CN112811803A - 用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱(1)，其包括具有开口的空腔(2)，所述开口被固定装置(3)围绕，用于将所述空腔(2)连接到气体输送管路(12)上；连接到所述空腔(2)上的多个通道(4)，所述通道分别与所述空腔(2)对置地以喷嘴条(5)封闭；在相邻通道(4)之间的各一个连接桥，所述连接桥具有面向所述空腔(2)的连接面(6)，其中，所述连接面(6)中的至少一些构型为凸形。

Description

用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱

技术领域

本发明涉及一种用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱和包含该吹风箱的设备，以及涉及一种借助该设备实施的施加预应力方法。

背景技术

玻璃板的热硬化是早就已知的。热硬化通常也称为热施加预应力或钢化。仅示例性地参考从1930年代至1950年代的专利文件GB 505188A、DE 710690A、DE 808880B、DE1056333A。在此，加热的玻璃板被加载以空气流，这导致玻璃板迅速冷却(激冷)。由此在玻璃板中形成特征应力轮廓，其中，压应力在玻璃板的表面上占主导，而拉应力在玻璃板的芯中占主导。这以两种方式对玻璃板的机械特性具有影响。首先，提高了板的破裂稳定性，并且该板可以比未经硬化的板承受更高的负载。其次，穿透外围压应力区，到达中央压应力区之后的玻璃破裂(例如由于尖锐石头导致的损坏或用尖锐的应急锤故意破坏)不以具有锋利棱边的大碎片的形状发生，而是以小而钝的碎片形状发生，由此显著降低了受伤危险。

由于上面所说明的特性，被热施加预应力的玻璃板作为所谓的钢化玻璃使用在车辆领域中，尤其用作后窗玻璃板和侧窗玻璃板。尤其在乘用车的情况下，玻璃板通常是弯曲的。在此，弯曲和施加预应力组合地进行：玻璃板通过加热被软化，成为所希望的弯曲形状，并且随后被加载以冷却的空气流，其中，出现预应力。在此，使用所谓的吹风箱(激冷箱、激冷头)，通过风扇向所述吹风箱输送空气流，并且所述吹风箱将空气流尽可能均匀地分配到玻璃板表面上。

如用于对车辆玻璃板施加预应力的施加预应力设备配备有吹风箱，在所述吹风箱中空气流被分配到不同通道中，这些通道分别以喷嘴条封闭。喷嘴条具有单行喷嘴，这些喷嘴指向玻璃板并且所述喷嘴重新分配每个通道的空气流并且对玻璃板加载以现在大面积分布的空气流。弯曲的玻璃板通常在上吹风箱和下吹风箱之间移动，然后，这些吹风箱彼此靠近并且靠近玻璃板表面来施加预应力。具有两个吹风箱的整个设备通常被称为施加预应力站。例如在DE 3612720C2、DE 3924402C1、DE 3612720A1和US9611166B2 A1中公开了这种具有喷嘴条的吹风箱。

始终存在提高吹风箱效率的需求。更高的效率例如能够实现，以相同的空气流强度实现更高的玻璃板冷却速率。以便可以考虑到汽车工业的当前趋势，在所述趋势中使用越来越薄的玻璃板或者为了提高光学质量而要求在越来越低的温度下进行玻璃弯曲。两者均导致玻璃板必须更强地被激冷，以便在玻璃板表面和玻璃板芯之间产生必要的温差。另一方面，更高的效率使得能够以更弱的空气流产生相同的施加预应力效果。以便能够在施加预应力时节约能量，这不但在成本方面而且在环境和气候保护方面都是有利的。

为了提高施加预应力效率，尤其需要降低吹风箱的流动阻力系数(所谓的c_w值)。如果吹风箱对空气流产生较小阻力，则出现较小的压力损失，并且最终作用到玻璃板上的空气流具有较高压力。根据著名的伯努利定律，压力与流速的平方成正比。因为最高流速出现在吹风箱的喷嘴内，在那里空气流最大程度地被压缩，所以显而易见，喷嘴的构型对可达到的压力产生显著影响。因此，迄今为止为了改善施加预应力效率的努力尤其集中在对喷嘴几何形状的优化上。因此，例如DE 3612720A1和WO 018015108A1公开了一种喷嘴，该喷嘴在其气体进入开口处具有变细的区段，以便优化喷嘴中的流动。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种开头所述类型的吹风箱，该吹风箱具有改善的效率并且尤其对空气流产生较小的流动阻力。

根据本发明，该任务通过根据独立权利要求1的吹风箱来解决。优选构型由从属权利要求得出。

用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱至少包括：

-具有开口的空腔，该开口被固定装置围绕，用于将空腔连接到气体输送管路上，

-连接到空腔上的多个通道，这些通道分别与空腔对置地以喷嘴条封闭，

-在相邻通道之间的各一个连接桥，该连接桥具有面向空腔的连接面。

根据本发明，所述连接面中的至少一些连接面构型为凸形。因此，根据本发明提出的解决方案不像以前的方案那样涉及喷嘴的几何形状，而是涉及空腔在通道入口处的几何构型。在传统的吹风箱中，连接面构造为平坦的面，空气流基本上垂直地作用到所述面上。发明人已经确定，连接面的凸形构造导致明显地提高效率。这是本发明的巨大优点。对于本领域技术人员而言，该效果是令人惊讶的，因为到目前为止，本领域技术人员基于伯努利定律认为，基本上仅能够通过优化喷嘴来提高空气流的压力，因为在这里出现绝对最高的流速。根据发明人的推测，由于传统的平坦连接面可能在通道入口处产生空气涡流，该空气涡流一定程度上引起局部负压，该局部负压抵抗通道中的气流并且由此减小了有效的出口压力。通过根据本发明的凸形连接面可以避免该效应。

