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JP4385132B2 - ガラスシートを曲げるための装置および方法 - Google Patents

ガラスシートを曲げるための装置および方法 Download PDF

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JP4385132B2 JP2004570623A JP2004570623A JP4385132B2 JP 4385132 B2 JP4385132 B2 JP 4385132B2 JP 2004570623 A JP2004570623 A JP 2004570623A JP 2004570623 A JP2004570623 A JP 2004570623A JP 4385132 B2 JP4385132 B2 JP 4385132B2
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Description

本出願は、2002年11月18日に出願された米国仮出願第60/427,116号、および2003年1月9日に出願された米国仮出願第60/438,877号の利益を主張している。
(発明の背景)
本発明は、積層されるガラスシートの形状化に関し、そして特に重力たわみ曲げ、プレス曲げおよび静的空圧の組み合わせによる一対のガラスシートの同時形状化に関する。
より複雑な屈曲およびより深いたわみを備えたフロントガラスを有する自動車の設計者の望み、およびこのフロントガラスがその全体の広い場所の上の所定の表面プロフィールに一致するという要求は、ガラス製造者に対し、より厳密な許容誤差でより困難な形状のガラスパーツを生産することを要求している。このような複雑な形状は、乗り物スタイリング目的のために所望され、そして形状化されたガラスシートが、自動車ボディの一部分を形成する湾曲した取り付けフレーム中に、湾曲したガラスが、それが取り付けられる乗り物ボディ中の湾曲した取り付けフレームの形状と合併する薄板状の窓を形成するように取り付けられることが可能であることが要求される。
曲げおよび形状化操作の間にガラスシートのマーキングを最小にしながら、ガラスシートをこのような複雑な形状に形状化するための配列を提供することが有益であり得る。
(発明の要旨)
本発明は、少なくとも1つの熱軟化ガラスシートを形状化するための装置を提供し:少なくとも1つの予備形状化ガラスシートのほぼ所望の湾曲の輪郭にされた形状化表面を有する全表面プレス面を備える上部鋳型;該上部鋳型の下で該少なくとも1つのガラスシートを支持するための支持デバイス;該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分を支持する上部ガラスシート支持表面を有する形状化レールであって、該ガラスシート支持表面が、該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分の所望の上昇輪郭にほぼ対応するプロフィールを有し、かつ該上部鋳型形状化表面の対応する部分をほぼ補完する、レール;該少なくとも1つのガラスシートの下に位置決めされるチャンバー;該上部鋳型および形状化レールを互いに対して移動し、該上部鋳型形状化表面に対して該少なくとも1つのガラスシートの少なくとも周縁をプレスする移動デバイス、および該チャンバーに加圧ガスを向け、該少なくとも1つのガラスシートの少なくとも中央部分を該上部鋳型プレス面に向かって押すコネクターを備える。
本発明はまた、少なくとも1つの熱軟化ガラスシートを形状化する方法を提供し:少なくとも1つの予備形状化熱軟化ガラスシートを少なくともその周縁の周りで支持する工程;該少なくとも1つのシートを、該少なくとも1つのシートのほぼ所望の湾曲の輪郭の形状化表面を有する全表面プレス面を備える上部鋳型と該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分を支持する上部ガラスシート支持表面を備える下部形状化レールとの間に配列する工程であって、該シート支持表面が、該少なくとも1つのガラスシートの周縁部分の所望の上昇輪郭にほぼ対応するプロフィールを有し、かつ該上部鋳型の対応する部分をほぼ補完する、工程;該下部形状化レールおよび上部鋳型を互いに対して移動し、該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が、該下部形状化レール支持表面と該上部鋳型の下部形状化表面の対応する位置との間にプレスされるように移動する工程;該少なくとも1つのガラスシートの下にチャンバーを位置決めする工程;該チャンバーをシールする工程;および該チャンバーを加圧し、該シートの少なくとも中央部分を該上部鋳型に対して付勢し、該少なくとも1つのガラスシートを所望の形態に形状化する工程を包含する。本発明の1つの非制限的な例である。
(発明の詳細な説明)
本発明は、フロントガラスのための熱軟化ガラスシートの形状化、そして特に、積み上げた対のガラスシート、またはダブレットの同時形状化に関するが、本発明は、シートが精密にかつ正確に形状化され、そして形状化に起因するシートのマーキングが最小であることが所望される任意の熱軟化可能なシート材料の任意の数のシートを形状化するために用いられ得ることが理解される。
本発明で用いられるとき、「内部」、「外部」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」などのような空間または方向の用語は、それが描写された図面で示されるとき、本発明に関している。しかし、本発明は、種々の代替の配向をとり得、そしてそれ故、このような用語は、制限的であるとして考慮されるべきでないことが理解されるべきである。さらに、本明細書および請求項で用いられる、寸法、物理的特徴などを表すすべての数は、用語「約」によってすべての事例で改変されるとして理解されるべきである。従って、反対に指示されなければ、以下の明細書および請求項で提示される数値は、本発明によって得られることが求められる所望の性質に依存して変動し得る。最も少なくても、そして請求項の範囲の均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメーターは、少なくとも、報告された重要な数値の数を考慮して、かつ通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲は、その中に包含される任意およびすべてのサブレンジを包含することが理解されるべきである。例えば、「1〜10」の述べられた範囲は、最小値1と最大値10との間(かつそれらを含む)の任意かつすべてのサブレンジを含むと考えられるべきであり;すなわち、すべてのサブレンジは、1以上の最小値で始まり、そして10以下の最大値で終わり、そして、すべてのサブレンジは、例えば、1〜6.3、または5.5〜10、または2.7〜6.1間にある。また、本明細書で用いられるとき、「上に位置決め」または「上に支持」のような用語は、位置決めされるか、または支持されるが、必ずしも直接表面接触している必要はない。例えば、形状化レール「上に位置決めされる」ガラスシートは、このシートとレールの表面との間に位置する1つ以上のその他の材料の存在を排除しない。
