圓柱或圓環形，但有一個次曲率半徑，最常見大于主曲率半徑)。
假如這圓環形實際為汽車側門最常用的玻璃板形狀，然而這并非唯一使用的形狀，當前的設計者不斷創造許多汽車型式，有些玻璃板的形狀很復雜，尤其在一定的方向上不固定曲率半徑。當前生產這燈玻璃板，僅可能將玻璃板靠在弧形模型上，并且/或者將其放在一個弧形架上，在玻璃板的行進中必然有間斷，彼此間有相當寬的間距(在將第一塊板彎曲時，不能在全部彎板時間中利用彎板工具，然而在諸如法國專利2，242，219號敘述的設備中，在一塊玻璃板的外緣進入整形區時，前一塊板的后緣仍在該區中)。
除對生產率有這種限制的特點外，還必須面對的問題，是在彎板時，完善控制有效賦予弧形，并防止任何寄生變形，例如在玻璃本身重量作用下的懸垂造成的變形。這種寄生變形一般發生于玻璃板從彎板工位轉移到鋼化工位時，當玻璃板的壓彎曲率小時常常難以避免，意即玻璃板仍有非常強的彎曲傾向，難以控制;而且，形狀復雜的玻璃板并非一定是高弧度的玻板。弧形整形臺的彎板鋼化法，對這控制曲率的問題可作非常妥善的解決，因為輥子對玻璃板作固定的支承，并且玻璃板在壓彎后立刻鋼化，不需從彎板工位鋼化工位轉移。
本發明的目的在于擴大用彎板鋼化設備進行工業化生產的玻璃板的形狀范圍，設備的運轉方法。為將玻璃板在一個整形臺上通過，整形臺確定一個有玻璃行進方向上的弧形的軌跡，舉例而言，目的為用這類設備制造幾乎全部安裝在汽車邊側和后方的玻璃板。
為達到這目的，將玻璃板預熱到彎板溫度，沿一條軌跡在整形臺上通過，軌跡有一個弧形，基本處在一個回轉錐面上。最好這錐面軌跡與窯中玻璃板的平面軌跡相切，以防中斷。也就是玻璃板依循的軌跡最好向上升，并向一邊傾斜。
玻璃板依循的路線由弧線組合生成，弧形的互相轉換與單一圓心構成圓錐的頂點相似，在窯爐軸線垂直線上(調直)的兩點進入彎板工位時，連接兩點的直線必然與連接位似點組合的直線合并。這些弧線最好為橢圓形或圓形，使玻璃板依循的路線，以橢圓形底或圓形底的錐體表面承載。如為回轉錐面，則取得的曲率半徑在縱向上恒定，而在玻璃板軌跡的橫向上連續變化。
此外，可在用縱軌跡取得的這主曲率上，增加一個橫向次曲率。
按照這種壓彎作業，玻璃板承受有控制的冷卻，以保持形狀穩定。舉例而言，如為安裝在汽車的側身板或后車身板用的玻璃板，則這種冷卻屬于加熱鋼化類型;也可作相對輕度的冷卻，僅為將玻璃板恢復低溫，其目的有如將玻璃板作層疊組合。
最好，玻璃板驅動的方法，能使玻璃板表面上的全部各點所通過的時間都完全相同，甚至在非平面的軌跡中，同時進入整形臺因而處在窯爐縱線的同垂直線上的不同兩點，其通過的距離相異時也不例外。一個處在軌跡中部上的點，由于通過的距離短故需將其比通過距離大的外部點較慢驅動。因此可防止滑動現象，滑動現象傾向于降低玻璃板的光學質量。
本發明的另一目的，是有一種玻璃板壓彎機，有基本錐形的整形臺，最好與玻璃板送料運送器上輥列確定的平面相切。
最好這機器還按已知的方式設置鋼化吹氣箱，其噴嘴朝向最后的整形棒，將玻璃板同時壓彎并鋼化，或者確切而言，在將前面的已壓彎部鋼化的同時，將后部壓彎;雖然可回憶本發明并非必須結合鋼化(淬火)玻璃板生產，并可以冷卻裝置取代這些鋼化吹氣箱，用冷卻裝置將玻璃板的溫度降低到彎板溫度以下，以固定玻璃的永久形狀。