施加预应力站通常是具有两个彼此对置的气体输送管路的设备，该设备可以配备有可更换的吹风箱。吹风箱用于加载玻璃板的表面，用于热施加预应力。吹风箱尤其用于将来自气体输送管路的空气流尽可能均匀地分布到玻璃板的表面上。

吹风箱是一种具有内部空腔的设备，该内部空腔具有大面积的开口。该空腔朝一个方向尤其全面地打开。空腔的开口被固定装置围绕，该固定装置适合并且设置为用于将吹风箱连接到气体输送管路上。固定装置通常构造为法兰状，即构造为总体上布置在一个平面内的平坦区段，尤其构造为环绕的法兰。气体输送管路通常具有同样全面地打开的连接箱，该连接箱的开口被配合的固定装置围绕。为了将吹风箱连接到气体输送管路上，气体输送管路的固定装置和吹风箱的法兰相互连接。气体输送管路的固定装置也可以构造为法兰并且例如可以通过螺钉、夹子或可翻转的锁定装置与吹风箱的法兰连接。气体输送管路的固定装置也可以构造为盒状的插入装置，吹风箱的法兰被插入到该插入装置中。然而，也可以考虑其它固定装置。如果将吹风箱连接到气体输送管路上，则来自气体输送管路的空气流可以通过开口被引导或者说流入到空腔中。在固定装置上连接有遮盖装置，该遮盖装置与空腔开口邻接地围绕该空腔。遮盖装置通常由例如由钢或铝制成板或板材构造。

除连接到吹风箱上的打开的连接箱外，气体输送管路包括管道系统，空气流通过所述管道系统被供应给该箱。管道系统通常配备有一个或多个(尤其串联的)、产生气流的风扇。优选地，管道系统例如能够借助滑动件或活门被封闭，使得可以在不关闭风扇本身的情况下中断到内部空腔中的气流。

根据本发明的吹风箱具有多个通道，这些通道通常与用于气体输送管路的开口对置地连接到空腔上。在运行中，气流被分配到通道中。因此在吹风箱内存在从空腔到多个通道中的过渡部，以便将来自空腔的气流分配到通道中。通道也可以称为喷嘴接片、喷嘴翅片或喷嘴肋。通道通常具有细长的、基本上矩形的横截面，其中，较长的维度基本上相应于空腔的宽度。较短的维度(宽度)通常位于0.5cm至7cm的范围内、尤其位于0.5cm至1.5cm的范围内。相邻通道间的间距，即通道之间的中间空间的宽度通常也位于0.5cm至7cm的范围内、尤其位于0.8cm至1.5cm的范围内。通常，通道彼此平行地布置。通道的数量通常为10至50。通道通常由板材构造并且被板材限界。

空腔优选构造为楔形或具有连接到通道上的楔形区域。邻接到通道上的空腔边界在此可以被描述为形成锐角的两个侧面。通道通常垂直于所述侧面的连接线延伸。因此，通道的长度不是恒定的，而是从中心向侧面增大，使得通道的连接到空腔上的进入开口是楔形的，而排出开口展开一个光滑的面。所有通道的排出开口通常构成共同的光滑面。如果使用弯曲的喷嘴条，如用于对弯曲的车辆玻璃板施加预应力的常见的弯曲喷嘴条，则所述的光滑面优选是弯曲的。通过空腔的所说明的楔形构型和通道的所说明的布置，气流特别有效地被分配到所述通道中并且引起在整个作用面上的非常均匀的气流。

每个通道在其与空腔对置的端部上以喷嘴条封闭，该喷嘴条例如与通道的板材或板拧紧或者被插入到固定轨中。喷嘴条具有多个贯穿引导部，这些贯穿引导部被称为喷嘴。通道的气流又被喷嘴条的喷嘴分配。喷嘴条优选具有唯一一行喷嘴开口，这些喷嘴开口基本上沿着一直线布置。然而，具有多行喷嘴或错开的喷嘴的喷嘴条也是已知的。喷嘴开口行优选在喷嘴条长度的至少80％上延伸。因此，气流从空腔出发首先被分配到通道中，并且从每个通道出发重新被分配到喷嘴中。通过这种吹风箱可以实现高的施加预应力效率，这就是为什么这种吹风箱尤其被用于对车辆玻璃板施加预应力。

因此，吹风箱将来自气体输送管路的管道系统的气流以较小的横截面通过通道和喷嘴分配到大的有效面积上。喷嘴开口是离散的气体流出部位，但所述气体流出部位大量存在并且均匀分布，使得表面的所有区域基本上同时且均匀地被冷却，使得玻璃板设有均匀的预应力。

