本申请要求于2015年11月2日提交的美国临时申请序列第62/249,567号的权益，该申请的内容通过引用以其整体并入本文。
本发明涉及用于在玻璃片弯曲系统中成形和传输热玻璃片的真空模具往复系统和方法。
背景技术：
例如，用于在多阶段玻璃片成形系统中移动模具的现有技术的往复装置公开在下述美国专利中：第5,900,034号，mumford等人；第5,906,668号，mumford等人；第5,925,162号，nitschke等人；第6,173,587号，mumford等人；第6,718,798号，nitschke等人；以及第6,729,160号，nitschke等人。
技术实现要素：
根据本发明的用于在玻璃处理系统中成形热玻璃片的真空模具往复系统包括模具，该模具具有限定玻璃片要成形的初始形状的完全面朝下的表面。该模具包括真空室，该真空室具有从模具的表面延伸到真空室内的一组开口。
该往复系统还包括模具支撑框架，该模具支撑框架包括至少一个连接表面和至少一个模具导管，所述连接表面用于在其上安装模具，所述模具导管在第一位置可操作地连接至真空室并且在第二位置包括限定第一联接端口的开口。该往复系统还包括往复框架，该往复框架包括一对大体平行的细长的梁，其中每一个梁在靠近该梁的一个端部包括用于在其上接收并支撑模具支撑框架的至少一个支撑表面。
至少一个真空源在靠近所述梁的与包括模具支撑框架支撑表面的端部相对的端部安装在往复框架上，并且往复导管在第一位置处可操作地连接至真空源。往复导管在第二位置包括限定第二联接端口的开口。连接器用于将第一联接端口可释放地连接至第二连接口，以通过往复导管和模具导管提供来自真空源的真空到真空室的连通，从而在模具的面朝下的表面处选择性地抽真空。
根据本发明的另一个方面，至少一个引导元件可以安装在一个梁的支撑表面上，以接收模具支撑框架并且固定该模具支撑框架相对于往复框架的位置，从而在模具支撑框架支撑于往复框架上时，防止模具支撑框架在任何方向上相对于往复框架移动。可以设置至少一个其他引导元件，该引导元件安装在所述梁中的另一个的支撑表面上，以接收模具支撑框架并且固定该模具支撑框架相对于往复框架的位置，从而在模具支撑框架支撑于往复框架上时，防止模具支撑框架相对于往复框架在第一方向上移动，而允许模具支撑框架相对于往复框架在第二方向上移动。
根据本发明的另一个方面，本文所述的真空模具往复系统被提供用于成形热玻璃片的三阶段成形台，其中，该往复系统包括第一上模，该第一上模具有完全面朝下的表面，该完全面朝下的表面限定在成形过程的第一阶段中玻璃片要成形的初始形状。根据所公开的实施方式，三阶段成形台包括面朝上的下模，该下模从第一上模接收玻璃片，然后玻璃片在重力作用下下垂。成形台的面朝下的第二上模与面朝上的下模互补，并且与下模配合，以压制成形具有与下模和第二上模的形状对应的曲率的玻璃片。
根据本发明的另一个方面，三阶段成形台还包括传送器，第一上模从传送器上接收玻璃片，之后包括第一上模的往复装置水平地移动以将玻璃片定位在下模上方，然后下模接收玻璃片，随后与第二上模进行压制成形。该公开的实施方式还包括具有加热室的壳体，并且具有由辊式传送器构成的、用于将热玻璃片沿水平传送平面传送至壳体的加热室内的传送器。往复装置可在加热室内水平地移动，以在辊式传送器上方的拾取位置和下模上方与该拾取位置水平间隔开的递送位置之间定位第一上模。在该实施方式中，用于第一上模的真空源可以位于模具往复框架的距离加热室最远的端部处，以减小真空源暴露于第一上模所遇到的相对较高的温度。
气体提升喷射阵列可以位于传送平面下方，以供应向上的提升射流，从而在第一上模位于其拾取位置时将玻璃片从辊式传送器提升至第一上模，以抵靠第一上模的面朝下的表面初始成形并支撑玻璃片。第二上模在加热室内与第一上模的拾取位置侧向间隔开并且可在位于传送平面的高度上方的上部位置与更靠近传送平面的高度的下部位置之间垂直地移动，并且第二上模具有进一步限定玻璃片的预期曲率的向下凸出形状的面朝下的表面。
可以提供第二真空源，以在第二上模的面朝下的表面处选择性地抽真空。下模在加热室内位于在第二上模下方，并且在往复装置和第一上模在玻璃片因往复装置的真空源所抽吸的真空而支撑于第一上模上的情况下移动到第一上模的递送位置之后，该下模也位于第一上模下方。然后，可以终止往复装置的真空，以将玻璃片释放到下模上，并且操作往复装置以将第一上模移动回到其拾取位置。
