专利名称：弯曲玻璃板的方法
技术领域：
本发明是关于一种弯曲玻璃板的方法，特别是指一种通过两个甚至多个辅助支撑改变玻璃板的受力分布的弯曲玻璃板的方法。
背景技术：
传统的玻璃板成型方法是将玻璃板支撑在弯曲框架或模具上，通过玻璃板自身的重力进行弯曲，从而形成玻璃板的最终形状。此种重力成型用弯曲模具具有与玻璃板的最终弯曲形状接近的边框结构。将玻璃板以基本上水平的方式放在弯曲模具的边框的周边的几个点上，以这种方式支撑的玻璃板通过一个弯曲炉，一般根据不同温度分几个成型阶段。第一个阶段一般为预热阶段，在预热阶段玻璃板被加热到接近玻璃板软化点的温度，下一个阶段为成型阶段，在那里玻璃板被加热到560℃-650℃的温度，整个过程中由于重力作用而逐渐弯曲，玻璃板在周边处与框架的形状相匹配以达到所要求的曲率，最后一个阶段为退火冷却阶段，玻璃板被退火冷却，因而在离开弯曲炉时就可以将它们从模具上移走。
随着汽车工业的不断发展，为了体现美观、流畅的车身轮廓，汽车前挡的装车角度越来越低，玻璃板设计趋向于更宽、更薄，玻璃型面越来越复杂，玻璃板两侧边的弧深也越来越大。如果继续使用传统的工艺生产这些玻璃则会产生以下缺陷1、中间球面过渡不顺成S形状分布太明显，在玻璃大小头易产生光畸变，另外球面过渡不顺甚至还会影响附件(如雨刮器、雨感器)的安装和使用；2、边部过大球面即在该窗玻璃的四条边部的中间区域产生过大球面；3、角部反向球面对于角部的长边或侧边曲率半径变化较大的玻璃，角部容易产生反向球面；4、吻合度无法控制对于侧边弯曲、横向方向上拱高(拱高是指玻璃板角部端点A2、A3的连线的中点与玻璃板的垂直距离，如图1所示)比较大的玻璃板，在玻璃板的侧边易产生荷叶边，这影响了玻璃板的装车性能；5、模具痕迹明显对于弯曲度较大的玻璃板，其展开尺寸比弯曲后的尺寸大的多，因此在玻璃板上片时，玻璃与模具的接触处距离玻璃板边缘就很远，这样在玻璃板软化成型时，玻璃板接触处滑动到边缘的距离就很长，从而造成玻璃板大面积的滑动痕迹，影响玻璃板的外观质量。
为了获得球面过渡平顺的玻璃，美国专利第6240746号提到了一种通过细分炉丝结构，获取理想的不均匀温度场从而在玻璃上形成不同的温度分布，实现对玻璃难以形成球面的区域的较高温度的加热，使玻璃的强度发生明显的变化，以获取更大的变形的方法。美国专利第5656052号中提到了一种通过设置可升降的炉丝分隔挡墙，实现局部较为集中的加热，使玻璃的强度发生明显的变化，以生产过渡平顺的玻璃产品的方法。这两种方法都是采用通过不均匀加热改变玻璃的强度的方式获得平顺的球面过渡，这样难免因局部高温造成的玻璃缺陷，主要为光学缺陷。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种弯曲玻璃板的方法，通过在一辅助支撑架上改变玻璃的受力分布，避免在玻璃板弯曲成型过程中上述缺陷的发生。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种弯曲玻璃板的方法，包括第一步骤在一辅助支撑架上改变玻璃的受力分布，弯曲玻璃板，使该玻璃板难以成型部分形成一超过成型玻璃的最佳球面；第二步骤玻璃板由辅助支撑架转移到一成型架，并在该过程中抵消前一阶段形成的过大球面；第三步骤玻璃板在成型架上继续弯曲，直到该玻璃板的整个边缘与该成型架接触为止，该成型架一般具有比辅助支撑架弧度大的玻璃板成型表面；第四步骤冷却该玻璃板，停止玻璃板的弯曲，使之获得最终形状。
在第一步骤以及第二步骤之间包括一辅助支撑架下降，玻璃下落到一过渡支撑架的步骤，玻璃在该过渡支撑架上部分地抵消前一阶段形成的过大球面，当玻璃边缘与该过渡支撑架完全接触之后可在难形成球面的区域再次形成较大球面，然后再下落到成型架上第二次抵消前述过大球面，即第二步骤可以增加一个或多个过渡支撑，分两次或多次抵消前述过大球面。
