玻璃板的传送和弯曲设备的制作方法

专利名称：玻璃板的传送和弯曲设备的制作方法
背景技术：
发明领域本发明总体涉及玻璃板的压制弯曲设备，具体涉及设有可互换组合件的压制弯曲设备，该互换组合件由下部压制件及互锁的传送机构成。弧形的传送辊子装在连续的外周压制弯曲环内，使得传送辊子的外端部紧邻于压制弯曲环以支承加热变软的玻璃板。
相关技术概述玻璃板传送和弯曲设备用于大量生产汽车工业中及其它方面所用的曲面或弯曲的玻璃板。在大量生产操作时，玻璃板一般一个接一个地沿辊子式传送机的水平路径传送通过生产加工线。生产加工线上的具体操作包括将玻璃加热到其软化温度、将玻璃弯曲到要求的形状和最后控制冷却已弯曲的玻璃板，以便玻璃板退火或回火。
玻璃板在穿过加热炉时被加热到软化点，然后玻璃板由传送机送到成形或弯曲区域，在此区域玻璃板被准确地成形为要求的形状。成形后的玻璃板被输送到冷却台，在该台进行可控的冷却而被回火或退火。
用于成形加热软化玻璃的主要工艺包括辊压成形、压制成形和重力成形。在滚压成形时，将加热的玻璃板置于一组成形辊子的顶部上进行传送，或放在上面一组成形辊子和下部一组成形辊子之间，该辊子啮合玻璃而进行成形。压制弯曲涉及将玻璃板定位在弯曲设备的互补的上、下成形件之间。然后用下部压制件啮合正确取向的玻璃板的下部边缘部分，并升高传送机辊子而在压制件的互补成形表面之间压制到准确的预定曲率。在重力成形中，可利用重力使加热的玻璃板弯曲到与框架或一组成形辊子的形状一致。
为适合汽车使用，平玻璃板必需准确成形到由车窗口的形状和轮廓确定的曲率。另一个重要要求是，窗玻璃必须满足严格的光学要求，而且应没有光学缺陷和反射畸变，这些缺陷和畸变可能妨碍通过玻璃的观察区进行观察。
在过去若干年期间，汽车公司已规定使用较薄的玻璃板作为汽车的侧窗，以此作为一种减少汽车总重量的一个方法。薄的玻璃板由于保温差别而在成形和回火时造成一些问题，并且不能在加热之后获得和保持要求的玻璃板形状。
随着玻璃板厚度的减小，散热速度增加，并且在离开炉子的加热气氛时和在相对冷却的成形步骤期间，初始加在薄玻璃板上的热量很快散发掉。如果玻璃冷却太快，则玻璃不能保持充分的柔软以便进行有利和正确的弯曲，而且玻璃板不能保持退火所必需的热量。如果为保持要求的温度而使玻璃板过热，则玻璃板变得极端柔软，而伴随着难于控制形变并易于弯曲超过所要求的形状、超出规定的高精度公差。过热倾向于产生热斑、滚压畸变、滚压纹、麻点、边缘凹凸以及其它相关问题而使加工出的玻璃板的表面质量下降。另外，汽车上的应用不需要弯曲窄小的矩形玻璃板和非矩形的玻璃板。
在弯曲玻璃板时，简单的弯曲是沿一条单一的轴线弯曲玻璃板，该轴大体横向于传输线。在将玻璃板弯曲成复杂的形状时，压制成形设备必须具有纵向和横向弯曲轴线。
玻璃工业需要改进的玻璃弯曲设备，这种设备可以以高效方式加工薄玻璃，同时又可尽量减小玻璃质量的下降。弯曲玻璃的问题之一是在弯曲设备中定位和弯曲玻璃而玻璃不发生畸变或下垂。在玻璃弯曲到要求的形状以后，在将玻璃传送到加工过程中的冷却步骤(退火或回火)时必须进行适当的支承。
关于滚压成形玻璃的方法和设备已提出许多专利，包括采用准直的压力辊子的专利，在此压力辊子中，使凹形辊子和凸形辊子配成对。美国专利No.3 701 664、3 3856 499、3 871 855、3 891 420、3 929441、3 934 996、3 992 181、4 043 783(Frank)和3 869 269(Knapp)公开滚压成形设备，这些设备能够将一系列分立传送的玻璃板成形为简单的形状或具有均匀和非匀曲率半径的复杂形状。
Johnson等的美国专利No.4 123 246说明一种玻璃板的成形，方法是将一系列玻璃板从倾斜配置的一组固定的圆筒形传送辊子上传送到交替配置的成一定形状的转动的固定成形辊子上。
Wilhelm的美国专利4,218,232公开一种玻璃板的成形，方法是将运动的玻璃板升高到第一组转动的成形辊子的上面，该成形辊子可以在相邻的固定圆柱形传动辊子之间横向向上运动，从而滚压啮合玻璃下表面足够长的时间以成形玻璃。在此方法中，在玻璃成形期间不触及玻璃的上表面。
在先有技术中公开的压制弯曲设备已公开若干种压制成形和传送辊子的结构，以便在将玻璃板从炉子传送到压制弯曲设备时定位、弯曲和传送该玻璃板。Ritter的美国专利No.3 338 695公开一种连续周边的压制弯曲环及一组配置在下模之开口环轮廓线内的支承辊子。开口环配置在支承辊子外周边的稍下方。在玻璃于上、下模的连续环之间被弯曲之前和之后，该辊子将加热的玻璃板支承在水平面上。但辊子在压制弯曲设备中不完全支承加热的玻璃板。
为了在正确进行弯曲所必须的高度加热的柔软状态下对玻璃板进行支承，Revells等人的美国专利No.3 905 794建议使用大体弧形的可绕其自身轴线转动的传送辊子。各个传送辊子包括不转动的内芯件和可绕该内芯件转动的外套。传送辊子在玻璃板弯曲之前和之后以其全长支承加热的玻璃板。辊子在适当时间可与玻璃板脱开，以防止在玻璃板和传送辊子之间产生摩擦运动，凹形环由许多包括端杆的扇形件形成。
