弯曲的玻璃制品及制造方法与流程

文档序号:22681986发布日期:2020-10-28 12:44阅读:168来源:国知局
弯曲的玻璃制品及制造方法与流程

相关申请的交叉参考

本申请要求2019年4月15日提交的系列号为62/834,040的美国临时申请的优先权权益,本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。



背景技术:

在运载工具中用作挡风玻璃、窗户等的玻璃部件常需要先弯曲到特定的程度再被包含到运载工具中。使玻璃组件变曲或弯曲可包括将玻璃部件暴露于会造成玻璃部件弯曲的热量。如果不控制施加于玻璃部件的热,则可能给玻璃部件带来缺陷。可给玻璃部件带来的一种缺陷是“浴缸”效应,其中,玻璃部件的边缘区域相比于目标形状而言过度下垂,而部件的中心是平坦且不那么下垂的,从而得到浴缸样的形状。相比于较厚的玻璃部件(例如,厚度在约3.2mm至约5mm范围内的玻璃部件),该浴缸效应在薄玻璃部件(例如厚度小于或等于约1.0mm的玻璃部件)中尤为明显。



技术实现要素:

所公开的各个实施方式涉及用于弯曲玻璃的组件。所述组件包括沿着x方向和y方向延伸的支承件。所述支承件包括支承件第一主表面和相背的第二主表面。所述组件还包括弯曲环,其附接于支承件第一主表面并且基本上沿着支承件第一主表面的外周界,从支承件第一主表面沿z方向垂直延伸。所述组件还包括被动式热元件,其被设置在支承件第一主表面与弯曲环的顶端之间。

所公开的各个另外的实施方式涉及一种弯曲玻璃基材的方法。所述方法包括主动加热玻璃基材的第一主表面。所述方法还包括被动加热玻璃基材的相背的第二主表面。

所公开的各个另外的实施方式涉及根据一种方法形成的弯曲的玻璃制品,所述方法包括主动加热玻璃基材的第一主表面。所述方法还包括被动加热玻璃基材的相背的第二主表面。

所述公开的各个另外的实施方式包括一种运载工具。所述运载工具包括:限定了内部的主体以及与内部连通的开口。所述运载工具还包括:设置在开口中的弯曲的玻璃制品。所述弯曲的玻璃制品根据一种方法形成,所述方法包括主动加热玻璃基材的第一主表面。所述方法还包括被动加热玻璃基材的相背的第二主表面。

附图说明

附图通过示例而非限制的方式一般性地例示了本文件中论述的各个实施方式。

图1是根据各个实施方式所述的一种用于弯曲玻璃的组件的示意图。

图2是根据各个实施方式所述的实施例1的炉中的弯曲工位的透视图。

图3是根据各个实施方式所述的实施例1的炉中的另一种弯曲工位的透视图。

图4是根据各个实施方式,示出了实施例1的玻璃中的温度分布的热图。

图5a-5c是根据各个实施方式所述的示出了实施例1的玻璃中的温度分布的热图。

图6a-6b是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例1的玻璃中的温度的时间演变的图。

图7a-7b是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例1的玻璃中的温度的时间演变的图。

图8a-8b是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例1的玻璃中的温度的时间演变的图。

图9a-9b是根据各个实施方式,示出了实施例1的加热器之间的功率分布的图。

图10a-10b是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例1的玻璃中的温度的时间演变的图。

图11a-11b是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例2的玻璃中的温度的时间演变的图。

图12是根据各个实施方式,示出了所记录的实施例2的玻璃中的温度的时间演变的图。

具体实施方式

下面详细参考本公开主题的某些实施方式,其实例在附图中部分示出。虽然将结合列举的权利要求来描述所公开的主题,但应理解,该示例性主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。

在本文件中,以范围形式来表示的数值应以灵活的方式来解释,以使其不仅包括作为范围极限明确描述的数值,还包括在该范围内包含的所有单独的数值或子范围,就如同明确描述了每个数值和子范围一样。例如,“约0.1%至约5%”或者“约0.1%至5%”的范围应被解释为不仅包括约0.1%至约5%,还包括所指示的范围内的独立的值(例如,1%、2%、3%和4%)和子范围(例如,0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另有说明,否则“约x至y”的陈述具有与“约x至约y”相同的含义。同样地,除非另有说明,否则“约x、y或约z”的陈述具有与“约x、约y或约z”相同的含义。

在本文件中,术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个/一种或多于一个/一种,除非上下文另外明确指示。除非另有说明,否则所用术语“或”是指非排他性的“或”。“a和b中的至少一者”的陈述具有与“a、b、或a和b”相同的含义。此外,应理解,除非另有定义,否则本文使用的短语或术语仅是为了描述而非限制。任何部分标题的使用旨在帮助阅读本文件而不应被解释成限制;与部分标题相关的信息可以出现在该特定部分之内或之外。

在本文所述的方法中,动作可以任何顺序来进行而不会偏离本公开的原理,但是当明确叙述了时间或操作顺序时除外。另外,规定的各动作可同时进行,除非明确的要求保护的语言描述叙述了它们应分开进行。例如,要求保护的做x的动作和要求保护的做y的动作可在单次操作中同时进行,并且所得到的过程应落在要求保护的过程的字面范围内。

