專利名稱：用來產(chǎn)生氣墊的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來產(chǎn)生氣墊的裝置，該氣墊用來支撐預(yù)熱的玻璃板，該裝置包括連接到一個壓縮氣體源上的腔室，該腔室的上壁在其外部尺寸方面適應(yīng)玻璃板的輪廓，并且具有用于氣體通過的多個孔徑。
背景技術(shù)：
該裝置能用在任何有支撐預(yù)熱玻璃板，例如要韌化的玻璃板，的問題的地方。然而，主要使用領(lǐng)域是彎曲層壓玻璃面板的生產(chǎn)，特別是用于機動車的建造。用于車輛的層壓玻璃窗通常包括兩層玻璃，其中在使用中，一層形成玻璃窗的內(nèi)表面(即它面向車輛內(nèi)部)，并且另一層形成玻璃窗的外或外部表面。
在玻璃窗的制造期間，一對玻璃板在一個預(yù)熱爐中被加熱到彎曲溫度，并且然后被運送到一個壓-彎站。該對板的每一件可以被分別加熱，例如，內(nèi)部和外部層分離地穿過爐子運送，可能使內(nèi)部和外部層處于交替順序。可選擇的是，該對可以作為一個嵌套對被加熱，即把一層(通常為內(nèi)部層)疊置在另一層上。
用來產(chǎn)生氣墊的裝置形成壓彎站的一個元件。相應(yīng)玻璃板、或嵌套板對，從預(yù)熱爐的輥通到氣墊上，并且使得在這里暫停并且還相對于彎曲模具對中。如果這里也使用輥，則不可避免的滯留時間導致痕跡的形成，這些痕跡顯著損害玻璃板的光學性質(zhì)。
腔室包括限定包含氣體的一個內(nèi)部空間的壁，并且特別是具有上壁，即具有面向上外表面的壁，該壁可以想象成腔室的“室頂”。腔室上壁的外部尺寸適應(yīng)玻璃板的輪廓(外部尺寸)，但通常稍小于要支撐的玻璃板的外部尺寸，從而在最后位置中的玻璃板在數(shù)側(cè)特別是在所有側(cè)超越腔室上壁的邊緣突出幾個厘米，從而它能由圍繞室的環(huán)形模具拿起。
在開始處提到的類型的裝置從EP0578542B1得知。用于氣體通過的孔徑在那里并排布置在腔室的上壁中，借此在相鄰排對之間提供槽形氣體排出通道，這些通道從腔室的上側(cè)穿過腔室引導到其下側(cè)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)氣墊的氣體的無干擾排出。
然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由此實現(xiàn)的玻璃板的光學性質(zhì)能夠改進，并且作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的問題因此是實現(xiàn)這樣一種改進。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這個問題，在開始處提到的裝置根據(jù)本發(fā)明其特征在于，用于氣體通過的孔徑設(shè)計成噴嘴，所述噴嘴具有進入孔以及隨噴嘴出口區(qū)域逐漸變寬的出口孔；并且腔室的上壁在其邊緣區(qū)比在其中央?yún)^(qū)具有更大開孔度(所有噴嘴出口區(qū)域之和相對于相應(yīng)區(qū)的總面積)。
本發(fā)明基于在開始處提到的已知裝置產(chǎn)生玻璃板的某些光學損害的知識，這能追溯到甚至能局部重疊的兩種現(xiàn)象。
一方面，槽形排出通道的邊緣形成所謂的冷卻邊緣，這些冷卻邊緣在玻璃表面上產(chǎn)生冷卻陰影。另一方面，所謂的射流痕跡出現(xiàn)在從用于氣體通過的孔徑射出的氣體射流的流動撞擊區(qū)中。在兩種情況下，導致不均勻的冷卻速率，并因而導致不均勻的熱量分布，這產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力分布。
為了避免射流痕跡，從EP0523016B1得知，使氣體從具有進入孔以及逐漸變寬的出口孔的噴嘴射出。這些噴嘴由噴嘴體形成，這些噴嘴體擰到腔室的上壁中，并且從后者向上突出。氣墊的氣體在噴嘴體之間向下轉(zhuǎn)向，并且然后在側(cè)面處被引導離開。在其上端部處，噴嘴體因而形成排出邊緣，這些邊緣也能起冷卻邊緣的作用并且產(chǎn)生對應(yīng)的冷卻陰影。