美国专利No.4 047 919公开一种压制弯曲设备，该设备具有分段下部成形轨道和用以传送玻璃板的成形辊子。另外，在该压制弯曲设备中公开了在压制弯曲区域的补充加热装置。该传送辊子是凹形的，与已加热软化的弯曲玻璃板的曲率互补。各个辊子的凹入部分被设计成比玻璃板的横向宽度短，从而可以避免摩擦啮合邻接较宽前缘的横向侧面部分。
美国专利No.4 670 036说明一种连续的成形环及装在支承座上的许多辊子。这些辊子位于成形环的内侧和外侧，用于支承玻璃板。加热的玻璃板从炉中传送到成形辊子上，当玻璃板输送到进行压制弯曲的位置时，该玻璃板弯曲下垂而与成形辊子的形状一致。
在Enk等人的美国专利No.4 872 898中说明了可移动的压制弯曲设备。轨道横向于生产线配置在压制弯曲区域，位于炉子和回火用的冷却台之间。为尽量减小模式的转换时间，在生产线上使用两个或多个压制弯曲区段。当使用一个压制弯曲区段时，利用所需要的传送辊子和弯曲件离线安装第二压制弯曲设备。在需要进行模式转换时，从生产线上卸下第一压制区段，然后在线地定位第二压制区段，从而尽量减小损失的生产时间。
Borer等人的美国专利No.5 004 492说明另一种形式的压制弯曲区段及可以进行垂直往复运动的连续周边成形轨道。在压制弯曲区段，传送辊子经改形在成形轨道的外侧形成短辊子、独立的辅助辊子装在成形轨道内侧。
在Rueter等人的美国专利No.5 286 271中公开了不同的模结构。连续环形成模的下部分，并从传送机升高玻璃以啮合上部真空模。一旦当玻璃板被成形，连续环下降。玻璃板由真空固定靠在上模上。上模通过架空梁移动而将已成形的玻璃板搁置在相邻的传送机上以便进一步加工。
美国专利No.5 292 356公开了一种将玻璃板压制弯曲到很大曲率的设备。上部压制模部件装在特殊的构件上以便于压制模部件作往复运动。辅助板适合于承载各种压制件。
在Neuendorf的美国专利No.5 297 669中公开另一种最近的压制弯曲设备，该设备具有加工玻璃板的反向弯曲曲率的辊子。压制弯曲设备中的辊子在其各个端部具有U形部分，以提供连续的成形轨道。具有U形端部的辊子所出现的难题之一是要围绕玻璃的四周边缘对加热的玻璃板提供充分的支承，以防止玻璃的下垂。
还没有一个专利公开连续周边的压制弯曲环，它与许多配置在该环内的凹形辊子连用。还需要额外改进压制弯曲设备的加工件构形和结构，以改进压制弯曲操作的生产效率和玻璃质量。
发明概述本发明提供一种成形加热软化玻璃板的压制弯曲设备。该压制弯曲设备被设计为用在标准的压制弯曲操作中。平板玻璃被加热并用传送机输送到该压制弯曲设备中。
压制弯曲设备的传送系统包括凹形辊子，使得玻璃板在上、下模之间进行弯曲操作时倾向于下垂而达到与辊子形状一致。下部压制件是连续的压制弯曲环，围绕玻璃板的四周边缘形成对玻璃板的支承，该环限制了下垂的问题。
凹形辊子装在驱动轴上，位于压制弯曲环的内侧。当玻璃板进入压制件之间的压制弯曲位置或从该位置移出时，压制弯曲环被置于凹形辊子外边缘下面的凹陷位置。一旦当玻璃板正确地置于上、下模之间时，下模的压制弯曲环便升高，使玻璃板升离传送机并与上模的成形表面形成压制啮合，一旦玻璃板成形，压制弯曲环便下降到凹陷的位置，使得已成形的玻璃板可以移出压制弯曲设备，然后下一个玻璃板进入该设备。内部辊子的凹形形状对已成形的玻璃板提供最大的支承，从而防止下垂，直至输送到进行玻璃板回火或退火的冷却区域。
在一个单一的压制弯曲设备中安装两条生产线可以增加生产率。这种生产设备特别适合于生产车的侧窗，可以同时弯曲左、右侧窗。在双生产线中，模件和加工件可从通常位置转90°度，使得玻璃板可以以窄引导边缘传送。双生产线中的侧窗玻璃可以在单线模结构中成形较大前挡风窗和后窗所用的同一炉子和冷却系统中进行加工。
通过转动加工件90°角并采用凹形内辊子，将玻璃板摆动的问题减小至最小。具有纵向弯曲轴的玻璃板将平滑地移到凹形辊子上，这与横向弯曲轴相反，横向弯曲轴将导致玻璃板在辊子上“摆动”。转动加工件的另一好处是减小了弯曲玻璃所需要的温度。一旦已弯曲的玻璃离开弯曲设备和进入冷却区段、鼓风风头管可以靠近玻璃配置，这样便可减小冷却玻璃所需的气体压力。
位于压制弯曲环里面的辊子的凹形颈缩结构所提供的支承距玻璃板四周边缘小于1英寸。在采用圆柱形辊子时，距已成形玻璃板边缘若干英寸的位置便不受到支承，因而用传送机传送已成形的玻璃时可能会产生下垂。即使成形辊子与“潜到下面”(“duck under”)的扇形件一起应用(美国专利No.5 297 669)，下垂也是一个问题，因为沿已成形玻璃的边缘未受到支承。凹面辊子装在驱动轴上并锁定就位。
