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CN107108311A - 用于成型或成形加热的玻璃片的设备和方法 - Google Patents

用于成型或成形加热的玻璃片的设备和方法 Download PDF

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CN107108311A
CN107108311A CN201580069798.8A CN201580069798A CN107108311A CN 107108311 A CN107108311 A CN 107108311A CN 201580069798 A CN201580069798 A CN 201580069798A CN 107108311 A CN107108311 A CN 107108311A
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CN
China
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bending
sheet glass
glass
stove
heating
Prior art date
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Pending
Application number
CN201580069798.8A
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English (en)
Inventor
M·T·布伦南
L·G·史密斯
J·C·托马斯
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Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
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Publication date
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Abstract

描述了用于弯曲薄玻璃片的设备和方法。所述的方法和设备包括在炉子和到达玻璃弯曲工位的入口之间设置辅助加热器和/或在玻璃弯曲工位和淬火工位之间设置下游辅助加热器。还描述通过补偿热损失和将玻璃粘度保持在用于弯曲或成形操作的加工范围之内,来用于弯曲薄玻璃片的设备和方法。辅助加热元件可设置在否则提供过量热损失的位置。

Description

用于成型或成形加热的玻璃片的设备和方法
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119,要求2015年9月11日提交的美国临时申请系列号62/217,298、2015年03月30日提交的美国临时申请系列号62/140,033、以及2014年10月29日提交的美国临时申请系列号62/072,146的优先权,本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景
本公开的原理和实施方式总体涉及弯曲的玻璃制造系统和方法。
弯曲的玻璃片用于各种应用,包括汽车玻璃和建筑玻璃。对于这种应用而言,精确地弯曲玻璃片来限定由开口的构造和尺寸以及车辆类型或者建筑美学决定的形状和/或曲率。这种弯曲的玻璃制品可通过下述来制备:将平坦玻璃片加热到适于成形的温度,以及向片材施加力来改变形状。
一些玻璃弯曲方法涉及在退火窑或炉子中加热玻璃片,且在退火窑或炉子之内当片材仍然在高温下时成形片材。玻璃片还可通过下述来弯曲:首先在退火窑或炉子中将玻璃片加热到合适温度,然后将玻璃片转移到退火窑或炉子外面的玻璃弯曲设备。
经历这种弯曲操作的玻璃片通常具有2.5mm,3mm,或更大的厚度。具有这种厚度的玻璃具有足够的热质量,从而在从炉子转移到弯曲设备时或者在弯曲操作过程中,它们不会冷却到低于合适的加工温度。
厚度低于约2mm且具体来说低于约1.6mm的玻璃片通常没有足够的热质量来保持在合适的加工温度,且弯曲变得更具挑战,因为它们趋于太快冷却,以至于不能以可接受的方式弯曲。
炉子的出口通常是由耐火材料如防火砖或陶瓷制成的炉壁中的开口,其中可被移动的门或限制覆盖或不覆盖。这种构造可在玻璃片移动距离中引入未加热的长度。此外,在炉子出口和到达弯曲设备的入口之间,可存在未加热的间隙或转移区。这些未加热的区域提供空间,其中玻璃片可损失热量和冷却。
在一些情况下,可将玻璃片加热到高于成形所需的温度,以抵销这种冷却效应。但是,在弯曲之前将玻璃片加热到更高温度必须平衡下述:使零件热到足以弯曲的益处以及更高温度使得玻璃更容易变形和形成斑纹(marking)的危害。在弯曲操作中没有处于适当温度下的玻璃可呈现光学变形,例如辊筒波(光学卷曲变形)和/或离散斑纹和/或缺陷,其使得弯曲的片材不适用于其预期目的。
图1显示用于弯曲玻璃片的典型设备和方法。玻璃片12离开炉子10,其包括热源,所述热源包括多个加热部分14,只在炉子10的出口端部处显示了它们中的一个。当沿着到达弯曲器22的箭头方向移动时,玻璃片沿着传送器16传送,其显示为支撑玻璃片的多个辊筒18。这种包括辊筒的传送器16称作辊传送器。弯曲器22可为任意合适的弯曲设备,用于在薄玻璃片中形成弯曲以精确地成形弯曲的玻璃片。如图1所示,在炉子出口端部24和弯曲器22入口端部26之间存在间隙或空间30。炉子10的出口端部24通过绝热壁来限定,其通常是耐火陶瓷材料。
制备这种弯曲的玻璃片的商业方法的一个示例通常包括在炉子或退火窑中,将预裁剪的平坦玻璃片材加热到软化温度,在具有互补成型表面的阳模元件和阴模元件之间将加热的片材压制弯曲到所需曲率,以及以受控的方式冷却弯曲的片材。这种弯曲技术称作"压制弯曲",且可使用垂直地、水平地或倾斜地取向的玻璃片来合适地进行。通常在使用带或辊的传送器上,将玻璃片传送到压制弯曲器。
制备弯曲玻璃片的商业方法的另一示例是辊弯曲工位。例如,这种工艺包括在炉子或退火窑中,将预裁剪的平坦玻璃片加热到软化温度,在辊弯曲器中将加热的片材辊弯曲到所需的曲率,以及以受控的方式冷却弯曲的片材。通常将玻璃片从炉子或退火窑传送到在炉子下游的辊弯曲器,其具有水平辊和横向隔开的倾斜辊组。沿着传送方向,通常以组提供的横向隔开的倾斜辊具有逐渐增加的倾斜度,从而在传送过程中,在倾斜辊组之上或之间形成各加热的玻璃片。
通常,期望制备更薄的玻璃片,用于汽车窗用玻璃罩(closure),以提供轻量和更低成本的罩。如上所述的现有弯曲工艺能加工厚于1.5mm的玻璃片,但它们可能不适于加工加工薄于1.6mm,例如,薄于1mm,或薄于0.8mm的玻璃片。此外,提供可淬火薄于2.6mm玻璃片的淬火工艺也是个挑战。因此,本领域需要提供能在弯曲操作中淬火薄于2.6mm的玻璃片和/或制备薄于1.6mm的弯曲的玻璃片的设备和方法。
概述
第一实施方式涉及用于弯曲加热的玻璃片的设备。在一种实施方式中,设备包括含有玻璃片接收端部的玻璃片弯曲工位,从而当玻璃片弯曲工位位于邻近上游炉子时,玻璃片弯曲工位接收从上游炉子传送的玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括玻璃片出口端部,和设置弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,弯曲玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括任选的内部加热器来在接收端部和出口端部之间向弯曲工位赋予热量。所述设备还包括邻近玻璃片弯曲工位接收端部设置的辅助加热器,辅助加热器设置成当玻璃片离开炉子且传送进入玻璃片弯曲工位的接收端部时朝向玻璃片引导热量。
本公开的另一方面涉及加工玻璃片的方法。在一种实施方式中,所述方法包括通过邻近玻璃片弯曲工位设置的炉子来传送玻璃片,炉子包括在炉子入口端部壁和炉子出口端部壁之间的内部以及内部加热器,所述内部加热器加热内部和在玻璃片穿过炉子传送时加热玻璃片。所述方法还包括将玻璃片传送到玻璃片弯曲工位,其在一对弯曲部件之间将弯曲力施加到玻璃片。所述方法还包括在玻璃片离开炉子内部之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,将辅助热量施加到玻璃片。
另一方面涉及用于弯曲加热的玻璃片的设备,所述设备包括:包括玻璃片接收端部的玻璃片弯曲工位,从而当玻璃片弯曲工位位于邻近上游炉子时,玻璃片弯曲工位接收从上游炉子传送的玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括玻璃片出口端部,和设置的弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,弯曲玻璃片;设置在弯曲工位下游的淬火工位;和设置在选自下述的一个或两个位置处的至少一种辅助加热器:(1)邻近玻璃片弯曲工位的接收端部,辅助加热器设置来当玻璃片离开炉子和传送进入玻璃片弯曲工位的接收端部时朝向玻璃片引导热量和(2)在弯曲工位下游且在淬火工位上游。在一种或多种实施方式中,所述设备包括在弯曲工位下游且在淬火工位上游的下游辅助加热器,且不存在邻近玻璃片弯曲工位接收端部的辅助加热器。
附图简要说明
被纳入此说明书并构成说明书的一部分的附图说明了下述的数个方面。
图1是用于制造弯曲的玻璃片的现有技术设备的侧面正视图;
图2是根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的侧面正视图;
图3是根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的侧面正视图;
图4是根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的透视图;
图5是根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的一部分的分解透视图;
图6是根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的局部透视图;
图7显示玻璃制造系统的一种示例性实施方式的横截面视图;
图8显示玻璃制造系统的一种示例性实施方式的横截面视图;
图9显示弯曲设备的示例性实施方式的透视图;
图10显示弯曲设备的示例性实施方式的透视图,其没有显示设备的支撑框架。
图11显示弯曲设备和冷却设备的示例性实施方式的侧视图;
图12显示弯曲设备的示例性实施方式的俯视图;
图13显示弯曲设备的示例性实施方式的侧视图,其没有显示设备的支撑框架;
图14显示从设备入口侧面的弯曲设备的示例性实施方式的透视图;以及
图15显示根据本公开的一种或多种实施方式的用于制造弯曲的玻璃片的设备的侧面正视图。
具体描述