図1Aおよび1Bは、本発明によるガラスシートを形状化するための加熱形状化およびアニーリングレアを描写する。このレアは、装填ゾーン20にある上流で始まり、そしてトンネルタイプ形態の加熱ゾーン22、この加熱ゾーン22の下流の重力曲げゾーン24、この重力曲げゾーン24を超えてすぐのプレス曲げまたは形状化ステーション26、この形状化ステーション26を超えてドア30を含み得るアニーリングゾーン28、およびこのレアの下流部分において端と端とが接した関係で冷却ゾーン32を含む。この冷却ゾーン32を超えて非装填部分34がある。本発明は、上記で論議された特定タイプのレアに制限されず、そしてその他のタイプのレア、例えば、当該技術分野で周知のような、進んでは止まる配列にあるレアを通過して進行する支持されたガラスシートを各々が取り囲む、複数の別個のコンテナまたはボックスであるボックスタイプと組み合わせて用いられ得ることが認識されるべきである。
図1および2を参照して、横方向に対向して長軸方向に間隔がある関係で配置された複数対のスタブロール36を備えるコンベアが、このレアの全長に延び、そして長軸方向参照ラインに沿った移動の経路を形成する。各スタブロール36は、このレアの側壁を通って延び、そしてコンベアドライブ(図示せず)に連結されるシャフト(図示せず)上に取り付けられる。鋳型戻りコンベア(図示せず)は、全長レアに沿って延びる。このコンベアは、従来の駆動ロッドおよびギア手段またはチェインドライブによるそれら自身の駆動手段によって駆動される多くのセクションに分割され得るか、またはこのコンベアセクションは、当該技術分野で周知の様式でクラッチによる共通ドライブから駆動され得る。複数の鋳型支持キャリッジ38(図2では1つだけ示す)が、このキャリッジ38の各々の側面に沿って位置決めされた長軸方向に延びる支持レール40とのスタブロール36の回転係合によりこのコンベアに沿って運搬される。横方向に延びる支持体42(図2では1つだけが示される)が支持レール40と相互連結し、そして後に論議されるように、下部鋳型支持部材のための支持を提供する。支持体42間に延びるさらなる長軸方向に延びる支持体43か、キャリッジ38のさらなる支持を提供する。
図2を続いて参照し、輪郭鋳型44が、キャリッジ38上に取り付けられる。この鋳型44は、ガラスシートの周のわずかに内向きの、曲げられるべきガラスシートGに所望される長軸方向および横方向の上昇形状に上昇および輪郭に一致する支持表面50を有する形状化レール48を含む。図2に示される鋳型44は、連続的な固定された形状化レール、すなわち、連続的な中央部分52および末端部分54を有している。しかし、所望であれば、この鋳型44は、関節運動する輪郭鋳型(図示せず)であり得、そして当該技術分野で周知のような、静止する中央部分および一対の対向する回動端部鋳型ウイングセクションを含む。輪郭鋳型44は、上記キャリッジ38に対し、この鋳型の幾何学的中心が、後により詳細に論議されるように、キャリッジ38がプレス曲げステーション26中に配列され、そして上記輪郭鋳型44がプレスする位置を占領するとき、上部形状化鋳型の幾何学的中心とほぼ整列されるように位置決めされる。図2に示される本発明の非制限的な実施形態では、鋳型44は、キャリッジ38の横方向支持体42間の延びる複数の交差部材56を経由してキャリッジ38に支持および固定される。輪郭鋳型44は、任意の便利な様式で部材56に固定される。
図2および3を参照して、この輪郭鋳型44は、形状化レール48の周縁内に位置決めされるチャンバーまたは空間(plenum)を含む。本発明の1つの非制限的な実施形態では、輪郭鋳型44は、後により詳細に論議されるように、ガラスシートプレス曲げ操作の間に加圧されるチャンバー62を形成する、側壁58および下部壁60(図3にのみ示される)を含む。詳細には、側壁58が、形状化レール48から下部壁60に下方に延びる。所望であれば、これら側壁58は、形状化レール48と一体であり得る。側壁58および下部壁60は、チャンバー62の十分な加圧を許容する材料から形成される。本発明を限定することなく、1つの実施形態では、この形状化レール48は、1/8インチのステンレス鋼バーから形成され、そして側壁58は、上記レールに溶接される1/8インチのステンレス鋼シートから形成される。別の非限定的な例では、これらレールおよび側壁は一体であり、そして1/8インチのステンレス鋼シートから形成され、各側壁58の上部エッジは、切断され、折り畳まれるか、またはそうでなければ形成されて形状化レール48の所望の上昇輪郭を提供する。なお別の非限定的な実施形態では、これら側壁および下部壁は、可撓性の耐熱性布の1つ以上の層によって形成される。1つ以上の層の布は、非透過性材料であり得る。代替として、後により詳細に論議されるように、これら材料は、層の組み合わせが、所望の圧力が布で裏打ちされたチャンバー内で維持され得るように空気に対する十分に密な障壁を提供することを条件に空気透過性であり得る。
図2および3に示される本発明の非制限的な例では、鋳型44のチャンバー62の側壁58は、上部リングフレーム64および下部リングフレーム66によって支持されかつ補強されている。鋳型チャンバー62の周縁の周りに延びる上部フレーム64は、形状化レール48と下部フレーム66との間に位置決めされ、そして側壁58に固定される。下部フレーム66は、鋳型44のチャンバー62のベースの周りに延びる。本発明の1つの非限定的な例では、鋳型44は、チャンバー62の下部壁60によりフレーム66に固定され、そしてフレーム66は、支持部材56に固定される。