压制弯曲设备的下模装在底架上，以便于装上和卸下作为整个组件的下模。下模包括将模件从压制弯曲设备的支架上升起的提升装置。当下模升离支架时，下模便与压制弯曲设备的传送机连锁，从而可同时卸下下模件和传送机。在某个时候可以将每种模式的弯曲玻璃所用的特殊模件和传送机组装成一个组合单元，然后按照生产操作的需要将整个的组合单元装在压制弯曲设备的支架上和从该支架上卸下来。
本发明的目的是提供一种改进的辊子传送系统和压制弯曲环结构，以尽量减小已成形玻璃的下垂和质量降低。
本发明的另一目的是提供一种提升装置或其它的定位装置，使得压制弯曲设备可以作为一个单元移动。可以使用多个单元，使得安装工作，包括拆卸和安装压制弯曲设备中的下部压制件组件单元的工作可以离线完成，同时用第二压制弯曲设备进行生产。
本发明的另一目的是提供双生产线，使得一次可成形两块玻璃板。对于较小的侧窗玻璃板，本发明的压制弯曲设备可以同时弯曲两片玻璃。双生产线用于生产汽车侧窗的左、右玻璃板是特别有效的。
附图简述以下参照附图详细说明优选实施例，从这些说明本领域的技术人员可以明显看出本发明的上述优点和其它优点，其中

图1是部分切去的侧视立视图，示出配置在玻璃加热炉和玻璃回火台之间的弯曲设备和本发明的玻璃板支承和传送设备；图2是大体沿图1的2-2线截取的放大俯视平面图，示出传送辊子和下部压制件的成形轨道之间的关系；图3是沿图2的3-3线截取的部分截面局部放大图，示出传送辊子的驱动装置；图4是沿图2的4-4线截取的部分截面的立视图，用虚线示出在传输时升高的下部压制件；图5是大体沿图2的5-5线截取的放大截面图，示出辊子梁和固定在安装轨道上的传送辊子驱动轴的安装；图6是大体沿图2的6-6线截取的放大截面图，示出将安装轨道固定在辊子梁上的T形螺母；图7是透视图，示出处于操作位置的压制弯曲设备的下部压制件，图中省去角柱、辊子梁和下部台板；图8是在成形环中的凹面传送辊子的部分被切去的局部截面放大立视图，示出将辊子连接于驱动轴的连接件细节；图9是沿图8的9-9线截取的辊子的部分截面立视图；图10是沿图9的10-10线截取的连接件的截面图。
优选实施例描述现在参考附图，附图1-2示出用于弯曲汽车用窗玻璃的压制弯曲设备10。弯曲玻璃板12的加工设备包括将玻璃板12加热到其软化温度的炉子14；压制弯曲设备10；用于回火或退火玻璃的冷却台(未示出)。
在包括炉子14的加热区段，玻璃板12以可控方式被常规加热，并且顺序地在对准的传送辊子16上传送通过炉子14。加热到弯曲温度的玻璃板12通过炉子14后端壁上的开口20送出炉子并用预成形的传送辊子18传送到压制弯曲区段。
压制弯曲设备10包括大体为平行六面体的支架，该支架包括直立的角柱22，这此角柱的顶部和底部由纵梁24和横梁26相互连接以形成箱形的刚性结构。压制弯曲设备10包括传送系统28，该系统与预成形传送辊子18准直，使得可以传送由预成形传送辊子18送来的玻璃板12并使其定位而进行弯曲。下面将要详细说明，压制传送系统28用于在弯曲之后支承和传送玻璃板12，在弯曲后玻璃板仍处于在不受支承时便容易变形和下垂的温度下。
上部凸出压制件30和下部凹入压制件32装在压制弯曲设备10的支架内，它们可以彼此相向和背向地往复运动。上、下压制件30和32具有相对的互补成形表面，该表面与平板玻璃12拟弯曲成的曲率一致。
上部压制件30包括用于支承模件36的底架34，模件36具有向下的大体为凸形的成形表面38，该成形表面赋与玻璃板12所要求的曲率。成形表面38的外形和曲率由赋予玻璃板12的具体曲率和外形决定。可以设想上述模件36包括连续的成形表面，或轮廓线形或环形结构的周缘成形轨道。
载带上模件36的底架34固定在上台板40上，该台板例如借助于伸出螺旋提升器44的轴42悬挂在水平梁24上。螺旋提升器44由驱动轴46连接于驱动单元48。操作驱动单元48便同步地驱动螺旋提升器44，从而使上部台板40和由其载带的上部压制件上升或下降，由此可以选择操作位置。上部压制件30在生产操作开始时定位于固定位置并保持在该位置，或者上部压制件30在弯曲周期中可以在静止的位置和压制弯曲的位置之间上升和下降。
下部压制件32包括固定在多层底架52上的轮廓线形或环形成形件50，并且底架52和成形件由许多可调节的安装柱54分隔开。柱54的长度可以调节，以使成形环达到要求的位置。成形环50其轮廓与要弯曲的玻璃板12一致，并且在其上表面具有大体凹形的与上部件成形表面38互补的成形表面56。下面详细说明成形环50及其与弯曲传送系统28和底架52结构的关系。