在描述本公开的多个示例性实施方式之前,应理解本公开不限于在下文的说明书中描述的构造或加工步骤的细节。本公开可具有其它实施方式,且可以各种方式来实践或实施。
说明书中提及的“一个实施方式”,“一些实施方式”,“各种实施方式”,“一种或多种实施方式”或者“一种实施方式”表示连同实施方式描述的具体特征、结构、材料或性质包括在本公开的至少一个实施方式中。因此,在本说明书全文中各位置处出现的表达,例如“在一种或多种实施方式中”,“在一些实施方式中”,“在各种实施方式中”,“在一种实施方式中”或者“在一个实施方式中”,不必然指本公开的相同实施方式。而且,具体的特征、结构、材料或性质可以任何合适的方式组合在一个或多个实施方式中。
本文所述的是用于成形弯曲的玻璃片的设备和方法。大多数汽车玻璃弯曲设备总体分为两类:“在热量之内”弯曲玻璃的那些以及“在热量以外”弯曲玻璃的那些。对于在热量以外弯曲玻璃的那一类,弯曲更薄的玻璃是特别具有挑战性的,因为一旦玻璃移动超出炉子并朝向弯曲设备,玻璃非常迅速地损失热量。这些玻璃弯曲工艺通常使用具有下述厚度的钠钙玻璃:1.5mm-6mm。当平坦玻璃片在例如辊筒传送器的传送器上移动通过炉子时,将平坦玻璃片加热到所需的用于弯曲的温度,以形成弯曲的玻璃片。平坦玻璃片离开炉子,然后以恒定或加快的速度继续或转位出炉子,并进入成形零件的弯曲设备或工艺,然后后续地进入冷却工位(例如,淬火),该冷却工位热学回火或热强化玻璃零件。这种在热量以外的弯曲工艺随不同设备制造商而变化,但都受到在玻璃损失太多热量之前来弯曲玻璃和淬火玻璃的挑战。对于常规厚度玻璃片,常常在离开炉子之前将零件加热到更高的温度。但是,在弯曲之前将玻璃片加热到更高温度必须平衡下述:使零件热到足以弯曲的益处以及更高温度使得玻璃更容易变形和形成斑纹(marking)的危害。在热量之内弯曲玻璃的方法包括加热弯曲工具或模具,其用来减缓热损失,同时形成零件。
根据本公开的一种或多种实施方式,利用一个或多个辅助加热器或辅助加热元件来减缓薄玻璃片离开炉子和进入弯曲设备时薄玻璃片的热损失。应理解,辅助加热器或加热元件可用来继续或延伸通过炉子加热器提供的热量。此外,根据本公开的一些实施方式,除了在弯曲工位或弯曲器中提供的炉子和/或加热装置以外,可使用辅助加热器或辅助加热元件。在一种实施方式中,辅助加热元件位于炉子出口的一个或两个处,其中端部壁通常是包封在金属外壳中的绝热部分,且位于邻近炉子出口的弯曲设备的前端部处,该炉子出口通常是开口的。根据本公开的一些实施方式,使用辅助加热元件来在玻璃离开炉子和进入弯曲部分时保持玻璃温度。根据一种或多种实施方式,通过下述来实现薄玻璃弯曲:从炉子到玻璃弯曲开始的点,将薄玻璃片保持在足以弯曲的温度,同时不通过保持玻璃温度来过度加热玻璃片。根据一种或多种实施方式,一个或多个辅助加热器将玻璃片保持在加热炉子中获得的玻璃加工温度下。
根据本公开的一些实施方式,"保持"指当玻璃片在炉子中时,将玻璃片温度保持在大约相同的温度,且无需再次加热。根据本公开的一些实施方式,"辅助加热器"指除了下述加热器以外的加热器:加热炉子内部的加热器,以及在当玻璃片在弯曲设备或弯曲工位中进行弯曲过程时加热玻璃片的加热器。
一种或多种实施方式涉及一种在弯曲过程之前和之时,在薄玻璃片离开炉子或退火窑加热区之后在薄玻璃片中保持温度水平的方法。薄玻璃片在离开炉子或退火窑的加热部分之后非常快速地损失热量,且使用现有商业化技术还不能成功地在加热区以外实现薄玻璃片的弯曲,特别是对于具有下述厚度的薄板而言:大于0.1mm和小于1.6mm,具体地小于1.5mm,或小于1.4mm,或小于1.3mm,或小于1.2,mm,或小于1.0mm,或小于0.9mm,或小于0.8mm,或小于0.7mm,或小于0.6mm,或小于0.5mm和更具体地小于0.4mm。
本公开的实施方式提供设置在炉子内部和弯曲工位入口之间的辅助外部加热器,从而当玻璃在炉子中时保持玻璃片温度,且实现在炉子下游的成功的玻璃片弯曲或成形。辅助加热器可位于就在炉子出口之前,在炉子或退火窑传送器之上和/或就在玻璃进入弯曲或成形部分的入口之前,在传送器以上和以下。在一种或多种实施方式中,在其中弯曲或成形和淬火部分是独立工位的系统和过程中,下游辅助加热元件还可位于弯曲或成形部分与淬火部分之间。因此,在一些实施方式中,从玻璃离开炉子和运输进入成形或弯曲部分时以及当玻璃从成形或弯曲部分进入淬火部分时,提供辅助加热元件来保持玻璃温度。在一些实施方式中,在成形或弯曲部分和淬火部分之间提供下游辅助加热元件,且在炉子和弯曲或成形部分之间不存在辅助加热元件。根据一种或多种实施方式,使用反馈控制系统来精确控制辅助加热器,以保持所需玻璃温度,从而促进弯曲但避免由玻璃片过热导致的光学变形。在一种或多种实施方式中,使用多个热电偶来监控和保持玻璃温度。反馈控制环可与热电偶一起使用来监控温度以及将信号发送到辅助加热器,以增加或减少由辅助加热器提供的热量,从而在玻璃片离开炉子和进入弯曲工位和/或玻璃离开成形或弯曲工位和进入淬火部分时保持玻璃片的所需温度。如本文所使用,"淬火,","淬火工位,""淬火工位"和相似短语指在快速速率下从玻璃片提取热量,从而冷冻玻璃的外部表面,同时内部部分还是柔软的。淬火工位或淬火部分或淬火过程通常使用在玻璃表面上的强制空气来进行。随着冷却继续,内部部分的热收缩在冷冻的外部表面上形成较强的压缩应力,同时在内部部分中诱导拉伸应力。这只是淬火操作的一种示例,且根据一种或多种实施方式可使用其它已知淬火技术来提供淬火部分或淬火工位。
根据一种或多种实施方式,与在炉子中进行弯曲的加热系统相比,提供的设备和方法实现使用市售玻璃成形系统来弯曲薄玻璃片,该玻璃成形系统设计为在炉子加热部分以外弯曲更厚的玻璃片。通过与当使用位于炉子加热部分之内的弯曲工具时相比,在炉子加热部分之外使用更多的工具,本公开的实施方式实现更快的转变。本公开的实施方式使用更低的工具成本和更少的停车时间,同时实现在炉子加热部分之外弯曲薄玻璃片的能力。根据一种或多种实施方式,与现有系统相比,还实现玻璃光学改进,现有系统趋于通过过度加热玻璃片来保持弯曲所需的玻璃温度水平。这种过度加热过程可导致不可接受水平的光学变形。本公开的实施方式使得薄玻璃片加热和保持在所需温度范围,以避免过热变形。
现参考图2,显示了用于弯曲加热的玻璃片的设备100的一种示例性实施方式。所述设备包括玻璃片弯曲工位122,其包括接收端部126,从而当邻近炉子110设置时,弯曲工位122接收从炉子110传送的玻璃片112。玻璃片弯曲工位122还包括玻璃片出口端部128,上部弯曲部件131和下部弯曲部件132。设置上部弯曲部件131和下部弯曲部件132,从而当将玻璃片112传送进入玻璃片弯曲工位122时,在上部弯曲部件131和下部弯曲部件132之间弯曲玻璃片112。玻璃片弯曲工位122还可包括任选的内部加热器140,从而在接收端部和出口端部之间将热量施加到弯曲工位。内部加热器140可为电阻加热器或任意其它合适类型的加热器。
设备100还包括辅助加热器150,其邻近玻璃片弯曲工位122的接收端部126设置。设置辅助加热器150,从而当玻璃片112离开炉子且传送进入玻璃片弯曲工位122的接收端部126时,朝向玻璃片112引导热量。
应理解,图2所示的设备可只包括辅助加热器150来在玻璃片112离开炉子110和进入玻璃片弯曲工位122时,保持玻璃片112的温度。但是,如上所述,弯曲工位也可包括内部加热器140,从而当玻璃片112在弯曲工位122中时加热玻璃片112。但是,应理解,辅助加热器150提供除了由炉子110和在弯曲工位122内部的任选内部加热器140提供的热量以外的辅助或补充热量。换句话说,在玻璃片112离开炉子110之后且在进入玻璃片弯曲工位122之前,辅助加热器引导热量且保持玻璃片112的温度。已确定使用更薄的玻璃片例如具有下述厚度的玻璃片:大于0.1mm和小于1.5mm,具体地小于1mm,和更具体地小于0.8mm时,来自玻璃片的热损失是过量的。这种过量的损失可导致一种工艺,所述工艺不能制备一致和高质量弯曲来提供满足消费者需求的玻璃片。设置在炉子出口和弯曲工位入口之间的辅助加热器实现一致和高质量弯曲。
还参考图2,炉子110包括端部壁124和入口壁(未显示),其限定炉子110中的内部空间160。通过多个加热部分162在内部空间160中实现加热,只显示其中的一个。应理解,炉子110也可称作退火窑,是包括传送器170的细长炉子,其可包括任何常规传送器机械装置,例如带、空气浮起传送器,或图2所示的辊筒172。在传送器辊筒上,将玻璃片112朝向炉子的端部壁124传送,离开炉子,且朝向弯曲工位122传送。
再参考图1,应理解在最后加热部分14和玻璃片弯曲工位的入口端部26之间存在距离,其中没有将热量导向玻璃片,且玻璃片将在弯曲之前冷却。当玻璃片薄于1.5mm,1mm,或甚至0.8mm时,玻璃片移动朝向弯曲器22或弯曲工位时的热损失是显著的。参考图2,根据一种或多种实施方式,端部壁124包括底侧表面176,当玻璃片12离开炉子110时,所述底侧表面176面向玻璃片112。在图2所示的一种实施方式中,端部壁124包括在端部壁124上的端部壁加热器178,从而当玻璃片112离开炉子时,将朝着玻璃片112引导热量。在所示的实施方式中,端部壁加热器178包括多个细长加热元件180,且可为电阻类加热元件,且嵌入在端部壁124的底侧表面176中。
还参考图2,辅助加热器150类似地可包括安装到玻璃片弯曲工位的接收端部126的多个加热元件182。在所示的实施方式中,加热元件182是细长电阻加热元件。应理解,本公开不限于特定类型的加热元件。例如,合适的加热元件可包括辐射加热元件,例如可利用加热灯泡、激光、燃烧器等。图2显示一种实施方式,其中当玻璃片穿过玻璃片弯曲工位122的接收端部126时,辅助加热器包括设置在玻璃片之上的单一加热装置184,和设置在玻璃片112以下的任选的第二加热装置186。因此,加热装置184可称作包括多个加热元件182、更具体地细长电阻加热元件的上部加热装置,和加热装置186,所述加热装置186可类似地包括加热元件182,特别是如图所示的多个细长电阻加热元件。
图3显示与图2相似的构造,但辅助加热器150包括一对加热装置184和186,且两加热装置包括多个加热元件182。从图2和图3应理解,通过包括端部壁加热器178和辅助加热器150中的一种或两种,其可包括单一加热装置184或一对加热装置184,186,现在加热炉子端部壁下方的间隙130和区域,且玻璃片112在离开炉子内部且在进入玻璃片弯曲工位122之前保持在恒定温度下。
嵌入在端部壁124中的加热元件180可为任意合适的加热元件,包括但不限于辐射加热元件,激光加热元件,火焰加热元件等。但是,如图2和图3所示,可利用细长电阻加热元件和获得合适的结果。在图3中,显示将分别为9.5kW的6个细长电阻加热元件嵌入在端部壁124中。此外,在加热装置184和186中的每一个中分别显示加热元件182具体是3个细长电阻加热元件,且这些加热元件中的每一个还可在合适的功率下操作,从而将玻璃保持在所需温度。应理解,本公开不限于所示的构造,且可使用其它加热元件和功率数值。辅助端部壁加热元件和组成辅助加热器的加热元件应提供足够的热量来在玻璃进入弯曲工位122时保持玻璃温度。此外,加热元件应具有适当尺寸和/或适当间隔,从而加热通过设备传送的玻璃片的整体宽度。