相反，根據(jù)本發(fā)明既不出現(xiàn)射流痕跡也不出現(xiàn)冷卻陰影。氣流在通過噴嘴期間借助于對應(yīng)壓力建立被減速，從而能保證大面積的均勻氣體排出。由于噴嘴集成到腔室的上壁中，所以在噴嘴出口處沒有向下指的氣體偏轉(zhuǎn)，從而不形成具有對應(yīng)冷卻效果的排出邊緣。此外，沒有來自排出通道的進入孔提供在腔室的上壁中。在這方面，因而也消除冷卻陰影的產(chǎn)生。
氣墊的氣體的排出水平地發(fā)生在玻璃板與腔室的上壁之間。驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了保證氣墊的氣體的無干擾排出，減小在腔室的上壁的中央?yún)^(qū)中的開孔度就足夠了。盡管高度有效，但這種措施極為簡單。玻璃板保持其平的、水平對齊，而沒有在中央?yún)^(qū)中的拱起或在邊緣處形成下垂區(qū)。因而消除對在彎曲工具上對中的不利影響。
總的來說，根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)最高光學質(zhì)量的彎曲玻璃板的生產(chǎn)。這非常重要，特別是對于機動車的建造。這是因為這里不僅有對變得日益嚴格的玻璃板形狀公差和其光學質(zhì)量的要求，而且也有把信息顯示在擋風玻璃上(抬頭顯示器)的增大趨勢。對于這點的前提是最高光學質(zhì)量的擋風玻璃。
有利的是，腔室上壁的中央?yún)^(qū)在其面積數(shù)值上大致與邊緣區(qū)之和相對應(yīng)，所述腔室上壁的中央?yún)^(qū)在本發(fā)明的范圍內(nèi)對于確定開孔度的條件是決定性的。
當在腔室的上壁的中央?yún)^(qū)中的開孔度與在邊緣區(qū)中的開孔度之比等于近似0.5至0.9，優(yōu)選地近似0.7-0.8時，能實現(xiàn)特別有利的結(jié)果。這里要理解，敘述的值不要理解成明確限定的限制值，而是，特別是在個別情況下，在兩個區(qū)之間開孔度相當大的差別也可能是適當?shù)?。試驗已?jīng)表明，在腔室的上壁的中央?yún)^(qū)中的開孔度通常應(yīng)該等于近似0.3，優(yōu)選地小于0.25的最大值，以便可靠地避免玻璃板的有害上拱。
此外，有利的是，腔室的上壁在其較長側(cè)的邊緣區(qū)中比在其較短側(cè)的邊緣區(qū)中具有較大的開孔度。因而產(chǎn)生對于玻璃板的幾何條件的最佳適應(yīng)。在較短側(cè)的邊緣區(qū)中的較小支撐要求用來促進氣墊氣體的排出。
腔室的上壁通常設(shè)計成具有大致的鏡像對稱性，以便簡化腔室的設(shè)計和生產(chǎn)。在鏡像對稱的中心軸線左和右邊的開孔度那么大致一致。然而根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選變形，能進行氣墊功能的進一步優(yōu)化，即開孔度從通常是腔室短側(cè)之一的玻璃板進給側(cè)到相對側(cè)減小。因而能考慮這樣的事實玻璃板在被推入腔室的上壁上方的位置中時，推動在它前面的氣墊，從而在傳輸操作的結(jié)束處，越來越少的氣體必須從腔室供給。作為對于這點一個選擇例，在是關(guān)于中心鏡像軸線對稱的開孔度的情況下，從進給側(cè)到相對側(cè)減小的氣體壓力也能由噴嘴橫截面的適當改變提供。
每個噴嘴包括與一個出口孔連通的一個進入孔，該出口孔是喇叭形的，即它在流動方向上變寬。由噴嘴的變寬出口孔產(chǎn)生具有低流動速度的均勻氣體流出。然而如果噴嘴的進入孔在流動方向上至少一次突然變寬則這種效應(yīng)能進一步加強。
特別有利的是，噴嘴的進入孔具有近似2至4mm，優(yōu)選地近似3mm，直徑的第一部分、以及具有近似20mm直徑的第二部分，借此出口孔從第二部分繼續(xù)。進入孔能具有第三部分，該第三部分具有在第一與第二部分之間的近似10mm的直徑。第一、第二、第三部分優(yōu)選地形成圓柱形，并且具有重合的圓柱軸線。噴嘴的出口孔優(yōu)選地以錐形向具有近似60mm直徑的噴嘴出口區(qū)域變寬。不言而喻，敘述的數(shù)值僅代表大致指導值，在兩個方向上與該指導值的偏離是可能的，而不脫離本發(fā)明的范圍。重要的是，噴嘴以這樣一種方式設(shè)計，從而氣體撞擊玻璃表面而沒有局部壓力波峰，由此避免射流痕跡。