取決于是否需要在玻璃板上制作次曲面，使用玻璃支承線為非直線或直線形的整形棒，從而形成基本為錐形的表面，或為有效的回轉錐面類型的表面。在前一情況下，可以使用回轉拋物面類型的旋轉件，或者也用有旋轉套包圍的彎棒，這種元件為熟悉本領域乾所熟知，從專利FR-B-1，476，785號可見。應注意可用不對稱彎棒制作某些特定的形狀。在第二種情況下，整形棒有直線支承線;因此最好有輥子型的旋轉件。為使玻璃板表面上全部各點的通過時間相同，最好使用截頭錐形輥，至少在玻璃板的支承區中，可能有直角端，以簡化組裝和旋轉驅動。
當整形臺為錐形，有一個凹面，最好朝向上方，較適合有釉的玻璃板，例如周邊有釉，使利用膠安裝的玻璃板，玻璃板對整形棒旋轉元件的摩擦，可能不足以正確推動玻璃板，如有鋼化吹氣區則成其需在這區中，不僅必須克服玻璃板自重施的力，而且須克服垂直吹向玻璃板表面的冷空氣形成的障礙，造成阻擋玻璃板前進的力。在這情況下，彎板機應設有放在整形棒上方的元件，與元件配合將玻璃板推進，這些上方的元件的構造，可與形成整形臺的下方的元件完全相同。
其他細節及優點，從下文結合附圖的敘述使可明了，附圖如下

圖1 為彎板作業線的概略俯視，有一個整形臺有圓柱莆縱向弧線，目的為制造圖1a概示的類型的玻璃板形狀;
圖2 為彎板作業線的概略俯視，有本發明的整形臺，目的為制造圖2a概示的類型的玻璃形狀;
圖3 為本發明彎板機的概略透視，其上部抬升;
圖4 為一種較適合制造本發明機器的整形臺的輥子。
圖1 及圖1a表示專利第FR-B-2，242，219號所揭示之先有技術，為清晰起見僅示出運送元件。在本技術領域中，玻璃板1由一系列驅動輥構成的水平運送器載送，首先通過一個再加熱區2。在再加熱區2的出口，其溫度高于或等于彎板溫度，將玻璃板送入彎板區3，在區3中，各輥按半徑為R1的縱向圓柱形安裝。于是輥子形成最好具有其凹面向上的整形臺，運行在這臺上進行(在圖1中從左向右);于是玻璃板在重力，可能用上方元件，并與速度的結合作用下，取得曲率半徑為R1的圓柱形的弧面。彎板區3后面為鋼化(淬火)區4，在鋼化區中，輥子也相似沿半徑R1的圓柱形安置。最后用平面運送器5將玻璃板撤出，可以用一個傾側器，便利將玻璃板送出鋼化區4。
與半徑為R1的主弧面垂直，因此在圖1a所示的舉例中側為與直邊6平行，如有需要，便可在玻璃板上作直徑r3的第二弧面，r3最好大于20公尺，這限制與整形輥結構的技術問題有關。但是注意這第二弧形與邊緣7的主弧形垂直很重要。
圖2及2a說明本發明。再加熱區2與圖1中的再加熱區2相同，玻璃板1′離開再加熱區2后進入整形區3′，整形棒在區3′中按頂點為0的錐形排列。于是玻璃1′從“傾斜彎道”式整形臺上通過，不僅使其在垂直方向上移動，而且使之旋轉。這使玻璃板有圓錐形，主弧形沿線6′連續變化，開始時與窯爐的軸線垂直，本舉例中，外緣7′的曲率半徑R′1，內緣有較小的曲率半徑R′2，在本例中，術語“外”及“內”與圓心為0的錐形相關，曲率半徑R′1及R′2一般可在一公尺和無限大之間。
與前面相同，整形區3′后面為鋼化區4′，其輥子于整形區3′的輥子后面連續放置。隨后運送器5′，或最好用兩個運送器將鋼化玻璃板1′撤出，第一個運送器沿生產線的軸向改變玻璃板的方向，然而也可考慮用其他的出板系統，例如用有吸盤臂等的系統。