図2および3を継続して参照し、下部壁60は、開口68を含み、これを通って加熱ガスがチャンバー62に入り、そしてガラスシートプレス操作の間に加圧される。本発明において制限されないが、図2および3に示される実施形態では、バッフルプレート70が、プレス操作の間にチャンバー62に侵入するガスが、鋳型44上に支持される熱軟化ガラスシートGの下方に面する下表面に直接衝突しないように、開口68の上およびそれから間隔を置かれて位置決めされる。後により詳細に論議されるように、ガスケットアセンブリ72(図2にのみ示される)が、開口68において下部壁60の下表面74に沿って、加熱ガスの供給源がチャンバー62とインターフェースをとり、かつそれでシールされ得るように位置決めされる。本発明の非限定的な実施形態では、このガスケットアセンブリ72は、ステンレス鋼ホイルの2つの層の間に挟持された、McNeil Inc.、Robbinsville、NJから市販され入手可能な、Fiberfraxペーパー#970の1/8インチの厚みの片から形成されている。
形状化レール48の支持表面50は、以下により詳細に論議されるように、鋳型44上に支持される間、またはプレス曲げ操作の間に、熱ガラスシートGに跡を付けない、柔らかい耐熱性の可撓性の1つ以上の層で覆われる。75は、ガラスシートGとレール48の支持表面50との間の迎合支持をさらに提供し、論議されるように、形状化操作の間に加圧ガスがチャンバー62から出ることを制限、かつ1つの非制限的な実施形態では防ぐガスケットまたはシールを形成する。75はまた、ガラスシートGとレール48の支持表面50との間の隔離表面を提供し、それらの間の伝導性熱移動の速度を遅延する。このは、側壁58の周りに覆われ、そしてそれに固定され、支持表面50が完全に覆われることを確実にする。1つの非制限的な実施形態では、この支持表面50を単に覆うよりはむしろ、このは、チャンバー62の完全に開放された上部分を横切って延びる。より詳細にかつ図3を参照して、75は、レール48と形状化レール48内のガラスシートの支持部分との間でチャンバー62を横切って延びる。この75は、引っ張られて張り詰めるか、またはチャンバー62にたわむようにされ得る。本発明で制限されるものではないが、1つの非限定的な実施形態では、75は、チャンバー62の開放上端部を横切って伸張される、Bekaert Fibre Technologiesから市販され入手可能なステンレス鋼の編まれたプレス布#3KN/C3の2つの層の間に挟持された、GlassTech、Perrysburg、OHから市販され入手可能なガラスファイバープレス布#S−1NS7L90062301の2つの層を含む。
図2を参照して、プレス曲げステーション26はまた、持ち上げフレーム76を含む。フレーム76は、スタブロール36の間かつその下に位置決めされ、そして図2に示される特定の実施形態では、複数の相互に連結される横方向に延びるビーム78(図2に示されるような物)および長軸方向に延びるビーム80をもつ格子様形態を有する。必要ではないけれども、これらビーム間のフレーム中の開口部は、隔離物で充填され得る(図示せず)。フレーム76は、フレーム76の下に位置決めされた持ち上げビーム86に取り付けられている一連のポスト84に固定される。本発明で制限されないが、図2に示される特定の実施形態では、ビーム86の対向する端部88は、プレス曲げステーション26の外側に延び、そしてビーム86を上昇および下げるリフター90上に取り付けられ、これは、次いで、プレス曲げ操作の間にキャリッジ38および下部輪郭鋳型44に係合し、そしてそれらを上昇および下げ、そしてそれらを、下部鋳型44が上部鋳型から間隔を置いて配置される第1の位置(後に論議される)と、下部鋳型44が上部鋳型に、後により詳細に論議されるように、支持されたガラスシートが上部鋳型に対してプレスされるように隣接する第2の位置との間で移動させる。持ち上げビーム86の垂直方向の動きは、ガイド92により方向付けられる。本発明を限定することなく、リフター90は、ボールスクリュー、水圧シリンダー、またはその他のタイプの直線状アクチュエーターであり得る。
図2に示される非制限的な実施形態では、これもまた持ち上げフレーム76中に取り込まれて、プレス曲げ操作の間に輪郭鋳型44のガスケットアセンブリ72に接触する可撓性コネクター94がある。コネクター94は、持ち上げフレーム76がビーム86によって持ち上げられ、そしてキャリッジ38を係合し、それをスタブロール36から離して持ち上げるとき、カラー96とガスケットアセンブリ72が接触しかつシールを形成するような様式の形態であるカラー96を含む。
コネクター94は、ガラスシートプレス曲げ操作の間に、チャンバー62に加圧加熱ガスを供給する加熱ガス供給源に連結される。本発明で制限するものではないが、このコネクター94は、加熱レア(lehr)内に位置決めされる一連の空気供給ダクト95に連結され得る。ガラスシートプレス曲げ操作の間に、ファン(図示せず)を用いて、これらダクト内の加熱空気をチャンバー62中に押すことができ、そしてチャンバー62内に所望の静圧を確立する。下部鋳型44の形態の結果として、チャンバー62内の圧力が、チャンバーの上部分を形成する完全に下方に面するガラスシート表面の上にほぼ均一な力を提供することが認識されるべきである。
図2を参照して、プレス曲げステーション26はまた、下部プレス面100を備える上部プレス鋳型98を含む。本発明で制限するものではないが、このプレス面100は、例えば、金属またはセラミックであり得る。このプレス面100は、その輪郭が、下部鋳型44上に支持されている形状化されるべきガラスシートGの輪郭よりわずかに大きい連続領域を覆う。上部鋳型98の下方に面するプレス面100は、レアの幅を横切る上昇で下方にほぼ凹面であり、曲げの長軸方向コンポーネントに一致し、そしてガラスシートGの周縁の周りの所望のガラス表面輪郭、およびガラスシートGの中央領域の所望の輪郭を規定する。形状化されるべきガラスシートGに与えられるべき形状の複雑さに依存して、このプレス面100は、レアの長さの方向に上昇するS形状曲げコンポーネントをさらに含み得、曲げの所望の横方向コンポーネントに一致する。
このプレス面100は、プレス曲げ操作の間に熱ガラスシートGに跡を付けない耐熱性102の1つ以上の層で被覆され得る。本発明で制限されるものではないが、1つの非制限的な実施形態では、このプレス面100は、Bekaert Fibre Technologies、Marietta、GAから市販され入手可能なステンレス鋼の編まれたプレス布#3KN/C3の1つの層で被覆された、GlassTech、Perrysburg、OHから市販され入手可能なガラスファイバープレス布#S−1NS7L90062301の1つの層で被覆される。
