CN102892720A - 成形玻璃片材的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种方法，该方法用来在多于一个维度中成形玻璃片材，并且在例如该玻璃片材的前边缘和后边缘之间在一个或更多个维度内形成不一致的形状。通过具有第一和第二成形构造的成形辊的第一和第二成形区域中的选择性部位，并且在玻璃片材移动通过成形区域时通过改变玻璃片材的速度，因此改变玻璃片材的选定部分与某些成形辊接触的时间的长度，实现这种成形。

Description

成形玻璃片材的方法

技术领域

本发明涉及一种使玻璃片材在多于一个维度中弯曲的方法。更具体地，本发明涉及一种通过辊成形使加热的玻璃片材弯曲而使得不同的弯曲轮廓可以形成在该玻璃片材的多个部分中的方法。

背景技术

适合于例如车窗的玻璃片材通常被加热到适合成形的温度并且通过传送系统从那里被传送到第一辊成形区域中，在那里，它们在具有第一成形构造的上和下组旋转的成形辊之间被传送。每一组上和下成形辊具有互补的形状以便允许玻璃片材从其间穿过，并且呈现上和下成形辊的全部组的累积形状，而仍然易受另外的形状变化的影响。通常，第一辊成形区域中的成形优选地横向于玻璃片材的行进方向。

有利的是，以可行的尽可能高的速度将加热的玻璃片材运输过辊成形区域以减小循环时间，并且将玻璃片材维持在足以允许例如倾斜的第二辊成形区域中的另外成形的温度。这种另外玻璃成形优选地通过玻璃片材从水平的第一辊成形区域被运输到倾斜的第二辊成形区域的斜坡上被实现，该第二辊成形区域优选地包括上和下成形辊，该上和下成形辊的成形构造基本上类似于水平辊成形区域的第一成形构造。在倾斜的第二辊成形区域中的成形主要是纵向的，即基本上平行于玻璃片材的行进方向。

通过辊成形使加热的玻璃片材弯曲在专利文献中是已知的，例如：

美国专利No.3,545,951描述多个精确弯曲的杆，该多个精确弯曲的杆被安装用来分别绕其自身的弦轴线旋转。该轴线可以说是共面的，平行的且间隔的，并且该杆可以说是互连的以便分别绕其自身的轴线从第一位置协调地枢转到第二位置，在该第一位置中，它们可以说是在穿过所有轴线的共同平面中共面，在该第二位置中，它们可以说联合地限定弯曲表面，该弯曲表面的曲率可以依赖于该杆的旋转角度而变化。可以说是可弯曲的形式的片材在第一位置中移动到该杆上。杆然后枢转到第二位置并且与杆限定的弯曲表面互补的成形装置被压下到该片材上以使它与该杆相符合，同时片材连续地移动，并且在成形之后，传到冷却和回火室或其它处理程序。

美国专利No.4,054,037描述一种要被弯曲的片材（诸如处于软化温度的玻璃），该片材在由一系列弯曲的杆形成的固定的弯曲层上前进，该一系列弯曲的杆具有不同的倾斜角度以形成具有渐增的曲率轮廓的上升凸起层。该片材因此逐渐升高并且通过其边缘的下垂同时弯曲。弯曲的杆可以说具有对齐的端部段，该端部段安装在相同水平平面中，并且该倾斜逐渐增加。该层后面紧接着由具有相同倾斜的弯曲的杆形成的不变曲率轮廓的层。装置可以说被提供用来独立地调节每一个杆的倾斜。间隔和前进速率的特定范围是给定的。

美国专利No.4,123,246描述成形的实心构件，诸如均匀圆柱形或弯曲构造的预定轮廓的连续旋转成形辊，该成形辊沿成形和淬火传送器沿基本上恒定曲率半径的弓形纵向路径接合热软化的玻璃片材以施加希望的纵向弯曲分量到玻璃并且将成形的玻璃传送过冷气流，该冷气流使玻璃表面硬化。弓形路径被布置成使得在其下游端部的其向上斜坡被限制到玻璃片材在其上向着冷却传送器向前运动而不打滑的斜坡。一组至少三个专用淬火辊形成恒定最大斜坡的向上倾斜的过渡传送段，该过渡传送段替代弓形路径的下游部分，在该下游部分，向上斜坡将增加到打滑将发生的斜坡。专用过渡淬火辊位于在淬火段施加的回火流体的流已经使主玻璃片材表面充分硬化的部位的下游，从而理想地避免它们由于与旋转的专用过渡淬火辊接合而扭曲。