本文所用的术语“约”可允许数值或范围有一定程度的变化,例如,在与陈述的数值或陈述的范围极限相差10%以内,5%以内或1%以内,并且包括该陈述的确切数值或范围。

本文所用的术语“基本上”是指大多数、或主要地,如至少约50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%,或至少约99.999%或更多,或100%。

本公开的各个实施方式涉及用于弯曲玻璃的组件。图1是用于弯曲玻璃的组件100的示意图。组件100包括沿着x方向和y方向延伸的支承件102。支承件102包括支承件第一主表面104和相背的第二主表面106。支承件102还可包括轮108。

组件100还包括弯曲环110。弯曲环110附接于支承件第一主表面104。弯曲环110沿着z方向从第一主表面104垂直延伸。弯曲环110可具有主直径,其在x方向或y方向中的任一者上测量。在各个实施方式中,弯曲环110的轮廓基本上与第一主表面104的轮廓相称。根据各个实施方式,弯曲环110可具有基本上圆形或矩形轮廓。如图1所示,弯曲环110基本上是线性的,但是在另外的实施方式中,其可以在z方向上变弯。

组件100还包括至少一个被动式热元件,其被设置在支承件第一主表面104与弯曲环110的顶端118之间。如图1所示,组件包括相应的第一被动式热元件和第二被动式热元件。第一被动式热元件和第二被动式热元件分别是热反射器112和热吸收器114。虽然同时示出了热反射器112和热吸收器114,但是在另外的实施方式中,组件100可仅包括热反射器112或热吸收器114中的任一种。

组件100还包括主动加热器元件116。主动加热器元件在z方向上位于弯曲环110的顶端118上方。主动加热器元件为能够产生热的任何元件。例如,主动加热器元件116可以是炉线圈。

图1显示的玻璃基材120与组件100的弯曲环110接触。如图1所示,玻璃基材120与弯曲环110的顶端118接触。当暴露于高温时,玻璃基材120能够被弯曲。如图所示,玻璃基材120为一层片,并且包括基材第一主表面122和相背的基材第二主表面124。基材第二主表面124与弯曲环110的顶端118接触。

虽然显示为单层片结构,但是在各个实施方式中,玻璃基材120可包括多个玻璃层片,例如第一和第二玻璃层片或任何多个数目的玻璃层片。在z方向上测得的玻璃基材120或任何单独的玻璃层片的厚度可以在以下范围内:约0.3mm至约5mm、约1mm至约5mm、约1.5mm至约3mm,小于、等于或大于约0.3mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、或约5mm。如果玻璃基材120包括多个层片,则每个层片的厚度可以基本相同,或者每个层片的厚度可以基本不同。玻璃基材120可包含任何合适材料的玻璃,例如,钠钙硅酸盐玻璃(其可包含低铁或无铁钠钙玻璃)、碱金属硅铝酸盐玻璃、含碱金属的硼硅酸盐玻璃、碱金属铝磷硅酸盐玻璃、碱金属铝硼硅酸盐玻璃或其混合物。如果玻璃基材120包括多个层片,则每个层片的组成可以基本相同或者基本不同。

根据各个实施方式,支承件102、弯曲环110或者支承件102和弯曲环110二者由耐热材料形成。例如,支承件102、弯曲环110或者支承件102和弯曲环110二者可包含金属、陶瓷、其组合或其复合物。合适的金属实例包括不锈钢、镍合金或其组合。合适的不锈钢等级的实例可包括ss304、ss309、ss316、ss347和ss405。合适的镍合金的实例包括因科乃尔(inconel)合金,例如,因科乃尔600、因科乃尔617、因科乃尔625、因科乃尔690、因科乃尔718和因科乃尔x-750。合适的金属的其他实例包括铝以及耐火金属的合金,例如钼合金、钨合金、铌合金、钽合金、铼合金或其组合。合适的陶瓷材料的实例包括硅铝酸盐、氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝-五氧化二磷、氧化铝-氧化硼-二氧化硅、氧化锆、氧化锆-氧化铝、氧化锆-二氧化硅、溶胶凝胶、al2o3、钡的氧化物、硼的氧化物、硅的氧化物、钛的氧化物、钇的氧化物、锌的氧化物或其混合物。根据各个实施方式,支承件102和弯曲环110包括相同材料,但是在另外的实施方式中,支承件102和弯曲环110可包括不同材料。

在操作时,被动式热元件起到将热输送给基材第二主表面124的功能。这至少部分通过每个被动式热元件的材料和构造来实现。

对于热反射器112,其可包含任何热反射性材料。合适的热反射性材料的实例包括金属、陶瓷或其混合物。根据各个实施方式,热反射器112可完全由热反射性材料形成,或者热反射器112可包含非热反射性基材,并且其上设置有热反射性材料以形成热反射器112的外表面。

根据本公开的各个实施方式,热反射性材料可包含金属、陶瓷、其组合或其复合物。合适的金属实例包括铝、有光泽的元素金属(例如金或铬)、不锈钢、镍合金或其组合。合适的不锈钢等级的实例可包括ss304、ss309、ss316、ss347和ss405。合适的镍合金的实例包括因科乃尔(inconel)合金,例如,因科乃尔600、因科乃尔617、因科乃尔625、因科乃尔690、因科乃尔718和因科乃尔x-750。合适的金属的其他实例包括耐火金属的合金,例如钼合金、钨合金、铌合金、钽合金、铼合金或其组合。