底架52支承在可以垂直往复运动的下部台板58上。导向装置60形成在角部，用于使下部台板58沿着由角柱22构成的准确的垂直路径移动。下部台板58被制作成可通过装在安装支架62上的流体驱动器64进行垂直运动，该安装支架62由另一个纵向梁24或装在构架中间的横梁26支承。流体驱动器64的活塞杆66固定在台板58上，以便上升和下降台板58。活塞杆66可以使下部压制件32和其载带的成形环50在位于传送辊子68下面的成形环的下降位置和位于该辊子上面的成形环的上升位置之间上升，以便使已加热的玻璃板12从辊子68上上升，使玻璃板12压靠在上部压制件30上并压在互补的成形表面38和56之间，从而将玻璃板压制到所要求的曲率。弯曲后，活塞66退回，使成形环50下降到传送辊子68的下面并将已弯曲的玻璃板放在该辊子上，以便在传送辊子70上传送到相邻冷却台。
侧向间隔开的定位止动件72适当地配置在传送玻璃板12的路径上，以便止动玻璃板12并使其相对于压制件30、32准确就位于所要求的位置。各个止动件72固定于流体驱动器76的活塞杆74。驱动器76操作可使止动件72在上部位置和下部位置之间按时间顺序上升和下降，该上部位置在弯曲传送系统28的上面并位于玻璃板12在辊子68上的运动路径中，而下部位置则位于该系统28的下面。
在各个操作周期中，玻璃板12的运动速度由马达控制系统(未示出)控制，使其与正在玻璃板12上进行的操作同步。在三个操作周期的各个操作周期中用于控制传送速度的变速马达均连接于马达控制中心，使得改变马达速度的任何调节(即降低炉子传送机速度以增加玻璃温度)将实现其它传送区段的速度变化的相应调节，以保持相应的速度变化成比例。
对于压制弯曲设备10的传送系统28，图3所示的传动驱动器80用于驱动驱动轴78，辊子68装在该轴上。驱动轴78的各个端部和其中部由轴承82支承。采用变速马达84、减速机构86和环形驱动链88来驱动连接于三个预成形传送辊子18的小齿轮90和连接于短轴94的驱动小齿轮92，由此可以驱动在同步皮带机构96上的输入齿轮。第一同步皮带机构96的输出用于驱动传送驱动轴中的一根轴78A。第二同步皮带机构98用于转动地驱动压制弯曲设备10中的其余轴78。
图4-7更详细示出装在下部台板58上的下部压制件32。平台100构成与下部台板58连接的标准装置。适配板102用螺栓连接于平台100。然后将各生产线的底板104固定在适配板102上。许多垂直间隔件106用于将辅助板108支承在底板104上，这样便形成一个提升装置，该提升装置由底板104和辅助板108之间的一对孔110限定。柱54和驱动器76装在辅助板108上。
孔110的尺寸可以插入叉车的叉子112(图4的虚线示出)并由该叉子举起来，叉车可以用来举起下部压制件32(与台板58脱开连接时)，以便于将下部压制件32装在压制弯曲设备10上和从该设备上将其卸下来。另外，下部压制件32包括一对装在适配板102上的端壁114。在该端壁的上缘上形成圆形凹槽或槽口114，用于在安装和卸下下部压制件32和弯曲传送系统28期间容纳和支承传送驱动轴78。
弯曲传送系统28独立地装在压制弯曲设备的角柱22上。通常根据具体压制的弯曲玻璃来设计压制弯曲辊子68和下部压制件32，并且该辊子68和压制件32只能用来生产这种模式的玻璃。因此，带辊子68和下部压制件32的弯曲传送系统28虽然独立地装在压制弯曲设备10上，但它们也可以同时装在压制弯曲设备10上和从该设备上卸下来，并可以作为一个单元贮放，以备随后使用。
弯曲传送系统28安装在辊子梁118上，该梁由支承臂120(图2和4-7)固定在角柱22上，两个支承臂120焊接在压制弯曲设备10各个侧的角柱22上。支承臂120垂直伸向角柱22，其形状大体为矩形。然后将两个辊子梁118平行地焊接在或栓接在支承臂120的上表面上。辊子梁118保持在压制弯曲设备10的固定位置。辊子梁118包括纵向的沿辊子梁118的全长延伸的倒置的T形槽口122。
支承传送驱动轴78的轴承82固定于安装轨道或导轨124，该导轨又装在辊子梁118上。安装轨道124包括位于其底表面上的凸出部126，以便使轨道124与倒置的T形槽口122准直。止动表面包括用于将相应凸耳装在轴承82的安装座130上的凹槽128。轴承82用螺栓132固定在轨道124上。两个安装轨道124用安装螺栓134和T形螺母136固定于两个辊子梁118。
两个横杆138连接于安装轨道124上的支架140。横杆138增加了额外的刚性并保持将安装轨道124固定在辊子梁118上时的准直。当安装轨道124与辊子梁118脱开连接并将下部压制件32和传送机28装在设备10上或从该设备上卸下时，将轴78固定在端壁114的槽口116中。轴承82紧靠端壁114的外表面，使得传送机28不会沿任何方向移动，并且该传送机固定在下部压制件32上以便于贮存。
如图4所示，叉车的叉子112将首先啮合辅助板108以便升高下部压制件32。在经过短的垂直上升之后，叉子112还将啮合横梁138，从而同时升高连锁在一起形成上述单一组件的下部压制件32和传送机28。