喷嘴是穿过整个喷嘴条延伸的孔或贯穿引导部。喷嘴经由通道与空腔连接或连接到空腔上，使得气体可以从空腔流过喷嘴，以便对玻璃板的表面加载以气流。每个喷嘴具有进入开口(喷嘴入口)，气流通过该进入开口进入到喷嘴中；和对置的排出开口(喷嘴开口)，气流通过排出开口从喷嘴(和整个吹风箱)流出。喷嘴条的具有进入开口的表面面向吹风箱的通道和空腔，而具有喷嘴开口的表面背离吹风箱的通道和空腔，并且在按规定使用时面向玻璃板。通过喷嘴开口按规定对玻璃板的表面加载以空气流。喷嘴可以有利地具有衔接到进入开口并且朝排出开口的方向变细的区段，以便如例如在DE 3612720A1中所示的那样将空气有效地并且在流体技术上有利地引导到对应的喷嘴中。由此进一步改善根据本发明的吹风箱的流动效率。

为了对如尤其出现在车辆领域中那样的弯曲玻璃板施加预应力，使用喷嘴条，所述喷嘴条在其轮廓方面匹配玻璃板，以便在整个玻璃板表面上确保玻璃板和喷嘴之间基本上相同的小间距。喷嘴条、通道的连接到喷嘴条上的流出开口在此是弯曲的。在施加预应力站内使用两个具有互补的弯曲喷嘴条的吹风箱。一个吹风箱的流出开口的表面凸形地弯曲并且指向玻璃板的凹形表面，另一吹风箱的流出开口的表面凹形地弯曲并且指向玻璃板的凸形表面。

喷嘴条优选由铝或钢制成。这些材料易于加工并且在长期使用中引起有利的稳定性。然而，喷嘴条也可以由塑料制成，该塑料优选直至约250℃的温度都是稳定的。塑料必须具有对于使用目的所需的温度稳定性，流走的气体具有超过200℃的温度。合适的塑料例如是乙烯-丙烯共聚物(EPM)、聚酰亚胺或聚四氟乙烯(PTFE)。

喷嘴开口优选具有4mm至15mm、特别优选为5mm至10mm、非常特别优选为6mm至8mm，例如为6mm或8mm的直径。相邻喷嘴开口间的距离优选为10mm至50mm、特别优选为20mm至40mm，例如为30mm。以便实现良好的施加预应力结果。在这里，距离指的是喷嘴开口的各个中心点之间的距离。

喷嘴条的长度和宽度取决于吹风箱的构型。对于喷嘴条长度的典型值(沿着喷嘴行的延伸方向测量)为70cm至150cm，对于宽度/深度的典型值(垂直于喷嘴开口平面内的长度测量)为8mm至15mm、优选是10mm至12mm。

在彼此相邻的通道之间分别布置有连接桥。因此，通道被连接桥彼此分开。连接桥可以构造为板材或板或者也可以构造为实心或空心体。连接桥的面向空腔的表面在本发明的意义上被称为连接面。该连接面从一个通道的进入开口延伸到相邻通道的进入开口。因此，两个相邻通道之间的区域被连接面完全跨接。

根据本发明，连接面构造为凸形。因此，连接面不构造为基本上垂直于通道的延伸方向延伸的平坦面，如在传统的吹风箱中是这种情况。取而代之，连接面具有伸入到空腔中的凸形形状。这指的是，连接面具有中间区段，该中间区段比与通道相邻的边缘区段更进一步延伸到空腔中。

特别有利的是，吹风箱的所有连接面都具有凸形形状。然后，最大程度地实现提高效率的效果，并且在通道间实现均匀的压力分布。然而，原则上也可以考虑，这些连接面的仅一个子组具有凸形形状，而其余的连接面例如以传统方式构造为平坦面。由此也可以提高总效率。因此，虽然可能是，不同通道中的流动压力不同，但这在个别情况下完全可以是希望的。因此根据本发明，所述连接面中的至少一些、即整个连接面中的至少一个子组、子集或部分集构造为凸形就足够了。优选地，所述连接面中的多数(大部分)(即超过连接面中的50％)、特别优选至少连接面中的80％、非常特别优选所有连接面构造为凸形。

连接面的凸形形状的特点尤其在于，该凸形形状具有缝顶垂线(Scheitellinie)，该缝顶垂线理解为最大程度地伸入到空腔中的线。因此，缝顶垂线相对于通道进入开口的平面具有最大的(垂直)距离。在横截面中，缝顶垂线作为顶点出现，该顶点相对于穿过连接面在相邻通道的进入开口处的边缘点的直线具有最大的(垂直)距离。缝顶垂线优选是平行于通道的相邻侧棱边延伸的直线(在几何意义上的直线段)。

缝顶垂线最大程度地伸入到空腔中，并且连接面从缝顶垂线出发朝相邻通道的方向下降。因此，连接面具有两个侧边，这两个侧边布置在缝顶垂线两侧并且从缝顶垂线出发朝相邻通道的方向下降。这指的是，侧边的相对于通道进入开口平面的(垂直)距离随着与缝顶垂线的距离增大而变小。在横截面中观察，侧边到穿过连接面在相邻通道的进入开口处的边缘点的直线的(垂直)距离随着到顶点的距离增大而变小。因此，描述性术语“下降”是指在缝顶垂线向上指向时的布局。

在下降的侧边的每个点处可以确定一个角度，该角度由气体在空腔中的流动方向和连接面在该点处的切平面(在横截面中观察：切线)围成。在此，为了确定角度可以考虑从该点沿离开缝顶垂线指向的方向延伸的切线区段。所述角度在侧边的每个点处都大于90°。因为空腔的进入开口通常与通道对置，所以空腔中的流动方向相应于通道中的流动方向。仅在缝顶垂线上，空腔中的气体流动方向和连接面的切线之间的角度为90°。