合适的陶瓷材料的实例包括硅铝酸盐、氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝-五氧化二磷、氧化铝-氧化硼-二氧化硅、氧化锆、氧化锆-氧化铝、氧化锆-二氧化硅、溶胶凝胶、al2o3、钡的氧化物、硼的氧化物、硅的氧化物、钛的氧化物、钇的氧化物、锌的氧化物或其混合物。根据各个实施方式,支承件102和弯曲环110包括相同材料,但是在另外的实施方式中,支承件102和弯曲环110可包括不同材料。如果存在陶瓷材料,则其可以为覆盖层、片材或板的形式。在一些实施方式中,热反射器112可至少部分涂覆有热反射性物质,例如,有光泽的元素金属(例如,金或铬)、金属氧化物或热反射性漆。根据各个实施方式,陶瓷材料可作为至少部分被设置在任何一个热反射器112的一部分上的覆盖层或片材存在。

在热反射性涂层被分散在热反射器112上方的实施方式中,所述涂层可以被分散在热反射器112的总表面积的任何范围上。例如,热反射性涂层可被分散在热反射器112的约20%至约100%的表面积上,热反射器112的约50%至约100%的表面积上,约70%至约90%的表面积上,小于、等于或大于约20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或约100%的表面积上。

除了热反射器112的材料,热反射器112的构造也可影响热被反射到第二主表面124的程度。如图1所示,热反射器112大致在x-y方向上延伸。热反射器112的主宽度可基本上等于支承件第一主表面124的主宽度、弯曲环110的主直径,或者既等于支承件第一主表面124的主宽度又等于弯曲环110的主直径。然而,在一些实施方式中,热反射器112的主宽度可小于支承件第一主表面124的主宽度、弯曲环110的主直径,或者同时小于它们二者。图1示出了这种情况,并且其产生了间隙126。如果存在间隙126,则间隙126可有助于在冷却期间使热从组件100逸出。间隙126还可有助于防止玻璃基材120的外边缘过热并因此过度下垂。

根据各个实施方式,如果玻璃基材120的外边缘被过度加热,则在弯曲期间,在玻璃基材120中可发生称为“浴缸”效应的缺陷。如果外边缘相比于玻璃基材120的中心区域过度下垂或弯曲,则发生浴缸效应。对于较薄的玻璃,浴缸效应可能特别成问题。然而,利用间隙126建立温差使得外边缘相比于位于玻璃基材120正下方的中心区域相对更冷。因此,外边缘较少可能过度下垂或弯曲,并且可形成更加可靠成形的玻璃基材120。

可将热反射器112的厚度调整到任何合适的程度。例如,热反射器112的厚度可以在以下范围内:约0.5mm至约25mm,约5mm至约10mm,小于、等于或大于约0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm、15mm、15.5mm、16mm、16.5mm、17mm、17.5mm、18mm、18.5mm、19mm、19.5mm、20mm、20.5mm、21mm、21.5mm、22mm、22.5mm、23mm、23.5mm、24mm、24.5mm、或约25mm。热反射器112越厚,热被吸收的可能性越大。如图1所示,在z方向上测得的热反射器112的厚度沿着x方向和y方向基本上是恒定的。然而,在另外的实施方式中,在z方向上测得的热反射器112的厚度可沿着x方向和y方向变化。在热反射器中具有可变的厚度可有助于调节热被反射到玻璃基材120的第二主表面124上的特定位置的程度。

如图1所示,热反射器112是连续结构。然而,在另外的实施方式中,热反射器112可包括至少部分从中穿过的一个或多个穿孔。增加所述一个或多个穿孔可以有助于选择性地使热通过反射器112并因此不反射到玻璃基材120的第二主表面124。热可通过单独的穿孔的程度可以视单独的穿孔的尺寸而定(例如,主宽度或主直径)。所述一个或多个穿孔的尺寸可以独立的在以下范围内:约2mm至约10mm,约4mm至约6mm,小于、等于或大于约2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、或约10mm。另外,所述一个或多个穿孔可独立地占据热反射器112的约5体积%至约95体积%,约10体积%至约70体积%,约40体积%至约60体积%,小于、等于或大于约5体积%、10体积%、15体积%、20体积%、25体积%、30体积%、35体积%、40体积%、45体积%、50体积%、55体积%、60体积%、65体积%、70体积%、75体积%、80体积%、85体积%、90体积%或约95体积%。任何一个穿孔的截面几何结构可基本上符合圆形或多边形形状。合适的圆形形状的实例可包括长圆形或非长圆形。合适的多边形形状的实例包括三角形形状、四边形形状、五边形形状、六边形形状或任何更多个边的多边形形状。

图1还示出了热吸收器114,其沿着z方向位于支承件第一表面104的上方并且位于热反射器112的下方。热吸收器可起到吸收可从支承件102热反射器112或任何其他部件反射的热。由于热吸收器114能够吸收热,因此其可用于控制能够反射到玻璃基材120的第二主表面124的热量。另外,就热从支承件102反射到玻璃基材120的第二主表面124来说,热吸收器114能够将热均匀地分布到第二主表面124。热吸收器114的性质至少部分根据热吸收器114的材料和构造而变化。