美国专利No.4,292,065描述一种用来沿两个方向弯曲处于塑性状态（诸如处于其软化温度的玻璃片材）的片材的方法和设备。该设备包括：第一层弓形杆，该第一层弓形杆可以布置成施加横向弯曲到片材；和第二层弓形杆，该第二层弓形杆可以布置成施加纵向弯曲到片材。有利地，该弯曲在加热的罩壳中被执行，该加热的罩壳处于至少等于随后片材被回火的温度。

美国专利No.4,556,406描述一种辊成形设备，该辊成形设备用来将热软化的玻璃片材成形为具有纵向曲率半径的构造，该纵向曲率半径沿横向于玻璃片材的方向变化。第一横向圆柱形辊的第一端部以及第一和第二系列的纵向间隔且横向延伸的成形辊安装成使得玻璃片材的纵向边缘沿限定第一纵向曲率半径的第一连续弓形路径布置，并且每一个辊的第二端部安装成使得玻璃片材的相对的纵向边缘沿限定第二纵向曲率半径的第二连续弓形路径布置。第一和第二纵向半径可以是不相等的，使得一组上成形辊重叠在第二系列的成形辊上并且具有互补重叠形状。

美国专利No.4,820,327描述通过使玻璃板在一层辊上运动而弯曲加热的玻璃板，该层辊限定沿玻璃板的运动方向弯曲的路径以便限定向上面向的凹状。玻璃板以至少10厘米/秒的速度运动，并且被该层弯曲而不从上方接触。玻璃板随后被回火。

美国专利No.5,395,415描述一种方法和设备，该方法和设备用来在玻璃片材沿一层传送辊前进时精确地成形加热的玻璃片材。该传送辊包括芯构件，该芯构件具有轴向对齐的相对的段和精确弯曲的中心部分，柔性套管包围该芯构件。芯构件可以在第一位置和第二降下位置之间协调地枢转，在第一位置中，弯曲部分位于共同平面中以便传送平的片材，该第二降下位置使得弯曲部分限定该片材要变形成为的形状。竖向互补顶表面挤压单元安装在玻璃片材的路径的上方。挤压单元包括弯曲静止心轴，该弯曲静止心轴在其上具有可自由旋转的柔性套管。该心轴的构造使得在操作位置中，第一挤压单元的中间部分比边缘部分略微靠近传送辊限定的路径，并且第二心轴的边缘部分比中间部分略微靠近该路径。

尽管前面已知的辊成形方法，将有利的是，提供一种设备和方法，通过满足大量玻璃制造的要求的辊成形过程，该设备和方法将允许在单个玻璃片材中形成不一致的形状，例如，形成玻璃片材的前边缘和后边缘的不同的形状。

发明内容

本发明涉及一种在多于一个维度中成形玻璃片材的方法。更具体地，本发明涉及在两个维度中成形玻璃片材，并且在一个或两个维度内，形成不一致的形状。例如，在优选实施例中，玻璃片材的前边缘的形状可以不同于该玻璃片材的后边缘的形状。

本发明利用一种玻璃成形系统，该玻璃成形系统典型地具有以下主要部件：玻璃加热炉，该玻璃加热炉之后是基本上水平的第一辊成形区域，之后是倾斜的第二辊成形区域。根据本发明的方法，玻璃片材以连续的单向的方式被传送过第一和第二成形区域。

本发明可以包括提供具有第一成形构造的一对或更多对上和下成形辊，并且在优选地在第一辊成形区域中的一个或更多个选定部位，提供具有第二成形构造的一对或更多对上和下成形辊，该第二成形构造不同于第一成形构造。更具体地，第一成形构造的成形辊的上和下成形辊具有基本上相同的弯曲形状/弯曲程度。相比之下，第二成形构造的成形辊的上辊和下辊具有彼此不同的弯曲形状/弯曲程度。

