專利名稱：柔性表面模具及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于成型熱軟化片材的方法和柔性表面模具，尤其涉及一種用于將熱軟化玻璃片偏壓在具有成型表面的上部模具上的方法和具有柔性帶和可變形端部構件的模具。
背景技術：
用作例如汽車的機動車車窗的回火和退火的成型玻璃要滿足嚴格的光學要求，例如沒有會干擾穿過車窗的清晰視野的光學缺陷。在成型過程中，接合熱軟化片材的構件中的任何畸變都會復制到片材的主表面中，并會導致玻璃片具有有光學缺陷的表面。
成型玻璃片的商業(yè)生產通常包括將平的玻璃片加熱至它們的軟化溫度，將加熱的片材成型為所需的曲率，然后按照一種受控的方式冷卻所成型的玻璃片以對所成型的玻璃片進行退火、熱強化或者回火。在玻璃成型過程中，將玻璃片連續(xù)傳送通過隧道式爐，以將玻璃片加熱至它們的熱變形溫度，然后將熱軟化的玻璃片傳送至成型段，在此將玻璃片定位在一對豎直對齊的上部成型模具和下部成型模具之間。在成型之后，將模具分開，成型的玻璃片因為真空的作用仍然保持與上部模具接合。在例如US 4,830,650中所披露的一個實施方案中，將一個在周邊略微向里處的輪廓外形與玻璃片的所需曲率相一致的轉移回火環(huán)移動至上部模具之下。中斷真空，玻璃片掉落到該環(huán)上?；鼗瓠h(huán)將成型的玻璃片傳送通過冷卻段，以將該片材回火。在例如US5,286,271所披露的另一個實施方案中，在將片材成型之后，向下移動下部模具，將通過真空而在成型表面上保持片材的上部模具移動至轉移段，成型的片材在此掉落在定形的傳送輥上，該輥將片材移動穿過冷卻段。
在上述成型過程中，將熱軟化的片材壓在一對分別具有成型表面的上下部模具之間。上部模具通常是完全表面的真空模具，下部模具可以是例如US 4,662,925中所披露的完全表面的壓模、如US 4,272,274所披露的分段的模具或者如US 4,830,650中所披露的環(huán)式模具。完全表面的下部模具和分段的模具的局限性在于，該模具僅能用于成型具有相同輪廓的片材。當上部模具的片材輪廓改變時，就必須更換完全表面模具和下部的分段模具。下部環(huán)式模具的局限性在于片材的中央部分沒有壓在上部模具的成型表面上。
可以理解，提供一種能將片材的中央表面部分和外表面部分接合并壓在上部模具的成型表面上、并且具有不限于一種形狀或者輪廓的片材接合表面的下部成型模具是具有優(yōu)勢的。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種柔性的偏壓表面模具。在本發(fā)明的非限制性實施方案中，該模具包括具有主表面的平臺；第一可變形構件安裝在該平臺上并與平臺的主表面間隔開；第二可變形構件安裝在平臺上，并與平臺的主表面和第一可彎曲構件間隔開，在第一和第二可變形構件之間具有多個彼此間隔開的柔性帶構件，它們將第一和第二可變形構件連接起來。所述帶構件可以按照任何便利的方式來連接第一和第二可變形構件，例如可以通過一對彈簧，或者通過螺母和螺栓組件。可變形構件通過第一對間隔開的細長剛性構件和第二對間隔開的細長剛性構件安裝在平臺上，所述第一對剛性構件均具有安裝在第一可變形構件上的端部以及安裝在平臺上的相對端部，所述第二對剛性構件均具有安裝在第二可變形構件上的一個端部以及安裝在平臺上的相對端部。在每對剛性構件之間設置施加作用力的構件。在本發(fā)明的非限制性實施方案中，施加作用力的構件可以包括安裝在平臺和第一及第二可變形構件之間的支撐構件。