根据本公开的各个实施方式,热吸收器114可由任何热吸收材料形成。例如,热吸收器114可包括不锈钢、碳钢、耐火金属或其组合。合适的不锈钢等级的实例可包括ss304、ss309、ss316、ss347和ss405。合适的镍合金的实例包括因科乃尔(inconel)合金,例如,因科乃尔600、因科乃尔617、因科乃尔625、因科乃尔690、因科乃尔718和因科乃尔x-750。合适的金属的其他实例包括耐火金属的合金,例如钼合金、钨合金、铌合金、钽合金、铼合金或其组合。

除了热吸收器114的材料,热吸收器114的构造也可影响热被吸收的程度。如图1所示,热吸收器114大致在x-y方向上延伸。热吸收器114的主宽度可基本上等于支承件第一主表面104的主宽度、弯曲环110的主直径,或者既等于支承件第一主表面104的主宽度又等于弯曲环110的主直径。然而,在一些实施方式中,热吸收器114的主宽度可小于支承件第一主表面104的主宽度、弯曲环110的主直径,或者同时小于它们二者。

可将热吸收器114的厚度调整到任何合适的程度。例如,热吸收器114的厚度可以在以下范围内:约3mm至约12mm、约6mm至约8mm,小于、等于或大于约3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm或约12mm。热吸收器114越厚,热被吸收的可能性越大。如图1所示,在z方向上测得的热吸收器114的厚度沿着x方向和y方向基本上是恒定的。然而,在另外的实施方式中,在z方向上测得的热吸收器114的厚度可沿着x方向和y方向变化。在热反射器中具有可变的厚度可有助于调节热被反射到玻璃基材120的第二主表面124上的特定位置或反射到热反射器112的程度。

如图1所示,热吸收器114是连续结构。然而,在另外的实施方式中,热吸收器114可包括至少部分从中穿过的一个或多个穿孔。增加所述一个或多个穿孔可以有助于选择性地使热通过吸收器114并因此从支承件102到热反射器112或到玻璃基材的第二主表面124。热可通过单独的穿孔的程度可以视单独的穿孔的尺寸而定(例如,主宽度或主直径)。所述一个或多个穿孔的尺寸可以独立的在以下范围内:约2mm至约10mm,约4mm至约6mm,小于、等于或大于约2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、或约10mm。另外,所述一个或多个穿孔可独立地占据吸收器114的约5体积%至约95体积%,约10体积%至约70体积%,约40体积%至约60体积%,小于、等于或大于约5体积%、10体积%、15体积%、20体积%、25体积%、30体积%、35体积%、40体积%、45体积%、50体积%、55体积%、60体积%、65体积%、70体积%、75体积%、80体积%、85体积%、90体积%或约95体积%。任何一个穿孔的截面几何结构可基本上符合圆形或多边形形状。合适的圆形形状的实例可包括长圆形或非长圆形。合适的多边形形状的实例包括三角形形状、四边形形状、五边形形状、六边形形状或任何更多个边的多边形形状。

如图1所示,热反射器112和热吸收器114是静止结构。然而,在另外的实施方式中,热反射器112或热吸收器114中的任一者或两者可在x方向、y方向和/或z方向上移动。移动热反射器112或热吸收器114可有助于调节要输送到玻璃基材120的第二主表面124的特定区域的热量。根据各个实施方式,可手动或者基于由控制器执行的程序自动移动热反射器112或热吸收器114,所述控制器接收在玻璃基材120的第二主表面124上测得的温度的输入数据。

如图1所示,组件100同时包括热反射器112和热吸收器114。然而,在一些实施方式中,组件100可仅包括热反射器112或热吸收器114中的一者。在组件100仅包括热反射器112的实施方式中,可以有利的是,热反射器112的主宽度基本上等于支承件102的第一主表面104的主宽度,以使热反射器112在某种程度上阻挡从第一主表面104反射的热辐射。在组件100仅包括热吸收器114的实施方式中,可以有利的是,热吸收器114的主宽度基本上等于支承件102的第一主表面104的主宽度,以吸收从第一主表面104反射的热辐射,或者在其被反射到玻璃基材120的第二主表面124之前,至少使其是基本均匀的。

