带有弯角的玻璃陶瓷构件的制作方法
【专利说明】带有弯角的玻璃陶瓷构件
[0001]本申请是申请日为2010年2月I日，国家申请号为201080011639.X(PCT申请号为PCT/EP2010/051147)，题为“用于制造成弯角的玻璃陶瓷构件的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于生成带有至少一个弯角的玻璃陶瓷构件的方法，其中，弯角构造为在两个侧边之间的过渡部。
[0003]此外，本发明涉及一种带有至少一个布置在两个侧边之间的弯角的玻璃陶瓷构件，其中，这些侧边围成开度角。
【背景技术】
[0004]玻璃陶瓷是一种特别的原料，该原料通过有针对性的且经温度控制的结晶化，即所谓的陶瓷化(Keramisierung)由事先在熔槽中熔化的且通常呈板状地成型的玻璃制造成。玻璃陶瓷的独特的特性是高抗热震性以及非常小的热膨胀。玻璃陶瓷例如在炉灶中用作灶台、用作炉衬、用作用于辐射加热器的盖板、用作用于所有用于加热的炉灶的观察窗、用作通常在燃烧设施中的观察窗直至车辆观察窗(其通常特征在于高抗冲击性)或是甚至用于照明用途(反射镜)和天文应用。
[0005]由现有技术公知用于壁炉或炉的成弯角的观察窗，所述观察窗主要借助于气动操纵的弯曲设备且以大约1mm的非常小的弯曲半径制造成。在这种情况下，将待变形的玻璃陶瓷板在未经陶瓷化的状态中(也就是说作为玻璃)在处于热成型之后的附加过程中在真正的陶瓷化之前弯曲。
[0006]例如，由WO 2005/042420 Al公知一种这样的弯曲方法，在其中，玻璃板的棱边在至少一侧上利用振荡的线燃烧器加热，直至玻璃的软化点。随后，超出低粘性的棱边的玻璃边缘沿着弯曲棱边作为玻璃成型件的侧边弯折直至预定的角度且随后被冷却。
[0007]制造成弯角的玻璃陶瓷片的另一公知的可行方案是在陶瓷化过程期间通过自重引起的重力下沉。带有大于大约200_的半径的成弯角的玻璃陶瓷片可在由自重引起的重力下沉下直接在陶瓷化炉中制造成。
[0008]由DE 10 102576 Al公知一种用于制造弯曲的玻璃陶瓷体的这样的方法，在其中，将呈板状的绿玻璃体在室温中平放到陶瓷化模具上，该陶瓷化模具具有与弯曲的玻璃陶瓷体的几何结构匹配的成型面。对此，陶瓷化模具具有与待成形的弧形相符地呈弧形地下沉的中间部分。为了陶瓷化，首先将绿玻璃板加热到陶瓷化温度上。在此，起初形状稳定的绿玻璃板到达粘性的状态中，由此在模具中间部分之上的绿玻璃板部分由于重力而下沉，且铺设在其呈弧形的成型面处。由于因材料和过程而典型低的下沉速度，这种通过自重的重力下沉是相对费时的，从而不可获得特别高的制造能力。
[0009]能通过该方法制造的弯曲半径依赖于玻璃厚度、开度角和玻璃陶瓷材料的粘性-时间曲线。此外，增加的厚度由于弯矩而仍然不利地影响绿玻璃到模具中的沉入，也就是说重力下沉的这种方法随着增加的玻璃厚度而变得越来越困难。
[0010]小于200_的弯曲半径不可利用该方法来制造，因为为此在有对于变形而言需要的低玻璃粘性的情况下，在陶瓷化过程中所达到的停留持续时间是不足的。
[0011]带有典型地直至54mm的弯曲半径的成弯角的玻璃陶瓷片可在单独的弯曲设备中借助于气体燃烧器在未经陶瓷化的状态中进行弯曲，且在下游的过程步骤中在陶瓷化炉中进行陶瓷化。大于54_的半径借助于气动操纵的弯曲设备的弯曲在技术上是可实现的，然而仅可以高设备成本来实现。