或者在第一步骤以及第二步骤之间包括玻璃在辅助支撑架上形成一定球面时，另一支撑开始与该辅助支撑架同时接触玻璃，使形成过大球面的区域往玻璃中间转移，即第一步骤以及第二步骤之间包括采用另外的一个或多个支撑，分一次或多次转移前述过大球面，然后该辅助支撑架和该另外的支撑一起或分步下落。
在第二步骤之前，包括一将该成型架升起至该辅助支撑架上方的步骤。
或者在第二步骤之前，包括一将该辅助支撑架下落至该成型架下方的步骤。
本发明玻璃板弯曲成型方法的优点在于通过使玻璃板在第一步骤时改变玻璃板的重力分布，避免了最终成型玻璃1、局部过大球面；2、角部的长边或侧边形状变化急剧引起的角部反向球面；3、侧边弯曲、长度方向上拱高比较大的玻璃板，在玻璃板的侧边产生荷叶边；以及4、对于弯曲度较大的玻璃板，在弯曲成型过程中产生的滑动痕迹。从而提高产品外观质量及光学性能。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1为在传统模具上玻璃板侧边和角部的球面分布示意图。
图2为在传统模具上玻璃板的侧边受力示意图。
图3为本发明第一实施例模具结构示意图。
图4为本发明第一实施例的初始成型状态的模具结构示意图。
图5为本发明第一实施例的最终成型状态的模具结构示意图。
图6为第一实施例模具初始成型状态时的玻璃板侧边受力示意图。
图7为第一实施例模具最终成型状态时的玻璃板侧边受力示意图。
图8为在传统模具上成型时的玻璃板大小头球面分布示意图。
图9为在传统模具上成型时的玻璃板大小头受力示意图。
图10为本发明第二实施例模具结构示意图。
图11为本发明第二实施例的初始成型状态的模具结构示意图。
图12为本发明第二实施例的最终成型状态的模具结构示意图。
图13为第二实施例初始成型状态时的玻璃板大小头受力示意图。
图14为第二实施例最终成型状态时的玻璃板大小头受力示意图。
图15为本发明第三实施例模具结构示意图。
图16为本发明第四实施例模具结构示意图。
具体实施方式如图1所示，玻璃板的四个角分别为A1、A2、A3、A4，通常A1A4边称之为小头，A2A3边称之为大头，A1A2边和A3A4边都称之为侧边。侧边A1A2和侧边A3A4之间的连线方向称之为横向方向，大头A1A4和小头A2A3之间的连线方向称之为纵向方向。
当玻璃板在传统模具上成型时，由于模具侧边弧度的关系，其两侧边B区域从开始升温到软化一直处于悬空状态，受重力作用最大且作用时间长，因此下垂最严重；又由于玻璃板在一定温度状态下其变形伸长量是一定的，当B区域受重力作用最大时，玻璃板侧边的伸长量就往B区域移动，自然角部所受的重力小，其向下拉伸的变型量就少，如图2所示。这就容易形成如图1中所示角部形成反向球面，和形成B区域的过大球面，影响侧边及角部光学性能。
图3为本发明第一实施例模具结构示意图，图中只画出半副模具，另外一半与之对称，图中未示出。本实施例克服了图1的缺陷。
图4和图5分别为第一实施例模具处于初始成型状态和最终成型状态的结构示意图，在初始成型状态，玻璃板3与辅助支撑架1接触，在玻璃板烘弯过程中，通过辅助支撑架1下降或者成型架2上升，直至玻璃板3与成型架2完全贴合，从而实现图5所示的最终成型状态；其中成型架2的弯曲弧度要大于辅助支撑架1的弯曲弧度，而且成型架2的弯曲弧度与玻璃板3的最终弯曲弧度保持一致。如图4所示，在模具的侧边加一辅助支撑架1，在升温及软化过程中就改变了玻璃板3在传统模具上的悬空状态，从而减轻了图2所示的B区域的重力作用，再通过改变角部和B区域的温度差，让角部的温度高于B区域的温度，使玻璃板3的伸长量往角部转移，这样玻璃板3在辅助支撑架1上成型时其重力作用就发生了改变，如图6所示。因此在辅助支撑架1还未脱落前，角部就已形成球面且减小了B区域的变形伸长量，当辅助支撑架1脱落后，玻璃板3与成型架2完全贴合，如图5所示。这样，就形成了过渡顺畅的侧边受力分布，如图7所示。从而减少角部反球面及侧边凸起变形的现象。