図2に示される本発明の非制限的な実施形態では、上部鋳型98は、プレス曲げステーション26において、支持プレート104から鎖106によって吊り下げられ、そして後に論議されるように、この鋳型の自重がガラスシートGをプレスするために用いられる。鋳型98は、その幾何学的中心が、キャリッジ38が形状化ステーション26内に位置決めされるとき、輪郭鋳型44の幾何学的中心とほぼ垂直に整列するように位置決めされる。整列ピンまたは当該技術分野で周知のその他の周知のタイプの整列配列が、プレス操作の間に輪郭鋳型44に対して上部鋳型98を位置決めするために用いられる。プレート104が、ピストン108に取り付けられ、これは、上部鋳型98を、上部鋳型98と下部鋳型44が互いに間隔を置いて離れる高められた位置と、上部鋳型98と下部鋳型44が互いに隣接してそれらの間にガラスシートGをプレスする低下位置との間で移動させるために用いられる。本発明の実施形態で制限されるものではないが、ピストン108はまた、上部プレス98に対してポジティブな下方力を提供するために用いられる得、その結果、ガラスシートをプレスすることが、鋳型自重とピストン108により付与されるさらなる力との組み合わせにより実施される。
(操作のサイクル)
本発明の1つの非制限的な実施形態では、湾曲した輪郭の、かつそれらの間に適切な分離材料をともなう一対のガラスシートGが、装填ゾーン20においてキャリッジ38によって支持される下部輪郭鋳型44の形状化レール48上で実質的に水平の配向に位置決めされる。形状化レール48内の領域は開放され得るか、または先に論議されたように、75がレール48間に広がり得る。キャリッジ38は、レアのスタブロール36上のキャリッジ38の位置決めレール40によりレアを通る長軸方向の参照ラインに対して横方向に整列される。このキャリッジ38は、加熱要素が配列されてレアを通じて下部鋳型44のための輸送の長軸方向および横方向両方の経路の加熱のパターンを提供するために配列される、レアの加熱ゾーン22を通過する。鋳型44がプレス曲げステーション26(1080゜F〜1150゜F[582℃〜621℃]の周囲温度範囲で維持される)に到着するときまでに、ガラスシートGはそれらの変形温度(代表的には1070゜F〜1125゜F[577℃〜607℃])に加熱され、そして重力により予備形状にたわみ、ガラスシートGの周縁は、レール表面50の上昇輪郭にほぼ一致する。鋳型44が関節運動する鋳型である場合の本発明の実施形態では、端部鋳型ウイングセクションは、鋳型44がプレス曲げステーション26に入るときまでに上方に回動している。
輪郭鋳型44の装填ゾーン20からプレスステーション26への通過の間に、長軸方向参照ラインに対する配向におけるその適正な整列を失い得る。しかし、ガラスシートは、一般に、平面として非均一湾曲の非矩形輪郭を有し、そして複雑な形状に曲がるので、本質的に、予備的に形状化されたガラスシートGをともなう輪郭鋳型44は、それらがプレス曲げステーション26に到達するとき、上部鋳型98の下部プレス面100の下に配向しかつ整列される。プレス曲げステーション26に到達する際に、その上に位置決めされた鋳型44をともなう支持キャリッジ38は、必要であれば、再位置決めされ、輪郭鋳型44の幾何学的中心、および予備形状化されたガラスシートGを、その高められた位置にある上部プレス面100の下にほぼ整列する。当該技術分野で周知の種々のタイプの整列システム(図示せず)を用いて、プレス曲げステーション26内のキャリッジ38を整列し、そして輪郭鋳型44を上部鋳型98に対して適性に位置決めし得る。リミットスイッチ(図示せず)を用いて、キャリッジ38がプレス曲げステーション26で適正に位置決めおよび整列されなければプレス操作が継続しないことを確実にし得る。
その上にガラスシートGを支持した鋳型44が適正に整列された後、リフター90は、持ち上げフレーム76を上方に、かつキャリッジ38との係合に移動する。この時点で、カラー96はガスケットアセンブリ72を係合し、可撓性コネクター94を下部輪郭鋳型44のチャンバー62にシールする。リフター90はキャリッジ38を上昇し続け、キャリッジ38をスタブロール36から離して上部鋳型98の下部プレス面100に向かわせる。下部鋳型44が持ち上げられるとき、ピストン108は上部鋳型98を低下する。下部鋳型44が上部鋳型98に接近するとき、整列ピンまたは当該技術分野で周知のようにその他の等価なデバイスが、吊り下げられた上部鋳型98を下部鋳型44と、それらの幾何学的中心が整列されるように配向する。下部鋳型44および上部鋳型98は、互いに対して、ガラスシートGの少なくとも周縁部分が、形状化レール48と上部鋳型98のプレス面100の対応する部分との間にプレスされ、その結果、ガラスシートGの周縁が所望の上昇形状に形成され、そしてシールがガラスシートの周縁エッジの周りのチャンバー62と形成されるまで移動し続ける。下部鋳型44上の75と上部鋳型98上の102は、形状化操作の間、そして特に、形状化レール48と上部鋳型98の対応する部分との間でプレスされるガラスシートGの周縁の周りで、ガラスシートGのいくらかの滑動運動を可能にすることを認識すべきである。
シールがガラスシートGの周縁の周りで形成された後、ファンが能動化され、加熱された空気を空気供給ダクトでチャンバー62中に向け、そしてその中に静圧を確立する。この圧力は、ガラスシートGのこれらの中央部分が上部鋳型98のプレス面100に対して下部鋳型44によって接触されないように供される。結果として、ガラスシートGは、プレス面100の輪郭に一致し、その一方、ガラスシートの下方に面する主要表面の主要部分を物理的に接触せず、その結果、ガラスシートの中央部分中の下部ガラス表面に跡をつけることがなくなる。チャンバー62内の圧力の量は、所望の静圧を提供するために制御され得る。このチャンバー62内に確立された最大圧は、ファンの数およびサイズ、上部鋳型98の重量および上部鋳型98に付与されるさらなる負荷の量によって決定される。より詳細には、上部鋳型98にさらなる負荷が付与されない本発明の1つの非制限的な実施形態では、この静圧は、ガラスシートGおよび上部鋳型98を形状化レール48から持ち上げ、そして周縁シールを解放するレベル未満に維持される。