然后，使第二上模从其上部位置向下移动到其下部位置以与下模配合，从而进一步压制成形玻璃片，随后，第二上模在压制成形的玻璃片通过与第二上模相关联的真空源在第二上模的面朝下的表面处所抽吸的真空而支撑于第二上模上的情况下，向上移动到其上部位置。
使递送模具移动到处于其上部位置的第二上模上的压制成形的玻璃片下方，然后终止真空并将玻璃片从第二上模释放到递送模具上，然后递送模具向成形台外移动，以进行压制成形的玻璃片的递送。
可以使用一个或多个控制器来操作加热室、辊式传送器、包括第一上模的往复系统、气体提升喷射阵列、第二上模、真空源、下模和递送模具，以便进行玻璃片的压制成形及其递送。
尽管示出并公开了示例性实施方式，这样的公开内容不应理解为限制权利要求。可以在不脱离本发明的范围的情况下预期做出各种修改和替代设计。
附图说明
图1是根据本发明的真空模具往复系统的实施方式的立体图；
图2是图1的实施方式的模具和模具支撑框架的截面端视图；
图3是模具、模具支撑框架和真空导管的局部侧视图，示出了断开并垂直移位的第一联接端口和第二联接端口；
图4是图1的实施方式中使用的模具、模具支撑框架、真空导管和真空源的分离的立体图；
图5是图4的一个联接端口的放大的立体图；
图6是图5中所示的联接端口的局部侧视图，示出了连接的第一联接端口和第二联接端口；
图7是在一个往复梁上的、包括引导元件的支撑表面的局部立体图，其中模具框架的伴随部被移除；
图8是在另一个往复梁上的、包括另一个引导元件的支撑表面的局部立体图，其中模具框架的伴随部被移除；
图9是包括三阶段成形台的玻璃片处理系统的示意性立面图，该三阶段成形台可以使用所公开的用于热玻璃片的三阶段成形的真空模具往复系统；
图10是沿图9中的线10-10的方向通过成形台所截取的剖视图，其示出了本发明的三阶段成形台的一种实施方式，该实施方式包括用于进行具有复合曲率的热玻璃片的三阶段成形的第一上模、第二上模、下模和递送模具；
图11和图12是图10的局部视图，它们示出了在系统操作循环期间的玻璃片的处理；
图13是示出图10至图12的成形台实施方式的三阶段热玻璃片成形操作的流程图。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本发明的具体实施方式。然而，应理解的是，所公开的实施方式仅仅是本发明的示例，本发明可以通过各种替代形式体现。附图不一定按比例。为了示出特定部件的细节，一些特征可能被夸大或最小化。因此，本文公开的具体的结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员实践本发明的代表性基础。
参照图1至图3，用于成形热玻璃片的真空模具往复系统(总体用10表示)包括模具12，该模具12具有完全面朝下的表面14，该完全面朝下的表面14限定玻璃片要成形的初始形状。模具12还包括真空室16，该真空室16具有从真空室16延伸至表面14的一组开口18。模具支撑框架20包括用于在其上安装模具的至少一个连接表面22以及在第一位置64处可操作地连接至真空室16的至少一个模具导管24。限定第一联接端口26的开口设置在模具导管24上的第二位置处。
所公开的真空模具往复系统10还包括往复框架28，该往复框架28包括一对大体平行的细长的梁30、32。梁30、32中的每一个在靠近该梁的一个端部包括用于在其上接收并支撑模具支撑框架20的至少一个支撑表面34。梁30、32中的每一个都可以被水冷却，以防止模具12在加热环境内移动时，由于所述梁的部分向加热环境内移动和向加热环境移动而可能产生的梁的热膨胀或收缩。
至少一个真空源36可以在靠近梁30的与模具支撑框架20相对的端部安装于往复框架28上。至少一个往复导管38在第一位置可操作地连接至真空源36，并且在第二位置包括限定第二联接端口40的开口。连接器42用于将第一联接端口26可释放地连接至第二联接端口40，以通过往复导管38和模具导管24提供来自真空源36的真空的连通，从而在模具12的面朝下的表面14处选择性地抽真空(和/或产生正压力)。
