包括加热回路和冷却回路的用于弯曲玻璃片材的模具 |
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| 申请号 | CN202180003860.9 | 申请日 | 2021-06-24 | 公开(公告)号 | CN114206460A | 公开(公告)日 | 2022-03-18 |
| 申请人 | 法国圣戈班玻璃厂; | 发明人 | C·马楚拉; P·普罗丘勒; J·佩莱捷; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于通过压制来弯曲玻璃片材（1）的全模具（3），玻璃片材（1）被带到 变形 温度 ，所述模具（3）包括弯曲表面（43、52），所述模具（3）包括分布在模具（3）中的电加热回路（21）和分布在模具（3）中、由冷却 流体 流经的冷却回路（20），加热回路位于弯曲表面（43、52）和冷却回路（20）之间。根据本发明的模具（3）可以容易地调节成具有完全均匀的弯曲表面（43、52）温度。所述模具（3）特别适于对厚度至多等于2.1 mm的玻璃进行弯曲。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于通过压制来弯曲玻璃片材或叠置的多个玻璃片材（1）的全模具（3），所述玻璃片材或所述叠置的多个玻璃片材（1）被称为玻璃，所述玻璃被带到变形温度，所述模具（3）包括弯曲表面（43、52），所述模具（3）包括分布在所述模具中的电加热回路和分布在所述模具中、由冷却流体流经的冷却回路（20），所述加热回路位于所述弯曲表面（43、52）和所述冷却回路（20）之间。 |
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| 说明书全文 | 包括加热回路和冷却回路的用于弯曲玻璃片材的模具技术领域[0001] 本发明涉及一种用于弯曲玻璃片材的全模具（forme pleine），被带到变形温度的玻璃片材抵靠该模具被压制（presser）以便被弯曲，本发明还涉及一种包括所述模具的用于弯曲和冷却玻璃片材的装置，以及一种使用所述模具或所述装置用于弯曲玻璃片材的方法。 背景技术[0002] 已知使用包括以下步骤的方法生产弯曲的玻璃片材：‑通过使玻璃片材以单独状态在辊床上通过而在炉中将玻璃片材加热到平面状态下的变形温度，然后‑从炉中取出玻璃片材，并且一旦将它们从炉中取出，就将它们放置在上部弯曲模具下，下部框架升高每个片材以将其抵靠所述上部模具进行压制，并赋予片材所需的形状。 [0003] 然后，以这种方式弯曲的玻璃片材被重新放置在传送机上或释放到冷却框架上，以被运输到冷却站（例如回火站或半回火站）。 [0004] 这种技术被认为是一种“冷”技术，该表述意味着弯曲站位于加热室的外部。因此，弯曲发生在工厂车间的环境空气中，而不是在炉中。对弯曲工具的位置的掌控比在热技术的情况下（在大约750℃的具有弯曲模具的炉中弯曲）简单，但是，另一方面，弯曲方法是与时间的赛跑，因为一旦玻璃片材离开炉，它就会冷却，则方法的调节就变得棘手。 [0005] US‑4,872,898说明了这种“冷”技术。压制框架是不连续的，以便能够横跨辊床，玻璃片材最初被放置在辊床上。压制后，压制框架再次下降到低于辊床的水平，从而将玻璃片材重新放置在所述辊床上。然后辊再次开始移动，以将玻璃片材传送到回火站。 [0006] 根据另一种变型，压制框架下降，但是上部模具通过抽吸构件抵靠压制框架保持玻璃片材，该抽吸构件包括在所述模具的与玻璃片材接触的表面中的抽吸孔。然后将冷却框架定位在上部模具下方，然后停止抽吸，从而将片材释放到冷却框架上，冷却框架然后将其带到冷却区中。 [0007] WO02/06170‑A1和WO2016/156735‑A1描述了这种技术的变型。US2010/0050694‑A1进一步公开了提供用于加热或冷却弯曲模具的构件。 [0008] 弯曲工具（例如上部弯曲模具）通常由钢制成，因为这种材料能非常好地承受其所经受的温度，即700至800℃。然而，钢是一种重材料，并且在弯曲过程中模具的重复竖直位移需要强大的、昂贵的且消耗能量的升高机器，当待压制的片材是大的时，这个问题更加尖锐。 [0010] 已经观察到，对于这种类型的模具，用于接收玻璃的表面处的热量分布强烈变化，大的交换表面导致模具的拐角非常脆弱，并且在模具弯曲表面的外围区域和中心区域之间观察到大的温度变化。因此，非常难以控制所实施的温度，尤其是弯曲表面的温度的均匀性。 发明内容[0011] 本发明涉及一种用于通过压制来弯曲玻璃片材或叠置的多个玻璃片材的全模具，所述玻璃片材或叠置的多个玻璃片材被称为玻璃，所述玻璃被带到变形温度，所述模具包括弯曲表面，所述模具包括分布在模具中的电加热回路和分布在模具中、由冷却流体流经的冷却回路，加热回路位于弯曲表面和冷却回路之间。 [0012] 根据本发明的弯曲模具是整体组件，电加热回路和冷却回路分别结合到所述模具中，布置在模具内部，使得加热回路位于弯曲表面和冷却回路之间。 [0013] 即使模具可以设有抽吸孔，根据本发明的弯曲模具仍被称为“全”的，因为玻璃主面的所有区域（中心区域、外围区域）都与该弯曲模具接触。术语“全”的使用表示模具不是仅在其外围与玻璃产生接触的框架型的模具。 [0014] 根据本发明的模具可以是凹的或凸的。它可以被布置成使得其弯曲表面向上定向，在这种情况下，玻璃来至其上方以便被弯曲。它可以被布置成使得其弯曲表面向下定向，在这种情况下，玻璃来至其下方以便被弯曲。 [0015] 加热回路和冷却回路在整个弯曲表面附近分布在模具内部，目的是基本上遍布弯曲表面产生和保持相同的温度。 [0017] 这种材料是有利的，因为它比钢轻得多，导热很好，且易于加工。铝的使用使得可以快速地竖直驱动模具，而不需要功率很强的机动机构，并且即使对于大尺寸的玻璃、特别2 是主表面积大于1 m的玻璃也是如此。 [0018] 因此，模具的弯曲表面可以具有小于或等于1 m2的面积，但是也可以具有大于1 m2的面积。 [0019] 在“冷”弯曲的情况下，有利的是能够给到模具的这种高速竖直位移，因为玻璃一离开炉就迅速冷却，并且有用的是，在炉外部的模具可以快速移位，从而与玻璃相遇，以便使其弯曲。 [0020] 由铝制成的根据本发明的模具在弯曲过程中在低于350℃甚至低于300℃的最高温度下升高。在相比于在热环境中与不锈钢模具一起使用的温度低得多的温度（“冷”环境）下使用根据本发明的模具使得可以更好地控制温差。 [0021] 为了限制热损失，模具的侧边缘有利地设有绝热体（例如3至10厘米厚），在俯视图中，该绝热体形成包围弯曲表面的带。 [0022] 该绝热体能够是矿棉。模具的轮廓由包含绝热体的外壳封闭。在模具的上部部分上，绝热体的覆盖物有利地补充了包围组件的绝热体。得益于绝热作用，与模具的热交换主要通过弯曲表面限制于玻璃，因此最大程度地减少了热损失。 [0023] 有利地，模具的弯曲表面超出待弯曲的片材周边的边缘若干厘米，例如1 mm至100 mm，特别是30 mm至80 mm。这使得可以围绕模具放置更多的绝缘体，并且这使玻璃的边缘远离围绕模具的冷环境。因此，在模具的外围（特别是在拐角中），冷点较少。 [0024] 加热回路通常包括多个电阻，所述电阻通常是直的。冷却回路通常包括由冷却流体（通常是水）流经的至少一个管道。管道可以由铜或不锈钢制成。 [0025] 通常，模具包括块状金属部分，弯曲表面通过加工所述块状金属部分而形成，电加热回路包括电阻，电阻容纳在所述块状金属部分中所钻出的孔中，并且模具还包括呈腔体形式的部分，称为“腔体”，冷却回路放置在该腔体中，所述腔体相对于弯曲表面放置在加热回路上方。因此，模具的结构遵循以下竖直顺序：弯曲表面，然后是加热回路，然后是用于冷却回路的腔体。至少一个槽可以有利地在与弯曲表面相对的一侧上形成在所述块状部分中，以便在其中容纳冷却回路。该槽改善了冷却回路和块状金属部分之间的热交换。 [0026] 管道能够呈蛇形，以便基本上到达腔体中的任何地方，即基本上作用在整个弯曲表面上。 [0027] 然而，有利地，冷却回路不太集中在模具的外围，而是稍微更集中在模具的中心，并且这是为了防止外围的过度冷却。该蛇形物可以在模具中形成至少两个往返部，且优选至少三个往返部，且优选至少四个往返部，特别是五个往返部。 [0028] 为了加热回路和冷却回路在模具中的良好分布，在俯视图中，冷却回路有利地与加热回路相交至少五次，且优选至少十次，甚至至少二十次。 [0029] 为了对弯曲表面的温度具有快速作用，加热回路有利地靠近弯曲表面，并且尽可能地遵循该表面的曲线。因此，电阻可以是直的并且相对于水平方向具有倾斜度，所述倾斜度使得电阻端部中的一者可以比假设电阻是水平的情况更靠近弯曲表面。 [0030] 模具可以设有孔和抽吸系统，孔通向弯曲表面，该抽吸系统能够抽吸空气使空气穿过所述孔，目的是抵靠所述弯曲表面压制或保持玻璃。穿过块状金属部分的导管可以通向弯曲表面，所述孔经由导管连接到抽吸系统。 [0031] 抽吸可用于弯曲玻璃和/或保持玻璃，同时冷却框架被放置到位以接收玻璃，然后将其带到冷却区中。 [0032] 用于接收冷却回路的腔体也可以用作真空室。通向弯曲表面的孔在另一侧通向腔体，并且整个腔体处于真空状态。 [0033] 模具可以仅包括由腔体形成的一个抽吸室，弯曲表面的所有孔与该抽吸室连通。然而，为了提高抽吸时的密封性，可以提供两个不同的抽吸区；在压制时保持玻璃并防止玻璃从模具脱离的外围抽吸，以及通过模具的弯曲表面提供玻璃的适当成形的中心抽吸。 [0035] 抽吸孔的直径例如可以在从2到6 mm的范围内。在外围区，从一个孔到下一个孔的距离例如可以在从20到100 mm的范围内。这些外围孔例如可以位于距玻璃边缘从5到40 mm的范围内的距离。在外围区以内的区域（称为中心区域）中，从一个孔到下一个孔的距离可以例如在从80到240 mm的范围内。在该区域中，孔可以特别地以交错的方式布置。 [0036] 本发明还涉及一种用于通过压制来弯曲玻璃片材或叠置的多个玻璃片材的装置，所述玻璃片材或所述叠置的多个玻璃片材被称为玻璃，所述玻璃被带到变形温度，该装置包括根据本发明的模具，以及用于传送玻璃的构件，特别是辊床，其能够传送玻璃以便将其面向弯曲表面放置。 [0037] 该装置可以包括调节系统，该调节系统被构造为特别是在连续运行模式下保持弯曲表面的温度基本恒定且均匀。 [0038] 根据本发明的模具的构造允许精细地调节弯曲表面的温度，该弯曲表面具有小的温差，这尤其使得能够加工较薄的玻璃，较薄的玻璃对弯曲表面的温度变化更敏感。得益于模具的结构，温度的调节可以是高度响应的并非常快速地校正温度变化。 [0039] 由铝制成的根据本发明的模具比不锈钢模具轻得多，这允许更快的调节，它的轻便性也允许生产大尺寸的模具，有可能获得弯曲表面的更好的温度均匀性（与不锈钢模具相比）。 [0040] 分布在模具中的冷却回路允许更好地调节温度，且从而允许更好地控制温度变化。 [0041] 该装置能够包括反模具，其包括用于玻璃的接触表面，该接触表面的轮廓与所述模具的弯曲表面的轮廓互补，模具和反模具能够彼此靠近或彼此远离，从而能够在它们之间压制玻璃。 [0042] 通常，反模具的用于玻璃的接触表面是压制玻璃外围的环，所述环能够是连续的或不连续的。特别地，反模具能够设有能够加热它的加热装置。反模具的这种加热补充了模具中的加热，这在调节施加到玻璃上的温度方面提供了更大的灵活性。 [0044] 该装置可以包括冷却框架，其能够面向弯曲表面放置。得益于其抽吸系统，根据本发明的模具在上部位置保持玻璃，然后抽吸被停止，弯曲的玻璃被释放到冷却框架上，然后冷却框架将其带到冷却区中。 [0045] 该装置可以包括炉，其能够将玻璃加热到变形温度。传送构件能够将玻璃传送通过所述炉，并将其从炉中取出，然后将其面向弯曲表面放置。 [0046] 该装置可以包括允许降低或升高弯曲模具的机构。 [0047] 特别地，为了在模具下面放置冷却框架，可能需要的是要能够升高模具。因此，如果模具是上部弯曲模具，则它可以朝向玻璃下降，然后接管玻璃，使玻璃弯曲，然后将它释放到合适的传送装置上，该传送装置适于将它带到冷却区中。 [0048] 特别地，为了进行弯曲，在模具下降期间，反模具可以上升以升高玻璃，然后在模具和反模具之间压制玻璃。接下来，模具可以再次上升，反模具下降，模具通过其抽吸系统保持玻璃，然后冷却框架经过玻璃下方，抽吸被停止，然后玻璃被释放到冷却框架上，然后冷却框架将其带到冷却区中。 [0049] 根据本发明的模具特别适合于弯曲薄玻璃，即厚度可以至多为2.1 mm，甚至至多为1.6 mm，特别是厚度在1 mm至1.6 mm范围内的玻璃。特别地，这种薄玻璃有利地以单个片材的状态弯曲。 [0050] 玻璃可以具有小于或等于1 m2的主表面积，但是也可以具有大的主表面积，特别2 是大于1 m。 [0051] 本发明还涉及一种用于弯曲和冷却玻璃片材或叠置的多个玻璃片材（称为玻璃）的方法，所述玻璃片材或所述叠置的多个玻璃片材被称为玻璃，所述方法包括将玻璃加热至其变形温度，然后通过抵靠根据本发明的模具或根据本发明的装置的模具的弯曲表面压制玻璃来弯曲玻璃，然后冷却玻璃。 [0052] 根据本发明的模具特别适合于单独的玻璃片材（因此不是叠置的玻璃片材的堆叠）的“冷”弯曲，弯曲表面包括凸曲线并处于上部位置，即其弯曲表面向下定向（如图1所示）。 [0053] 在弯曲之后，可以在冷却区中通过吹送空气来冷却玻璃片材，以便对其进行热强化，这种冷却可以是半回火或回火。 [0054] 在连续运行模式下，有利地由冷却回路的作用来确保调节，加热回路是被持续供电的、或甚至是停止的。 [0055] 实际上，已经观察到，在使用由铝制成的模具的“冷”弯曲的情况下（由铝制成的模具的温度从不超过350℃，且优选地从不超过300℃），当玻璃离开炉时，其温度高于550℃，玻璃加热模具而模具冷却玻璃（从而有助于使其凝固），使得在连续运行模式下，已经证明没有必要大大地加热模具，并且由加热回路进行的加热甚至可以停止。 [0056] 因此，冷却回路的调节足以在整个弯曲表面上保持恒定和均匀的温度。因此，由于模具中的加热主要用于速率增加阶段，直到达到连续运行模式，因此显著节约了热量。因此，电加热回路的适度的加热功率（即每平方米弯曲表面10至20千瓦）足以保证模具的正确运行。 [0057] 根据本发明生产的弯曲玻璃片材可用于生产车辆的玻璃窗，特别是道路车辆（汽车、长途汽车、公共汽车、卡车等）的玻璃窗。它们可以作为单独的片材安装在车辆上，或者在安装到车辆上之前组装成层压玻璃窗。附图说明 [0058] ‑ 图1是示意性地示出根据本发明的弯曲装置的示例性实施例的透视图，并且特别图示了用于这种装置的弯曲模具；‑ 图2是示出根据本发明示例性实施例的模具的俯视图，并且其进一步图示了加热回路和冷却回路、包围弯曲表面的绝热构件以及通向弯曲表面的两个系列的抽吸孔，其中加热回路和冷却回路分布在模具中； ‑ 图3是示出根据图2的示例性实施例的模具的透视图，并且其更具体地示出用于绝热体的外围凹部，以及用于冷却回路的槽，该槽是在模具上表面中被加工的，该槽在这种情况下是呈蛇形的； ‑ 图4是模具的截面图，其部分地示出根据图3的模具，并且其图示了模具的块状金属部分和呈腔体形式的部分，其中块状金属部分包括用于电阻的钻孔，冷却回路容纳在呈腔体形式的部分中； ‑ 图5是模具的截面图，其示出根据本发明的示例性实施例的模具，并且其图示了具有两个室的抽吸回路，两个室能够分别地被控制。 具体实施方式[0059] 图1示出了弯曲装置，根据本发明的模具特别适合该弯曲装置。 [0060] 在辊床2上传送单独的平坦的玻璃片材1，以将它们一个接一个地带到根据本发明的上部弯曲模具3下方，所述模具是全的，并且其弯曲表面是凸起的并且向下定向。 [0061] 平坦的玻璃片材1刚刚离开炉，该炉已经使其达到其变形温度。在炉后经过短的路程后，玻璃片材位于三个辊4上。