在本發(fā)明的一種重要發(fā)展中，腔室的上壁覆蓋有由耐熱材料制成的薄多孔織物。這種織物主要有助于使在腔室的上壁的區(qū)域上的氣體流動均勻。織物也形成均勻溫度的區(qū)域，這有助于使冷卻速率、熱分布及應(yīng)力分布均勻。從這種觀點出發(fā)，特別便利的是，織物由導熱材料制成，優(yōu)選地由耐腐蝕鋼(不銹鋼)制成。
對于腔室，原理上能考慮任何足夠耐溫的材料。然而，優(yōu)選地，腔室由陶瓷材料制成。加熱元件優(yōu)選地安裝在腔室中，借此特別考慮電加熱。
以上敘述的是，進入孔的第一部分應(yīng)該優(yōu)選地具有近似3mm的直徑。這個值與陶瓷腔室有關(guān)，因為在陶瓷中不能鉆出更小的直徑。當其它材料用于腔室時，如果需要有可能使用更小的直徑，作為其結(jié)果，能更加有利地設(shè)計氣墊的支撐性能和溫度分布。然而，總的來說，陶瓷結(jié)構(gòu)的優(yōu)點占優(yōu)勢。
這里，腔室優(yōu)選地設(shè)計成單件模壓物。


借助于與附圖相聯(lián)系的實施例的優(yōu)選例子，下面更詳細地解釋本發(fā)明。附圖表示如下圖1圖示穿過其中集成根據(jù)本發(fā)明的裝置的設(shè)備的豎直截面；圖2根據(jù)圖1的設(shè)備的平面圖；圖3根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一形式的實施例的部分平面圖；圖4根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二形式的實施例的部分平面圖；圖5穿過第一噴嘴結(jié)構(gòu)的截面；圖6穿過第二噴嘴結(jié)構(gòu)的截面。
具體實施例方式
根據(jù)圖1和2的設(shè)備具有一個預(yù)熱爐1，預(yù)熱爐1用來預(yù)熱玻璃板對的玻璃板2。玻璃板2在輥3上穿過爐子前進，輥3的間距在爐子出口的區(qū)域中減小，因為加熱的玻璃板是可變形的，并因此需要更強的支撐。預(yù)熱爐1后面有一個彎曲站4，彎曲站4裝有環(huán)形的玻璃彎曲模具5、和一個全表面接觸真空模具6，模具5在輪廓和剖面上與在彎曲之后的玻璃板的希望形狀相符。
本發(fā)明特別涉及用來產(chǎn)生氣墊的氣體腔室7，在圖1中圖示。腔室7具有上壁10，如在圖3和4中以部分平面圖表示的那樣，并且由環(huán)形模具5圍繞。上壁廣義地說也可以在輪廓和剖面上與要制造的玻璃板的希望形狀相符，允許這樣的事實如以前提到的那樣，腔室7稍小于環(huán)形模具5(并因此也小于玻璃板)，從而腔室可以通過環(huán)形模具?？蛇x擇的是，腔室的上壁可以擁有是彎曲玻璃板形狀的更一般近似的形狀，并且用來為幾種不同的車輛生產(chǎn)彎曲玻璃板。如果只需要適中的彎曲度，則腔室的上壁可以是平的。
參照圖1，腔室7用來建立一個氣墊，該氣墊由一個壓縮氣體源供有壓縮氣體(例如空氣)，該壓縮氣體源圖示地表示并且由附圖標記21指示。玻璃板2一離開預(yù)熱爐1就運送到這個氣墊上。腔室7然后下降，并且把相應(yīng)玻璃板2放置到環(huán)形模具5上。同時，真空模具被向下輸送，以便通過抽吸接合相應(yīng)玻璃板2并把它做成希望形狀。運輸裝置8，例如，輥輸送器(圖2)，用來把彎曲玻璃板2輸送到一個退火爐9中。
如圖3中所示，腔室7的上壁10具有一個中央?yún)^(qū)11以及邊緣區(qū)12和13，它們的近似邊界由虛線邊界線指示。邊緣區(qū)12指定到長側(cè)，并且邊緣區(qū)13指定到短側(cè)。中央?yún)^(qū)11大致與邊緣區(qū)12和13的區(qū)域之和相對應(yīng)，借此中央?yún)^(qū)11的邊界具有一條幾何形狀與腔室7的上壁10的邊緣的路線相類似的路線。