参见图1至图6，在所公开的实施方式中，真空源由供应到一对气体喷射泵36、37的正压力空气提供，该对气体喷射泵36、37在与模具框架20所在的端部相对的端部处安装于往复框架28上。一对模具导管24、25在一个端部可操作地连接至模具12的真空室16(例如，在位置64、65处)，并且各自在包括连接器板27的另一个端部包括限定第一联接端口26的开口。在该公开的实施方式中，每个气体喷射泵36、37可操作地连接至单独的往复导管38、39，该单独的往复导管38、39被成形为沿着梁30、32并且可能时在梁30、32的高度轮廓内延伸至往复装置的支撑模具12的端部。往复导管38、39中的每一个在包括连接器板41的最靠近模具12的端部包括限定第二联接端口40的开口，使得当模具12安装在往复框架28上时，模具导管24、25中的每一个上的第一联接端口26与往复导管38、39中的每一个上的第二联接端口40对准。然后，将保持器夹42可滑动地定位于连接器板27和41上方，以联接导管38和24(以及39和25)并且将模具12的真空室16与真空源36、37连接。
气体喷射泵36、37可以是mcmaster的美国专利4,202,681和mcmaster的美国专利4,222,763所公开的类型，以便能够抽吸较大或较小程度的真空以及提供正压力空气，从而如下文更充分描述的那样在成形操作期间提供玻璃片的释放。
参见图1、图3和图7，在所公开的实施方式中，第一引导元件44安装在所述梁30中的一个梁的一个支撑表面34上，以接收模具12并且固定模具12相对于往复框架28的位置。第一引导元件44可以包括固定到梁支撑表面34上并从该梁支撑表面34向上延伸(或者，从模具框架20向下突出)的对准键46和以及位于模具支撑框架20上(或者，位于梁支撑表面34上)的互补的接收键槽48，使得当模具12和模具支撑框架20安装在往复框架28上时，对准键46接收在键槽48内，从而将模具12对准在固定位置上。在所公开的实施方式中，键46和键槽48被成形为“+”，使得键在键槽48内的接合确保模具框架20在引导件44的位置处相对于梁30固定到位。应理解的是，键46和键槽48可以可替代地被构造成其他形状，例如“x”，只要键46在键槽48内的接合限制模具框架20在该位置相对于梁30的所有移动。
参见图1和图8，第二引导件50可以位于另一个梁32上，以便将模具框架20对准在梁32上的预期位置。在所公开的实施方式中，与梁32相关联的引导件50包括分别安装在梁32和模具框架20上(反之亦然)的第二键52和互补形状的键槽，以沿梁32的一条轴线(例如，长度)固定定位模具框架20，而允许模具框架20沿梁32的另一条轴线(例如，宽度)的移动。在所公开的实施方式中，第二键52被成形为“—”，并且对应的键槽是尺寸合适的槽，以在其中接收键52并防止模具框架20相对于梁32在一个方向(例如，沿着往复框架的长度)上移动，而允许键在另一个方向(例如，横向于往复框架的长度)上滑动。
通过利用呈所述这些形状的第一引导件44和第二引导件50，模具12和模具框架20在往复支撑梁30、32上、在一个方向(例如，沿着长度)上的固定位置处对准。另外，将模具框架20相对于梁30在第一引导件44处在所有方向上固定到位，而允许模具框架20在第二引导件50处在横向于梁32的长度的方向上相对于梁32移动。由此，这种设置使模具在引导件44处对准往复框架28上的固定点，而允许例如任何热膨胀或收缩，该热膨胀或收缩可能是在通过允许模具框架20(和模具12)在引导件50处在选定的方向上(例如，横向于梁32的长度)相对于往复梁32移动而使模具12和框架20向加热环境内和加热环境外移动时产生的。
现在参见图9和图10，所公开的真空模具往复系统可以用于总体用200表示的玻璃片成形系统中，该玻璃片成形系统包括炉子202，该炉子202具有用于提供用于加热玻璃片的加热环境的加热室204。该系统的传送器206在大体水平延伸的方向传送经加热的玻璃片，并且优选为包括像下述美国专利所公开的那样的辊208的辊式传送器类型：mcmaster的第3,806,312号；mcmaster等人的第3,934,970号；mcmaster等人的第3,947,242号；以及mcmaster等人的第3,994,711号。系统200的三阶段成形台210根据本发明构造并且执行其方法，使得成形台和成形方法都以整合的方式来描述，以便于理解本发明的不同方面。成形台210具有使用压制成形的构造，该构造有点类似于上述美国专利4,661,141和本申请的上述背景技术部分给出的其它美国专利的公开内容的构造。此外，成形台210具有限定加热室214的绝热壳体212，如图10中最佳所示，成形台的成形装置216位于该加热室214中。