しかし、プレート104または特定のその他のロック配列から延びるアクチュエーター、例えば、ピストン112が、チャンバー62が加圧されるとき上部鋳型98が下部鋳型44から持ち上げられることを防ぐように操作される場合、より大きな圧力がチャンバー62内に付与され得ることを認識すべきである。さらに、ピストン108および/または112を通じて上部鋳型98になおより大きな圧力を付与することにより、チャンバー内の圧力のレベルはさらに増加され得る。本発明の非制限的な実施形態では、チャンバー62内に確立された静圧は、1.5ポンド/平方インチ(psi)を超えず、例えば、1psiを超えず、または0.75psiを超えない。タイマー(図示せず)が、下部鋳型44をその場に保持し、かつチャンバー62内の圧力を維持し、所望の湾曲形態を課すことを保証するために能動化される。このタイマーはまた、下部鋳型44、持ち上げフレーム76および持ち上げビーム86のそれらの低下位置への戻りの開始を制御する。
プレス操作の間に、ガラスシートGが上部プレス面100に向かって上方に付勢されるとき、ガラスシートGと上部鋳型98との間の空気は、鋳型とシートとの間から出る経路を有さなければならない。本発明の1つの非制限的な実施形態では、この空気は102を通って側方に移動する。別の非制限的な実施形態では、一連の穴110が、上部鋳型98のプレス面100を通って提供され、プレスおよび形状化の間に空気が逃れる道を提供する。これらの穴110はまた、プレス曲げ操作の後に上部および下部鋳型が離れて移動するとき、プレス面100からのガラスシートGの分離を、空気がスペースに侵入し得る経路を提供することにより支援するために用いられ得る。より詳細には、プレス操作の間、ガラスシートGは上部鋳型98のプレス面100に対してプレスされる。プレスの後、ガラスシートGと鋳型98のプレス面100との間に減圧が生成される。穴110は、ガラスシートGと上部鋳型プレス面100との間に空気が侵入することを可能にし、そして形成され得る任意の減圧を軽減する。所望であれば、加圧空気を、これら穴に通過させ得、減圧を軽減し、かつ形状化の後、プレス面100を覆う102からガラスシートを「吹く」。これは、102を接触するガラスシートGの上部主要表面が、セラミックペイント辺縁またはその他の装飾パターンを含み、そしてこのペイントが102に粘着する傾向であるとき有利であり得る。穴110を通って吹かれた空気は、ガラスシートGの102からの分離を支援し得る。
必要ではないが、これら穴110は、制御可能に開放または閉鎖されてガラスシートGの形状化を支援し得る。例えば、そして本発明を限定することなく、1つの非限定的な実施形態では、穴110は、チャンバー62が加圧されて空気をシートGと上部プレス面100との間からより容易に逃れることを可能にする間に開放され得る。次いで、これらの穴110は所定の時間の間シールされ得、その結果、ガラスシートGとプレス面100との間に形成された任意の減圧が、ガラスシートGの正確な形状化を確実にするために維持される。次いで、これらの穴110は減圧を軽減するために開放され得、そしてガラスシートGが下部鋳型44上の残ることを可能にする。
上部鋳型98と下部鋳型44との間にシートGを形状化した後、下部鋳型44、持ち上げフレーム76および持ち上げビーム86が下げられ、そしてキャリッジ38がスタブロール36上に再配置される。同様に、上部鋳型は、その初期位置にピストン108によって上昇される。上記で論議されたように、穴110は、ガラスシートGを102から分離することを補助するために利用され得る。さらに、本発明の非制限的な実施形態では、安全弁(図示せず)が、形状化が終了した後チャンバー62から加圧空気を排出するために配置され得る。あるいは、ファンを停止することがチャンバー62内の空気圧を平衡化する。
下部鋳型44がスタブロール36上に再位置決めされるとき、レアのドア30が開放され、そしてスタブロール36が能動化され、形状化されたガラスシートGおよび鋳型44を、形状化ステーション26から、そしてアニーリングゾーン28中に運搬する。ドア30は、次いで、次の曲げおよび形状化サイクルのために閉鎖される。
上記で論議された本発明の非制限的な実施形態は、スタブロール36へのプレス負荷の付与を避けることを認識すべきである。より詳細には、キャリッジ38をスタブロール36から離して持ち上げるために持ち上げフレーム76を用いることにより、プレスの間に上部鋳型98(そして必要に応じてピストン108)により下部鋳型44に付与される負荷は、スタブロール36よりはむしろ持ち上げビーム86およびリフター90に移されている。
一旦、ガラスシートがプレスステーション26中で形状化されると、それらは、変形温度範囲内からガラスの変形点(これは、フロートガラスについて約950゜F(510℃)である)未満まで冷却されるまで、アニーリングゾーン28においてそれらの一致する形状を保持することが必要である。ガラスシートG間の過剰の永久的そりを防ぐ冷却の最大速度は、その他因子のなかでとりわけ、ガラスシートの厚みに依存する。アニーリング後、ガラスシートは、さらなる冷却のために冷却ゾーン32中に通される。
必要ではないが、本明細書中で論議されるプレス操作の実施形態の間にチャンバー62中に向けられるガスは、加熱されて、加熱の前に曝されていた温度未満の温度でガスとそれらを接触することから生じるガラスシートへの任意のショックを避ける。さらに、1つの非制限的な実施形態では、この加圧ガスの温度は、ガラスシートGをそれらの熱変形不能の状態まで冷却するために用いられ得る。本発明の1つの非制限的な例では、このガスは、371℃〜621℃(700゜F〜1150゜F)の温度まで加熱される。
必要ではないが、本発明の上部鋳型は、ガラスシートの形状化を支援するために減圧を取り込み得ることが企図される。より詳細には、ガラスシートGが上部鋳型98と接触している間に、当業者に周知の様式でプレス面100を通じて空気が引かれ得、ガラスシートGをプレス面100に対して押し、その結果、ガラスシートGは、その上昇輪郭に一致する。形状化の後、減圧は終了し、そしてガラスシートGは上部鋳型98から分離され、そして先に論議されたように下げられる。