弯曲工位可包括任意合适的工位来向玻璃片赋予弯曲或曲面。例如,可使用重力弯垂弯曲装置,其中当通过周界环固定玻璃且当玻璃由环支撑时使用重力来弯曲或弄弯玻璃时,来弯曲或弄弯玻璃。下文描述了其它弯曲设备,包括辊弯曲器或压制弯曲器。
现在参考图4,显示了弯曲工位的具体实施方式。在具体实施方式中,图2和图3所示的弯曲工位是辊弯曲器222。如本领域所理解,辊弯曲器222可包括上部元件290,其包括第一组横向隔开的倾斜辊292。下部元件294包括第二组多个横向隔开的倾斜辊296。如本领域所理解,如图2和图3所示,通过传送器从炉子添加玻璃片。因此,当图2和3中的弯曲工位是图4所示的辊弯曲器222时,沿着箭头300的方向,将玻璃片添加进入辊弯曲器222的接收端部226。辅助加热器250包括在辊弯曲器222的接收端部上的加热元件282,其提供热量来在玻璃于上部部件290和下部部件294之间进入辊弯曲器222时保持玻璃温度,当玻璃在倾斜辊292,296之间移动时这使得玻璃经受弯曲力。应理解,图4所示的辊弯曲器222是辊弯曲器的示例性实施方式,且可使用多种改变。如本文所使用,"辊弯曲器"指用于使用辊来弯曲玻璃片的设备。
图5显示辅助加热器250的分解透视图,其包括上部加热装置284和下部加热装置286,它们各自包括多个加热元件282,具体来说细长电阻加热元件,且包括加热线圈283。
图6显示示例性实施方式,其中片材弯曲工位包括压制弯曲器322,其具有接收端部326来沿着箭头400的方向从炉子接收玻璃片。压制弯曲器包括为阳模390的上部部件和为阴模394的下部部件。应理解,这种构造可以倒置,即阳模可为下部模具,且阴模可为上部模具。辅助加热器350包括一对加热装置,其包括上部加热装置384和下部加热装置386,它们各自包括多个细长电阻加热元件382。辅助加热器350在玻璃片离开炉子和进入压制弯曲器322时保持玻璃片的温度,其通过上部部件和下部部件的互补成型表面来经受弯曲力。应理解,图6所示的压制弯曲器322是压制弯曲器的示例性实施方式,且可使用多种改变。如本文所使用,"压制弯曲器"指用于在互补模具之间弯曲玻璃片的设备。
应理解,图4所示的辊弯曲器以及图6所示的压制弯曲器可与图2和3所示的设备一起使用。细长电阻加热元件的长度大于或等于通过包括辊筒172的传送器170传送的玻璃片的宽度。可使用其它传送器类型,例如带传送器或空气浮力或悬浮传送器。
本公开的另一方面涉及一种弯曲玻璃片的方法,所述方法包括传送玻璃片通过图2,3,4和6中任一项所示的设备,以制备具有弯曲或弄弯的表面的玻璃片。玻璃可具有下述厚度:大于0.1mm,和小于1.5mm,或小于1.4mm,或小于1.3mm,或小于1.2mm,或小于1.1mm,或小于1.0mm,或小于0.9mm,或小于0.8mm,或小于0.7mm,或小于0.6mm,或小于0.5mm或小于0.4mm。在具体实施方式中,提供弯曲玻璃片的方法,所述方法包括传送玻璃片通过邻近玻璃片弯曲工位设置的炉子,所述炉子包括在入口端部壁和出口端部壁之间的内部以及内部加热器来在传送玻璃片通过炉子时加热内部和玻璃片。然后,将玻璃片传送到玻璃片弯曲工位,其在一对弯曲部件之间将弯曲力施加到玻璃片。在玻璃片离开炉子内部之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,将辅助热量施加到玻璃片。可在炉子的端部壁处施加辅助热量。在一种或多种实施方式中,在玻璃片移动通过炉子端部壁之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,提供辅助热量。根据如上所述的方法的玻璃片弯曲工位可为如上所述的压制弯曲器或弯曲辊筒。
在未示出的另一种实施方式中,可在如图2和图3所示的炉子端部壁中提供辅助加热器,且与图2和3所示的具有下游弯曲工位相反,弯曲可在炉子内部中进行,且随后将玻璃传送到玻璃淬火部分来进行冷却。这种类型的设备和工艺可用于厚度小于2.8mm的弯曲的玻璃片。因此,根据这个实施方式,设备包括传送器来传送玻璃片穿过炉子从入口端部到出口端部和到淬火部分;炉子包括限定炉子内部的入口端部壁和出口端部壁,所述炉子包括炉子内部中的炉子热源,且出口端部壁具有在玻璃片离开炉子时面向玻璃片的底侧表面;和炉子端部壁上的辅助加热器来在玻璃片离开炉子时在玻璃片处引导热量,从而在玻璃片传送经过炉子内部之后保持玻璃片的温度。在一种实施方式中,设备包括淬火部分来在将玻璃片传送经过炉子端部壁之后冷却玻璃。在一种实施方式中,淬火部分具有辅助加热器,其可类似于相对于图2和3所述的辅助加热器。在一种实施方式中,设备包括位于炉子内部中的弯曲工位。
已发现厚度为约1.5mm和更小的薄玻璃过快冷却,以至于不能在炉子加热部分外部的弯曲设备中适当的成形,这可在弯曲操作中导致不可接受的瑕疵或玻璃制品破碎。
此外,厚度为约1.5mm和更小的薄玻璃可更容易变形,如果加热到更高温度来抵销这种冷却时。当片材边缘没有通过辊筒支撑时,每一玻璃片的前端边缘和尾部边缘形成悬臂。当在特定温度以上加热时,玻璃片可在其自身悬臂重量的负荷下弯垂,其中这种弯垂对于更薄的片材和加热到更高温度的片材而言可更大。这种弯垂还可穿过支撑辊筒之间的片材的未支撑部分出现。这些问题中的一个或多个可通过下述来解决:将薄玻璃片保持在一粘度,其实现在传送和成形玻璃时弯曲玻璃,且不首先将玻璃软化到可容易引入变形的点。
本公开的原理和实施方式涉及弯曲的玻璃制造系统,其包括炉子和弯曲设备,所述弯曲设备可弯曲厚度为约0.1mm-约1.5mm的玻璃片。
本公开的原理和实施方式涉及弯曲的玻璃制造系统,其可在运输和成形操作中,将待通过弯曲设备弯曲的具有约0.1mm-约1.5mm,或小于1.5mm-0.1mm厚度的玻璃片保持在合适的粘度。
在一种或多种实施方式中,进入弯曲设备的玻璃片可具有下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊,或约1x1010泊-约1x1011泊。
在一种或多种实施方式中,离开炉子的玻璃片可具有下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊。
在一种或多种实施方式中,当越过从炉子到弯曲设备的间隙来转移玻璃片时,可将玻璃片保持在下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊。在各种实施方式中,当通过一个或多个辅助加热元件将玻璃片从炉子转移到弯曲设备时,将玻璃片保持在下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1012.2泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊,或约1x1010泊-约1x1011泊,其中辅助加热元件可位于炉子和弯曲的玻璃制造系统之间。
在一种或多种实施方式中,弯曲设备可为辊筒-弯曲设备,重力弯垂弯曲设备,或压制-弯曲设备。
在一种或多种实施方式中,压制-弯曲设备可包括阳模模型(form)(也称作阳弯曲模型)和阴模模型(也称作阴弯曲模型)。在各种实施方式中,阴弯曲模型可包括啮合和/或支撑可为平坦片材的加热的玻璃制品周界的至少一部分的环或框架,且在成形操作中至少在环的中间部分提供中空空间来接收玻璃片的一部分。在各种实施方式中,阴弯曲模型和阳弯曲模型构造成彼此啮合来成型玻璃制品。在各种实施方式中,加热元件,炉子出口开口,阴弯曲模型和阳弯曲模型可水平地取向。
在各种实施方式中,软化的玻璃片可位于压制-弯曲设备的阴弯曲模型中。在各种实施方式中,可允许软化的玻璃片在重力下弯垂,然后弯曲。
在一种或多种实施方式中,一个或多个辅助加热元件可位于炉子出口和弯曲设备入口之间,其中一个或多个辅助加热元件可邻近炉子出口和/或弯曲设备入口。在各种实施方式中,一个或多个辅助加热元件可连接到弯曲设备和/或可操作地与弯曲设备结合,其中辅助加热元件与弯曲设备的至少一部分同步移动。在一种或多种实施方式中,在其中弯曲和淬火部分是独立工位的系统和工艺中,下游辅助加热元件也可位于弯曲设备和淬火部分之间。因此,在一些实施方式中,从玻璃离开炉子和运输进入成形部分时以及当玻璃从成形部分进入淬火部分时,提供辅助加热元件来保持玻璃温度。
在本公开的一种或多种实施方式中,在当玻璃离开炉子或退火窑时和进入弯曲设备之间,使用一个或多个辅助加热元件来将玻璃保持在下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1012.2泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊,或约1x1010泊-约1x1011泊。在各种实施方式中,薄玻璃弯曲通过下述来实现:将薄玻璃片保持在足以通过从加热元件向玻璃片施加热能来弯曲且同时不使玻璃片过软的粘度(即,低于约1x109.9泊)。根据一种或多种实施方式,一个或多个辅助加热元件将玻璃片保持在约为在加热炉子中形成的玻璃加工粘度。
参考附图更加详细地描述了本公开的各种示例性实施方式。应理解,这些附图仅显示一些实施方式,且不代表本公开的全部范围,本公开的范围应参考所附权利要求。应指出,附图不成比例,且各种所述组件的尺寸是为了容易描述。
图7显示玻璃制造系统510的一种示例性实施方式的横截面视图。示例性玻璃制造系统510可包括炉子550,弯曲设备600,和冷却设备900。玻璃制品可从炉子550运输到弯曲设备600来成型,然后运输到冷却设备900来冷却。在炉子550和弯曲设备600之间,和/或在弯曲设备600和冷却设备900之间可存在转移区。转移区还可位于炉子550之前,用于将玻璃制品装载进入玻璃制造系统510,和在冷却设备900之后来移出成品玻璃制品。
图8显示玻璃制造系统510的一种示例性实施方式的横截面视图。示例性玻璃制造系统510可包括炉子550,弯曲设备600,和多个辅助加热元件700。在各种实施方式中,示例性弯曲的玻璃制造系统510还可包括冷却环和/或冷却设备。在弯曲的玻璃制造系统510的不同模块(即,炉子550,弯曲设备600,冷却设备)之间可存在间隙或转移区。
已确定使用更薄的玻璃片例如具有下述厚度的玻璃片:小于1.5mm和更小,具体地小于1mm,和更具体地小于0.8mm时,来自玻璃片的热损失是过量的。因为转移区环境温度与加热的玻璃制品不同造成的玻璃粘度的变化可对将玻璃粘度保持在可加工范围来适当地成形玻璃以及避免导致光学变形的起皱构成挑战,特别是对于厚度小于或等于1.5mm的玻璃制品而言。这些挑战的一种这种原因是薄玻璃片(即,≤1.5mm)的热质量不足以保留在可加工的粘度范围中。这个挑战的一种解决方案包括设置在一个或多个转移区中的每一种之内的一个或多个加热元件。