假使整形棒有一個支承面抵靠平直的玻璃板，與窯爐2′的輥子平行的邊緣6′不彎曲。與之對比，使用模制的整形輥，諸如回轉拋物面的整形棒，可形成半徑r3的橫次弧面。
圖3表示本發明彎板機的主要元件，本圖表示半開啟的保養狀態，使整形臺較易觀察。這彎板機的寬度，取決于待壓彎的玻璃板的最大尺寸，彎板機最好安裝在輪載的載送器上，這樣可形成一個易更換(零件)的獨立單位。
彎板機有一個下組合件8和一個上組合件9，用關節臂10安裝，于是可將機器開啟，玻璃板可在機器中從圖中的左方稱向右方，從而升高。
這里說明的情況中，下組合件8有17個整形棒11，最前面的三個已取去。事實上，這最前面的三根棒，構成將玻璃板通過再加熱窯的運送器的最后三個輥子，即上面放玻璃板的輥列，嚴格處在窯爐輥上輥列構成的平面中，這種措施可避免以后可能造成光學缺陷的間斷。
上組合件9有相似的17個整形棒12，其中僅第一個在圖3中清晰可見。整形棒11或12分別產生的面為圓錐形。機器合攏時兩相對棒11及12間的空間，大致等于玻璃板的厚度。
從最接近窯爐的一端算起，構成整形區本體的是最前面的2×7個輥子。在這以后為鋼化區，一般而言為冷卻區的開始。為此，在整形棒11及12之間布置吹氣嘴17，通過與廠房固定管道連接的導管13，14，15及16，供給壓縮空氣。吹送的空氣的量，應足以保證在玻璃板通過的時間中，受到符合最嚴格的汽車標準的熱鋼化或淬火。在這區中，可按已知方式利用較細的和設有環圈的整形棒，供玻璃板在上面通過。
下元件的全部整形棒11的安裝方式為形成玻璃板整形臺的輥列都是錐形。為此將整形棒的軸承安裝在由弧形金屬桁板構成的外、風弧圈18及19上。這樣，因全部整形棒有相同的設計，和相同的長度，便形成了一個由全部可互換的整形棒11組成的圓錐形的整形臺。
上組合件的整形棒12按相同方法，安裝在外、內弧圈20擴21上。
從圖4可較詳細看到，每一整形棒11，12有一個由一個截頭圓錐體23包圍的芯22，舉例而言，該組合件用不銹鋼制作。玻璃板在上面通過的截頭錐形部最好朝向用硅纖維或其他耐火纖維織造的彈性網眼織物24制作的管形套，最好僅將套管簡單套在截頭圓錐體23上，不用膠粘，僅在端部上固定。織物吸收可能在玻璃板和截頭圓錐體23間侵入的塵土，從而防止形成針狀剌(pin pricks)，并防止玻璃板滑動。
由于外弧圈半徑較大，玻璃板的外緣通過的距離大于在內弧圈上通過的內緣。然而最好同時進入設備的兩點，駐留時間相同，否則玻璃板內部的鋼化將明顯低于外部。因此，與本領域中的一般運作相反，本發明的優點在于玻璃板的推送速度與通過的距離大小成正比，即前進方向調節橫向速度。這可用截頭錐形輥非常準確取得，其切向速度明顯可隨距離長度變化，直徑增大時速度增大，已認識到安裝機器的第一輥子時，不需使其旋轉軸線25與窯爐的圓柱形輥的旋轉軸線對正，而須將上輥列26與窯輥的上輥列對正，這必然意味設備安裝時，將軸線25在機器的內側上略為抬高。其他的整形棒也相似略傾斜安裝，其上輥列處在一個與半徑為R′及R′的截面相交的錐形上，圓錐形向著一個公共點聚斂。