压制弯曲设备10装在可调节的轮142(图1)上，使得整个压制弯曲设备10可以从生产线上卸下来并换下类似的具有适合于弯曲玻璃板12的压制弯曲传送机28、上部压制件30和下部压制件32的设备。在更换整个压制弯曲设备时，只需要拆开最少数目的驱动器和控制部件，用一个压制弯曲设备10取代另一个设备，然后重新连接上驱动器和控制部件，最后相对于生产线的炉子和冷却单元准直和调平压制弯曲设备。通过离开生产线安装和测试输送辊子和成形部件，所以通常可以节省大量生产时间。
压制弯曲设备10可以包括用于准直和调平所用的可调节轮子和调平支承件。在美国专利No.4 872 898中公开的定中和调平装置在此引入作为参考。
在生产厂中，采用在生产线横方向上延伸的轨道来使第一压制弯曲设备滚动离开生产线，并使适于生产所需弯曲玻璃板而安装的第二压制弯曲装置滚动回到生产线中的位置。一旦压制弯曲设备滚离生产线，便可以接近下部压制件32上的孔110，因而便可以用叉车从设备10上升高下部压制件32和传送机28并将不同的组合件安装在设备10上。
压制弯曲传送机28、上部压制件30和下部压制件32的组装、准直和调试是相当费时和费力的。一旦可用于生产，这种组合件通常作为一个完整的组合件来保持和贮存。在只有有限数目的弯曲玻璃生产模式的生产操作中，可以保存各模式的独立的压制弯曲设备10。
在生产大量的弯曲玻璃模式的生产操作中，一般最好只保持各个模式的组合件(上部压制件30和传送机下部压制组件28、32。小组合件可以贮存在轨道上，然后在生产操作需要时再装到压制弯曲设备10的支架结构上。因此在生产厂中一般只需要两个或三个支架结构以及带有上、下台板40、58和有关定位驱动设备的角柱22、梁24、26和辊子梁118)。在生产线上使用一个压制弯曲设备10的同时可以在第二压制弯曲设备10上安装下一个预定生产模式用的上部压制件30和压制传送机-下部压制件28、32，以备插入生产线。
在更换上部压制件30时，使基架34和上部台板40脱开栓接。基架34包括具有调节柱144的基板146，该调节柱144调节上部模件36的构形。基板146是结构件，用于升高和移动上部压制件30。可以用叉车或其它提升装置将上部压制件30从压制弯曲设备10上卸下来并插入不同的上部压制件。
下部压制件32和压制传送机28可以作为一个单元装在压制弯曲设备10上和从该设备上取下来。如上所述，下部压制件32固定于下部台板58，而包括辊子68和轴78的压制传送机28则固定于辊子梁118。图7示出处于操作位置的下部压制件32和压制传送机28，就象这些组合件已完全固定并处在生产操作中一样。如上所述，一旦设备10从生产线上卸下来、下部压制件32与台板58脱开连接且传送机28的安装轨道124与辊子梁118脱开连接，便可以使叉车叉子伸入孔110而将下部压制件升高，直到安装轨道124从辊子梁118上升起且轴78支承在端壁114的槽116中。下部压制件32和传送机28可以作为一个组合单元卸下来并贮存，然后将合适的组合件单元装在压制弯曲设备10中，以便随后将组合单元10滚入生产线上。一旦上部压制件和带有传送机28的下部压制件32已经组装、调试而准许用于生产中，则在随后的生产中保持这种质量水平是相当容易的。
由于汽车厂家采用相当准时的传送系统以及由于为了降低成本使生产停工时间尽可能减小，所以汽车窗玻璃的制造者必须具有高效、可靠、高质量的而且成本低的更换生产模式的装置，这是相当重要的事情。使用两个或多个带有由可互换压制部件30、32和传送机28构成的组合件的压制弯曲设备10提供了这种可能性。
用压制弯曲设备10达到所需质量的关键因素之一是下部压制件32之下部环形件50与传送机28之辊子68的构形以及它们之间的关系。由于汽车侧窗玻璃的厚度从0.25英寸减小到0.118英寸(3mm)或更小，因而克服玻璃板12下垂和其它性能降低的问题变得更为复杂。
在较早的压制弯曲设备中，与下部压制件一起用于支承和传送玻璃板的压制弯曲传送辊子是直径均匀的沿玻璃板传送路径横向延伸的直辊子。一系列辊子配置在下部压制件的连续开口环的范围内，并安装在横向于玻璃板路径延伸的轴上。在玻璃板弯曲之后，该辊子不对已弯曲玻璃板的外周边提供任何支承，因而在用薄玻璃板时便造成下垂的问题。
随后的发展包括应用挠性的辊子，该辊子容易形成为在压制弯曲后放在其上的弯曲玻璃板的曲率，该辊子具有弧形的中间部分，这些部分在弯曲前位于一个共同的平面上，以便支承玻璃，然后可以向下转动，形成与弯曲玻璃板的曲率互补的支承表面，以便从下部压制件接收弯曲的玻璃板。在这些随后的辊子构形中，环形结构的下部压制件利用了环形成形轨道，该轨道至少部分地由许多头尾相连配置成所需构形的区段部分构成。成形轨道之区段部分的相邻端部隔开足够大的距离，以使成形轨道在压制弯曲周期中升高和下降下部压制件期间可以在相邻辊子之间穿过。
随着在汽车上应用具有不规则构形或复杂结构的玻璃板，又出现另外一些问题，即横向延伸的辊子可能与成形轨道倾斜相交或以锐角相交。结果是，成形轨道上要求穿过常规直辊子所需的间距或间隙增大到受热软化的无支承薄玻璃可能下垂进入间隙而不能获得合格形状的程度。