在一个优选构型中，凸形连接面对称地构型，使得缝顶垂线在连接面的中心延伸并且所述缝顶垂线的与两个相邻通道的距离相同。换句话说，凸形连接面具有对称横截面。

在一个优选构型中，凸形连接面构造为凸形弯曲的。以便实现特别好的结果。然而，也可以考虑其它凸形形状：连接面例如可以具有三角形横截面或具有由一些平坦的子区段组成的其它横截面，只要该形状总体上是凸形的并且尤其具有缝顶垂线。

对称的、凸形弯曲的连接面例如可以具有圆弧形横截面、椭圆弧形横截面、抛物线形横截面或不同变型的卵形区段的横截面。圆弧或椭圆弧的中心角优选小于或等于180°，优选为90°至180°。如果圆弧或椭圆弧的中心角为180°，则得到半圆形或半椭圆形的横截面，这是特别优选的，因为完全避免了在通道进入开口处的可能形成气体涡流的棱边。

如果提及连接面的横截面，则在本发明的意义上始终是指截平面内的横截面，该截平面垂直于通道布置并且包含通道中的气体流动方向。

在一个特别有利的构型中，所有连接面具有相同形状。由此将气流特别均匀地分配到通道上。然而，原则上不必是这种情况，也可以存在不同构型的连接面。因此，前面所述的优选构型(凸形弯曲的连接面、对称的连接面、有形的横截面)分别涉及连接面中的一些、优选涉及连接面中的大多数、特别优选涉及所有连接面。

优选地，凸形连接面优选这样地构造，使得所述凸形连接面不是蘑菇状地在通道的进入开口上延伸并且部分地覆盖这些进入开口。

在本发明的一个构型中，空腔具有比全部通道及其中间空间更大的尺寸。通道连接到空腔的侧面上。全部通道进入开口和位于它们之间的连接桥限定了一个连接面。替代地，空腔可以具有一个区段，该区段具有比全部通道及其中间空间更大的尺寸，在该区段上衔接有楔形区段，该楔形区段又通到通道中。然后，楔形区域的面向长方体形区域的侧面限定了连接面。空腔或者说空腔区域则具有比连接面更大的长度和/或宽度，使得存在吹风箱遮盖装置的至少一个边缘区域，该区域不布置在通道之间并且与气流方向围成大于0°的角度，即与气体流动相反。空腔或者说空腔区域的所述侧面大于连接面，使得空腔或空腔区域的边缘区域被遮盖装置封闭，该遮盖装置具有面向空腔的表面，该表面直接与连接面相邻。边缘区域围绕连接面，即至少区段地围绕全部通道：该边缘区域可以环绕地围绕全部通道及其中间空间，或者也可以仅与全部通道的一部分相邻，例如沿着两个对置的侧棱边。换句话说，全部通道的边缘区域相邻地布置，使得连接面直接连接到边缘区域上。

边缘区域具有面向空腔的表面。在这种传统吹风箱中，所述边缘区域的表面构造为平坦面，该平坦面平坦地平行于平坦的连接面布置。这样的边缘区域也可以阻止气体可能由于形成涡流而有效地流入到通道中。在本发明的一个有利的扩展方案中，边缘区域相反地构造为从吹风箱的侧棱边朝通道的方向下降，使得空腔的深度沿气体流动方向从外向内，即从吹风箱的侧棱边出发直至通道变大。气体流动方向与在边缘区域上的切平面围成的角度在边缘区域的每个点处都大于0°且小于90°。所述表面例如可以构造为平坦的斜面或弯曲的下降的面，优选构造为凹形弯曲的下降的面。

此外，本发明还包括用于对玻璃板热施加预应力的设备，该设备包括根据本发明的第一吹风箱，该第一吹风箱通过其固定装置连接到第一气体输送管路上，并且所述设备包括根据本发明的第二吹风箱，该第二吹风箱通过其固定装置连接到第二气体输送管路上。第一吹风箱和第二吹风箱彼此对置地布置，使得它们各自的喷嘴条指向彼此。这些吹风箱彼此间隔开，使得可以在它们之间布置玻璃板。通常，第一吹风箱(上吹风箱)的喷嘴基本上向下指向，而第二吹风箱(下吹风箱)的喷嘴基本上向上指向。然后，玻璃板可以有利地在吹风箱之间水平放置地运动。喷嘴大致垂直于玻璃表面定向。

此外，所述设备还包括用于使玻璃板运动的器件，所述器件适用于使玻璃板运动到两个吹风箱之间的中间空间中并且又从所述中间空间运动出。为此，例如可以使用轨道系统、辊子系统或输送带系统。在一个优选构型中，用于使玻璃板运动的器件包括：框架形状，玻璃板在运送时支承在该框架形状上；和用于使框架形状运动的运送系统，例如轨道系统、辊子系统或输送带系统。框架形状具有环绕的框架状放置面，玻璃板的侧棱边放置在该放置面上，而玻璃板表面的主要部分不与放置面直接接触。