噴嘴14(圖5和6)穿過腔室7的上壁10，只有噴嘴的噴嘴出口區(qū)域15表示在圖3和4中。壁10的中央?yún)^(qū)11的開孔度小于邊緣區(qū)12和13的開孔度。開孔度在本發(fā)明的范圍內(nèi)定義為相應(yīng)區(qū)11、12、13的噴嘴出口區(qū)域15之和相對于這個區(qū)11、12、13的總面積。中央?yún)^(qū)11的開孔度與邊緣區(qū)12和13的開孔度之比在本情形下等于近似0.75，中央?yún)^(qū)的開孔度近似為0.2。
根據(jù)本發(fā)明的裝置產(chǎn)生均勻的氣墊，借此在中央?yún)^(qū)11中的開孔度保證氣體能經(jīng)邊緣區(qū)無干擾地排出。由于噴嘴14集成到壁10中并且取消在壁10中的排出開口或槽，所以冷卻陰影不可能形成在玻璃板2中。
根據(jù)圖4的實施例的形式與根據(jù)圖3的實施例的形式的不同之處在于，形狀有些不同以及這樣的事實這里中央?yún)^(qū)11的開孔度與邊緣區(qū)12和13的開孔度之比等于近似0.8，并且中央?yún)^(qū)的開孔度近似為0.25。由于聯(lián)系圖3提到的原因，這里也不可能出現(xiàn)冷卻陰影。
此外，噴嘴14的結(jié)構(gòu)本身也保證避免射流痕跡。噴嘴結(jié)構(gòu)的實施例的第一形式表示在圖5中。根據(jù)這種形式，噴嘴14具有一個進入孔22，進入孔22在流動方向突然變寬，并且后面有一個出口孔16。進入孔具有一個第一圓柱形部分17，第一圓柱形部分17的直徑在本情形下等于4mm。它后面有一個具有20mm直徑的第二圓柱形部分18。從這個部分開始，出口孔16錐形地變寬到其具有60mm直徑的噴嘴出口區(qū)域15。這種噴嘴結(jié)構(gòu)能夠借助于相應(yīng)的壓力建立而減速從第一部分17射出的氣體，并且經(jīng)出口孔16借助于進一步壓力建立把氣體均勻地分布在氣墊的相應(yīng)區(qū)域上。
根據(jù)圖6的實施例的形式與根據(jù)圖5的形式的不同之處在于如下事實進入孔22的第一圓柱形部分17只具有3mm的直徑，并且在這個部分與第二圓柱形部分18之間，提供有一個具有10mm直徑的第三圓柱形部分19，借此短圓錐形過渡區(qū)分別提供在部分17與19之間和19與18之間。由這種噴嘴結(jié)構(gòu)進一步有助于氣體到氣墊中的平穩(wěn)進入。
另外，圖6表示由不銹鋼制成的織物20的布置，織物20另外用來使氣體流動均勻和尤其是調(diào)節(jié)氣墊的整個下表面的均勻溫度。
腔室7表示為由陶瓷制成的單件模壓物。這把噴嘴14的進入孔的第一部分17的最小可實現(xiàn)直徑限制到約3mm。也能使用其它的材料，可能的優(yōu)點是，能進一步減小第一部分17的直徑。而且，能加熱腔室7，特別是通過靠近腔室7的壁10或在其中安裝的電加熱元件。這用來實現(xiàn)氣墊的溫度的準確調(diào)節(jié)。氣體源于一個適當?shù)膲嚎s氣體源，并且在加熱狀態(tài)下提供。
權(quán)利要求
1.一種用來產(chǎn)生用于支撐預(yù)熱玻璃板(2)的氣墊的裝置，有一個腔室(7)連接到一個壓縮氣體源(21)上，該腔室的上壁(10)在其外部尺寸上與玻璃板(2)的輪廓相適應(yīng)，并且具有用于氣體通過的多個孔徑(15)，其特征在于所述孔徑設(shè)計成噴嘴(14)，所述噴嘴具有進入孔(22)以及逐漸變寬的出口孔(16)，并且所述腔室(7)的上壁(10)在其邊緣區(qū)(12、13)比在其中央?yún)^(qū)(11)具有更大開孔度(噴嘴出口區(qū)域(15)的總和相對于相應(yīng)區(qū)域(11；12；13)的總面積)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述腔室(9)的上壁(10)的中央?yún)^(qū)(11)在其面積數(shù)值上大致與邊緣區(qū)(12、13)之和相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在腔室(7)的上壁(10)的中央?yún)^(qū)(11)中的開孔度與在邊緣區(qū)(12、13)中的開孔度之比等于近似0.5至0.9，優(yōu)選地近似0.7-0.