在一些情况下,因为其它设备组件的空间要求,转移区中的加热元件与玻璃制品主要表面之间的净距离可太大以至于不能有效地和/或高效地保持玻璃片505的粘度。一种解决方案是提供移动,其至少部分地包括垂直组件至加热元件以适应压制模具,冷却环,和/或其它成型设备和组件,同时当玻璃制品5从炉子550的玻璃加热区转移到弯曲设备600的成形区之内时,还向玻璃制品5提供足够的热量。机械装置可在玻璃转移过程中靠近玻璃片且提供从加热元件到玻璃制品表面的充分的传热的位置,以及更高高度处的位置之间用关节连接(articulate)加热元件,在玻璃片从加热元件之下通过之后,这将实现用于下游机械装置(即,具有移动零件的压制模具或其它成型设备)的空间,如有需要。
在一种或多种实施方式中,弯曲的玻璃制造系统510包括炉子550,其可构造成加热玻璃制品直到其具有下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊。炉子可具有出口开口,玻璃制品5可从该出口开口离开炉子。在各种实施方式中,玻璃片505可从炉子出口开口传送到在一个或多个支架590上的弯曲设备600。
在一种或多种实施方式中,弯曲设备600可包括输入端部和输出端部,其中输入端部和输出端部构造和尺寸化到允许通过薄玻璃片、阳弯曲模型630和阴弯曲模型650。将玻璃片505至少从炉子550传送进入弯曲设备的支架590可沿着玻璃制品的转移路径设置且形成玻璃制品的转移路径。在各种实施方式中,在弯曲设备600之内存在支架590,且阴弯曲模型650停靠在支架平面下方,从而提供玻璃制品通过在一个或多个支架590上的阴弯曲模型650和进入弯曲设备600的空隙(clearance)。弯曲设备600还可包括连接到且支撑阳弯曲模型630的上部框架620,和连接到且支撑支架590和/或阴弯曲模型650中的一种或多种的下部框架670。上部框架620和下部框架670可连接到和/或可操作地与其它框架组件结合,包括但不限于垂直、水平和横切结构的框架部件,其构造和尺寸化来提供支架和结构刚性,如本领域普通技术人员所熟知。在各种实施方式中,支架590可使用支架托架596固定到底座680,其中底座680可固定到弯曲设备600的结构框架610。
在一种或多种实施方式中,支架590可为辊筒和/或气体轴承,其中气体轴承可为流体静力学轴承,其可利用气体来在气体薄膜上支撑玻璃制品。在各种实施方式中,气体可为空气、氮气、氢气、氦气或其组合。在各种实施方式中,支架可包括一个或多个辊筒和一个或多个气体轴承的组合。支架可形成平坦平面,其中玻璃制品横贯炉子550,间隙710,这也可称作转移区和/或弯曲设备600,其中所述平面可为水平的、横切倾斜的、纵向倾斜的或者横切倾斜和纵向倾斜的组合。
在一种或多种实施方式中,辅助加热元件700可设置在玻璃制品的移动平面以上、移动平面以下或者同时在移动平面以上和以下。
在一种或多种实施方式中,加热的气体轴承可位于多个支架590以上,其是在加热的玻璃片505离开炉子出口开口555和移动到弯曲设备进入开口605时支撑加热的玻璃片505的辊筒,其中加热的气体轴承提供进入加热的气体轴承表面和加热的玻璃片主要表面之间间隙的加热气体的流动,从而保持玻璃片的粘度和/或贴着加热的玻璃片505的主要表面施加气体压力。
在一种或多种实施方式中,当玻璃制品从炉子出口开口555移动到弯曲设备入口开口605时,加热的玻璃片505可以下述速度在支架590上移动:约100mm/秒-约800mm/秒,或约200mm/秒-约800mm/秒,或约250mm/秒-约750mm/秒,或约500mm/秒-约750mm/秒,或约250mm/秒-约700mm/秒,或约600mm/秒-约750mm/秒。加热的玻璃片505的速度是决定加热的玻璃片505离开炉子时以及加热的玻璃片505弯曲到最终形状时时间长短的一个因子,且由此是决定粘度增加量的一个因子。
在各种实施方式中,炉子出口开口555和弯曲设备入口开口605之间的间隙710可为约2.54cm-约100cm,或约2.54cm-约61cm,或约2.54cm-约30.5cm,或约5cm-约30.5cm,或约5cm-约15.25cm。
在操作中,加热的玻璃片可从炉子550传送到支架590上的弯曲设备600,同时补偿来自玻璃制品的热损失,从而将玻璃制品的粘度保持在约1x109.6泊-约1x1011.5泊。在各种实施方式中,来自玻璃制品的热损失可通过下述来补偿:设置在炉子出口开口555和弯曲设备入口开口605之间的间隙710中的一个或多个辅助加热元件。在各种实施方式中,辅助加热元件700可在外壳705之内,其中外壳705可将来自加热元件的热量引导朝向炉子550和弯曲设备600之间的转移路径。在各种实施方式中,一个或多个辅助加热元件700可延伸越过移动方向,所述移动方向平行于炉子出口开口555的长维度且垂直于加热的玻璃片的移动方向。在各种实施方式中,一个或多个辅助加热元件700沿着移动方向纵向延伸,且垂直于炉子出口开口555的长维度且平行于加热的玻璃片的移动方向。在各种实施方式中,辅助加热元件700和炉子出口开口555可为水平取向的或倾斜的。
在一种或多种实施方式中,一个或多个辅助加热元件700供应足够的热量,从而将玻璃制品保持在下述粘度:至少约1x109.9泊,或在下述粘度范围之内:约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊,或约1x1010泊-约1x1011泊。在各种实施方式中,加热元件具有热输出,所述热输出足以通过传导、对流和/或辐射来提供热流量,其至少对于玻璃制品在炉子550和弯曲设备600之间的时间足以补偿通过玻璃制品发射的热量。在各种实施方式中,加热元件可为电气电阻加热元件,燃烧气体的加热元件,和/或辐射加热元件。
在各种实施方式中,电气电阻加热元件可为金属(例如镍铬合金、白铜或坝塔尔合金),陶瓷(例如,二硅化钼(MoSi2)或碳化硅(SiC)),或包括在外壳之内的电气电阻加热元件的复合材料。在各种实施方式中,辐射加热元件可包括钨丝、碳、坝塔尔合金、或可为石英/卤素或辐射管燃烧气体的加热元件。
在一种或多种实施方式中,玻璃制品可为薄玻璃片,其中薄玻璃片具有1.5mm或更小的厚度。在各种实施方式中,薄玻璃片可具有下述厚度:约0.1mm-约1.5mm,或约0.1mm-约1.4mm,或约0.1mm-约1.3mm,或约0.1mm-约1.2mm,或约0.1mm-约1.1mm,或约0.1mm-约1.0mm,或约0.1mm-约0.9mm,或约0.1mm-约0.8mm,或约0.1mm-约0.7mm,或约0.1mm-约0.6mm,或约0.1mm-约0.5mm,或约0.1mm-约0.4mm。
在一种或多种实施方式中,具有约0.1mm-约1.5mm,或约0.1mm-约1.4mm,或约0.1mm-约1.3mm,或约0.1mm-约1.2mm,或约0.1mm-约1.1mm,或约0.1mm-约1.0mm,或约0.1mm-约0.9mm,或约0.1mm-约0.8mm,或约0.1mm-约0.7mm,,或约0.1mm-约0.6mm,或约0.1mm-约0.5mm,或约0.1mm-约0.4mm厚度的薄玻璃片可保持在下述粘度:约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊,或约1x1010泊-约1x1011泊,或至少约1x109.9泊的粘度。
在一种或多种实施方式中,玻璃制品或玻璃片的玻璃可包括钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。
在一种或多种实施方式中,可堆叠、对齐多块薄玻璃片且同时加入弯曲设备。可通过弯曲设备同时将多个片材成型在一起。
在一种或多种实施方式中,弯曲设备600可包括弯曲设备入口开口605,其构造和尺寸化成允许通过一块或多块薄的加热的玻璃片,且弯曲设备出口开口695构造和尺寸化成允许通过一块或多块薄的加热的玻璃片,其中薄玻璃片可在弯曲设备入口开口605处进入弯曲设备600,且在出口开口695处离开弯曲设备。在各种实施方式中,弯曲设备出口开口695可与弯曲设备入口开口605相反,或弯曲设备出口开口695可与弯曲设备入口开口605成角度或垂直。
在各种实施方式中,弯曲设备600可成型约1-10玻璃制品每分钟,或约2-10玻璃制品/分钟,或约6-10玻璃制品/分钟,其中每一玻璃制品可在约6秒-约60秒,或约6秒-约30秒,或约6秒-约10秒中成型。
图9显示弯曲设备600的示例性实施方式的透视图。
在一种或多种实施方式中,弯曲设备600可包括结构框架610,其包括一个或多个框架部件,所述一个或多个框架部件构造、尺寸化和设置成为组成弯曲设备600的各种组件提供支撑和空间排布。
显示朝着弯曲设备100的出口侧面的冷却环800,其在成形操作之后可接收和支撑薄玻璃片。在一种或多种实施方式中,冷却环800可连接到支架框架850(参见图11),其中支架框架可在导轨和/或辊筒上漂浮,以在阳弯曲模型630下方并合适地与阳弯曲模型630对齐的接收位置和冷却设备900之间穿梭往返(参见图11)。冷却环800可将现已弯曲的薄玻璃片从弯曲设备600运输到冷却或冷却设备900,用于后续热处理。在各种实施方式中,冷却设备900可包括在冷却环800以上阵列和/或在冷却环800以下阵列的多个气体喷嘴910,其将冷却气体引导朝向薄玻璃片以用于受控冷却,其中多个气体喷嘴的位置和/或方向在冷却设备之内形成冷却区。
在一种或多种实施方式中,加热元件驱动机械装置750可以可操作地与一个或多个辅助加热元件701结合,其中加热元件驱动机械装置750为一个或多个辅助加热元件701提供多种移动,所述移动可包括垂直移动。此外,可存在一个或多个固定的辅助加热元件700,其保持在支架590平面以上固定距离的预期位置。在可移动外壳706中的包括一个或多个辅助加热元件701的辅助加热器709在弯曲操作的至少一部分中可上下移动,从而适应阳模模型和/或阴模模型、冷却环或其它成型设备和组件,同时在玻璃制品从炉子的玻璃加热区转移到弯曲设备600的成形区时向玻璃制品提供足够的热量。在各种实施方式中,加热元件移动的垂直范围可为约125mm(约5英寸)-约356mm(约14英寸),或约203mm(约8英寸)-约305mm(约12英寸)。在各种实施方式中,加热元件的移动可在与加热的玻璃片移动方向垂直的平面中。在各种实施方式中,加热元件的移动可与加热的玻璃片的移动方向成弧形或成角度,其中至少移动的分量远离移动平面,例如垂直分量(即,矢量分量)。
在各种实施方式中,在将加热的玻璃片从炉子出口开口555转移到弯曲设备入口开口605的过程中,辅助加热元件和/或可移动外壳可构造成距离加热的玻璃片主要表面约5mm-约30mm,或约10mm-约30mm,或约15mm-约30mm。
在一种或多种实施方式中,一个或多个可移动辅助加热元件701在转移区之内的移动可通过下述来实现:包括电机和机械联动装置(mechanical linkage)以形成转动到线性移动的加热元件驱动机械装置750,机械线性致动器,或气动线性致动器,其中机械联动装置和驱动机械线性致动器或者气动致动器可操作地与辅助加热器709和/或一个或多个加热元件结合,并构造成提供各种移动。