如前所述，通常希望以可行的尽可能高的速度将玻璃片材运输过水平的第一辊成形区域，然而，已经发现，希望的是，改变加热的玻璃片材行进通过第一辊成形区域的速度以选择性的影响进行的辊成形。例如，可能有利的是，减小成形辊的速度使得玻璃片材的一些部分与具有第二成形构造的成形辊接触较长时间，因此产生与玻璃片材以较高的速度行进（与具有第二成形构造的成形辊的接触时间较短）的情况略微不同的形状。通过具有第二成形构造的成形辊的设置和成形辊的速度（并且因此玻璃片材的速度）的减小的时间选择，可以产生相同玻璃片材的不同部分中的不同形状。

附图说明

当结合附图考虑时，本领域技术人员将从以下详细描述容易地理解本发明的上述以及其它优点，其中：

图1是本发明的辊成形系统的剖视的略微示意性的视图。

图2是根据本发明的具有第一成形构造的成形辊的侧视图。

图3示出根据本发明的具有第二成形构造的成形辊的侧视图。

具体实施方式

本发明涉及一种在多于一个维度中成形玻璃片材的方法，并且更具体地，涉及在多于一个成形维度内在单个玻璃片材中形成不同形状的方法。在优选实施例中，玻璃片材的前边缘的构造可以制造成不同于该玻璃片材的后边缘。

根据本发明的方法，提供具有前边缘和后边缘的玻璃片材，该玻璃片材处于一定温度以便可成形。玻璃片材被传送过第一成形区域，该第一成形区域限定用于玻璃片材的基本上水平布置的路径，该第一成形区域包括成对的多组上和下成形辊，第一成形区域中的多个成形辊具有第一预定成形构造并且第一成形区域中的一个或更多个其它成形辊具有第二预定成形构造，该第二预定成形构造不同于第一预定成形构造。在玻璃片材被传送过第一成形区域时，传送玻璃片材的速度改变至少一次。然后，玻璃片材被传送过第二成形区域，该第二成形区域限定用于玻璃片材的路径，该路径相对于第一成形区域限定的路径向上倾斜，第二成形区域包括具有第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊。

现在参考图1中示出的实施例，本发明的优点通常通过利用玻璃成形系统而被实现，该玻璃成形系统典型地至少具有：（1）玻璃加热炉，该玻璃加热炉用来将玻璃片材10加热到足以使玻璃片材10能够成形的温度；（2）基本上水平的第一辊成形区域16；和（3）第二辊成形区域18，该第二辊成形区域构造成相对于第一辊成形区域16成预定倾斜。第二成形区域的倾斜可以如图1中所示那样弯曲。

更具体地，典型地在第一水平成形区域16内，本发明的成形系统使用具有第一成形构造的一对或更多对上和下成形辊20、22，并且在第一成形区域内的一个或更多个选定部位，使用具有第二成形构造的一对或更多对上和下成形辊24、26，该第二成形构造不同于辊20、22的第一成形构造。更具体地，第一构造的成形辊的上和下成形辊20、22具有基本上相同的弯曲形状/弯曲程度。相比之下，第二成形构造的成形辊的上辊和下辊24、26具有彼此不同的弯曲形状/弯曲程度。例如，下成形辊26可以具有比上辊24大的弯曲程度，或者反过来。本发明人已经发现，上辊和下辊24、26的形状的仅仅小的差异可以导致要被成形的玻璃片材的不同部分的形状的显著差异。

除了刚才描述的成形辊的构造外，本发明人已经发现，通常，要被成形的玻璃片材10的选定部分的形状可以通过改变玻璃片材10的一个或更多个部分与本系统的选择性构造的成形辊20、22、24、26之间的接触时间t而被进一步改变。玻璃片材10和成形辊的给定的组之间的接触时间受成形辊的旋转速度影响，在玻璃片材在各组成形辊20、22、24、26之间被运输时，该旋转速度又影响玻璃片材10的速度。本系统由常规机械和电装置（未示出）控制以允许任何成形辊的旋转速度的变化，但优选地，具有第二成形构造的成形辊24、26的旋转速度可以变化以便引起在其间被运输的玻璃片材在例如速度S₁和速度S₂之间变化,该速度S₂小于速度S₁。速度S₁可以优选地在0.3米/秒和1.0米/秒之间，而速度S₂可以优选地在0.05米/秒和0.3米/秒之间。玻璃片材10的速度的增大和减小可以由玻璃片材12的前边缘或玻璃片材14的后边缘触发。