由于分段的成形轨道引起玻璃下垂的问题，所以已经开发出应用连续构形成形轨道的辊子系统，以提供对玻璃板外周的无间断的支承。在美国专利No.5 004 492中提供分开的单独辊子，用于在成形轨道的内侧和外侧支承和传送玻璃板。特殊的轴结构和驱动装置装在成形轨道的下面、位于内、外辊子之间。
在美国专利No.5 292 256和5 297 669中公开另一种辊子结构。凹面辊子从炉子的出口端到进入压制弯曲区域具有逐渐增加的曲率，该辊子逐渐预成形玻璃，随后才在上、下压制件之间弯曲玻璃。另外，压制辊子在其各个端包括U形部分，当轨道位于下降位置时，该U形部穿过下部压制件的成形轨道的下方。美国专利No.5 292 356的图3示出这种辊子的U形部分(“下潜”辊子)和由于玻璃板的弯曲边缘缺乏支承而引起的可能的下垂问题。
在本发明中，预成形传送辊子18是异形的，它由内部的空心固定芯部件148和可转动地套在其上的外部挠性承载套筒150构成。在美国专利No.3 05 794中公开和说明了这种异形的辊子，其在此引入作为参考。如图7所示，本发明的预成形传送辊子18包括两个异形部分152。可以应用曲率逐渐增加的异形辊子18来导入压制弯曲设备10，以便预成形玻璃板12。成形后的异形辊子70具有类似结构和构形，用于将已弯曲的玻璃板从压制弯曲设备10传送到用于冷却已弯曲玻璃12的相邻加工台。
芯部件148用不锈钢管或其它类似材料制作。传送辊子18的芯部件148的一端伸出可转动的套筒150之外并由适当的安装装置156固定在结构支架的安装轨道124上而不能转动。芯部件148的另一端由可转动的卡环158固定在相对的安装轨道124上。外套筒150还由连接件160固定在可转动的卡环158上。如上所述，驱动小齿轮90的转动引起传送辊子18的外套筒150以可控方式转动。
压制弯曲设备10的传送机28包括可转动地连接在安装轨道124之间的平行轴78。装在轴78上的这组辊子68配置在下部压制件32的环形成形轨道50的内部。各个传送辊子68用适当的材料例如铝制作。辊子68可以挖空形成内孔162(图8)，这可以减小由轴78支承的辊子68的重量，在更换下部压制件32和传送机28的结合件时，这也减小了要提升的重量。
如图8所示，各个辊子68具有沙漏形状，使得辊子68的端部分164具有高度h。辊子68从端部分164向内到辊子68的中心具有逐渐减小的横截面，从而在前视图中形状大体为凹面的曲面支承表面166其曲率与受热变软的已弯曲玻璃板12的曲率互补。该支承表面对已弯曲的玻璃板12形成极好的支承，从而防止玻璃板在送出压制弯曲设备10期间下垂而超出其要求的形状。
辊子68端部分164的高度h必须大于环形成形轨道50的厚度。这种关系可将成形环50形成为连续环，并且在玻璃板12进入和送出压制弯曲设备10时仍然可以将成形轨道50移出玻璃板的传送路径。通过将图8所示的位于玻璃板12的外边缘和端部分164的外边缘之间的距离减小到最小，所以可以减小或消除下垂现象。成形轨道50尽可能靠近端部分164安装，以尽量减小距离d。
利用分段环形成形轨道的先有技术压制弯曲设备在环上具有间隙，该间隙导致受热软化的玻璃下垂进入间隙区域。先有技术的连续环压制弯曲设备也具有下垂的问题，因为辊子不能对玻璃板的周缘提供需要的支承。例如，具有上述连续环的潜入式传送辊子其距离d约为5英寸，而在本发明中该距离d约为1英寸或更小。另外，沙漏形的辊子68可使支承表面166在辊子68转动时可以连续地支承玻璃板12。
如图8所示，辊子68由适当材料168覆盖，从而保护已弯曲玻璃板12的表面。材料168必须是耐热的，而且还要有足够柔性，以避免在已弯曲玻璃板12的表面上形成痕迹。适合的材料是由特拉维州Wilmington的E.I.duPont de Numours & Co.公司售卖的美国商标为KEVLAR的材料。
辊子68上的材料168由位于辊子68各个端部上的固定装置固定。图8所示的固定装置是位于辊子68端部的固定槽172中的O形环170。
图9-10示出将辊子68固定在轴78上的设备。在轴78上的用来定位辊子68一端部的位置处钻一个孔。定位键174插入该轴孔中。辊子68在其端表面176上包括一个孔，用于当辊子68滑动就位于轴78上的位置时容纳键174。在端面176上钻一螺栓孔，用于拧入紧固螺栓178，从而将辊子68保持和固定在轴78上的所要求的位置中。
示于附图中的压制弯曲设备10是双生产线的，具有两个环形成形部件50和两组装在环形件50边缘周线内的传送辊子68。各个轴78包括两个传送辊子68，每个环形件50中有一个传送辊子。压制弯曲设备可以安装成一个单一的生产线，一次弯曲一块玻璃板，或安装成双生产线，以便弯曲在传送系统28上平行传送的两块玻璃板。在控制系统上进行微小改变将有助于既检测在加工期间的玻璃板12，又控制两位置的止动件72。压制弯曲设备10的双线生产能力大大增加了生产灵活性但又没有显著增加压制弯曲设备10的成本。