根据各个实施方式,组件100可与弯曲玻璃基材120的方法结合使用。所述方法可包括:主动加热玻璃基材120的第一主表面122,以及被动加热玻璃基材120的相背的第二主表面124。热可由主动加热元件116主动提供。由主动加热元件116产生的热可使温度在以下范围内:约600℃至约2000℃,约700℃至约750℃,小于、等于或大于约600℃、605℃、610℃、615℃、620℃、625℃、630℃、635℃、640℃、645℃、650℃、655℃、660℃、665℃、670℃、675℃、680℃、685℃、690℃、695℃、700℃、705℃、710℃、715℃、720℃、725℃、730℃、735℃、740℃、745℃、750℃、755℃、760℃、765℃、770℃、775℃、780℃、785℃、790℃、795℃、800℃、805℃、810℃、820℃、825℃、830℃、835℃、840℃、845℃、850℃、855℃、860℃、865℃、870℃、875℃、880℃、885℃、890℃、895℃、900℃、905℃、910℃、915℃、920℃、925℃、930℃、935℃、940℃、945℃、950℃、955℃、960℃、965℃、970℃、975℃、980℃、985℃、990℃、995℃、1000℃、1005℃、1010℃、1015℃、1020℃、1025℃、1030℃、1035℃、1040℃、1045℃、1050℃、1055℃、1060℃、1065℃、1070℃、1075℃、1080℃、1085℃、1090℃、1095℃、1100℃、1105℃、1110℃、1115℃、1120℃、1125℃、1130℃、1135℃、1140℃、1145℃、1150℃、1155℃、1160℃、1165℃、1170℃、1175℃、1180℃、1185℃、1190℃、1195℃、1200℃、1205℃、1210℃、1215℃、1220℃、1225℃、1230℃、1235℃、1240℃、1245℃、1250℃、1255℃、1260℃、1265℃、1270℃、1275℃、1280℃、1285℃、1290℃、1295℃、1300℃、1305℃、1310℃、1315℃、1320℃、1325℃、1330℃、1335℃、1340℃、1345℃、1350℃、1355℃、1360℃、1365℃、1370℃、1375℃、1380℃、1385℃、1390℃、1395℃、1400℃、1405℃、1410℃、1415℃、1420℃、1425℃、1430℃、1435℃、1440℃、1445℃、1450℃、1455℃、1460℃、1465℃、1470℃、1475℃、1480℃、1485℃、1490℃、1495℃、1500℃、1505℃、1510℃、1515℃、1520℃、1525℃、1530℃、1535℃、1540℃、1545℃、1550℃、1555℃、1560℃、1565℃、1570℃、1575℃、1580℃、1585℃、1590℃、1595℃、1600℃、1605℃、1610℃、1615℃、1620℃、1625℃、1630℃、1635℃、1640℃、1645℃、1650℃、1655℃、1660℃、1665℃、1670℃、1675℃、1680℃、1685℃、1690℃、1695℃、1700℃、1705℃、1710℃、1715℃、1720℃、1725℃、1730℃、1735℃、1740℃、1745℃、1750℃、1755℃、1760℃、1765℃、1770℃、1775℃、1780℃、1785℃、1790℃、1795℃、1800℃、1805℃、1810℃、1820℃、1825℃、1830℃、1835℃、1840℃、1845℃、1850℃、1855℃、1860℃、1865℃、1870℃、1875℃、1880℃、1885℃、1890℃、1895℃、1900℃、1905℃、1910℃、1915℃、1920℃、1925℃、1930℃、1935℃、1940℃、1945℃、1950℃、1955℃、1960℃、1965℃、1970℃、1975℃、1980℃、1985℃、1990℃、1995℃或约2000℃。

在热通过玻璃基材120后,玻璃基材120的第二主表面124被来自热反射器112的反射热被动加热。由热反射器112反射的热可以基本上等于由主动加热元件116提供的热的温度。然而,在一些实施方式中,该热可以小于由主动加热元件116提供的热的相同温度。

由热反射器112反射的热可以围绕玻璃基材120的第二主表面124均匀或对称分布。或者,不同的热量可被选择性地输送到玻璃基材120的第二主表面124的预定位置。例如,相比于玻璃基材120的第二主表面124的外周区域,可将更大的热量输送到玻璃基材120的第二主表面124的中心区域。例如,外周区域可被加热到比玻璃基材120的中心区域低约5℃至约100℃的温度,低约30℃至约60℃的温度,低小于、等于或大于约5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、或约100℃的温度。如本文所述,建立这种温差可以有助于减轻浴缸效应。

一旦施加热,则可通过重力弯曲玻璃。或者,可向玻璃基材120的第一主表面122施加压力。在玻璃基材120被弯曲到合适的程度后,可使玻璃基材120冷却到室温。这可通过停止从主动加热元件116产生热,或者通过使支承件102远离主动加热元件116移动来实现。可使用轮108来移动支承件102。支承件102还可具有附接于其的滑动装置以促进移动。

通过使用组件100,可以直接控制玻璃基材120弯曲的程度。另外,在玻璃基材120是多层片结构并且形成第一主表面122的层片比另外的层片相对更薄的实施方式中,组件100可用于向较薄层片小心地施加选定水平的热。因此,组件100可用于弯曲具有层片并且各层片的组成不同的混合玻璃基材120,或者具有层片并且各层片的厚度不同的不对称玻璃基材120。

组件100可与现有的主动加热部件116结合使用。例如,不必为了容纳支承件102而专门设计炉。结果,只要炉或者能够产生热的其他结构可容纳支承件102,则支承件102可用于根据本文所述方法来实现玻璃基材120的弯曲。

可将根据本文所述方法所形成的弯曲的玻璃基材120包含到运载工具中,例如汽车或航空航天飞行器。根据各个实施方式,运载工具可包括:限定了内部的主体以及与内部连通的开口。弯曲的玻璃基材120可位于开口中。根据各个实施方式,弯曲的玻璃基材120可以是挡风玻璃、侧窗、后窗、天窗或任何其他运载工具部件。