另外，采用传统模具还会使玻璃板成型时在大小头的纵向方向上产生不同的受力分布。如图8所示，当玻璃板放在传统模具上时，由于成型架的拱高的影响，玻璃板大头和小头处于悬空状态，当玻璃板开始升温时，大头和小头所受的重力作用最大，最早接触到成型架，导致A区域所受的重力作用时间最长、下垂最严重，这时玻璃板的伸长量开始往A区域转移，如图9所示。相对于整块玻璃板而言，当玻璃板软化接触到成型架后，C区域所受的重力作用最大、下垂最严重，同时玻璃板四个角被支撑住，在较高点A2、A3两点连线附近的玻璃板B区域，除承受本身的重力外，还对纵向方向相邻区域的玻璃板形成支撑作用，无形中抵抗了平顺球面的形成，导致自身难以形成预期球面，从而产生了S形状的过渡不顺的球面，如图9所示。
为了改变这一受力分布，本发明采用辅助支撑架，根据玻璃板的形状在相应的位置给予支撑，使玻璃板的支撑力分散在较长和较多的位置，该辅助支撑架使玻璃板的受力分布分散在期望进行弯曲的区域。
图10为本发明第二实施例模具结构示意图，本实施例克服了如图8和图9所述的缺陷。
图11和图12分别为第二实施例模具处于初始成型状态和最终成型状态的结构示意图，在初始成型状态，玻璃板3与辅助支撑架4接触，在玻璃板烘弯过程中，通过辅助支撑架4下降或者成型架5上升，直至玻璃板3与成型架5完全贴合，从而实现图12所示的最终成型状态；其中成型架5的弯曲弧度要大于辅助支撑架4的弯曲弧度，而且成型架5的弯曲弧度与玻璃板3的最终弯曲弧度保持一致。如图11所示，在模具的大小头设置一辅助支撑架4，在升温及软化过程中改变玻璃板3在传统模具上的悬空状态，从而减轻了图9所示的A区域的重力作用，再通过改变B区域和C区域的温度差，让B区域的温度高于C区域的温度，使玻璃板3的伸长量往B区域转移，这样玻璃板3在辅助支撑架4上成型时其重力作用就发生了改变，在辅助支撑架4还未脱落前，形成一“平底锅”型而且局部球面超过最终球面的玻璃，如图13所示。当辅助支撑架4脱落后，玻璃板3与成型架5完全贴合，如图12所示。脱落前由辅助支撑架4支撑形成的过大球面，在第二步骤时被成型架5支撑时通过对玻璃板3的弯曲，在纵向方向上形成的急剧变形部分被抵消形成更为平顺的球面过渡，如图14所示。从而减少B区域球面反向凸起变形的现象；使玻璃板纵向方向上球面过渡更加顺畅，改善了玻璃板大小头的光学性能。
图3所述的辅助支撑架包括分别位于成型架两条短边旁两条短边，图10所述的辅助支撑架包括分别位于成型架两条长边旁的两条长边；另外，该辅助支撑架还可以部分地包括该两条长边或短边，该成型架包括两条长边以及两个围绕一水平轴枢转安装于该长边的框架，形成一个与玻璃最终形状的周边一致的曲线。
该辅助支撑架以及该成型架的短边有时具有相同的弯曲弧度，该成型架的长边一般具有比该辅助支撑架的长边更大的弯曲弧度，但在局部区域需要具有与该辅助支撑架相同甚至更大的弯曲弧度。
或者该成型架的长边以及短边都具有比辅助支撑架的长边以及短边较大的弯曲弧度。
在第二步骤包括一将该成型架升起至该辅助支撑架上方的步骤。
或者在第二步骤包括一将该辅助支撑架落至该成型架下方的步骤。
为了更好的实行本发明，可以结合适宜的温度场在玻璃板的各个部分形成不同的温度分布，改变玻璃板的强度。
图15为本发明的第三实施例，其在第一实施例基础上加了两条过渡支撑架7，当玻璃板侧边的弧度特别大时，为了减缓第二阶段抵消过大球面的过程，在成型架8以及辅助支撑架6之间设置一过渡支撑架7，玻璃板首先在辅助支撑架6上形成一过大球面，然后辅助支撑架6下降，玻璃板下落到过渡支撑架7，部分地抵消前一阶段形成的过大球面，当玻璃板边缘与该过渡支撑架7完全接触之后可在难形成球面的区域再次形成较大球面，然后再下落到成型架8上，进一步抵消第一阶段和第二阶段形成的过大球面，从而形成玻璃板成型所需的最终球面。