如前所述，玻璃片材10的速度的减小理想地转变为玻璃片材12的前边缘和/或玻璃片材14的后边缘与优选地具有第二成形构造的成形辊24、26之间的接触时间t的增加。在速度S₂下的这种接触时间t可以优选地是大约1.5秒到3.0秒，而当玻璃片材10以较高的速度S₁行进时与成形辊的接触时间t是大约0.5秒到1.5秒。本发明人已经发现，接触时间t的这种适度增加可以引起玻璃形状的显著改变，同时对成形给定玻璃片材的总循环时间几乎没有不利影响。本发明的方法还在许多不同车窗中提供显著的灵活性，该车窗可以在该系统上形成而不对其主要部件作出重大改变。

为了更清楚地限定本发明，有用的是，在概念上将第一成形区域分成子区域，该子区域在这里称为子区域A、B和C，如图1中所示。如辊成形的本领域技术人员将理解的，为了实现本发明的前述目标，可以使用具有第一成形构造的成形辊20、22、24、26和具有第二成形构造的那些成形辊的各种组合。例如，第一成形区域16的子区域A可以优选地包括具有第二成形构造的成形辊24、26，而子区域B和C可以优选地包括具有第一成形构造的成形辊20、22。替代地，可能有用的是，将具有第二成形构造的成形辊24、26放置在子区域C中，而子区域A和B中的成形辊20、22具有第一成形构造。在又一替代方案中，子区域A和C可以包含具有第二成形构造的成形辊24、26，而子区域B可以包含具有第一成形构造的成形辊20、22。当然，成形辊构造的其它组合可能取决于特定应用是可能的并且在本发明的范围内。

成形辊20、22、24、26可以由任何合适材料制成；然而，金属材料是优选的。成形辊可以是实心或管状的（即，在辊的外壁内具有一些开放空间）。实心成形辊是优选的。钢是用来形成成形辊的特别优选的材料。用于各种目的的覆盖物可以用于覆盖成形辊的外表面，例如，诸如玻璃纤维、不锈钢网和类似物的耐热和耐磨材料。

玻璃片材10的选择性冷却也可以通过任何常规装置发生在第一成形区域16中，但优选地通过施加冷却空气，该冷却空气被引导通过一个或更多个冷却或冷浸模块（在图1中由附图标记28示意性地代表）。

如前面概括描述的，现在将提供本发明的辊成形系统的可能的具体操作方法的例子。

（1）在进入第一成形区域16的子区域A之前，玻璃片材10的速度是S₁，但在玻璃片材10的后边缘12进入子区域A中时，玻璃片材10的速度减小到S₂持续时间t₁。在玻璃片材10的后边缘12进入子区域B时，它加速到速度S₁持续时间t₂，并且在它行进通过子区域C时维持速度S₁持续时间t₃。这导致玻璃片材在玻璃片材的前边缘上比在玻璃片材的后边缘上具有较大的横向弯曲。

（2）在进入第一成形区域16的子区域A之前，玻璃片材10的速度是S₁。在这个例子中，玻璃片材10的后边缘12在它穿过子区域A和B时基本上维持在速度S₁持续时间t₄和t₅，但在前边缘14进入子区域C中时，其速度减小到S₂持续时间t₆。这导致玻璃片材在玻璃片材的后边缘上比在玻璃片材的前边缘上具有较大的横向弯曲。

（3）在进入第一成形区域16中之前，玻璃片材10的速度是S₁,但在玻璃片材10的后边缘12进入子区域A时，玻璃片材10的速度减小到S₂持续时间t₇，在后边缘12移动通过子区域B和C时加速到速度S₁持续时间t₈和t₉，但在玻璃片材10的前边缘16进入子区域C时，玻璃片材10的速度再减小到速度S₂持续时间t₁₀，并且随后在玻璃片材10移动进入第二成形区域18中时加速到S₁持续时间t₁₁。这导致玻璃片材在玻璃片材的前边缘和后边缘上具有基本上相同的横向弯曲。