根据本发明的吹风箱的上述实施方式以相同方式适用于根据本发明的设备。

吹风箱的喷嘴开口的相对布置优选匹配待施加预应力的玻璃板的形状。在此，吹风箱的喷嘴开口展开一个凸形弯曲面，而对置的吹风箱的喷嘴开口展开一个凹形弯曲面。曲率的大小也取决于玻璃板形状。在施加预应力时，凸形吹风箱面向玻璃板的凹形表面，而凹形吹风箱面向凸形表面。因此，可以将喷嘴开口更靠近玻璃表面定位，这提高了施加预应力效率。因为玻璃板通常以向上指向的凹形表面被运送到施加预应力站，所以上吹风箱优选构型为凸形，而下吹风箱构型为凹形。

此外，所述设备优选还包括用于改变第一吹风箱和第二吹风箱之间的距离的器件。由此，所述吹风箱可以朝向彼此和远离彼此运动。两个吹风箱优选同时朝向彼此或远离彼此运动。通过可运动的吹风箱可以提高施加预应力效率。在玻璃板已经在所述吹风箱进一步间隔开的状态下移动到吹风箱之间之后，吹风箱相对彼此的距离和从而与玻璃板的距离减小，由此可以在玻璃表面上产生较强的气流。接下来，该距离又增大，并且玻璃板从吹风箱之间的中间空间运动出。

本发明也包括一种用于对玻璃板热施加预应力的组件，所述组件包括根据本发明的设备和布置在两个吹风箱之间的玻璃板。

此外，本发明还包括一种用于对玻璃板热施加预应力的方法，其中，

(a)具有两个主面和环绕的侧棱边的被加热的玻璃板面式地布置在根据本发明的设备的第一吹风箱和第二吹风箱之间，使得每个主面面向一个吹风箱，

(b)借助两个吹风箱对玻璃板的两个主面加载以气流，使得玻璃板被冷却，其中，在玻璃板内形成预应力，即应力轮廓。

根据本发明的吹风箱和根据本发明的设备的上述实施方式以相同方式适用于根据本发明的方法。

玻璃板优选在吹风箱之间的辊子、轨道或输送带上被运送。在一个有利的实施方式中，玻璃板在此布置在具有框架状放置面的形状(框架形状)上。

如果玻璃板定位在玻璃板之间，则吹风箱优选靠近该玻璃板。在施加预应力之后，在该玻璃板从吹风箱之间的中间空间运动出之前，该玻璃板优选又从玻璃板移走。

对玻璃板表面加载以气流，其方式是：气流被引入到每个吹风箱的内部空腔中、在那里被分配并且被引导通过喷嘴开口均匀地分布到玻璃板表面上。

用于冷却玻璃板的气体优选是空气。空气可以在施加预应力设备内主动地被冷却，用于提高施加预应力效率。然而，通常使用不通过主动措施专门调温的空气。

玻璃板表面(主面)优选在1秒至10秒、特别优选3秒至5秒的时间段内被加载以气流。

在一个优选实施方式中，待施加预应力的玻璃板如对于窗玻璃板而言常见的那样由钠钙玻璃构成。然而，玻璃板也可以包含其它玻璃种类如硼硅酸盐玻璃或石英玻璃或者由它们构成。玻璃板的厚度通常为1mm至10mm、优选为2mm至5mm。

玻璃板如对于车辆玻璃板而言常见的那样优选三维地弯曲。三维弯曲专业常用地理解为沿着两个(相互正交的)空间方向的弯曲，即沿着玻璃板的高度维度的弯曲和沿着玻璃板的宽度维度的弯曲。弯曲的、被施加预应力的玻璃板尤其在车辆领域中常见。因此，根据本发明的待施加预应力的玻璃板优选设置为车辆的、特别优选是机动车的并且尤其是乘用车或载重车的车窗玻璃板。所述玻璃板尤其设置为所谓的钢化安全玻璃(ESG)。

在一个有利的实施方式中，根据本发明的方法直接衔接到弯曲过程上，在该弯曲过程中，在初始状态下平坦的玻璃板被弯曲。在弯曲过程期间，玻璃板被加热到所谓的转变点(transition point)以上，该转变点给定这样的温度，在该温度以上，玻璃板的粘度允许塑性变形。在玻璃板明显被冷却之前，施加预应力过程衔接到弯曲过程上。因此，不必为了施加预应力而再次加热玻璃板本身。在施加预应力时，玻璃板的初始温度位于转变点和所谓的软化点(softening point)之间，玻璃从该软化点起在其自重作用下变形。这是必要的，以便能够形成所希望的应力轮廓。在施加预应力时，玻璃板的温度减小至转变点以下，其中，必须迅速超过转变点，以便实现激冷效果。

此外，本发明还包括借助根据本发明的方法被施加预应力的玻璃板的应用，使用在用于陆地交通、空中交通或水上交通的运载工具中，所述玻璃板优选作为轨道车辆或机动车中的车窗玻璃板，尤其是乘用车的后窗玻璃板、侧窗玻璃板或天窗玻璃板。玻璃板也可以用于家装，例如作为淋浴室门、冷冻柜门或冰箱门。

附图说明

在下面根据附图和实施例详细地阐述本发明。附图是示意图，而不是按尺寸比例的。附图不以任何方式限制本发明。尤其，吹风箱的喷嘴和通道的数量没有按实际示出，而是仅用于阐明原理。附图示出了：