实施例

参考以下实施例可以更好地理解本公开的各个实施方式,所述实施例以例示的方式来提供。本公开不限于本文给出的实施例。

实施例1:计算机模拟

为了研究本文所述的组件的效果,进行计算机模拟,图2和3示出了用于对增加耐火的热反射器以及在其下方的钢板热吸收器的影响进行定量的vetrotooltm炉的弯曲工位的两种表面至表面辐射模型。所有表面被认为是漫射的,并且所有物体(包括玻璃)被建模成不透明(并非透明的)物体。在炉的顶部处可见到两排圆柱形加热器。在模型中引入作为浮动结构的支承预制件的环和支承环的框架。引入剩余部分的钢,并且钢板为c形(图2)或是均匀的(图3)。耐火的热反射器在玻璃下方但是框架上方,其形状类似于预制件但是具有更小的尺寸。图2和3示出了在第一弯曲工位开始时选择的初始条件。

由于钢的高热惯量,因此其温度比玻璃要低得多。由于耐火的热反射器随玻璃一起行进,因此假设在之前的工位中,其被加热到介于玻璃与钢之间的温度。选择初始的钢和玻璃温度以匹配实验测量。特别地,对于玻璃,仅在玻璃的中心顶部和中心底部处的位置以及玻璃的侧顶部处的位置进行测量。基于这些位置的测量值,构建如在图4中见到的抛物线分布。

图5a-5c示出了在第一弯曲工位和最后弯曲工位结束时,在玻璃的顶部处的温度分布。如图所示的耐火的热反射器有助于升高玻璃中心处的温度。在所有情况中,可见到耐火装置的轮廓,但是在环与中心之间的温度梯度区域中,当钢板不完全覆盖玻璃下方的空间(参见图5a)时,分布不如钢板完全覆盖玻璃下方的空间时的实施例(参见图5a和5b)那么清楚。图5b和5c之间的差异在于加热器的功率分布,所述加热器示于图9。对于图5b,功率分布的设计是为了在无耐火的热反射器时,向共弯曲提供最佳的加热。因此,在周沿比在顶部处提供显著更多的加热。然而,如图所示,耐火的装置在加热到使玻璃在周沿侧变得比顶侧更热的程度是有效的。图5c示出了通过对两排主动加热器采用相同的功率分布,消除了偏差。也就是说,当使用耐火的反射器和钢板时,仅一排加热器就足够了。

图6a和6b示出了对于具有均匀的钢板热吸收器以及两排加热器(示于图9,基线)之间具有不同的功率分布的情况,具有耐火的热反射器时,在玻璃的顶部处的沿着顶到周沿中心线的时间演变(图6a)以及具有和不具有耐火的热反射器的方案之间的差异(图6b)。耐火的热反射器有助于以期望的方式加热玻璃的中心,并且有耐火的热反射器与没有耐火的热反射器的差别在于拟对称分布,其最大值在中心处。图6a显示的最高温度未出现在玻璃的中心处,这是因为两排加热器(示于图9,基线)之间的功率的不均匀分布所致。图7a和7b示出了当在两排加热器之间功率均匀地分布时,温度分布变得几乎对称,同时差异图保持其整体对称形状,这显示在两排加热器均匀地加热的情况下,耐火装置工作得更佳。

图8a和8b示出了对于具有均匀的钢板以及两排加热器之间具有不同的功率分布的情况,具有耐火的热反射器时,在玻璃的顶部处的从中心到柱的时间演变(图8a)以及示出了具有和不具有耐火的热反射器的方案之间的差异(图8b)。如图所示,如所期望的,玻璃的中心比边缘更热。在该方向上,中心与边缘之间的热梯度不仅由间隙控制,还由加热器的功率分布控制。由于在柱侧上的加热器的功率小于在中心上加热器的功率(如在图9a和9b中可见到的),因此,该区域的中心到柱的热梯度比中心到周沿/顶的热梯度更大。这提示耐火的热反射器与环之间的间隙可用作梯度的主控制变量,并且在柱到柱的方向上可采用更均匀的功率分布。

图10a和10b显示了当钢板热吸收器不完全覆盖玻璃下方的区域时,耐火的热反射器引发了与耐火的热反射器的非单调行为,这有助于在模拟的前115秒冷却玻璃,并随后加热。

实施例2:对正方形玻璃的wilttm炉实验

本实验的目的是为了证明在如本文所述的构造中,耐火的热反射器可用作反射器来加热玻璃中心。实验在wilttm炉中进行。在钢框架上安装300mmx300mmx2.1mm的钠钙玻璃单层片。框架高度为300mmx300mmx16mm。钢板位于框架的底部。炉底和壁的剩余部分被白色绝缘物覆盖。辐射加热元件位于玻璃的上方。在玻璃的下方显示有耐火的热反射器和没有耐火的热反射器的情况下进行实验。250mmx250mmx4mmduraboardtm耐火的热反射器位于玻璃下方19mm处。使用外直径为0.5mm的带护套的热电偶来测量玻璃中心,顶表面和底表面,离玻璃顶部中心边缘半英寸的位置,以及钢板的中心顶表面处的温度。已知通过热电偶测得的温度受热电偶主体吸收的辐射和通过传导到热电偶测量接头所在的尖端的传输的影响。