本发明已按照专利章程规定通过阐述其优选实施例的方式进行了说明。但是应当注意到，本发明可以以除了具体例示和说明之外的其它方式进行实施而不违背本发明的精神或范围。
权利要求
1.一种压制弯曲加热软化玻璃板的设备，它包括支架；装在上述支架上用于弯曲玻璃板的弯曲模件，上述弯曲模件包括相对配置的水平的上、下压制件，该上、下压制件具有互补的成形表面，下部压制件具有与玻璃板边缘周边形状一致的连续周缘的成形轨道；装在上述支架上的驱动装置，以便选择性地升高和降低下部压制件，从而使成形轨道定位在接收第一玻璃板的下降位置，定位在位于上、下压制部件之间成形第一玻璃板的上升位置，在该下降位置用于传送弯曲之后的第一玻璃板然后再接收第二玻璃板；装在上述支架上的传送机，该传送机沿预定的大体水平的路径将玻璃板从上述支架的加热端部经上、下压制部件之间的弯曲区域传送到上述支架的冷却端部，上述传送机在弯曲区域包括许多可转动安装的平行的水平轴，这些轴横向穿过下部压制件之成形轨道下面的路径；以及多个传送辊子，各个传送辊子纵向可转动地固定在其中一个水平轴上，使得传送辊子位于上述成形轨道的边缘周边的内部，上述传送辊子具有相对端部，该端部从轴径向延伸并紧邻成形轨道的相对侧边定位，上述传送辊子具有一致直径，从端部开始其横截面逐渐减小，从而形成与玻璃板弯曲之后的曲率互补的大体凹形的支承表面，该表面用于接收弯曲之后的玻璃板并且在将玻璃板沿传送路径输送到上述支架的冷却端部时保持已弯曲玻璃板的曲率不变，当成形轨道位于下降的位置时，该成形轨道定位于上述传送辊子支承表面的下面，这样有助于玻璃板沿传送路径运动，而当成形轨道位于上升位置时，该成形轨道定位于上述传送辊子的上面，这样有利于在上、下压制件之间成形玻璃板。
2.如权利要求1所述的压制弯曲设备，它包括装在上述支架上的用于选择性降低和升高上部压制件的第二驱动装置。
3.如权利要求1所述的压制弯曲设备，其特征在于，上述传送机包括许多装在上述支架加热端部上的异形预成形辊子，用于在进入弯曲区域之前预成形玻璃板。
4.如权利要求3所述的压制弯曲设备，其特征在于，上述传送机包括连接于水平轴和预成形辊子的传送机驱动装置，从而可同时将玻璃板传送到弯曲区域和从弯曲区域传送出。
5.如权利要求4所述的压制弯曲设备，其特征在于，上述传送机驱动装置包括驱动许多水平轴的同步皮带。
6.如权利要求1所述的压制弯曲设备，它包括装在上述支架上的第二弯曲模件和配置在上述第二弯曲模件中成形轨道之边缘周边内部的多个第二传送辊子，以便同时弯曲两块玻璃板。
7.如权利要求6所述的压制弯曲设备，其特征在于，上述第二弯曲模件和第一弯曲模件在支架上彼此分开配置并横向于玻璃板的传送路径准直；多个第一传送辊子中的一个传送辊子和多个第二传送辊子中的一个传送辊子均装在一个水平轴上，以便平行加工两块玻璃板。
8.如权利要求1所述的压制弯曲设备，其特征在于，传送辊子具有空心的中心。
9.如权利要求1所述的压制弯曲设备，其特征在于，传送辊子用软的耐热材料覆盖，以用于啮合玻璃板。
10.如权利要求1所述的压制弯曲设备，它包括装在上述传送机上的位置止动件，上述位置止动件具有使其上升和下降的驱动装置，该止动件用于将玻璃板定位在弯曲区域中。
11.如权利要求10所述的压制弯曲设备，它包括一个控制器，以便控制和顺序操作上述传送机、上述位置止动件和上述弯曲模件的驱动装置。
12.一种用于弯曲加热变软的玻璃板的压制弯曲设备，它以准直连接的方式装在玻璃板的加热炉和用于玻璃板回火或退火的冷却区段之间，上述压制弯曲设备包括活动支架，它包括准直地将上述支架横向移入和移出操作位置的装置，上述活动支架包括可在上述支架内作往复运动的上、下台板；弯曲玻璃板用的弯曲模件，上述弯曲模件包括相对的水平配置的上、下压制件，该压制件具有用于弯曲玻璃板的互补的成形表面；下底架和上底架，前者固定于下部压制件，用于暂时地将下部压制件装在上述支架的下台板上，后者固定于上部压制件，用于暂时地将上部压制件装在上述支架的上台板上；装在上述支架上的驱动装置，用于选择性地升高和降低下台板和下部压制件，由此使下部压制件定位在凹入的位置以便于接纳第一玻璃板，定位在升高的位置以便于在上、下压制件之间成形第一玻璃板，该凹入位置便于传送弯曲后的第一玻璃板和接纳第二玻璃板；传送机，相对于上述弯曲模件的下部压制件定位并独立地装在上述支架上，上述传送机沿预定的大体水平路径将玻璃板从上述支架的加热端部经上、下压制件之间的弯曲区域传送到上述支架的冷却端部，上述传送机在弯曲区域包括许多可转动地横向于传送路径延伸的平行水平轴；形成在上述上部底架上的上部提升装置，当上述支架移动到不准直位置并且上部底架与上述支架中的上台板脱开连接时，该提升装置用于选择性地将上部压制件安装在上述支架上和从该支架下卸下来；以及形成在上述下部底架上的下部提升装置、形成在上述传送机上的辅助提升装置和形成在上述下部底架和上述传送机之间的连锁装置，当上述支架移动到不准直位置时，该连锁装置用于选择性地将下部压制件和上述传送机同时安装在上述支架上和将它们从该支架上卸下来。