在一种或多种实施方式中,加热元件驱动机械装置750可以将可移动外壳706连接到上部框架620,其中加热元件驱动机械装置750可以通过机械联轴器755连接到上部框架620,例如一个或多个棒,托架,杆,梁等。在各种实施方式中,一个或多个辅助加热元件700,701可安装在外壳705,706中,其构造和尺寸化来接收一个或多个辅助加热元件700,701,且包括合适的机械支架和电气连接器来为一个或多个辅助加热元件700,701保持和提供功率连接。可通过电气连接器,将电功率提供到一个或多个加热元件。可移动外壳706和辅助加热元件701可通过加热元件驱动机械装置750来垂直地移动,从而当冷却环800移动进入在阳弯曲模型630下方并合适地与之对齐的接收位置时,为冷却环800、支架框架850,和/或穿梭往返轨道880提供足够的空隙。在各种实施方式中,加热元件驱动机械装置750可为线性驱动机械装置,例如线性致动器,包括但不限于线性电机,直接驱动电机和滚珠螺丝,气动,液压,或电磁线性致动器,以及气动或液压缸。
图10显示弯曲设备600的示例性实施方式的透视图,其没有显示设备的结构框架610。
在一种或多种实施方式中,阳弯曲模型630可包括阳模型体632,其具有含中央部分和周界部分的阳弯曲模型表面635,其中阳弯曲模型表面635可面向阴弯曲模型650。在各种实施方式中,阳弯曲模型表面是弯曲的,其中表面曲率用于赋予玻璃制品匹配形状。在各种实施方式中,阳弯曲模型表面的曲率可为凹的,凸的,复合曲线,鞍,复曲线,或其组合。在各种实施方式中,阳弯曲模型和阴弯曲模型的构造、尺寸和设置在弯曲设备之内限定成形区。
在一种或多种实施方式中,阳模型体632可包括中空内部区域,其中中空内部区域可容纳一个或多个加热元件,以加热阳弯曲模型表面635。在各种实施方式中,阳弯曲模型630可包括多个模具加热元件,它们设置在阳模型体632之内且热接触阳弯曲模型表面635,其中可控制一个或多个加热元件来将阳弯曲模型表面635的中央部分加热到比阳弯曲模型表面635的周界部分更高的温度。在各种实施方式中,阳弯曲模型表面635的中央部分的Δ温度可为比阳模型表面周界部分更高约30℃-约100℃。
根据一种或多种实施方式,可使用反馈控制系统来精确地控制阳弯曲模型加热元件以保持预期表面温度从而促进弯曲,同时避免因玻璃片过热导致的光学变形和/或因加热不足导致的破碎。在一种或多种实施方式中,可使用一个或多个热电偶来监控和保持阳弯曲模型表面635的温度,以及阳弯曲模型表面635的周界部分和中央部分之间的温度梯度。
图11显示弯曲设备600的示例性实施方式的侧视图。
在一种或多种实施方式中,玻璃片505可为具有两个主要表面和在它们之间的厚度的平坦玻璃片,其可通过多个辅助加热元件700,701(显示了在移动平面下方的加热元件,但隐藏在支架590的支架托架596后面)之间,同时通过一个或多个支架590沿着移动方向推进。在各种实施方式中,在移动平面下方的加热元件可设置在支架590以下,且可设置成在将加热的玻璃片从炉子出口开口555转移到弯曲设备入口开口605过程中,与加热的玻璃片的主要表面相距约90mm-约100mm,或约90mm-约110mm。在各种实施方式中,在移动平面下方的加热元件可设置在支架590之间,且可设置成在将加热的玻璃片从炉子出口开口555转移到弯曲设备入口开口605过程中,与加热的玻璃片的主要表面相距约5mm,或约5mm-约30mm,或约10mm-约30mm,或15mm-30mm,或20mm-75mm。玻璃片505可在弯曲设备600之内减速,从而玻璃片505设置在阴弯曲模型650上方且与之对齐,这与阴弯曲模型650从支架抬升玻璃制品同步。
在各种实施方式中,阴弯曲模型650可以可操作地与阴弯曲模型驱动器665结合,其赋予阴弯曲模型650线性移动,从而阴弯曲模型650可在接收位置和成形位置之间垂直地移动,在接收位置处,阴弯曲模型650的上部边缘在支架590的上部平面以下,且在成形位置处,阴弯曲模型650可操作地啮合阳弯曲模型630以在玻璃片505中形成弯曲。在各种实施方式中,阴弯曲模型650可通过下部框架662和一个或多个支柱660连接到阴弯曲模型驱动器665。在各种实施方式中,阴弯曲模型驱动器665可为电气电机,或者气体或液压缸,其为阴弯曲模型650提供往复运动。
在一种或多种实施方式中,在将加热的玻璃片从炉子出口开口555转移到弯曲设备入口开口605的过程中,位于移动平面上方的一个或多个辅助加热元件700,701可设置成与加热的玻璃片的主要表面相距约5mm,或约5mm-约30mm,或约10mm-约30mm,或15mm-30mm。
在一种或多种实施方式中,阳弯曲模型630包括在阳弯曲模型表面635中的多个小孔,可通过所述多个小孔来施加真空。在各种实施方式中,多个小孔为向在阳弯曲模型630接触表面和薄玻璃片主要表面之间形成的界面施加真空提供空气通道。小孔可连接到真空源且与真空源流体连通,其可排空在界面处和在小孔中的气体。当软化的玻璃制品接触阳弯曲模型表面635时,可将真空力施加到玻璃片505,并弯曲玻璃制品来粘合到阳弯曲模型表面635。在将玻璃制品弯曲到预期形状之后,阴弯曲模型650可从成形位置回缩回到接收位置,这得到粘合到移动平面以上的阳弯曲模型630表面的弯曲的玻璃制品。在各种实施方式中,阳弯曲模型630和粘合的玻璃制品可保持充分地在支架591,592以上,从而为冷却环800在弯曲设备600里面从冷却位置移动到接收位置提供足够的空隙。
在一种或多种实施方式中,冷却环800通过支架框架850来支撑,所述支架框架850沿着冷却设备900和弯曲设备600之间的一个或多个往返穿梭轨道880漂浮,其中冷却环800和支架框架850通过弯曲设备出口开口695进入弯曲设备600。在各种实施方式中,弯曲设备入口开口605和/或弯曲设备出口开口695可构造和尺寸化来允许通过冷却环800,支架框架850,往返穿梭轨道880,或其组合。在各种实施方式中,冷却环800的框架可延伸超出弯曲设备入口开口605,且可碰撞和/或与一个或多个辅助加热元件701和/或可移动外壳706中的一种或多种形成界面。
在一种或多种实施方式中,可释放到达阳弯曲模型630的真空,从而允许弯曲玻璃制品掉落到冷却环800的上部表面上。在各种实施方式中,当释放真空且弯曲的玻璃制品掉落到冷却环800上时,阳弯曲模型630仍然保留在固定位置。在各种实施方式中,阳弯曲模型630可垂直地移动来减少阳弯曲模型表面635和冷却环800上部表面之间的距离,其中弯曲的玻璃制品可从更低的高度掉落或者放置在冷却环800的上部表面上。
图12显示弯曲设备600的示例性实施方式的俯视图。
在一种或多种实施方式中,支架590中的一个或多个可分离来提供在由阴弯曲模型650形成的边界外面的外部支架591,以及位于由阴弯曲模型650形成的边界之内的内部支架592,其中当玻璃制品传送进入弯曲设备600之内的位置时,玻璃制品可通过至少一个或多个内部支架592来支撑。阴弯曲模型650可垂直地移动来拾起玻璃制品。在各种实施方式中,阴弯曲模型可移动足够距离来贴着阳弯曲模型表面635的至少一部分来压制玻璃制品。在各种实施方式中,阴弯曲模型可减速或停止移动,然后接触阳弯曲模型表面635,且阳弯曲模型可垂直地移动来贴着玻璃制品进行压制。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650可包括一个或多个弯曲模型结构元件(也称作弯曲模型结构元件652,654,156,158),其构造和尺寸化来支撑加热的玻璃片的周界的至少一部分,同时在至少中间部分提供开口。在各种实施方式中,形成阴弯曲模型650的一个或多个弯曲模型结构部件或弯曲模型结构部件可为连续的来形成闭环,其具有面向阳弯曲模型表面635的一个或多个接触表面以及在环的至少中间部分中的开口。加热的环中的开口可构造和尺寸化来当玻璃制品啮合阳弯曲模型表面635的至少一部分时,接受玻璃制品和阳弯曲模型630的一部分。在各种实施方式中,形成阴弯曲模型650的一个或多个结构部件或弯曲模型结构部件可分离,从而在其中不存在支撑玻璃制品表面的肋条之间存在间隙。在各种实施方式中,阴弯曲模型650具有顶部表面,所述顶部表面接触和支撑玻璃片周界,且平坦玻璃片的至少一部分停留在所述顶部表面上。在各种实施方式中,组成阴弯曲模型650的弯曲模型结构部件652,654,656,658中的一个或多个可为直的,并提供平坦顶部表面来沿着玻璃制品的周界支撑玻璃制品重量的至少一部分,且弯曲模型结构部件652,654,656,658中的一个或多个为肋条的形式,其组成可为弯曲的阴弯曲模型650,其中肋条中一个或多个的曲率对应于最终弯曲的玻璃制品的预期曲率。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650包括环,所述环包括等于或大于2的许多弯曲模型肋条以及一个或多个加热元件,其中所述许多弯曲模型肋条构造和尺寸化来支撑薄玻璃片的周界,且一个或多个加热元件中的至少一种可操作地与肋条之一结合。
在一种或多种实施方式中,组成阴弯曲模型650的弯曲模型的结构部件652,654,656,658可具有下述宽度:约3mm-约30mm,或约6mm-约30mm,或约12mm-约30mm,或约20mm-约30mm,其中弯曲模型结构部件652,654,656,658的宽度决定接触玻璃制品的阴弯曲模型650的顶部表面的面积。在各种实施方式中,组成阴弯曲模型650的弯曲模型结构部件652,654,656,658可具有正方形、矩形、三角形、六边形或其它多边形横截面,L-形或П-形。在各种实施方式中,加热元件690可固定到且热接触肋条形式的弯曲模型结构部件652,654,656,658的底部表面或侧面表面。通过与阴弯曲模型650结合的阴弯曲模型加热元件690中的每一个产生的热量可单独地进行控制来在玻璃制品周界处将粘度保持在适用于弯曲的粘度,同时减少赋予玻璃制品的光学变形程度和/或起皱。在各种实施方式中,阴弯曲模型加热元件可构造成将玻璃制品的周界粘度保持在约1x1012.6泊-约1x1011.5泊的范围。
在一种或多种实施方式中,弯曲设备还包括可操作地与加热的阴弯曲模型结合的热传感器,以及在通讯路径上与热传感器电气通讯的控制器,其中加热的阴弯曲模型具有接触和支撑加热的玻璃片的周界的表面,且热传感器构造成测定至少接触加热的玻璃片周界的阴弯曲模型表面的温度,且可在反馈闭环中将测定的温度通讯到控制器。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650的一个或多个接触表面接触玻璃制品的主要表面,且抬升玻璃制品以接触阳弯曲模型630。在各种实施方式中,阳弯曲模型630在成形操作过程中不移动。在各种实施方式中,贴着加热的阳弯曲模型表面635压制玻璃制品,其中在阳弯曲模型表面635的周界部分和中央部分之间存在梯度,从而阳弯曲模型表面635的周界比阳弯曲模型表面635的中央部分更冷。在各种实施方式中,阳弯曲模型表面635的周界处于将玻璃制品周界粘度保持为约1x1012.6泊-约1x1011.5泊的温度,且阳弯曲模型表面635的中央部分处于将玻璃制品中央部分粘度保持为约1x109.9泊-约1x1011泊的温度。在各种实施方式中,将玻璃制品周界粘度保持在约1x1012.6泊,且将玻璃制品中央部分粘度保持在约1x109.9泊,且在成形操作过程中在它们之间存在粘度梯度。在各种实施方式中,通过加热的阳弯曲模型表面635,把将具有更尖锐弯曲的玻璃制品部分加热到形成约1x109.9泊-约1x1011泊粘度的温度。通过使用控制器来控制由加热元件中的每一种产生的热量,加热的阳弯曲模型表面635可在薄玻璃中形成差异化粘度分布。