这些辊4被环形的用于进行压制的反模具5限制住，该反模具5位于水平传送平面下方，而玻璃片材1还没有位于上部弯曲模具3下方。 [0062] 当玻璃片材1在上部弯曲模具3下方处于最佳位置时，则反模具5上升以接管玻璃片材1，并将其抵靠上部弯曲模具3进行压制。有利地，上部模具3也可以向下移动，以接触待压制的所述片材。 [0063] 接下来，反模具5可以再次下降，并将弯曲的玻璃重新放置到辊4上，所述玻璃能够在辊4的延续部分（未示出）上继续行进到冷却区。 [0064] 根据另一种变型，反模具5再次下降，但是得益于通过上部模具弯曲表面中的孔所施加的抽吸，玻璃仍处于由上部模具3承载的状态。然后，冷却框架（未示出）经过玻璃下方，抽吸被停止，弯曲的玻璃被释放到冷却框架上，然后冷却框架将其带到冷却区中。 [0065] 图2以俯视图示出了根据本发明的模具。 [0066] 看到呈蛇形的冷却回路20，其包括五个往返部（aller/retour）（五个弯成肘形的部分26，应当理解，一个往返部的“返回部”（retour）可以用作相邻的往返部的“去往部”（aller））。 [0067] 在该冷却回路20（这里，所涉及的是上部弯曲模具）下方是加热回路，其包括九个电阻21。这两个回路基本上布置成遍布在模具中，并且在俯视图中相交超过二十次（作为示例，参见交点22、23）。 [0068] 模具还包括通向弯曲表面的两个系列的抽吸孔：一个系列的孔24在外围，而一个系列的孔25在中心区域。 [0069] 模具的周边包括带27，带27包含绝热体（基本上占据影线区域），例如矿棉，外壳28在外部封闭该带。 [0070] 图3以透视俯视图示出了根据本发明的模具。弯曲表面是向下定向的，并且是不可见的。 [0071] 因此，看到块状金属部分的上表面30，该表面与此处不可见的弯曲表面相对。该表面30也是腔体的下表面，冷却回路（不可见）可以容纳在该腔体内。在表面30中制成了呈蛇形的槽32，以便能够在其中容纳冷却回路，该冷却回路也是呈蛇形的。 [0072] 区别出通向弯曲表面的两个系列的抽吸孔：一个系列的孔33在外围，而一个系列的孔34在中心区域。 [0073] 区别出在模具的侧壁中的外围凹部35，其能够接收绝缘材料，例如矿棉。然后，该绝缘体被外壳包围，以便通过侧向地环绕它来封闭模具。 [0074] 图4示出了根据本发明的模具的截面侧视图。 [0075] 上部模具3包括块状金属部分40和呈腔体形式的部分41，其中已经制造出钻孔42，以便在其中容纳电阻。 [0076] 有利地，钻孔42从模具的外围到中间平面总体地延伸到块状金属部分40中（见图2）；因此，用于电阻的所述钻孔42不会从一侧到另一侧地穿过上部模具3。 [0077] 电阻通常是直的，并且相对于水平方向倾斜，以便更好地跟随弯曲表面43。实际上，容纳在钻孔42中的电阻的所述倾斜度允许其一端比假定电阻是水平的且穿过上部模具3的情况更靠近弯曲表面43。 [0078] 有利地（并且与延伸穿过整个模具3的直电阻相比），使用较短的电阻21（见图2）（较短的电阻因此有可能在钻孔42中倾斜）使得能够减小块状金属部分40的厚度，特别是在包围中间平面的中心区域中的块状金属部分40的厚度，这有助于获得较轻的模具3。 [0079] 在块状金属部分40的上表面45中形成凹陷的槽44，该表面与弯曲表面43相对。 [0080] 图5以侧视图示出了根据本发明的模具，其详细示出了具有两个室的抽吸回路，这两个室能够分别地被控制。为了简化附图，加热回路和冷却回路未示出。 [0081] 第一室50占据了位于块状金属部分51上方的腔体的大部分，该块状金属部分51的下表面已经被加工以形成凸形弯曲表面52。 [0082] 该室将其真空连通到通孔53，通孔53通向弯曲表面的中心区域。通过隔板55与第一室隔开的第二室54将第二室将其真空连通到布置在弯曲表面的外围区域中的通孔56。 |
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