上部および下部鋳型の移動は、その他の曲げシークエンスを提供するために改変され得ることが認識されるべきである。例えば、そして本発明を限定することなく、上部鋳型98は静止したままであり得、そしてリフター90を用いてガラスシートGを下部鋳型44と上部鋳型98との間でプレスするに十分な距離上方に移動し得る。別の非制限的な代替の実施形態では、ピストン108を用いて、下部鋳型44がスタブロール36上に維持される間に、上部鋳型98と下部鋳型44との間にガラスシートGをプレスするに十分な距離下方に移動し得る。コネクター94は、ガスケットアセンブリ72とカラー94を係合するように持ち上げられ得、そしてチャンバー62が加圧されることを可能にする。必要ではないが、この後者の実施形態では、ポストまたはその他の補助支持デバイス(図示せず)を用いて下部鋳型44を支持し得、上部鋳型98が下部鋳型44上に下げられ、かつそれにプレスされるとき、生じる負荷は、スタブロール36によって支持されず、むしろ補助支持による。
上記で論議された本発明の実施形態では、チャンバー62は側壁58および下部壁60によって形成され、そのすべては輪郭鋳型44中に取り込まれる。本発明の別の非制限的な実施形態では、この下部壁は、プレス操作の間にチャンバーを形成するために側壁との係合に移動される独立の要素である。より詳細には、輪郭鋳型44は側壁58を含むが、下部壁60は持ち上げフレーム76中に取り込まれている。キャリッジ38のブレーシング支持体43および鋳型44の交差部材は、下部壁60が側壁58の下部エッジに接触することを可能にするように再位置決めされる。任意のタイプの従来のシール配列を用いて、側壁の下部エッジに対して下部壁60をシールし得る。例えば、側壁の下部エッジは、ステンレス鋼箔の2つの層の間に挟持された一片のFiberfraxペーパー#970で覆われ得る。操作において、ガラスシートGは加熱され、そして重力によって、形状化レール48および側壁58を有する下部鋳型44上で予備形態にたわむ。鋳型44が上部鋳型98の下で適正に整列された後、リフター90が持ち上げフレーム76を上方にキャリッジ38との係合に移動し、そして下部壁60を側壁58の下部エッジとの係合に移動し、チャンバー62を形成する。リフター90は、キャリッジ38を上昇し続け、キャリッジ38をスタブロール36から離して上部鋳型98の下部プレス面100に向かって持ち上げる。次いで、プレス操作が上記で論議されたように進行する。プレス操作が終了した後、キャリッジ38および持ち上げフレーム76が下げられそれらの当初の位置に戻り、そして下部壁60が側壁58の下部エッジから分離される。下部壁60は、開口68を含み得、先に論議されたように加熱ガスのための入口を提供する。チャンバー中に加熱ガスを提供するための開口68においてガスケットアセンブリ72を係合する可撓性コネクターを有することの代替として、この可撓性コネクター94は、下部壁60に取り付けられ得、そしてプレス操作の間に下部壁60とともに移動する。
上記で論議された本発明では、ガラスシートGは、支持され、予備的にたわんで曲がり、形状にプレスされ、そして下部鋳型44上に支持される間に冷却される。その他の運搬および移送配列を用いてガラスシートGを形状化ステーション26から出し入れして移動し得ることが認識されるべきである。例えば、そして本発明を限定することなく、ガラスシートGは、最初に、図4に示されるように、当該技術分野で周知のタイプの輪郭鋳型200上で予備的に形状化され得る。加熱レア220を通過した後、この輪郭鋳型200および予備的に形状化されたガラスシートGは、次いで、形状化ステーション226に入り、そして本明細書で論議された上部鋳型98と類似の上部鋳型298の下に整列される。次に、本明細書で論議された下部鋳型44と類似の下部鋳型244が、輪郭鋳型200を通って上方に移動し、ガラスシートGを輪郭鋳型200から離して持ち上げ、そしてガラスシートGを、例えば、その教示が本明細書に参考として援用される、Reeseらによる米国特許第4,265,650号に開示されるように、上部鋳型298のプレス面299に対してプレスする。ガラスシートGの下部表面に対してシールされている下部鋳型244のチャンバー262は、次いで、加圧されてガラスシート形状化を終了する。形状化の後、下部鋳型244は、輪郭鋳型200を通って下方に移動し、そして形状化したガラスシートGを輪郭鋳型上に置く。次いで、輪郭鋳型200は、上記で論議されたように形状化ステーション226を出て、そして形状化ガラスシートGは冷却される。
図5に示される本発明の別の非制限的な実施形態では、単一または積み上げられたガラスシートGが、一連のコンベアロール302上を、炉300を通って運搬される。熱軟化ガラスシートが形状化ステーション326に到達するとき、シートは、耐熱性の可撓性運搬表面304上に移され、これは、シートを本明細書で論議された上部鋳型98に類似の上部鋳型398と、本明細書で論議された下部鋳型44に類似の下部鋳型344との間に位置決める。適正に位置決めされるとき、これら鋳型398および344は互いに対して移動し、それらの間に熱軟化ガラスシートをプレスする。下部鋳型344中のチャンバー362は、加圧されてガラスシート形状化を終了する。次いで、減圧が上部鋳型398のプレス面399に沿って引かれ、アニーリングリング350がガラスシートの下に位置決めされるとき、形状化されたガラスシートGをそれに対して保持する。上部鋳型398中の減圧が終了し、そしてガラスシートGは、アニーリングリング350上に置かれ、これは、次いで、形状化ステーション326を出て、そしてそれらが先に論議されたような様式で冷却されるとき、ガラスシートGを支持する。
図6は、本明細書で論議されたガラスシート加熱および形状化システムと組み合わせて用いられ得るガラスシート支持および運搬デバイスを示す。より詳細には、フレーム400は、フレーム38のレール40に類似の様式でスタブロール38に沿って運搬される一対のレール402を含む。1つ以上のポスト404がレール402上に取り付けられ、そして支持部材406を支持する。先に論議されたに類似の可撓性の耐熱性408が、部材406間に延び、ガラスシートGを支持するハンモック配列を提供する。交差部材410は、レール402を相互連結し、そしてフレーム400を補強する。ガラスシートは、図4について先に論議された様式と類似の様式で形状化される。より詳細には、ガラスシートGは、408上に配置され、そしてフレーム400が加熱レアを通って運搬される。ガラスシートGが軟化されるとき、それらは、408上でたわみ始める。フレームおよびガラスシートGが曲げステーションに到達するとき、フレームは、先に論議されたタイプの上部鋳型および下部鋳型の間に整列される。次いで、鋳型は、互いに対して移動し、上部鋳型のプレス面に対してガラスシートGの中央部分が付勢されることを確実にするために下部鋳型の加圧チャンバーを用いて、それらの間で、支持された予備的に形状化されたガラスシートをプレスする。形状化の後、ガラスシートGはフレーム上に残り得るか、または冷却のためにアニーリングリングに移され得る。このタイプの配列で、下部鋳型をプレスで覆う必要はないことを認識すべきである。なぜなら、ガラスシートGは既に、下部鋳型がプレス操作の間にプレスしなければならない可撓性の耐熱性の上に支持されているからである。