如图10至图12所示，玻璃片成形装置216可以使用所公开的真空模具往复系统10’，该真空模具往复系统10’包括第一上模12’，该第一上模12’在热玻璃片成形的第一阶段期间从加热器传送器208拾取软化的玻璃片，然后将该玻璃片水平地移动到图11所示的下模222所在的递送位置，并而将该玻璃片g释放到下模222上，从而进行重力下垂。这样，用于重力下垂的时间相对有限，从而能够更精确地控制形状。
在通过第一上模12’将玻璃片沉积在下模222上之后，第一上模12’从图11的它的递送位置移动回到图10的它的拾取位置，并且第二上模220如图12所示的那样向下移动，以在压制成形玻璃片时与下模222配合。还可以根据需要来实现玻璃在第二上模220的面朝下的表面270上的某种真空成形。在压制成形之后，第二上模220在玻璃片因所抽吸的真空抵靠第二上模220的面朝下的表面270而受到支撑的情况下向上移动，并且图10所示的递送模具224从后成形台(例如，淬火台226)向成形台210内移动以接收成形的玻璃片，从而用于向成形台210外移动(例如，移动到所公开的实施方式的淬火台226)，以进行进一步处理。
如图10所示，在该公开的实施方式中，第一上模12’具有由往复框架28’支撑的支撑框架20’，该往复框架28’包括通过致动器242移动穿过连接部244的细长的梁30’、32’(仅示出一个)。这些梁30’、32’在一个端部由通过一个或多个致动器248安装的一个或多个相关联的辊246支撑。梁30’、32’的另一个端部可以由托架260(图1中最佳示出)支撑，该托架260可以包括由致动器249(参见图1)供电的垂直升降机构262。在本实施方式中，可以控制辊246、升降机构262和与它们相关联的致动器248和249，以便在其操作期间提供梁的垂直移动(并因此提供第一上模12’的垂直移动)。更具体而言，第一上模12’可以向下移动到距离传送器206约半英寸(12至15mm)处，以进行玻璃片的初始拾取，然后可以向上移动，以便移动到位于传送器辊208的端部上方的盖250上方。侧向辊252也接触梁30’中的一个，以在第一上模12’在图10所示的它的拾取位置与图11所示的它的递送位置之间的移动期间提供侧向定位。应理解的是，在共同悬而未决的美国专利申请序列第62/249,697号(代理人案号glt1991prv)中公开了包括辊246和252的往复定位系统的一种实施方式，该申请的公开内容以其整体并入本文。
因此，如图10至图12所示，台210具有三个操作阶段，其中玻璃片可以形成于第一上模12’上，其在第一方向上具有曲率且在横向于第一方向的第二方向上具有直线单元(straightlineelements)；从第一上模12’在其图11所示的递送位置接收之后，通过重力形成在下模222上；且最终通过在第二上模220与下模222之间压制成形和/或如图12所示在第二上模220上真空成形而成形。应理解的是，所公开的真空模具往复系统10可以用于其他的多阶段成形系统，例如，三阶段成形系统的其它实施方式，该成形系统可以包括如名称为“用于成形具有横向曲率的热玻璃片的三阶段成形台和方法”的美国专利第9,452,948b2号中公开的另外的细节，该申请的内容以其整体并入本文。
再参见图10，所示出的下模222可以由框架254支撑，该框架254由致动器256(例如，螺旋千斤顶)支撑，以进行垂直移动。该垂直移动可以向下以允许第一上模12’在下模222上移动，然后向上移动，使得以更紧密的间隔关系进行玻璃片的释放，从而控制定位。另外，下模222的垂直移动也可以与第二上模220的垂直移动配合使用，以进行压制弯曲。
如图10所示，气体提升喷射阵列258可以包括在成形台中。气体提升喷射阵列258位于热玻璃片的传送平面c下方，并且包括气体喷射泵，该气体喷射泵供应向上的气体射流，用于将玻璃片g从辊式传送器206向上抬起，以抵靠第一上模12’的面朝下的表面14’初始成形并支撑玻璃片，然后如前所述，在玻璃片抵靠第一上模12’的面朝下的表面14’而受到支撑的情况下，将第一上模12’定位于下模上方。气体喷射泵可以是美国专利4,204,854(mcmaster等人)和4,356,018(mcmaster等人)公开的类型，使得来自该气体喷射泵的主气流引起二次气流，该二次气流为主气流的程度的许多倍，以便提供提升。第一上模12’的面朝下的表面14’还具有真空孔阵列18’，可以通过该真空孔阵列抽真空，以便还提供玻璃片的初始提升，然后如本文所述那样支撑玻璃片。可以通过终止抽真空和终止前述由气体喷射阵列258提供的向上的气体射流以及通过给模具表面14’提供正压力气体来实现玻璃片的释放。