13.如权利要求12所述的压制弯曲设备，其特征在于，形成于上述下部底架上的下部提升装置包括与其平行间隔开装在该下部底架上的板，从而形成容纳提升装置的提升孔。
14.如权利要求12所述的压制弯曲设备，其特征在于，在上述传送机上形成的辅助提升装置包括第一横杆和第二横杆，该第一横杆横向于玻璃板传送路径配置、位于上述支架的加热端部，该第二横杆横向于玻璃板传送路径配置、位于上述支架的冷却端部。
15.如权利要求12所述的压制弯曲设备，其特征在于，连锁装置包括一对平行壁，该壁垂直于上述下底架在上述下部压制件的相对两侧延伸，该壁垂直地与上述传送机的水平轴对准并具有槽口，该槽口形成在上述壁的上边缘上，用于容纳上述传送机的水平轴。
16.如权利要求12所述的压制弯曲设备，其特征在于，上述传送机包括一对装在支架上的辊子梁和一对暂时连接于上述辊子梁上的安装轨道，上述安装轨道分别支承上述传送机的水平轴的端部。
17.一种用于弯曲加热软化的玻璃板的压制弯曲设备，它以准直连接的方式装在加热玻璃板的炉子和用于已弯曲玻璃板回火或退火的冷却区段之间，上述压制弯曲设备包括活动支架，它包括准直地将上述支架横向移入和移出操作位置的装置，上述活动支架包括可在上述支架内作往复运动的上、下台板；装在上述支架上用于弯曲玻璃板的弯曲模件，上述模件包括相对的具有互补成形表面的水平配置的上部和下部压制件，下部压制件具有与玻璃板边缘周边形状一致的连续周缘的成形轨道；固定在下部压制件上用于将下部压制件暂时安装在上述支架中的下台板上的下部底架，以及固定在上部压制件上用于将上部压制件暂时安装在上述支架中的上台板上的上部底架；装在上述支架上的驱动装置，用于选择性地升高和降低下台板和下部压制件，由此将成形轨道定位在凹入的位置以便接纳第一玻璃板，定位在升高位置以便在上部和下部压制件之间成形第一玻璃板，该凹入位置用于传送弯曲之后的第一玻璃板和接纳第二玻璃板；传送机，相对于上述弯曲模件的下部压制件定位并独立地装在上述支架上，上述传送机沿预定的大体水平路径将玻璃板从上述支架的加热端部经上部和下部压制件之间的弯曲区域传送到上述支架的冷却端部，上述传送机在弯曲区域包括多个可转动安装的平行水平轴，该轴横向穿过位于下部压制件之成形轨道下面的路径；多个传送辊子，各个传送辊子纵向可转动地固定于其中一个水平轴上，使得传送辊子配置在上述成形轨道的边缘周边内，上述传送辊子具有相对的两个端部分，该端部分从轴沿径向延伸并紧邻成形轨道的相对两侧配置，上述传送辊子具有一致直径，其横截面从端部分开始逐渐减小，因而形成其曲率与弯曲后的玻璃板曲率互补的大体凹面的支承表面，该表面在将弯曲后的玻璃板沿传送路径传送到上述支架的冷却端部时接纳该玻璃板并保持已弯曲玻璃板的曲率不变，成形轨道当处于凹入位置时位于上述传送辊子的支承表面的下面，以利于玻璃板沿传送路径运动，而当成形轨道处于升高的位置以便在下部和上部压制件之间成形玻璃板时，成形轨道位于上述传送辊子的上面；形成在上述上部底架上的上部提升装置，当上述支架移动到不准直位置并且上部底架与上述支架中的上台板脱开连接时，该上部提升装置选择性地将上部压制件安装在上述支架上和将其从该支架上卸下来；以及形成在上述下部底架上的下部提升装置，形成在上述传送机上的辅助提升装置和形成在上述下部底架和上述传送机之间的连锁装置，该连锁装置用于在上述支架移动到不准直位置时可以选择地且同时将上述下部压制件和上述传送机安装在上述支架上和将它们从该支架上卸下来。
全文摘要
一种压制弯曲设备(10),用于在上部压制件(30)和下部压制件(32)之间成形加热软化的玻璃板。在压制弯曲设备中传送玻璃板(12)的传送机(28)包括凹面形的辊子(68),使得当玻璃被定位在上部和下部压制件(30、32)之间进行弯曲操作时该玻璃板倾向于下垂到与辊子(68)的形状一致。下部压制件是连续的压制弯曲环(50),用于防止玻璃板(12)的外周边缘不适当地下垂。装在压制环(50)里面的凹面形辊子(68)对已成形的玻璃板提供最大支承,从而可防止玻璃下垂。对于每一种弯曲玻璃的模式而言,将传送系统28分别与下部压制件(32)和上部压制件(30)形成为一个组合单元,将有助于在改变生产模式时改变压制件,由此可以获得附加的操作优点。
文档编号C03B23/02GK1198726SQ96197422
公开日1998年11月11日 申请日期1996年8月5日 优先权日1995年8月14日
发明者J·R·弗劳赫尔, W·J·斯基利特尔, V·杜 申请人:利比-欧文斯-福特公司