本開示に示されかつ記載される本発明の形態は、その例示の実施形態を提示している。種々の変更が、以下の請求項に記載の主題の事項によって規定される本発明の教示から逸脱することなくなされ得ることが理解される。
図1Aおよび1Bを含む図1は、本発明によるガラスシート曲げレア配列の長軸方向側面図である。図1Aは上流部分を示し、そして図1Bは下流セクションに下る。 図2は図1の線2−2に沿ってとった図であり、本発明の特徴を取り込み、そしてその低下した位置および全表面上部鋳型で描かれた低下輪郭鋳型を含む図1に示されるレア配列のプレス曲げステーションの横方向正面図を示す。 図3は、本発明の特徴を取り込む低下輪郭鋳型の1つの非限定的な実施形態の斜視図である。 図4は、本発明の特徴を取り込む、代替の非制限的な実施形態のガラスシート形状化配列の概略平面図である。 図5は、本発明の特徴を取り込む、代替の非制限的な実施形態のガラスシート形状化配列の概略平面図である。 図6は、本発明の特徴を取り込む、別の非制限的な実施形態のガラスシート支持体および運搬デバイスの斜視図である。

Claims (26)

  1. 少なくとも1つの熱軟化ガラスシートを形状化するための装置であって:
    少なくとも1つの予備形状化ガラスシートの所望の輪郭を規定する下方に凹面の上部鋳型;
    該上部鋳型の下で該少なくとも1つのガラスシートを支持するための支持デバイスであって、ここで、該支持デバイスは、形状化レールを備える下部鋳型、該形状化レールの下に位置決めされる下部壁および該形状化レールから該少なくとも1つのガラスシートの下に位置決めされるチャンバーを形成する下部壁に延びる側壁、および該形状化レールの間に延びる可撓性の耐熱性布を備える、支持デバイス
    該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分を支持する上部ガラスシート支持表面を有する該形状化レールであって、該ガラスシート支持表面が、該上部鋳型の補完にほぼ対応するプロフィールを有する、レール;
    該上部鋳型および形状化レールを互いに対して移動させ、該上部鋳型に対して該少なくとも1つのガラスシートの少なくとも周縁をプレスする移動デバイスであって、ここで、該移動デバイスが、該下部鋳型を、該下部鋳型が該上部鋳型から間隔をおいて配置される第1の位置と、該下部鋳型が該上部鋳型に、前記少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が該下部鋳型の該形状化レールと該上部鋳型の対応する部分との間にプレスされるように隣接する第2の位置との間で移動させる持ち上げフレームを備える、移動デバイス、および
    該下部鋳型が該第2の位置にあるときに、該チャンバーに加圧ガスを供給して該チャンバー内に静圧を確立し、該少なくとも1つのガラスシートの少なくとも中央部分を該上部鋳型プレス面に向かって押すコネクターを備える、装置。
  2. 前記下部鋳型の下部壁が入口およびガスケットアセンブリを含み、前記持ち上げフレームが前記コネクターを含み、そして該コネクターが、該持ち上げフレームが前記第2の位置にあるとき、該ガスケットアセンブリを係合するような形態のカラーを含む、請求項に記載の装置。
  3. さらに、前記上部鋳型を、該上部鋳型が前記下部鋳型から間隔をおいて配置される高められた位置と、該上部鋳型が該下部鋳型に、前記少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が、該下部鋳型の形状化レールと該上部鋳型の対応する部分との間にプレスされるように隣接する低下した位置との間を移動させる上部鋳型往復デバイスを含む、請求項に記載の装置。
  4. 前記少なくとも1つのガラスシートが、互いに重ねられた2つのガラスシートを含む、請求項に記載の装置。
  5. 前記支持デバイスが、支持フレーム上に位置決めされた耐熱性の可撓性キャリヤであり、前記チャンバーが前記形状化レールを含み、そして該チャンバーが該可撓性キャリヤの下に位置決めされる、請求項1に記載の装置。
  6. 前記移動デバイスが、前記チャンバーを、前記可撓性キャリヤに対し、前記少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が、該チャンバーの形状化レールと前記上部鋳型の対応する部分との間にプレスされるように上方に移動する持ち上げフレームを備える、請求項に記載の装置。
  7. 前記可撓性キャリヤが、前記少なくとも1つのガラスシートを支持し、かつ該少なくとも1つのガラスシートが下方にたわんで前記予備形状になることを可能にする耐熱性の可撓性運搬表面である、請求項に記載の装置。
  8. 前記可撓性キャリヤが、ほぼ水平方向に延びる支持部材間にぶらさがってハンモック配列を形成する耐熱性の可撓性布を備え、ここで、複数のポストが該部材を支持し、そして一対のレールが該ポストを支持する、請求項に記載の装置。
  9. 前記上部鋳型、支持デバイス、およびチャンバーが、加熱されたエンクロージャー内に位置決めされる、請求項1に記載の装置。
  10. さらに、前記チャンバーに加圧加熱ガスを供給する加熱ガス供給源を備える、請求項に記載の装置。
  11. 前記加熱ガス供給源が、前記加熱されたエンクロージャー内に位置決めされる少なくとも1つのダクトを備える、請求項10に記載の装置。
  12. 前記が、ガラスファイバー布およびステレンス鋼布およびそれらの組み合わせから選択され、そして前記側壁および下部壁が、シート金属および耐熱性布およびそれらの組み合わせから選択される、請求項に記載の装置。
  13. 前記上部鋳型が、上部減圧鋳型である、請求項1に記載の装置。