在一种或多种实施方式中,将阴弯曲模型650的弯曲模型结构部件652,654,656,658加热到将玻璃制品周界粘度保持约1x1012.6泊-约1x1011.5泊的温度。
显示成朝向弯曲设备600出口侧面的冷却环800可水平地移动进入弯曲设备600,且设置在阳弯曲模型630下方并与之对齐,以接收现已弯曲的玻璃制品。在一种或多种实施方式中,冷却环800可包括一个或多个冷却环结构部件或冷却环肋条810,820,830,840,其支撑加热的玻璃片周界的至少一部分。
在各种实施方式中,冷却环800可进行加热,这可通过一个或多个冷却环加热元件860来实现,所述一个或多个冷却环加热元件860可操作地结合且热接触冷却环800的冷却环肋条810,820,830,840。在各种实施方式中,加热的冷却环800可至少绕着弯曲玻璃制品的周界,控制成型之后玻璃制品的冷却速率。在各种实施方式中,通过提供加热的冷却环800和控制弯曲的玻璃制品从弯曲设备转移时弯曲的玻璃制品的冷却,玻璃制造系统510可保持高速率的通量,因为当玻璃制品转移到冷却环800时弯曲设备600无需减速来避免对玻璃制品的热冲击。
图13显示弯曲设备600的示例性实施方式的侧视图,其没有显示设备的支撑框架。
在一种或多种实施方式中,一个或多个辅助加热元件200,701向加热的玻璃片505提供热流量,其足以在将加热的玻璃片从炉子出口转移到弯曲设备入口开口605过程中将加热的玻璃片粘度保持为约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011.5泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊。在各种实施方式中,其中可基于玻璃片的质量、玻璃片的移动速度和/或转移区的尺寸,来决定热流量。
在一种或多种实施方式中,当移动进入和/或通过弯曲设备600时,平坦玻璃片可在多个支架90上漂浮。平坦玻璃片进入阴弯曲模型650以上且与之对齐的位置时可减缓平坦玻璃片的向前移动,其中支架可同步地减缓玻璃片505的向前移动以及阴弯曲模型650的垂直移动,从而当玻璃片505完全停止时,阴弯曲模型650从支架抬升玻璃片505。在其中支架是以顺序方式设置的一系列辊筒从而至少大多数玻璃片重量和表面积停留在多个辊筒上的一些实施方式中,辊筒可通过合适的驱动机械装置(例如,链条,轴,伺服电机等)来驱动,如本领域所理解,且当玻璃片已经移动进入弯曲设备预定距离时减缓它们的转动,从而使玻璃片505减速。在阴弯曲模型650一端处的凸起可提供固定位置和表面,当抬升玻璃片时,玻璃片贴着该表面停止。在其中支架可为支撑至少大多数玻璃片重量和表面积的气体轴承的一些实施方式中,可通过制动机械装置来减缓或停止玻璃片的向前移动。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650包括弯曲模型结构部件652,654,656,658,其形成与阳模模型相对的具有中央部分和周界部分的环,其中阴弯曲模型650接触表面和阳模接触表面构造成和尺寸化来具有弯曲玻璃制品的预期形状。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650可进行加热,其中加热可通过可操作地结合到且热接触阴弯曲模型650的一个或多个阴弯曲模型加热元件690来实现。在各种实施方式中,阴弯曲模型加热元件690可为陶瓷,电线或本技术领域所公知的其它加热元件。
在各种实施方式中,阴弯曲模型650将上升来在形成阴弯曲模型650的一个或多个结构部件或肋条的上部表面的至少一部分上接收玻璃片505。其中结构部件中的至少一些是弯曲的,以具有所需最终形状的弯曲玻璃片,平坦玻璃片。
图14显示从设备入口侧面的弯曲设备600的示例性实施方式的透视图。
在图14中,为了清楚以及更清楚地显示所示的组件,有些组件没有显示,例如没有显示内部支架592以更清楚地显示阴弯曲模型650的弯曲模型结构部件652,654,656,658和中空空间659的特征,在成形操作过程中,加热的平坦玻璃片将进入该中空空间659且通过阳弯曲模型630来变形。
在一种或多种实施方式中,阴弯曲模型650可在环的至少中间部分或中央部分提供中空空间659,其构造成和尺寸化来当通过加热的阳弯曲模型630变形时接受加热的玻璃片505和加热的阳弯曲模型630的至少一部分。
在一种或多种实施方式中,可以使具有连续变化的柱塞速度的柱塞(ram)可操作地与阳弯曲模型630结合,其中柱塞可以增加的速度将阳模元件从完全回缩的位置移动在阳弯曲模型表面635和薄玻璃片505表面之间具有约5mm空隙的位置,且以降低的速度将阳弯曲模型630从在阳模部件的接触表面和薄玻璃片表面之间具有约5mm空隙的位置移动到完全延伸的位置以形成弯曲的玻璃制品,且其中柱塞在达到完全延伸的位置之后逆转阳弯曲模型630的方向。
在一种或多种实施方式中,柱塞将阳弯曲模型630从完全延伸的位置移动到在阳弯曲模型630的接触表面和阴弯曲模型650的支撑表面之间具有约5mm的空隙的位置,其中因为向界面施加真空,弯曲的玻璃制品粘合到阳模元件的接触表面,且破坏真空来释放弯曲的玻璃制品。
在一种或多种实施方式中,离开弯曲设备成形区的薄玻璃制品具有最终和所需的形状。
图15显示玻璃制造系统510的示例性实施方式的横截面视图,其包括辅助加热元件700和下游辅助加热元件752。用于制备弯曲的玻璃的示例性玻璃制造系统510可包括炉子550,弯曲设备600(也称作弯曲工位),和冷却设备900(也称作淬火部分)。玻璃制品可从炉子550运输到弯曲设备600来成形,然后运输到冷却设备900来冷却。辅助加热元件700提供热量来在玻璃基材进入弯曲设备用于弯曲操作时保持玻璃基材的温度。辅助加热元件可如结合图1-14所述来设置和构造。下游辅助加热元件752设置在弯曲设备下游且在冷却设备900或淬火工位上游。下游辅助加热元件752可类似于辅助加热元件700进行设置和构造。在炉子550和弯曲设备600之间,和/或在弯曲设备600或弯曲工位和冷却设备900或淬火工位之间,可存在转移区。转移区还可位于炉子550之前,用于将玻璃制品装载进入玻璃制造系统510,和在冷却设备900或淬火工位之后来移出成品玻璃制品。
除了在本文所述的位置中提供辅助加热元件以外,根据一种或多种实施方式,可在任何中间部分设置辅助加热元件,其中玻璃可在运输过程中经历热损失,从而保持玻璃温度,例如实现成功的玻璃回火。在一种或多种实施方式中,辅助加热元件可位于炉子退火窑出口处,在退火窑或炉子传送器以上,和就在玻璃进入淬火的入口之前,在运输传送器以上或以下,以及在炉子出口和开始淬火之间的任意其它中间部分处,其中玻璃可在运输过程中经历热损失。在一种实施方式中,在弯曲或成形部分之间和在淬火部分之前提供下游辅助加热元件或加热器,在具体实施方式中,在系统中不存在额外的辅助加热元件。在淬火工位之前设置下游辅助加热器或加热元件对于下述厚度的玻璃片而言是有用的:0.1mm-2.5mm,例如0.1mm-2.4mm,或0.1mm-2.3mm,或0.1-2.2mm,或0.1mm-2.1mm,或0.1-2.0mm,或0.1mm-1.9mm,或0.1-1.8mm,或0.1mm-1.7mm,或0.1-1.6mm,或0.1mm-1.5mm,或0.1-1.4mm,或0.1mm-1.3mm,或0.1-1.2mm,或0.1mm-1.1mm,或0.1-1.0mm,或0.1mm-0.9mm,或0.1-0.8mm,或0.1mm-0.7mm,或0.1-0.6mm,或0.1mm-0.5mm,或0.1-0.4mm。在一种或多种实施方式中,可使用温度传感器系统,例如高温热电偶,来精确控制辅助加热元件中的每一种,从而保持所需的玻璃温度来促进回火,但避免过热,其可导致与玻璃板过热相关的讨厌的光学变形。作为辅助加热元件的替代,它们可通过红外反射表面来取代,从而减少在各工位之间的玻璃热损失。
根据一种或多种实施方式,位于淬火工位上游的下游辅助加热元件提供使用设计来淬火更厚玻璃板的市售玻璃淬火系统来冷却弯曲的玻璃板的方法。通过对现已设备进行小改动且在没有不利结果的情况下,下游辅助加热元件752提供淬火比2.85mm常规最小厚度显著更薄的弯曲的玻璃板的能力。根据一种或多种实施方式,设备和方法提供用于玻璃光学改进的潜能。根据常规现有工艺,为了保持用于回火的所需玻璃温度水平,特别是对于更薄的玻璃板而言,有时必须“过度加热”玻璃基材。这种过度加热过程可导致不想要的或不可接受水平的光学变形。根据一种或多种实施方式,可将薄玻璃板加热和保持在温度范围,以避免过度加热变形。
利用玻璃温度数据采集工具来量化在淬火工位之前提供下游辅助加热元件752对薄玻璃的益处,从而示例化辅助加热器对减缓热损失和实现在总体更低加工温度下操作的效果。使用0.7mm厚(Gorilla)玻璃来进行测试,其太薄以至于不能用于空气淬火;这个测试确认了辅助加热元件的效果。在相同线速度(250mm/秒)下进行两个测试,且调节炉子温度和淬火来获得相似的零件质量,通过形状和光学变形特征来评估。这两个测试的结果证明了辅助加热器的下述效果:基本上将玻璃温度保持具有4℃损失直到开始淬火冷却(以及所述损失中的2.5℃在最后的0.4秒中,其通过加热元件),在没有辅助加热器的情况下,玻璃一旦不再在加热区域中时就开始显示12℃的温度损失,且继续该温度损失直到其中淬火冷却开始的点。这两个测试还显示了在更低温度下加工玻璃的能力(在这个实施例中,更冷31.6℃)。
最终弯曲的玻璃制品可具有下述玻璃厚度:0.1mm-约1.5mm,或约0.1mm-约1.4mm,或约0.1mm-约1.3mm,或约0.1mm-约1.2mm,或约0.1mm-约1.1mm,或约0.4mm-约1.0mm,或约0.1mm-约0.9mm,或约0.1mm-约0.8mm,或约0.1mm-约0.7mm,或约0.1mm-约0.6mm,或约0.1mm-约0.5mm,或约0.1mm-约0.4mm。
在一种或多种实施方式中,玻璃制品可具有下述范围的长度和宽度:30.5cm×约30.5cm(12英寸×12英寸)到约50.8cm×101.6cm(20英寸×40英寸),或到约121.9cm×127cm(48英寸×50英寸),或到约127cm×183cm(50英寸×72英寸)。虽然通过两维的形式描述了玻璃制品,但应理解玻璃制品可具有各种形状,包括四边形(例如矩形、正方形、梯形等),在两个方向上具有尺寸的三角形,例如沿着平面的两个不同侧面或轴线,或可具有可以通过半径和/或长轴和短轴长度来描述的非矩形形状(例如,圆形、椭圆形、卵形、多边形等),其中非矩形形状可与矩形形状相关,其对应于在垂直方向上的两个最大的尺寸,例如从矩形片材将其切割出来时所测定。玻璃制造系统510及其组件可合适地构造和尺寸化来加工具有预期尺寸的玻璃制品。应理解,玻璃制造系统510的模块和组件可进行放大来容纳更大和更小的玻璃制品。