【发明内容】
[0012]现在，本发明的任务是，说明一种用于制造成弯角的玻璃陶瓷构件的方法，该方法使得简化的且加速的弯曲过程成为可能。此外，通过所说明的方法同样应以简单且低成本的方式制造出在大约30mm-200mm的范围中的弯曲半径。此外，本发明的任务是，提供一种玻璃陶瓷构件，其特征在于吸引人的外观。此外，本发明具有如下目的，即，同样地使所谓的预结晶的(vorgekeimte)玻璃构件根据规定变形。“预结晶的玻璃构件”理解为绿玻璃，其在热成型之后已具有一定的晶相成分。所述晶相成分处在整个相成分的1%与10%之间，且因此在低粘性范围中缩短对于变形必需的停留持续时间。
[0013]本发明的任务通过一种用于制造带有权利要求1的特征的成弯角的玻璃陶瓷构件的方法和通过一种带有权利要求7的特征的玻璃陶瓷构件来解决。有利的改进方案分别在从属权利要求中介绍。
[0014]根据本方法作如下设置，即，带有在30mm与200mm之间的范围中的弯曲半径的弯角在陶瓷化过程期间在处在绿玻璃状态中的玻璃板转变到玻璃陶瓷板时在改形工具作用的情况下实现。相应地，用于产生弯角的改形过程包含到陶瓷化过程中，这实现了制造的时间上的优化。在此，在绿玻璃状态中的玻璃板的对于陶瓷化所需的(且同样属于陶瓷化过程的)加热被充分利用。在该加热阶段期间，必须将玻璃板加热到在其中玻璃板达到允许改形的粘性状态的温度状态上。从达到该粘性状态起，用于改形的在时间上狭窄地限制的工艺窗口(Prozessfenster)开启，因为这时同样地进行陶瓷化(或精确地说:玻璃的体积结晶)。在达到一定的结晶度之后不再能改形。利用根据本发明的改形工具现在将改形力引入到玻璃原料中，所述玻璃原料在该狭窄的工艺窗口内完成带有在30mm与200mm之间的半径的弯角的生成。
[0015]根据本发明的一种优选的设计方案作如下设置，即，弯角的弯曲角度在0°与179°、优选在60°与150°之间的范围中生成。这样的弯曲角度在陶瓷化过程期间能以整个玻璃陶瓷构件的非常良好的表面质量来制造。
[0016]为了确保稳定的改形过程，且为了同样地对于侧边而言保证无变形的几何形状，根据本发明可作如下设置，即，连接到弯角上的侧边具有在Imm与100mm之间、优选在50mm与600mm之间的范围中的侧边长度，或者在弯曲轴线的方向上生成在1mm与100mm之间、优选在200mm与800mm之间的范围中的玻璃件高度。在50mm与600mm之间的范围中的侧边长度保证极其小的横向变形。在200mm与800mm之间的范围中的玻璃件高度保证对于变形而言足够的支撑长度。
[0017]一种用于时间优化的制造的优选的发明变型方案的特征在于，在陶瓷化过程期间执行加热阶段，在该加热阶段期间将玻璃板加热到陶瓷化温度上，且当玻璃板具有对于变形而言足够的粘性，例如10el2(显然也包括其下)至10e7d Pa s时，在达到陶瓷化温度之前引入弯角。
[0018]当作如下设置时改形特别简单地实现，S卩，将玻璃板以其外侧平放在两个支承板上，在玻璃板的内侧上放置有至少两个压制件，所述压制件分别配属于一个支承板，且在达到对于玻璃板的变形而言足够的粘性时借助于调整机械机构将这两个支承板彼此相对地枢转。由此，支承板对作为陶瓷化过程的结果的玻璃板的粘性降低和压制件的压力作出反应。