  14. さらに、前記上部鋳型を、該上部鋳型が前記下部鋳型から間隔を置いて配置される高められた位置と、該上部鋳型が該下部鋳型に隣接しかつ前記少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が該上部鋳型と前記支持デバイスの対応する部分との間にプレスされる低下された位置との間で移動させる上部鋳型往復デバイスを備える、請求項1に記載のデバイス。
  15. 前記コネクターが、前記下部壁に固定される、請求項に記載の装置。
  16. 少なくとも1つの熱軟化ガラスシートを形状化する方法であって:
    少なくとも1つの予備形状化熱軟化ガラスシートを少なくともその周縁の周りで支持する工程であって、ここで、該支持は、形状化レールを備える下部鋳型、該形状化レールの下に位置決めされる下部壁および該形状化レールからチャンバーを形成する下部壁に延びる側壁、および該形状化レールの間に延びる可撓性の耐熱性布を備える、工程
    該少なくとも1つのシートを、該少なくとも1つのガラスシートの所望の輪郭を規定する下方に凹面の上部鋳型と該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分を支持する上部ガラスシート支持表面を備える下部形状化レールとの間に配列する工程であって、該シート支持表面が、該上部鋳型の補完にほぼ対応するプロフィールを有する、工程;
    該下部形状化レールおよび該上部鋳型を互いに対して移動させ、該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分が、該下部形状化レール支持表面と該上部鋳型の下部形状化表面の対応する位置との間にプレスされるように移動させる工程;
    該少なくとも1つのガラスシートの下にチャンバーを位置決めする工程;
    該チャンバーをシールする工程
    該チャンバーを加圧し、該シートの少なくとも部分を該上部鋳型に対して押しやり、該少なくとも1つのガラスシートを所望の形態に形状化する工程;および
    該チャンバーに静圧を提供する工程、を包含する、方法。
  17. 前記少なくとも1つのガラスシートを支持および配列する工程が、前記形状化レールを備える下部鋳型上に少なくとも1つのガラスシートを支持する工程、該少なくとも1つのガラスシートを、該下部鋳型上に支持しながら、該少なくとも1つのガラスシートの選択された周縁部分がたわんで該形状化レールと接触する温度まで加熱する工程、および該下部鋳型を前記上部鋳型の下に配列する工程、および前記移動する工程が、該上部および下部鋳型を互いに対して該少なくとも1のガラスシートの選択された周縁部分が、該下部鋳型と該上部鋳型の対応する部分との間にプレスされるように移動する工程を包含する、請求項16に記載の方法。
  18. さらに、前記形状化レールから下方に延びる側壁および下部壁を下部鋳型に提供してチャンバーを形成する工程を包含し、そしてここで、該下部形状化レールおよび上部鋳型を移動することが、前記少なくとも1つのガラスシートの選択された部分をそれらの間にプレスし、該チャンバーをほぼシールする、請求項17に記載の方法。
  19. さらに、前記下部鋳型の形状化レールの間に、前記少なくとも1つのガラスシートの少なくとも中央部分を支持するために架かる上部変形可能部材を架ける工程、および該変形可能な部材の上に支持された該少なくとも1つのシートの少なくとも中央部分を押しやる前記チャンバーを、前記上部鋳型に対して加圧する工程を包含する、請求項18に記載の方法。
  20. 前記移動する工程が、少なくとも前記下部鋳型を、前記少なくとも1つのガラスシートが前記上部鋳型から間隔を置いて配置される第1の位置と、前記少なくとも1つのガラスシートの少なくとも選択された周縁部分が該上部鋳型に対してプレスされる第2の位置との間で移動する工程を包含する、請求項18に記載の方法。
  21. 前記移動する工程が、少なくとも前記上部鋳型を、前記上部鋳型が前記少なくとも1つのガラスシートから間隔を置いて配置される高められた位置と、該少なくとも1つのガラスシートの少なくとも選択された周縁部分が該上部鋳型に対してプレスされる低下した位置との間で移動する工程を包含する、請求項18に記載の方法。
  22. さらに、前記下部鋳型を運搬ロール上に支持する工程、および該下部鋳型を、該運搬ロールから、前記少なくとも1つのガラスシートを前記上部鋳型に対してプレスする前に離して持ち上げる工程を包含する、請求項18に記載の方法。
  23. さらに、前記下部鋳型に前記形状化レールから下方に延びる側壁を提供する工程、および前記下部壁が、該下部鋳型の側壁の下部エッジから間隔を置いて配置される第1の位置と、該下部壁が該側壁の下部エッジと接触しかつ前記チャンバーを形成する第2の位置との間を移動可能な下部壁を提供する工程を包含し、さらに、ここで、該下部形状化レールおよび上部鋳型を移動する工程が、前記少なくとも1つのガラスシートの選択された部分をそれらの間にプレスし、該チャンバーをほぼシールする、請求項17に記載の方法。
  24. 前記支持する工程および配列する工程が、前記少なくとも1つのガラスシートを、該少なくとも1つのガラスシートをその熱軟化温度に加熱しながら、複数の運搬ロール上で運搬する工程、該熱軟化ガラスシートを、耐熱性の可撓性の布上に移す工程であって、該ガラスシートが予備形状にたわむ工程、および該ガラスシートを、前記上部鋳型と前記チャンバーとの間に運搬する工程を包含し、そして移動する工程が、該チャンバーを上方に移動させ、前記と接触し、かつ該ガラスシートを該上部鋳型に対してプレスし、そして該チャンバーをほぼシールする工程を包含する、請求項16に記載の方法。
  25. 前記支持する工程および配列する工程が、前記少なくとも1つのガラスシートを、運搬フレーム上に支持された耐熱性の可撓性上に支持する工程、該少なくとも1つのシートおよび支持フレームを、該少なくとも1つのガラスシートをその熱軟化可能な温度まで加熱するために加熱炉を通じて移動させる工程であって、該少なくとも1つのガラスシートが重力により予備形態にたわむ工程;および該予備的に形状化された該少なくとも1つのガラスシートを、前記上部鋳型とチャンバーとの間の支持フレーム上に配列、そして該チャンバーを上方に移動させて前記に接触し、かつ該少なくとも1つのガラスシートを該上部鋳型に対してプレスし、そして該チャンバーをほぼシールする工程を包含する、請求項16に記載の方法。
  26. 記提供されたチャンバー内の静圧が1.5psiを超えない、請求項16に記載の方法。
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