本公开的方面还涉及成形玻璃制品的方法。方法的各种实施方式包括将平坦玻璃片添加进入支撑平坦玻璃片周界至少一部分的加热环,所述平坦玻璃片具有两主要面以及在它们之间的约0.1mm-约1.5mm,或约0.1mm-约1.5mm的厚度,且具有约1x109.9泊-约1x1012.6泊的粘度。贴着阳模模型的弯曲的表面来撞击平坦玻璃片的主要表面,从而将平坦玻璃片变形成弯曲的玻璃制品。可将弯曲的玻璃制品转移到冷却环,并往返穿梭到另一种设备用于后续加工。
方法的一种或多种实施方式涉及在炉子中加热玻璃制品直到玻璃具有约1x109.9泊-约1x1012.6泊的粘度,在一个或多个支架上将玻璃制品传送到弯曲设备以及在从炉子到弯曲设备的转移过程中将玻璃制品暴露于来自一个或多个辅助加热元件的热流量。方法还可涉及在弯曲设备的成形区之内减缓或停止玻璃制品,其中阴弯曲模型可啮合加热的玻璃制品的主要表面的周界部分并抬高玻璃制品来离开支架。所述方法还可涉及使与表面相反的加热的玻璃制品的主要表面接触阴弯曲模型,将阳弯曲模型和阴弯曲模型的曲率赋予加热的玻璃制品,同时使玻璃制品的周界部分保持在下述粘度:约1x1011.5泊-约1x1012.6泊且使玻璃制品的中央部分保持在下述粘度:约1x109.9泊-约1x1011泊。在各种实施方式中,玻璃制品的周界部分具有约1x109.9泊的粘度,且玻璃制品的中央部分具有约1x1011泊的粘度。阴弯曲模型表面和阳弯曲模型表面可构造和尺寸化来具有弯曲玻璃制品的预期形状。所述方法还可涉及从现已弯曲的玻璃制品回缩阴弯曲模型,同时因为施加的真空,玻璃制品保持接触阳弯曲模型的表面,且将弯曲的玻璃制品沉积到冷却环的顶部表面上。所述方法还可涉及将弯曲的玻璃制品从弯曲设备往返穿梭到冷却设备用于后续的热处理。
本公开的方面还涉及成形弯曲的玻璃制品的方法,所述方法包括将平坦玻璃片添加进入弯曲设备,所述平坦玻璃片具有两个主要面以及在它们之间的厚度以及约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊的粘度,在支撑平坦玻璃片周界至少一部分的阴弯曲模型中接收平坦玻璃片,使平坦玻璃片的一个主要面的至少一部分接触构造成接触平坦玻璃片至少一部分的阳弯曲模型表面,其中阴弯曲模型和阳弯曲模型表面将形状赋予进入平坦玻璃片,以及移动阳弯曲模型表面经过平坦玻璃片的平面来将平坦玻璃片变形成弯曲的玻璃制品。所述方法还可包括回缩阴弯曲模型,同时成形的玻璃片保持粘合到阳弯曲模型表面,以及在弯曲操作的至少一部分中移动或抬高辅助加热器来提供用于冷却环的空隙。
本公开的方面还涉及成形弯曲的玻璃制品的方法,所述方法包括将平坦玻璃片添加进入弯曲设备,所述平坦玻璃片具有两个主要面以及在它们之间的厚度以及约1x109.9泊-约1x1012.6泊,或约1x109.9泊-约1x1011泊的粘度,在支撑平坦玻璃片周界至少一部分的阴弯曲模型中接收平坦玻璃片,抬高阴弯曲模型来使平坦玻璃片的一个主要面的至少一部分接触构造成接触平坦玻璃片至少一部分的阳弯曲模型表面,其中阴弯曲模型和阳弯曲模型表面将形状赋予平坦玻璃片,当成形的玻璃片仍然粘合到阳弯曲模型表面时回缩阴弯曲模型,以及抬高辅助加热器来提供用于冷却环的空隙,其中加热元件驱动机械装置构造成为一个或多个辅助加热元件提供垂直移动的至少一个分量。所述方法还可包括将阴弯曲模型加热到足以将至少玻璃制品的周界粘度保持在约1x1012.6泊-约1x1011.5泊的温度。所述方法还可包括将通过加热的阴弯曲模型支撑的平坦玻璃片加热到一温度,在该温度下玻璃片的粘度足以实现平坦玻璃片弯垂,然后使阳弯曲模型表面的至少一部分接触平坦玻璃片的一个主要面的至少一部分。所述方法还可包括将冷却环往返穿梭进入在阳弯曲模型表面以下的位置,且将成型的玻璃片沉积到冷却环上。
本公开的方面还涉及通过如上所述的方法中的任一种成形的弯曲的玻璃制品,其中玻璃制品具有0.1mm-1.5mm的厚度。
可对本文所述的材料、方法和制品作出各种改进和变化。通过考虑本说明书和实施本说明书所述的材料、方法和制品,本文所述的材料、方法和制品的其他方面将是显而易见的。本说明书和实施例应视为示例。

Claims (61)

1.一种用于弯曲加热的玻璃片的设备,所述设备包括:
包括玻璃片接收端部的玻璃片弯曲工位,从而当玻璃片弯曲工位位于邻近上游炉子时,玻璃片弯曲工位接收从上游炉子传送的玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括玻璃片出口端部,和设置的弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,弯曲玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括任选的内部加热器来在接收端部和出口端部之间向玻璃片弯曲工位赋予热量;以及
邻近玻璃片弯曲工位的接收端部设置的辅助加热器,辅助加热器设置成当玻璃片离开炉子且传送进入玻璃片弯曲工位的接收端部时朝向玻璃片引导热量。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括设置在玻璃片弯曲工位的接收端部上游的炉子,所述炉子包括炉子热源和出口端部壁,所述出口端部壁具有当玻璃片离开炉子时面向玻璃片的底侧表面。
3.如权利要求2所述的设备,其特征在于,端部壁包括在端部壁上的端部壁加热器来在玻璃片离开炉子时朝向玻璃片引导热量。
4.如权利要求3所述的设备,其特征在于,端部壁加热器包括嵌入在端部壁底侧表面中的多个细长电阻加热元件。
5.如前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,辅助加热器包括安装到玻璃片弯曲工位的接收端部的多个加热元件。
6.如前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,辅助加热器包括安装到玻璃片弯曲工位的接收端部的一对加热元件,从而当把玻璃片传送到玻璃片弯曲工位时,在该对加热元件之间传送玻璃片。
7.如前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,玻璃片弯曲工位包括辊弯曲器,且弯曲部件包括设置的上部弯曲部件和下部弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,在上部弯曲部件和下部弯曲部件之间弯曲玻璃片。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,上部弯曲部件包括第一组横向隔开的倾斜辊且下部弯曲部件包括第二组横向隔开的倾斜辊,其中在第一和第二横向隔开的倾斜辊之间传送玻璃片。
9.如前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,玻璃片弯曲工位包括压制弯曲器,且弯曲部件包括设置的上部弯曲部件和下部弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,在上部弯曲部件和下部弯曲部件之间弯曲玻璃片。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,上部弯曲部件包括阳模,且下部弯曲部件包括阴模,阳模和阴模具有互补的成型表面。
11.如权利要求2所述的设备,其特征在于,还包括辊传送器,所述辊传送器设置成传送玻璃片穿过炉子且到达玻璃片弯曲工位的玻璃片接收端部。
12.如前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,还包括在弯曲工位下游的淬火工位,以及设置在弯曲工位和淬火工位之间的下游辅助加热元件。
13.一种用于弯曲加热的玻璃片的设备,其包括:
炉子,其包括传送器来将具有宽度的玻璃片穿过炉子从入口端部传送到出口端部;和
设置在炉子下游的玻璃片弯曲工位,玻璃片弯曲工位包括玻璃片接收端部,从而当从炉子传送玻璃片时接收玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括玻璃片出口端部,设置成在玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时弯曲玻璃片的弯曲部件;以及
邻近玻璃片弯曲工位接收端部设置的辅助加热器,辅助加热器设置成当玻璃片离开炉子且传送进入玻璃片弯曲工位的接收端部时朝向玻璃片引导热量。
14.如权利要求13所述的设备,其特征在于,炉子包括含有限定炉子内部的入口端部壁和出口端部壁的外壳,在入口端部壁和出口端部壁之间以向炉子内部引导热量的炉子热源,出口端部壁具有当玻璃片离开炉子时面向玻璃片的底侧表面。
15.如权利要求13或14所述的设备,其特征在于,玻璃片弯曲工位包括压制弯曲器或辊弯曲器,和任选的内部加热器来在接收端部和出口端部之间向弯曲工位赋予热量。
16.如权利要求13-15中任一项所述的设备,其特征在于,弯曲部件包括上部弯曲部件和下部弯曲部件,上部弯曲部件和下部弯曲部件设置成在把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时在它们之间弯曲玻璃片。
17.如权利要求13-16中任一项所述的设备,其特征在于,辅助加热器包括越过玻璃片宽度延伸的多个加热元件。
18.如权利要求13-16中任一项所述的设备,其特征在于,辅助加热器包括安装到玻璃片弯曲工位的接收端部的一对加热元件,从而当把玻璃片传送到玻璃片弯曲工位时,在该对加热元件之间传送玻璃片。
19.一种弯曲玻璃片的方法,包括穿过如权利要求1所述的设备传送玻璃片,以制备具有弯曲或弄弯表面的玻璃片。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,玻璃片具有小于1mm的厚度。
21.一种弯曲玻璃片的方法,包括穿过如权利要求13所述的设备传送玻璃片,以制备具有弯曲或弄弯表面的玻璃片。
22.如权利要求19所述的方法,其特征在于,玻璃片具有0.1mm-1.5mm的厚度。
23.一种弯曲玻璃片的方法,该方法包括:
传送玻璃片穿过邻近玻璃片弯曲工位设置且具有炉子内部的炉子,炉子包括在炉子入口端部壁和炉子出口端部壁之间的内部以及内部加热器,所述内部加热器加热内部和在穿过炉子传送玻璃片时加热玻璃片;
将玻璃片传送到玻璃片弯曲工位,其在一对弯曲部件之间将弯曲力施加到玻璃片;以及
在玻璃片离开炉子内部之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,将辅助热量施加到玻璃片。
24.如权利要求23所述的方法,其特征在于,在炉子端部壁处提供辅助热量。
25.如权利要求23所述的方法,其特征在于,在玻璃片移动通过炉子出口端部壁之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,提供辅助热量。
26.如权利要求24所述的方法,其特征在于,在玻璃片移动通过炉子端部壁之后且在进入玻璃片弯曲工位之前,提供辅助热量。