热电偶用接合剂粘附并在玻璃上压平,因为这是减少刚刚提到的系统误差的最佳方式。炉温由热电偶在炉的中心处测得。为了确保钢的温度达到了准稳态,在用于测量之前,先对其进行几次功率循环。如在图11a和11b(灰线)中可见到的,每个循环包括使炉迅速达到约500℃,在该温度下保持约500秒,然后将温度迅速升高至约620℃并在该温度下保持约100s,之后再完全断开功率。具有和不具有耐火装置的情况之间的时间偏移是由于除炉外,所有临时装置的记录系统是手动启动的。一旦校正了该差异化偏移,则可在图12中见到具有和不具有耐火装置的温度差异。

已经使用的术语和表达用作说明而非限制性的术语,此类术语和表达的使用并不排除对所示和所述的特征或其部分的任何等价物,但应意识到可在本公开的实施方式的范围内进行各种改变。因此,应理解,尽管通过具体的实施方式和任选的特征具体公开了本公开,但是本领域技术人员可寻求改变和变化本文的构思,并且应认为此类改变和变化落在本公开的实施方式的范围内。

附加的实施方式

提供以下示例性实施方式,其编号不应解释为指定重要性级别。

实施方式1提供了一种用于弯曲玻璃的组件,所述组件包括:

支承件,其沿着x方向和y方向延伸并且包括支承件第一主表面和相背的第二主表面;

弯曲环,其附接于支承件第一主表面,并且基本上沿着支承件第一主表面的外周界,从支承件第一主表面沿z方向垂直延伸;和

被动式热元件,其被设置在支承件第一主表面与弯曲环的顶端之间。

实施方式2提供了如实施方式1所述的组件,其中,支承件、弯曲环或者支承件和弯曲环二者包含金属、陶瓷或其复合物。

实施方式3提供了如实施方式2所述的组件,其中,所述金属包含不锈钢。

实施方式4提供了如实施方式1-5中任一个实施方式所述的组件,其中,所述弯曲环和支承件包含相同材料。

实施方式5提供了如实施方式1-6中任一个实施方式所述的组件,其中,被动式热元件包含热反射器。

实施方式6提供了如实施方式7所述的组件,其中,热反射器沿着z方向位于支承件第一表面的上方。

实施方式7提供了如实施方式7或8中任一个实施方式所述的组件,其中,所述热反射器大致在x-y方向上延伸。

实施方式8提供了如实施方式9所述的组件,其中,热反射器的主宽度基本上等于支承件第一主表面的主宽度、弯曲环的主直径,或者既等于支承件第一主表面的主宽度又等于弯曲环的主直径。

实施方式9提供了如实施方式9所述的组件,其中,热反射器的主宽度小于支承件第一主表面的主宽度、弯曲环的主直径,或者既小于支承件第一主表面的主宽度又小于弯曲环的主直径。

实施方式10提供了如实施方式7-11中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的热反射器的厚度沿着x方向和y方向基本上是恒定的。

实施方式11提供了如实施方式7-12中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的热反射器的厚度沿着x方向和y方向是可变的。

实施方式12提供了如实施方式7-13中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射器包括一个或多个穿孔。

实施方式13提供了如实施方式7-14中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射器包括连续结构。

实施方式14提供了如实施方式7-15中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射器包含选自金属、陶瓷或其混合物的热反射性材料。

实施方式15提供了如实施方式16所述的组件,其中,所述金属包含金、铝、不锈钢、镍合金或其组合。

实施方式16提供了如实施方式16或17中任一个实施方式所述的组件,其中,所述陶瓷包含钡、硼、硅、钛、钇、锌、铝或其组合。

实施方式17提供了如实施方式7-16中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射器还包括设置在其上的热反射性涂层。

实施方式18提供了如实施方式17所述的组件,其中,热反射性涂层分散在热反射器的约20%至约100%的表面积内。

实施方式19提供了如实施方式17或18所述的组件,其中,热反射性涂层分散在热反射器的约50%至约100%的表面积内。

实施方式20提供了如实施方式17-19中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射性涂层分散在热反射器的约50%至约100%的表面积内。

实施方式21提供了如实施方式17-20中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射性涂层分散在热反射器的约70%至约90%的表面积内。

实施方式22提供了如实施方式17-21中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射性涂层包含金。

实施方式23提供了如实施方式1-22中任一个实施方式所述的组件,其中,被动式热元件包含热吸收器。

实施方式24提供了如实施方式23所述的组件,其中,所述热吸收器沿着z方向位于支承件第一表面的上方。

实施方式25提供了如实施方式23或24中任一个实施方式所述的组件,其中,所述热吸收器大致在x-y方向上延伸。

实施方式26提供了如实施方式25所述的组件,其中,热反射器的主宽度基本上等于支承件第一主表面的主宽度、弯曲环的主直径,或者既等于支承件第一主表面的主宽度又等于弯曲环的主直径。

实施方式27提供了如实施方式25所述的组件,其中,热反射器的主宽度小于支承件第一主表面的主宽度、弯曲环的主直径,或者既小于支承件第一主表面的主宽度又小于弯曲环的主直径。