图1此类吹风箱的垂直于喷嘴条的横截面，

图2图1的此类吹风箱的沿着喷嘴条的横截面，

图3图1的横截面，其中，吹风箱连接到气体输送管路上，

图4喷嘴条的立体视图，

图5根据图4的喷嘴条的横截面，

图6在连接面的传统构型中的图1的局部Z的放大图，

图7在根据本发明的连接面构型中的图1的局部Z的放大图，

图8图7的连接面的俯视图，

图9图7的横截面，

图10在根据本发明的另一连接面构型中的图1的局部Z的放大图，

图11在根据本发明的另一连接面构型中的图1的局部Z的放大图，

图12在根据本发明的另一连接面构型中的图1的局部Z的放大图，

图13在本发明的一个扩展方案中的图1的横截面，和

图14在施加预应力过程期间根据本发明的设备的横截面。

具体实施方式

图1和图2示出此类用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱1的两个横截面。吹风箱1具有内部空腔2。空腔2具有向上指向的大面积开口，该开口被固定装置3围绕。固定装置3以法兰形式构造，即构造为一种平坦的板，该板例如设有贯穿引导部。借助固定装置3可以将吹风箱1连接到气体输送管路3上，经由该气体输送管路将空气流通过开口引导到空腔2中。固定装置3过渡到围绕空腔2的遮盖装置的侧壁中。固定装置3和遮盖装置可以构造为一体或由多个板或板材组成。

空腔2与开口邻接地具有第一区域，该第一区域基本上构造为长方体形。在长方体形区域上与开口对置地衔接有楔形区域。与用于输送管路的开口对置地在空腔2上、更确切地说在空腔2的楔形区域上连接有通道4。引导到空腔2中的空气流被通道4分成一行分流。通道4以空心肋的形式构造，该空心肋在一个维度上基本上与空腔2的楔形区域一样长并且在与该维度垂直的维度上具有明显小的宽度，例如约11mm。具有细长横截面的通道4彼此平行地布置。所示的通道4的数量不具有代表性，而仅用于阐明作用原理。在通道之间，空腔2被连接桥封闭，所述连接桥具有面向空腔2的连接面6。

由于楔形区域，空腔2在吹风箱1的中心处的深度沿第一维度是最大的，而朝两个方向向外减小。在与所述第一维度垂直的第二维度中，深度在给定第一维度的位置的情况下保持恒定。通道4沿着所述的第一维度连接到楔形空腔2上。因此，所述通道具有与空腔2的楔形形状互补的深度轮廓，其中，该深度在通道4的中心处是最小的并且向外增大，使得每个通道4的空气出口形成光滑、平坦或弯曲的面。图1和图2示出两个彼此成90°角的横截面。图1中的截面垂直于通道4延伸，使得能够在截面中看到各个通道4。空腔2的深度在截平面内是恒定的。在通道之间的中间空间中可看到的虚线表示空腔2的楔形区域的下棱边。图2中的截面沿着通道4延伸。在这里可看到空腔2的楔形的深度轮廓，而仅一个单个通道4位于该截平面内，也可看到该通道的深度轮廓。

在每个通道4的排出开口上安装有喷嘴条5，该喷嘴条封闭通道4。喷嘴条5构造有一行喷嘴9。喷嘴9是穿过喷嘴条5的贯穿引导部，使得每个通道4的空气流重新被分成多个分流，这些分流分别通过喷嘴9被引导，然后离开吹风箱1，并且为了施加预应力可以指向玻璃板。喷嘴条5相应于车辆领域中的玻璃板形状弯曲。

在US 9611166B2(图2)中以立体视图示出具有楔形空腔的类似吹风箱。在DE3612720A1(图4)中以立体视图示出另一类似的吹风箱，然而没有空腔的楔形区域。

图3示出图1的吹风箱1，该吹风箱连接到气体输送管路12上。法兰状的固定区域3与气体输送管路12的相配合的法兰连接。气体输送管路12具有箱，通过未示出的管道系统向该箱输送空气流，空气流在图中通过灰色箭头表示。空气流例如通过两个未示出的串联的风扇产生。空气流从气体输送管路12流到空腔2中，然后首先通过通道4并且然后通过喷嘴9散开。

图4和图5各示出喷嘴条5的一个构型的细节，在这里出于简化原因代替弯曲地而笔直地示出喷嘴条。喷嘴条5由铝构成，铝易于加工并且具有有利地小的重量。喷嘴条例如具有11mm的宽度，其中，该维度这样地调整，使得封闭所属的吹风箱1的气体通道4。喷嘴条5构造有一行喷嘴9。每个喷嘴9是喷嘴条5的两个对置的侧面之间的贯穿引导部(孔)。喷嘴9设置为用于将气流从所属的吹风箱1引导出，其中，气流经由喷嘴入口10进入到喷嘴9中并且经由喷嘴开口11从喷嘴9流出。因此在安装位置中，喷嘴条9的具有喷嘴入口10的侧面必须面向吹风箱1，而具有喷嘴开口11的侧面背离吹风箱。

各个喷嘴9具有强烈加宽的喷嘴入口10，在所述喷嘴入口上衔接有变细的区段。此后，喷嘴的直径保持恒定，例如为6mm，直至喷嘴开口11。

图6以放大图示出图1的局部Z。可看到具有连接面6的连接桥和邻接的通道4。根据现有技术，连接面6构造为平坦的、基本上水平的面。空气流以90°的角度作用到连接面6上。