整形棒11及12的安裝如圖3所示。一端在安裝在自由轉軸28端上的套管27中固定。套管27用彈簧29壓在棒11上。軸28又放在直接與弧圈18固定的支承30上，另加設手柄31，以便將彈簧29向后拉，整形棒可迅速分離，以進行更新。在另一端上，在整形棒11的內側，和上部元件整形棒12的外側上，每一個棒有兩個滾柱軸承32，固定在套管33內，通過活節傳動件34傳遞齒輪35的轉動，齒輪35由齒輪37驅動的齒鏈36驅動，齒輪37用單個的下、上元件的全部連接軸38的公共齒鏈39，通過連接軸38作動。
于是，雖然其各軸承不在同一平面中，本安裝方法仍可按可靠的方式，使全部整形棒用同速度驅動。
權利要求
1.一種把預熱到彎板溫度的玻璃板壓彎的方法，使玻璃板沿基本為回轉錐面形的縱向軌跡通過，使玻璃板在沿該縱向軌跡通過時被冷卻。
2.如權利要求1之玻璃板壓彎方法，其特征為基本為回轉錐面形狀的軌跡與再加熱窯中的玻璃板的平面軌跡相切。
3.如權利要求1或2之玻璃板壓彎法，其特征為在玻璃板上增加一個橫向的次弧形。
4.如前述權利要求中任一項之玻璃板壓彎法，其特征為玻璃板的軌跡上升。
5.如前述權利要求中任一項之玻璃板壓彎方法，其特征為當玻璃板沿基本為錐形軌跡通過時，玻璃板還承受加熱鋼化處理。
6.如權利要求1至4中任一項之玻璃板壓彎方法，其特征為當玻璃板沿基本錐形軌跡通過時，用逐漸而可控制的方式冷卻。
7.如前述權利要求中任一項之玻璃板壓彎方法，其特征為玻璃板上所有各點的通過時間都相同。
8.如前述權利要求中任一項之玻璃板壓彎方法，其特征為玻璃板依循的路線，由橢圓或圓形底的錐形面承載。
9.一種玻璃板壓彎機有一個整形臺，整形臺基本為回轉錐面形。
10.如權利要求9之玻璃板彎壓機，其特征為該整形臺確定的表面，與玻璃板的送料平面相切。
11.如權利要求10之玻璃板壓彎機，其特征為該整形臺的凹面部朝上。
12.如權利要求9至11之玻璃板壓彎機，其特征為該整形棒上的玻璃板的支承線為直線形。
13.如權利要求12之玻璃板壓彎機，其特征為該整形棒上的玻璃板的支承線為弧線形。
14.如權利要求13之玻璃板壓彎機，其特征為該弧形整形棒不對稱。
15.如權利要求11至14之玻璃板壓彎機，其特征為該整形棒為旋轉元件。
16.如權利要求15之玻璃板壓彎機，其特征為該旋轉元件至少在玻璃板支承區中，為截頭圓錐形。
17.如權利要求10至16中任一項之玻璃板壓彎機，其特征為放在整形臺上方的元件，用于促使玻璃板前進。
18.如權利要求9至14中任一項之玻璃板壓彎機，其特征為全部整形棒都相同。
19.如權利要求18之玻璃板壓彎機，其特征為整形棒的軸承有截頭圓錐形輥，用兩個圓弧形的弧圈件支持。
20.如權利要求9至17中任一項之玻璃板壓彎機，其特征為另有兩個鋼化送氣箱，其噴氣嘴對著下游整形棒之間。
21.如權利要求9至20中任一項之玻璃板壓彎機，其特征為另有一個接收運送器。
22.如權利要求9至21中任一項之玻璃板壓彎機，其特征為每一輥由一條齒鏈，通過活節傳動器驅動，其轉動由單個的下部或上部元件的全部輥子的公共齒鏈實現。
全文摘要
本發明涉及的玻璃板壓彎法，將玻璃板沿基本為回轉錐面形的縱向軌跡通過，預熱到彎板溫度。本發明的另一主題是一種壓彎機，有一個基本為回轉錐面形的整形臺。本發明尤其適用于生產形狀復雜的汽車玻璃板。
文檔編號C03B23/033GK1059134SQ9110592
公開日1992年3月4日 申請日期1991年8月21日 優先權日1990年8月23日
發明者B·勒唐普斯, C·毛里 申請人:圣戈班玻璃制造國際公司