因为过于急剧的弯曲过程会完全地抵消第一阶段形成的过大球面，所以通过增加过渡支撑架7支撑以防止弯曲过程过于急剧，从而避免在最终成型的玻璃板上仍然存在反向球面的现象。
请参阅图16，为本发明的第四实施例，其在第二实施例基础上加两条过渡支撑架9，能使第一阶段形成过大球面的区域往中间转移。玻璃板在辅助支撑架10上形成一过大球面，达到一定球面时过渡支撑架9接触玻璃板，使形成过大球面的区域往玻璃板中间转移，然后辅助支撑架10和过渡支撑架9下落，玻璃板发生弯曲，抵消前一阶段形成的过大球面，玻璃板在成型架11上就形成了所需的最终弯曲形状。
权利要求
1.一种弯曲玻璃板的方法，其特征在于包括第一步骤在一辅助支撑架上改变玻璃板的受力分布，弯曲玻璃板，使该玻璃板难以成型部分形成一超过成型玻璃的最佳球面；第二步骤玻璃板由辅助支撑架转移到一成型架，并在该过程中抵消前一阶段形成的过大球面；第三步骤玻璃板在成型架上弯曲该玻璃板，直到该玻璃板的整个边缘与该成型架接触为止；第四步骤冷却该玻璃，停止玻璃板的弯曲，使之获得最终形状。
2.如权利要求1所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第二步骤和第三步骤同时进行。
3.如权利要求2所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第一步骤中辅助支撑架仅支撑玻璃的两侧边。
4.如权利要求2所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第一步骤中辅助支撑架仅支撑玻璃的大、小头。
5.如权利要求2所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第一步骤中辅助支撑架同时支撑玻璃的四周。
6.如权利要求3-5任一项所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第二步骤可以增加一个或一个以上过渡支撑，分两次或两次以上抵消所述过大球面。
7.如权利要求3-5任一项所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于第一步骤以及第二步骤之间包括采用另外的一个或一个以上支撑，分一次或一次以上转移所述过大球面。
8.如上述的权利要求中的任一项所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于在第二步骤之前，包括一将该成型架升起至该辅助支撑架上方的步骤。
9.如上述的权利要求中的任一项所述的弯曲玻璃板的方法，其特征在于在第二步骤之前，包括一将该辅助支撑架落至该成型架下方的步骤。
全文摘要
一种弯曲玻璃板的方法，包括第一步骤在一辅助支撑架上改变玻璃的受力分布，弯曲玻璃板，使该玻璃板难以形成球面部分形成一超过成型玻璃的最佳球面；第二步骤玻璃板由辅助支撑架转移到一成型架，并在该过程中抵消前一阶段形成的过大球面；第三步骤玻璃板在成型架上继续弯曲，直到该玻璃板的整个边缘与该成型架接触为止，该成型架一般具有比辅助支撑架弧度大的玻璃板成型表面；第四步骤冷却该玻璃，停止玻璃板的弯曲，使之获得最终形状。使用该弯曲玻璃板的方法，使该玻璃板在弯曲成型过程中受力分布得到改变，从而改善玻璃的球面过渡曲线，提高产品外观质量及光学性能。
文档编号C03B23/02GK1935714SQ20051009453
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者周遵光, 郑宗法, 刘栋 申请人:福耀玻璃工业集团股份有限公司