第一拉桿具有在第一對剛性構件之間的位置處連接至第一可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第一拉桿的第二端部的另一個端部。第二拉桿具有在第二對剛性構件之間的位置處連接至第二可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第二拉桿的第二端部的另一個端部。升降機裝置將支撐構件朝著平臺的主表面移動，以偏轉第一和第二可變形構件。
施加作用力的構件的另一個非限制性實施例包括安裝在平臺的主表面上的偏置裝置，例如電力驅動的電機、步進電機、伺服電機、流體操作缸、齒條齒輪傳動機構和曲柄機構。一個桿具有連接至該偏置裝置的第一端部以及被限定為第二端部的相對端部，第一施加作用力的構件的桿的第二端部連接至第一可變形構件，第二施加作用力的構件的桿的第二端部連接至第二可變形構件。
在本發(fā)明的另一個非限制性實施方案中，每個帶構件具有面對平臺的主表面的第一表面和被限定為第二表面的相對表面。至少一個可旋轉輪位于相鄰的帶構件之間的空間中，帶構件的第一表面和平臺的主表面之間的軸將多個輪互連。位移裝置將輪和帶構件相對于彼此從輪的部分周邊在帶構件的第二表面之上的第一位置移動至輪的周邊在帶構件的第二表面之下的第二位置，例如輪和帶構件一同移動，或者輪是靜止的而帶構件移動，或者輪移動而帶構件靜止。在本發(fā)明的實踐中，軸和輪是第一傳送輥，該第一傳送輥是多個間隔開的傳送輥之一。每個傳送輥包括在相鄰的帶構件之間的空間內的輪和在外側帶構件的外側上的輪。可操作地連接至多個軸的電機使軸旋轉以旋轉輪。
在本發(fā)明的再一個非限定性實施方案中，第一和第二可變形構件是具有平坦主表面和長軸線的長條形構件，第一和第二可變形構件的長軸線彼此平行。多個柔性帶構件均是具有平坦主表面的長條形構件，例如具有塑料的包括彈簧鋼基板的層狀體，例如固定至平坦主表面上的高溫塑料覆蓋至少一個帶構件的至少平坦主表面。帶構件的長軸線彼此平行且與第一可變形構件的長軸線垂直。
本發(fā)明還涉及一種具有成型段的片材成型設備，包括上部模具、下部模具和用于將上部模具和下部模具彼此靠近和分開的升降機裝置，上部模具包括面朝下的成型或者有形狀的表面。改進之處包括使用上述模具，并且選用上面討論的或者通過非限制方案的討論所暗示的非限制性實施例中的一個或者全部作為下部成型模具。
成型設備的其他部件包括加熱爐，該加熱爐在被限定為成型段上游側的成型段的一側上具有傳送器；冷卻爐，該冷卻爐在被限定為成型段下游側的成型段的另一側上具有片材傳送系統(tǒng)；以及在成型段和冷卻爐之間的轉移段?？梢允褂玫钠渌愋偷募訜釥t包括煤氣爐床加熱爐。利用煤氣爐床加熱爐，將多個柔性帶構件放置在平面上，該平面具有朝著安裝在多個帶構件的外側帶構件之一的一側處的傳送輪傾斜的坡度。
除了成型裝置的非限制性實施方案之外，下部模具的平臺具有輪子，以將下部模具移動到成型段之內和之外。在本發(fā)明的另外的非限制性實施方案中，位移系統(tǒng)安裝在成型段處，平臺和多個間隔開的傳送輥安裝在運輸裝置上，從而(1)將平臺和多個間隔開的傳送輥移動到成型段中以將平臺定位在位移系統(tǒng)上；(2)將平臺和多個傳送輥移動到成型段之外。在本發(fā)明的另一個非限制性實施方案中，多個間隔開的傳送輥和位移系統(tǒng)安裝在運輸裝置上以移動平臺。多個間隔開的傳送輥和位移系統(tǒng)可以移動到成型段之內和之外。