实施方式28提供了如实施方式25-26中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的热吸收器的厚度沿着x方向和y方向基本上是恒定的。

实施方式29提供了如实施方式25-28中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的热吸收器的厚度沿着x方向和y方向是可变的。

实施方式30提供了如实施方式23-29中任一个实施方式所述的组件,其中,热吸收器包含选自不锈钢、碳钢或其组合的热吸收材料。

实施方式31提供了如实施方式28-32中任一个实施方式所述的组件,其中,热吸收器包括至少部分从中延伸通过的一个或多个穿孔。

实施方式32提供了如实施方式31所述的组件,其中,所述一个或多个穿孔独立地具有约2mm至约10mm的直径。

实施方式33提供了如实施方式31或32中任一个实施方式所述的组件,其中,所述一个或多个穿孔独立地占据热吸收器的约5体积%至约95体积%。

实施方式34提供了如实施方式23-30中任一个实施方式所述的组件,其中,热吸收器包括连续结构。

实施方式35提供了如实施方式23-34中任一个实施方式所述的组件,其中,所述组件包括热反射器和热吸收器。

实施方式36提供了如实施方式35所述的组件,其中,所述热吸收器位于热反射器与支承件第一主表面之间。

实施方式37提供了如实施方式35或36中任一个实施方式所述的组件,其中,热反射器的主宽度小于支承件第一主表面的主宽度、弯曲环的主直径,或者既小于支承件第一主表面的主宽度又小于弯曲环的主直径。

实施方式38提供了如实施方式35-37中任一个实施方式所述的组件,其中,热吸收器的主宽度基本上等于或者大于热反射器的主宽度。

实施方式39提供了如实施方式1-38中任一个实施方式所述的组件,其还包括沿着z方向位于弯曲环上方的主动加热元件。

实施方式40提供了如实施方式1-39中任一个实施方式所述的组件,其还包括与弯曲环接触的玻璃基材。

实施方式41提供了如实施方式40所述的组件,其中,玻璃基材包括第一主表面和相背的第二主表面,并且第二主表面与弯曲环接触。

实施方式42提供了如实施方式40或41中任一个实施方式所述的组件,其中,玻璃基材包括多个玻璃层片。

实施方式43提供了如实施方式42所述的组件,其中,所述多个玻璃层片包括第一玻璃层片和第二玻璃层片。

实施方式44提供了如实施方式43所述的组件,其中,在z方向上测得的第一玻璃层片和第二玻璃层片的厚度基本上相同。

实施方式45提供了如实施方式43所述的组件,其中,在z方向上测得的第一玻璃层片和第二玻璃层片的厚度不相同。

实施方式46提供了如实施方式43-45中任一个实施方式所述的组件,其中,第一玻璃层片和第二玻璃层片独立地包含钠钙玻璃、硅铝酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或其混合物。

实施方式47提供了如实施方式43-46中任一个实施方式所述的组件,其中,第一层片和第二层片的组成基本相同。

实施方式48提供了如实施方式46-47中任一个实施方式所述的组件,其中,第一层片和第二层片的组成基本不相同。

实施方式49提供了如实施方式40-48中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的玻璃基材的厚度在约0.3mm至约5mm的范围内。

实施方式50提供了如实施方式40-49中任一个实施方式所述的组件,其中,在z方向上测得的玻璃基材的厚度在约1.5mm至约3mm的范围内。

实施方式51提供了如实施方式1-50中任一个实施方式所述的组件,其中,被动式热元件可在z方向上移动。

实施方式52提供了弯曲如实施方式40-51中任一个实施方式所述的玻璃基材的方法,所述方法包括:

主动加热玻璃基材的第一主表面;以及

被动加热玻璃基材的相背的第二主表面。

实施方式53提供了如实施方式52所述的方法,其中,玻璃基材的第二主表面通过将热从组件的被动式热元件反射到玻璃基材的第二主表面而得到被动加热。

实施方式54提供了如实施方式52或53中任一个实施方式所述的方法,其中,将不同的热量选择性地输送到玻璃基材的第二主表面的预定位置。

实施方式55提供了如实施方式52-54中任一个实施方式所述的方法,其中,相比于玻璃基材的第二主表面的外周区域,将更多的热量输送到玻璃基材的第二主表面的中心区域。

实施方式56提供了如实施方式52-55中任一个实施方式所述的方法,其中,所述热关于玻璃基材的第二主表面对称分布。

实施方式57提供了如实施方式52-56中任一个实施方式所述的方法,其还包括:向玻璃基材的第一主表面施加压力。

实施方式58提供了如实施方式52-57中任一个实施方式所述的方法,其还包括:对玻璃进行冷却。

实施方式59提供了如实施方式52-58中任一个实施方式所述的方法,其中,从支承件经被动式热元件的热的传输基本上被阻挡。

实施方式60提供了根据如实施方式52-59中任一个实施方式所述的方法形成的弯曲的玻璃制品。

实施方式61提供了一种运载工具,其包括:

限定了内部的主体以及与内部连通的开口;和

设置在开口中的如实施方式40-51或60中任一个实施方式所述的玻璃基材。

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