图7在根据本发明的构型中示出相同的局部Z。连接面6构造为凸形，使得该连接面伸入到空腔2中。连接面具有缝顶垂线6-S，该缝顶垂线可看作横截面的最大值并且最大程度地伸入到空腔2中。通过缝顶垂线6-S，连接面6被分为两个侧边6-F1、6-F2。从缝顶垂线6-S出发，每个侧边6-F1、6-F2朝其面向的通道4的方向下降。在所示的构型中，连接面6具有半圆形横截面。

图8示出图7的连接面6的俯视图。因为具有半圆形横截面的连接面6具有对称形状，所以缝顶垂线6-S在相邻通道4之间居中地延伸。侧边6-F1、6-F2位于缝顶垂线6-S和每个通道4之间。

图9示出与图7相同的构型并且阐明凸形连接面6的效果。空气流相应于空腔2中的流动方向S垂直指向下地作用到连接面6上。在连接面6的每个点上，空腔2中的流动方向S与连接面6在所述点上的切线T围成角度α。在此，考虑从缝顶垂线6-S的所述点出发离开地指向的切线段。在侧边6-F1、6-F2的区域中，在每个点处的角度α均大于90°。仅沿着缝顶垂线6-S，缝顶垂线6-S为90°。相反，在根据图6的传统构型中，角度α在整个连接面6上为90°。根据本发明的连接面6的构型导致气流更有效地被引导到通道4中。

图10示出凸形连接面6的根据本发明的另一构型，该连接面具有半椭圆形的横截面。

图11示出凸形连接面6的根据本发明的另一构型。连接面6在这里不构造为弯曲的，而是具有三角形或屋顶状的横截面。

图12示出凸形连接面6的根据本发明的另一构型。与前面所实施的构型不同，连接面非对称地构造。因此，缝顶垂线6-S在通道4之间不是居中地延伸，并且侧边6-F1、6-F2具有完全不同的宽度。

图13示出图1的根据本发明的吹风箱的一个扩展方案。通道4通过空腔2的楔形区段衔接到空腔2的其余部分上。该其余部分具有比通道4和楔形区段更大的尺寸，使得存在空腔2的边缘区域7。该边缘区域7被遮盖装置封闭，该遮盖装置具有面向空腔2的表面，该表面直接与外部通道4相邻地布置。在传统的吹风箱中，该表面构造为平坦的并且在空腔2中相对于空气的流动方向成90°角地布置。根据本发明所示的扩展方案，该表面取而代之地从空腔2的侧棱边出发朝通道4的方向下降，使得空气流更有效地被引导到通道中并且对空气流作用更小的阻力。

图14示出用于对玻璃板热施加预应力的根据本发明的设备的构型。该设备包括第一上吹风箱1.1和第二下吹风箱1.2，它们这样彼此对置地布置，使得喷嘴条5的喷嘴开口11指向彼此。每个吹风箱1.1、1.2连接到气体输送管路12上，通过该气体输送管路给所述吹风箱供给空气流。该设备还包括运送系统13，借助该运送系统可以在吹风箱1.1、1.2之间运送待施加预应力的玻璃板I。在此，玻璃板I水平地支承在框架形状14上，该框架形状具有框架状的支承面，玻璃板的环绕的边缘区域放置在所述支承面上。运送系统13例如由轨道或辊子系统组成，框架形状14可运动地支承在该轨道或辊子系统上。玻璃板I例如是由钠钙玻璃制成的玻璃板，该玻璃板设置为用于乘用车的后窗玻璃板。玻璃板I已经经历了弯曲过程，其中，玻璃板在约650℃的温度下例如借助重力弯曲和/或挤压弯曲变成所设置的弯曲形状。运送系统13用于将还处于加热状态下的玻璃板I从弯曲设备运送至施加预应力设备。在那里，两个主面通过吹风箱1.1、1.2被加载以空气流，以便强烈地冷却这两个主面，并且因此产生拉应力和压应力的特征轮廓。为此，当玻璃板定位在中间空间中时，吹风箱1.1、1.2靠近玻璃板I。在玻璃板I激冷之后，又将吹风箱1.1、1.2从玻璃板I移走。吹风箱1.1、1.2的运动例如借助功率强大的伺服电动机实现。然后，被热施加预应力的玻璃板I适合作为所谓的钢化安全玻璃，用于作为汽车后窗玻璃板使用。在施加预应力之后，玻璃板又被运送系统13从吹风箱1.1、1.2之间的中间空间运走，由此，施加预应力设备可供用于对下一个玻璃板施加预应力。玻璃板I的运送方向通过灰色箭头示出。

示例：

为了研究根据本发明的连接面6的效果，将在使用根据本发明的吹风箱和传统吹风箱时所需的风扇转速相互比较。根据本发明的吹风箱的连接面6(示例)根据图7构型。传统吹风箱(对比示例)的连接面6根据图6构型为平坦的面。各一个下吹风箱和上吹风箱分别固定在气体输送管路上，所述气体输送管路分别配备有风扇。然后，求取用于导致被施加预应力的玻璃板的类似断裂结构(尤其是在点状作用之后的碎片大小)所需要的风扇速度。在此，断裂结构符合在ECE-R43标准中规定的、用于车辆玻璃板的值。

确定了以下值：

转速

示例：1450转/分钟

对比示例：1810转/分钟

可明显看到，通过根据本发明的连接面6能够实现所需的风扇速度的减小。这相当于约20％的效率提高。该效果对于本领域技术人员而言是出乎意料且令人惊讶的。基于伯努利定律(根据该定律，压力与流速的平方成比)，本领域技术人员认为在流速最大处的喷嘴9的几何形状对可达到的压力产生决定性影响。不能预计通过改变空腔2中的几何形状(在那里出现明显更低的流速)能够如此显著地改善效率。