应理解的是，名称为“用于玻璃处理系统的升降装置”的共同悬而未决的美国专利申请序列第14/929,799号(代理人案号glt1993pus)中公开了气体喷射提升阵列258的一种实施方式，该申请的内容以其整体并入本文。
如图9所示，系统200还包括控制器或控制单元88，以控制上述部件的操作。控制单元88可以具有一组连接部90，以与系统200的各个部件连接，各部件例如为真空源36、37以及用于第一上模12’的真空模具往复系统致动器242、248和249、加热器204、辊式传送器系统206、第二上模220、下模222、递送模具224和淬火台226。此外，控制单元88可以包括任何合适的硬件和/或软件，以控制上述部件的操作，从而进行玻璃片g的压制成形以及其递送和淬火(例如，执行由本文所述的功能表示的特定的算法)。例如，控制单元88可以包括与一个或多个存储装置或存储单元通信的一个或多个处理器，该处理器包括计算机可读程序指令，该指令可通过一个或多个处理器执行，使得控制单元88可以控制真空模具往复装置10以及玻璃片成形系统的其它上述部件的操作。控制单元88还可以包括或者替代地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵列、可编程逻辑器件和/或数字信号处理器。代替连接部90，控制单元88可以替代地无线连接至一个或多个上述部件。此外，真空模具往复系统10的控制单元可以是控制单元88的一部分，也可以与控制单元88分离而被构造为与控制单元88通信。
在成形台210的改进期间，发明人已经确定了，在上模上进行初始成形之后形成有复合曲率(即，关于多条不平行的轴线的曲率)的玻璃片可能在玻璃片的中央观察区域造成屈曲，这是因为当平坦的玻璃片在没有直线单元的情况下在交叉方向呈现曲率时，玻璃片周边的玻璃过量，并且对于玻璃的中央观察区域的透射和/或反射，这样的屈曲导致畸变光学。还确定了，在初始成形阶段使用具有直线单元的第一上模，然后允许重力下垂形成在下模上以开始关于其他轴线(例如，横向于第一上模的曲率的轴线的轴线)的曲率，随后进行玻璃片的最后的压制成形对于成形的玻璃片的中央观察区域的透射和反射减小了光学畸变。为了本申请的目的，术语“直线单元”是指在第一成形阶段之后，玻璃片和第一上模表面14’的两个相对端部之间的直线，该直线具有中点，模具表面和初始成形的玻璃片材从该中点的移位不超过两个端部之间的距离的大约0.5％，优选不超过大约0.3％。
参照图13的流程图，图10至图12的实施方式进行了压制成形操作，该操作以300开始，在炉子中加热玻璃片g，随后在302，将其传送至成形台中，接着在304，第一上模从传送装置接收玻璃片以在第一阶段进行初始成形，然后在306，使第一上模和玻璃片水平移动到下模上方。然后，在308，将玻璃片从第一上模释放到下模上，在第二阶段中提供重力下垂，之后在310，使第二上模向下移动到下模，以在第三阶段中进行压制和/或真空成形为具有复合曲率(包括关于横向于第一上模的曲率轴线的轴线的曲率)。然后在312，使第二上模和玻璃片向上移动，随后在314，在第二上模下方进行递送模具移动，以接收成形的玻璃片，然后使其向成形台外移动，以递送到后成形处理台。
图10至图12的所公开的实施方式可以通过所公开的构造的垂直定位而缩短循环时间。在该公开的实施方式中，垂直定位允许第一上模12’和递送模具224同时在第二上模220的下方，所以连续的循环重叠而减少循环时间。
所有先前提及的专利都被转让给本申请的申请人，并且由此通过引用而并入。
尽管上面描述了示例性实施方式，但是这些实施方式并不意图描述本发明的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语，而非限制性词语，并且应理解的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变化。另外，各种实施的实施方式的特征可以组合形成本发明的另外的实施方式。