27.如权利要求23-26中任一项所述的方法,其特征在于,玻璃片弯曲工位包括压制弯曲器或压制辊筒。
28.一种用于加工加热的玻璃片的设备,其包括:
传送器,所述传送器用于穿过炉子把玻璃片从入口端部传送到出口端部以及传送到淬火部分;
炉子包括限定炉子内部的入口端部壁和出口端部壁,炉子包括在炉子内部中的炉子热源,且出口端部壁具有当玻璃片离开炉子时面向玻璃片的底侧表面;和
在炉子端部壁上的辅助加热器,所述辅助加热器用于在玻璃片离开炉子时在玻璃片处引导热量,从而在传送玻璃片经过炉子内部之后保持玻璃片的温度。
29.如权利要求28所述的设备,其特征在于,还包括淬火部分来在将玻璃片传送经过炉子端部壁之后冷却玻璃。
30.如权利要求28或29所述的设备,其特征在于,还包括位于炉子内部中的弯曲工位。
31.一种弯曲玻璃制造系统,其包括:
包括炉子出口开口的炉子,其中炉子构造成提供具有下述粘度的加热的玻璃片:约1x109.9泊-约1x1012.6泊;
弯曲设备,其包括构造成和尺寸化来允许通过来自炉子的加热的玻璃片的弯曲设备入口开口,允许在成型之后通过来自弯曲设备的加热的玻璃片的弯曲设备出口开口,以及在弯曲设备入口开口和弯曲设备出口开口之间的加热的阳弯曲模型;和
位于炉子出口开口和弯曲设备入口开口之间的一个或多个辅助加热元件,其中一个或多个辅助加热元件构造成向加热的玻璃片提供热流量,足以在将加热的玻璃片从炉子出口转移到弯曲设备入口过程中将加热的玻璃片粘度保持为约1x109.9泊-约1x1012.6泊。
32.如权利要求31所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,一个或多个辅助加热元件是可移动的,且构造成在弯曲操作的至少一部分过程中抬高。
33.如权利要求32所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,还包括在弯曲设备入口开口和弯曲设备出口开口之间的加热的阴弯曲模型,其中加热的阳弯曲模型与阴弯曲模型对齐,且加热的阴弯曲模型构造成在成形操作过程中移动接触玻璃片的至少一部分。
34.如权利要求33所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,加热的阴弯曲模型包括形成环的一个或多个弯曲模型结构元件,所述环具有面向阳弯曲模型的一个或多个接触表面和在至少环的中间部分中的开口,其构造和尺寸化来接受当通过加热的阳弯曲模型变形时的加热的玻璃片的一部分。
35.如权利要求34所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,加热的阴弯曲模型还包括可操作地与一个或多个弯曲模型结构元件结合的一个或多个加热元件,其构造成将至少加热的玻璃片周界的支撑部分保持在下述粘度:约1x1012.6泊-约1x1011.5泊。
36.如权利要求32-35中任一项所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,弯曲设备还包括加热元件驱动机械装置,其固定到弯曲设备且可操作地与一个或多个辅助加热元件结合,其中加热元件驱动机械装置构造成为一个或多个辅助加热元件提供垂直移动的至少一个分量。
37.如权利要求36所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,加热元件驱动机械装置包括电机和构造成产生转动到线性移动的机械联动装置,构造成产生线性移动的机械线性致动器,或构造成产生线性移动的气动线性致动器,其中机械联动装置和驱动器,机械线性致动器或气动线性致动器可操作地与一个或多个辅助加热元件结合。
38.如权利要求37所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,弯曲设备还包括连接到加热元件驱动机械装置的可移动外壳,且其中可移动外壳保持且为一个或多个辅助加热元件提供功率连接。
39.如权利要求36所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,还包括可操作地与冷却设备结合的冷却环,其中冷却环构造成在弯曲设备成形区之内的接收位置和冷却设备之内的冷却区之间移动,且加热元件驱动机械装置构造成向辅助加热元件提供足够的垂直移动,从而为冷却环移动进入成形区之内的接收位置提供足够的空隙。
40.如权利要求31-39中任一项所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,弯曲玻璃制造系统还包括一个或多个支架,其构造成以约100mm/秒-约800mm/秒的速度将加热的玻璃片从炉子出口开口推进到弯曲设备入口开口。
41.如权利要求31-40中任一项所述的弯曲玻璃制造系统,其特征在于,还包括加热的气体轴承,其中一个或多个辅助加热元件位于一个或多个支架以下,且加热的气体轴承位于一个或多个支架以上,其中一个或多个支架构造成在加热的玻璃片离开炉子出口开口和移动到弯曲设备入口开口时支撑加热的玻璃片,且加热的气体轴承提供进入在加热的气体轴承和加热的玻璃片之间的间隙的加热气体的流动,从而贴着加热的玻璃片主要表面施加气体压力。
42.一种用于从薄玻璃片制备弯曲的玻璃制品的玻璃弯曲设备,其包括:
输入端部和输出端部,其中输入端部和输出端部构造成和尺寸化来允许通过薄玻璃片;
环,所述环包括等于或大于2的多个弯曲模型肋条以及一个或多个加热元件,其中所述多个弯曲模型肋条构造和尺寸化来支撑薄玻璃片的周界,且一个或多个加热元件中的至少一种可操作地与肋条之一结合;以及
包括阳模型体的阳弯曲模型,其具有含中央部分和周界部分的接触表面,设置在阳模型体之内且热接触接触表面的多个阳弯曲模型加热元件,其中将接触表面的中央部分加热到比接触表面的周界部分更高约30℃-约100℃的温度。
43.如权利要求42所述的玻璃弯曲设备,其特征在于,还包括含有环的阴弯曲模型,所述环具有与阳模部件相对的含有中央部分和周界部分的接触表面,其中阴弯曲模型表面和阳弯曲模型表面构造成和尺寸化来具有弯曲的玻璃制品的预期形状。
44.如权利要求43所述的玻璃弯曲设备,其特征在于,阳弯曲模型还包括在阳弯曲模型表面中的多个开口,其提供用于向在阳弯曲模型表面和薄玻璃片主要表面之间形成的界面施加真空的空气通道。
45.如权利要求42-44中任一项所述的玻璃弯曲设备,其特征在于,薄玻璃片具有下述厚度:0.1mm-1.5mm。
46.如权利要求31-41中任一项所述的设备,其特征在于,还包括在弯曲设备下游的淬火工位,以及在弯曲设备和淬火工位之间的下游辅助加热元件。
47.一种弯曲设备,其包括:
弯曲设备入口开口,其构造成和尺寸化来允许通过玻璃制品;
弯曲设备出口开口,其构造成和尺寸化来在成型之后允许通过玻璃制品;
阴弯曲模型,其设置在弯曲设备入口开口和弯曲设备出口开口之间的成形区中;
阳弯曲模型,其设置在弯曲设备入口开口和弯曲设备出口开口之间的成形区中,其中加热的阳弯曲模型与阴弯曲模型垂直地对齐;和
加热元件驱动机械装置,其固定到弯曲设备且可操作地与辅助加热器结合,所述辅助加热器包括在可移动外壳中的一个或多个辅助加热元件。
48.如权利要求47所述的弯曲设备,其特征在于,加热元件驱动机械装置构造成提供一定范围的移动,其中移动的至少一个分量是垂直的。
49.如权利要求48所述的弯曲设备,其特征在于,加热元件驱动机械装置构造成提供约125mm-约356mm的辅助加热元件的垂直移动。
50.如权利要求47-49中任一项所述的弯曲设备,其特征在于,阴弯曲模型加热元件可操作地与阴弯曲模型结合,且构造成提供足够的热量,来将至少玻璃制品周界的粘度保持为约1x1012.6泊-约1x1011.5泊。
51.如权利要求50所述的弯曲设备,其特征在于,还包括可操作地与阴弯曲模型结合的热传感器,以及在通讯路径上与热传感器电气通讯的控制器,其中阴弯曲模型具有接触和支撑玻璃制品周界的表面,且热传感器构造成测量至少接触玻璃制品周界的表面的温度。
52.如权利要求47-51中任一项所述的弯曲设备,其特征在于,阳弯曲模型包括阳弯曲模型表面,其构造成接触玻璃制品的至少一部分,其中将阳弯曲模型表面的中央部分加热到比阳弯曲模型表面的周界部分更高约30℃-约100℃的温度。
53.一种成形弯曲的玻璃制品的方法,所述方法包括:
将具有两个主要面和在它们之间厚度且粘度为约1x109.9-约1x1011泊的平坦玻璃片添加进入弯曲设备;
在加热的阴弯曲模型中接收平坦玻璃片,其支撑平坦玻璃片周界的至少一部分;
使平坦玻璃片的一个主要面的至少一部分接触阳弯曲模型表面,其构造成接触平坦玻璃片的至少一部分,其中阴弯曲模型和阳弯曲模型表面将形状赋予平坦玻璃片;以及
移动阳弯曲模型表面经过平坦玻璃片的平面,以将平坦玻璃片变形成弯曲的玻璃制品。
54.如权利要求53所述的方法,其特征在于,还包括当成型玻璃片仍然粘合到阳弯曲模型表面时回缩阴弯曲模型;以及抬高辅助加热器来提供用于冷却环的空隙。
55.如权利要求53或54所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将阴弯曲模型加热到足以将至少玻璃制品的周界粘度保持在约1x1012.6泊-约1x1011.5泊的温度。
56.如权利要求54所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将通过加热的阴弯曲模型支撑的平坦玻璃片加热到一温度,在该温度下玻璃片的粘度足以实现玻璃制品弯垂,然后使阳弯曲模型表面的至少一部分接触玻璃制品的一个主要面的至少一部分。
57.如权利要求56所述的方法,其特征在于,所述玻璃制品包括钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。
58.如权利要求55所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将冷却环往返穿梭进入在阳弯曲模型表面以下的位置,且将弯曲的玻璃制品沉积到冷却环上。
59.一种通过权利要求53-58中任一项所述的方法形成的弯曲的玻璃制品,其具有下述厚度:0.1mm-1.5mm。
60.一种用于弯曲加热的玻璃片的设备,其包括:
包括玻璃片接收端部的玻璃片弯曲工位,从而当玻璃片弯曲工位位于邻近上游炉子时,玻璃片弯曲工位接收从上游炉子传送的玻璃片,玻璃片弯曲工位还包括玻璃片出口端部,和设置的弯曲部件从而当把玻璃片传送进入玻璃片弯曲工位时,弯曲玻璃片;
设置在弯曲工位下游的淬火工位;以及
至少一个辅助加热器,其设置在下述的一个或两个位置处:(1)邻近玻璃片弯曲工位的接收端部,辅助加热器设置成当玻璃片离开炉子且传送进入玻璃片弯曲工位的接收端部时朝向玻璃片引导热量,和(2)在弯曲工位下游且在淬火工位上游。
61.如权利要求60所述的设备,其特征在于,所述设备包括在弯曲工位下游且在淬火工位上游的下游辅助加热器,且不存在邻近玻璃片弯曲工位接收端部的辅助加热器。
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