附图标记列表

(1)吹风箱

(1.1)第一/上吹风箱

(1.2)第二/下吹风箱

(2)吹风箱1、1.1、1.2的空腔

(3)固定装置

(4)吹风箱1、1.1、1.2的通道

(5)喷嘴条

(6)连接面

(6-S)连接面的缝顶垂线

(6-F1)连接面的侧边

(6-F2)连接面的侧边

(S)空腔2中的流动方向

(T)在侧边6-F1、6-F2上的切线

(7)空腔2的遮盖装置的边缘区域

(9)喷嘴

(10)喷嘴入口/喷嘴9的进入开口

(11)喷嘴开口/喷嘴9的排出开口

(12)吹风箱1、1.1、1.2的气体输送管路

(13)用于玻璃板的运送系统

(14)用于玻璃板的框架形状

α流动方向2和切线T(在离开缝顶垂线6-S指向的方向上)之间的角度

(I)玻璃板

Z局部

Claims (15)

1.一种用于对玻璃板热施加预应力的吹风箱(1)，所述吹风箱包括：

-具有开口的空腔(2)，所述开口被固定装置(3)围绕，用于将所述空腔(2)连接到气体输送管路(12)上，

-连接到所述空腔(2)上的多个通道(4)，所述通道分别与所述空腔(2)对置地以喷嘴条(5)封闭，

-在相邻通道(4)之间的各一个连接桥，所述连接桥具有面向所述空腔(2)的连接面(6)，

其特征在于，所述连接面(6)中的至少一些连接面构型为凸形。

2.根据权利要求1所述的吹风箱(1)，其中，每个凸形连接面(6)具有缝顶垂线(6-S)和两个侧边(6-F1,6-F2)，所述侧边从所述缝顶垂线(6-S)朝邻接的通道(4)的方向下降。

3.根据权利要求2所述的吹风箱(1)，其中，在所述侧边(6-F1,6-F2)的每个点处，由气体在所述空腔(2)中的流动方向(S)和在所述侧边(6-F1,6-F2)上沿离开所述缝顶垂线(6-S)指向的切线(T)围成的角度α大于90°。

4.根据权利要求2或3所述的吹风箱(1)，其中，所述凸形连接面(6)具有对称横截面，使得所述缝顶垂线(6-S)在所述连接面(6)的中心延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的吹风箱(1)，其中，所述凸形连接面(6)构造为凸形弯曲的。

6.根据权利要求5所述的吹风箱(1)，其中，所述凸形连接面(6)具有圆弧形横截面、椭圆弧形横截面或抛物线形横截面。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的吹风箱(1)，其中，所述凸形连接面(6)由一些平坦的子区段组成。

8.根据权利要求7所述的吹风箱(1)，其中，所述凸形连接面(6)具有三角形横截面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的吹风箱(1)，其中，所述连接面(6)中的大多数、优选所有连接面(6)构型为凸形。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的吹风箱(1)，其中，所述空腔(2)的遮盖装置具有边缘区域(7)，所述边缘区域至少区段地围绕整个通道(4)并且具有面向所述空腔(2)的表面，所述表面构造为从所述空腔(2)的侧棱边朝所述通道(4)的方向下降。

11.一种用于对玻璃板热施加预应力的设备，所述设备包括：

-第一气体输送管路(12)和第二气体输送管路(12)，

-第一根据权利要求1至10中任一项所述的吹风箱(1.1)，第一吹风箱通过所述固定装置(3)连接到所述第一气体输送管路(12)上，和

-第二根据权利要求1至10中任一项所述的吹风箱(1.2)，第二吹风箱通过所述固定装置(3)连接到所述第二气体输送管路(12)上，其中，所述第一吹风箱(1.1)和所述第二吹风箱(1.2)彼此对置地布置，使得所述第一吹风箱(1.1)和所述第二吹风箱(1.2)的喷嘴条(5)指向彼此，和

-用于使玻璃板(I)运动到所述第一吹风箱(1.1)和所述第二吹风箱(1.2)之间的中间空间中的器件。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，用于使所述玻璃板(I)运动的器件包括框架形状(14)以及用于使所述框架形状(14)运动的运送系统(13)，所述玻璃板(I)布置在所述框架形状上。

13.一种用于对玻璃板热施加预应力的方法，其中，

(a)具有两个主面和环绕的侧棱边的被加热的玻璃板(I)面式地布置在根据权利要求11或12所述的设备的第一吹风箱(1.1)和第二吹风箱(1.2)之间，

(b)借助两个吹风箱(1.1,1.2)对所述玻璃板(I)的两个主面加载以气流，使得所述玻璃板(I)被冷却。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述玻璃板(I)由钠钙玻璃构成并且具有1mm至10mm的厚度。

15.借助根据权利要求13或14所述的方法被施加预应力的玻璃板(I)的应用，使用在用于陆地交通、空中交通或水上交通的运载工具中，所述玻璃板优选作为轨道车辆或机动车中的车窗玻璃板，尤其作为乘用车的后窗玻璃板、侧窗玻璃板或天窗玻璃板，或者用于家装中，优选作为淋浴室门、冷冻柜门或冰箱门。

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