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的裝置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)在其中央?yún)^(qū)(11)中具有至多約0.3，優(yōu)選地小于0.25，的開孔度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的裝置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)在其較長側(cè)的邊緣區(qū)(12)中比在其較短側(cè)的邊緣區(qū)(13)中具有更大的開孔度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的裝置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)的開孔度從用于玻璃板(2)的進給側(cè)到相對側(cè)減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個噴嘴(14)的進入孔(22)在流動方向上至少一次突然變寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，噴嘴(14)的進入孔具有近似2至4mm，優(yōu)選地近似3mm直徑的第一部分、以及具有近似20mm直徑的第二部分(18)，借此出口孔(16)從第二部分繼續(xù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，噴嘴(14)的進入孔具有第三部分(19)，該第三部分具有在第一與第二部分(17、18)之間的近似10mm的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，至少第一、第二、第三部分(17、18、19)形成為圓柱形，優(yōu)選地具有重合的圓柱軸線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項所述的裝置，其特征在于，腔室(7)的上壁(10)覆蓋有由耐熱材料制成的薄的多孔織物(20)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述織物(20)由導熱材料制成，優(yōu)選地由耐腐蝕鋼(不銹鋼)制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項所述的裝置，其特征在于，所述腔室(7)由陶瓷材料制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述腔室設(shè)計成單件模壓物。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在于，所述腔室(7)裝有加熱元件。
全文摘要
一種氣墊用來支撐預(yù)熱玻璃板，并且由一個腔室產(chǎn)生，該腔室連接到一個壓縮氣體源(21)上。腔室的上壁(10)與玻璃板的形狀相適應(yīng)，并且具有噴嘴(14)形式的用于氣體通過的多個孔徑，這些噴嘴包括進入孔(22)以及從其繼續(xù)的逐漸變寬的出口孔(16)，出口孔(16)具有噴嘴出口區(qū)域(15)。腔室的上壁(10)在其邊緣區(qū)(12、13)比在其中央?yún)^(qū)(11)具有較大開孔度(噴嘴出口區(qū)域(15)之和相對于相應(yīng)區(qū)的總面積)。噴嘴保證沒有射流痕跡產(chǎn)生。氣墊的氣體也能在側(cè)面處無干擾地流出，從而不存在冷卻邊緣，并因而避免冷卻陰影的出現(xiàn)。
文檔編號C03B35/24GK1771203SQ200480008582
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者D·豐克, J·皮爾茨, P·米歇爾斯 申請人:皮爾金頓汽車德國有限公司