如前面提及的，第二成形区域18优选地相对于第一基本上水平的成形区域16以预定倾斜被布置。通过这种布置，玻璃片材10可以在一个操作中在基本上横向于其运动方向的平面中、在与其运动方向基本上成纵向的平面中被弯曲，并且如这里描述的，在该玻璃片材的不同部分中在这些平面中弯曲到各种程度。

根据专利法规的规定，本发明已经在被认为代表其优选实施例的实施例中被描述。然而，应当注意，本发明可以不同于如具体示出且描述的那样被实施而不偏离其精神或范围。

Claims (12)

1.一种使玻璃片材在多于一个维度中成形的方法，所述方法包括：

提供具有前边缘和后边缘的玻璃片材，所述玻璃片材处于能够成形的温度；

将所述玻璃片材传送通过第一成形区域，所述第一成形区域限定用于所述玻璃片材的基本上水平布置的路径，所述第一成形区域包括成对的多组上和下成形辊，所述第一成形区域中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个成形辊具有第一预定成形构造并且所述第一成形区域中的所述成对的多组上和下成形辊中的一个或更多个其它成形辊具有第二预定成形构造，所述第二预定成形构造不同于所述第一预定成形构造，并且其中，在所述玻璃片材被传送通过所述第一成形区域时，传送所述玻璃片材的速度改变至少一次；和

将所述玻璃片材传送通过第二成形区域，所述第二成形区域限定用于所述玻璃片材的、相对于所述第一成形区域限定的路径向上倾斜的路径，所述第二成形区域包括具有所述第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述玻璃片材被传送通过所述第一成形区域时，传送所述玻璃片材的速度减小至少一次，并持续一段时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在传送所述玻璃片材的速度已经减小并持续一段时间之后，传送所述玻璃片材的速度增加至少一次。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定：子区域B，所述子区域B包括具有所述第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊；和子区域A，所述子区域A包括成对的多组上和下成形辊，所述子区域A中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个具有所述第二预定成形构造。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，子区域A中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个包括具有所述第二预定成形构造的一个辊。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一成形区域还限定子区域C，所述子区域C包括成对的多组上和下成形辊，所述子区域C中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个具有所述第二预定成形构造。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，其中，子区域B和C包括具有所述第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊，并且子区域A包括成对的多组上和下成形辊，子区域A中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个具有所述第二预定成形构造。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，其中，子区域A和B包括具有所述第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊，并且子区域C包括成对的多组上和下成形辊，子区域C中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个具有所述第二预定成形构造。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，其中，子区域B包括具有所述第一预定成形构造的成对的多组上和下成形辊，并且子区域A和C包括成对的多组上和下成形辊，子区域A和C中的所述成对的多组上和下成形辊中的多个具有所述第二预定成形构造。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，并且其中，在进入子区域A之前所述玻璃片材的速度是S₁，但在所述玻璃片材的后边缘进入到子区域A中时，所述玻璃片材的速度减小到S₂，在所述玻璃片材的后边缘进入到子区域B中时，所述玻璃片材加速到速度S₁并且在所述玻璃片材行进通过子区域C时维持速度S₁。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，并且其中，在穿过子区域A和B之前所述玻璃片材的速度是S₁，但在所述玻璃片材的前边缘进入到子区域C中时，所述玻璃片材的速度减小到S₂。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成形区域限定顺序的子区域A、B和C，并且其中，在进入子区域A之前所述玻璃片材的速度是S₁，在所述玻璃片材的后边缘进入子区域A时，所述玻璃片材的速度减小到速度S₂，在所述玻璃片材的后边缘进入子区域B时，所述玻璃片材的速度增加到速度S₁，在所述玻璃片材的前边缘进入子区域C时，所述玻璃片材的速度减小到速度S₂，并且在所述玻璃片材的后边缘离开子区域C时，所述玻璃片材的速度增加到速度S₁，并且在所述玻璃片材行进通过所述第二成形区域时所述玻璃片材的速度维持在S₁。

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