[0019]相应地尤其可作如下设置，S卩，在玻璃板的预定的弯曲棱边两侧布置有两个支承板，所述支承板分别接纳玻璃板的一个侧边，且可绕着平行于玻璃板弯曲棱边延伸的枢转轴线、例如由重力引起或通过张力的作用而彼此相对地枢转。在玻璃板的背对玻璃板支承侧的侧上，在玻璃板的弯曲棱边的两侧布置有至少两个压制件。在此，压制件在变形期间将指向到玻璃板的方向上的力施加到玻璃板上。
[0020]可将弯曲装置简单地供应给待变形的玻璃板。于是可将其在经供应的状态中完全地带入到在其中玻璃板通过加热转化到粘性的状态中的炉灶中。弯曲装置通过支承板的枢转实现加速的变形，在变形时玻璃板的弯曲棱边仿佛充当在玻璃板的两个侧边之间的铰链。
[0021]压制件可分别布置在玻璃板的侧边与在变形时所调设的弯曲半径之间的两根切线的区域中。在此，在考虑热膨胀和材料收缩的情形下，压制件彼此的间距基本上可与待变形的区域的弧长相符。
[0022]为了将待变形的玻璃板稳定地保持在支承板处，在支承板的背对玻璃板的弯曲棱边的端部处分别布置有用于待变形的玻璃板的自由的端部的止档件。
[0023]特别稳定的固定可由以下方式实现，即，两个支承板在有平放的玻璃板时倾斜小倾斜角度。这引起如下，即，止档件条将在指向到弯曲棱边的方向上的压力施加到待变形的玻璃板的自由》而部上。
[0024]为了在改形过程中界定支承板的枢转运动，可分别设置有止档件。
[0025]本发明的关于玻璃陶瓷构件的任务由以下方式来解决，即，在背向开度角的外侧上，弯角区域至少沿着如下测量距离具有Ra值〈10 μ m的表面波纹度，该测量距离从板中心起在弯曲轴线的方向上测量，落在弯曲轴线方向上的板延伸的至少±35%的范围中。
[0026]如果不考虑玻璃陶瓷物品的长波纹度，则小于ΙΟμπι的Ra值适用于弯曲缝(Biegenaht)的整个距离。长波纹对于在弯曲缝的区域中的波纹的视觉评价不具有影响。由此，Ra值是产品的可归因于该新型方法的重要的质量特征。
[0027]由此，玻璃陶瓷件在弯角的区域中具有由于观察者的光折射效果而被理解为光滑的且无波纹的表面质量。由此，获得在侧边与弯角之间的视觉上均匀的过渡。
[0028]当在弯曲轴线的方向上有例如400mm的板延伸时得出280mm的如下测量距离，该测量距离分别在板中间的两侧上延伸至相同的距离(±140mm)。
[0029]带有所说明的波纹振幅和/或周期性的先前所提及的表面波纹度尤其能以更低的制造耗费以根据权利要求1的方法来生成。
[0030]利用本发明同样可制造出带有良好质量的复杂的构件。例如可作如下设置，S卩，在第二侧边上分别在有弯角居间的情形下连接有第一和第三侧边。
[0031]理想的固定结构对于玻璃陶瓷构件而言由以下方式得出，S卩，侧边的和弯角的材料组织结构基本上相同。
[0032]利用根据本发明的方法，在变形区域中不出现或仅出现小的玻璃厚度变化。同样地在弯曲区域中实现非常光滑的表面，而不带有对于利用气体燃烧器制造的弯曲而言由弯曲区域的不均匀的加热所引起的典型的表面波纹。在此，变形同样可在非常快速陶瓷化的玻璃陶瓷中制造出。
【附图说明】
[0033]下面，借助在附图中示出的实施例对本发明作进一步阐释。
[0034]其中:
[0035]图1以侧视图和以剖面示出了一种玻璃陶瓷构件；
[0036]图2以侧视图和以剖面示出了另一种玻璃陶瓷构件；
[0037]图3示出了带有固定在其处的玻璃板的改形工具的示意性图示；
[0038]图4示出了在经改变的运