本發(fā)明還涉及一種例如包括玻璃片在內的片材的成型方法，包括如下步驟提供具有一對間隔開的可變形構件和在所述間隔開的可變形構件之間的多個間隔開的帶構件的第一模具，每個帶構件具有連接至相鄰的一個可變形構件的相對端部，多個帶構件的表面提供了片材的支撐表面；將片材設置在支撐表面上；在片材上設置凸出的成型表面，并使其與片材間隔開；將成型表面和第一模具相對于彼此移動，以將成型表面和片材移動至彼此相接觸，繼續(xù)移動步驟，同時將可變形構件變形以將片材移動到成型表面上。
該方法的非限制性實施方案包括(1)成型表面是真空模具的成型表面，該方法還包括在以下的至少一個步驟的實施中在真空模具內提供負壓的步驟移動步驟、繼續(xù)步驟和變形步驟，以將片材偏壓在成型表面上，并在真空將片材保持在成型表面上的同時將第一模具移動離開成型表面；(2)將部分旋轉輪定位在片材支撐表面之上；(3)將片材沿著一個路徑通過加熱爐朝著片材支撐表面移動至所述部分旋轉輪上；(4)將旋轉輪和支撐表面相對移動，以將片材定位在片材支撐表面上，以及(5)朝著成型表面移動多個柔性帶構件和第一以及第二可變形構件，以將支撐表面移動成與片材接合。
另外，本發(fā)明涉及根據(jù)上述方法制成的成型片材，例如玻璃片，例如汽車的邊燈。


圖1為在采用本發(fā)明的柔性表面模具(由附圖標記14來表示)的非限制性實施方案的玻璃片彎曲裝置處向下游看的部分預計圖。
圖2為在采用本發(fā)明的柔性表面模具(由附圖標記14來表示)的非限制性實施方案的另一個玻璃片彎曲裝置處向上游看的部分預計圖。
圖3為本發(fā)明的柔性表面模具的非限制性實施方案的正交圖，為清楚起見圖中除去了一部分。
圖3A為在圖3中的安裝桿的端部和柔性表面模具的側部構件之間的非限制性連接的放大視圖。
圖4為本發(fā)明的柔性表面模具的另一個非限制性實施方案的部分平面圖。
圖5為圖3所示的柔性模具安裝在本發(fā)明的大車上的端面視圖。
圖6為圖3所示的柔性表面模具的正交視圖，為了清楚起見圖中除去一部分，該圖顯示了處于片材彎曲位置中的柔性模具。
圖6A為本發(fā)明的柔性表面模具的帶構件的非限制性實施方案的剖面的放大視圖。
圖7結合有本發(fā)明的特征的柔性表面模具的非限制性實施方案的部分端面視圖，圖中顯示了用于偏轉柔性模具的側部構件的非限制性機械裝置。
圖8為類似于圖7的視圖，圖中顯示了本發(fā)明的用于偏轉柔性模具側部構件的另一個非限制性實施方案。
圖9為類似于圖7的視圖，圖中顯示了本發(fā)明的用于偏轉柔性模具側部構件的另一個非限制性實施方案。
圖10類似于圖5的視圖，圖中顯示了本發(fā)明的柔性模具的另一個非限制性實施方案。
圖11為在玻璃片加熱和成型裝置處向下游看的預計圖，僅顯示了煤氣爐床加熱爐的部分視圖和本發(fā)明的柔性表面模具的非限制性實施方案的部分視圖。
具體實施例方式
在以下對本發(fā)明的非限制性實施方案的討論中，采用本發(fā)明的柔性表面模具成型并用來實現(xiàn)本發(fā)明的可彎曲材料是熱軟化玻璃片，但是可以理解，本發(fā)明不限于此，在本發(fā)明的實踐中可以使用其他材料，例如但是不限于塑料、金屬、陶瓷、玻璃陶瓷和木頭。另外，玻璃片可以是透明玻璃片、有色玻璃片、有涂層的玻璃片例如具有例如控制陽光涂層、或者可加熱涂層的功能涂層的玻璃片，或者它們的結合，例如有涂層的有色玻璃片。在本發(fā)明的實踐中，片材材料可以在室溫、室溫以上或者室溫以下的溫度成型。另外，成型的玻璃片可以用于透明體或者部分透明體，例如用于陸地、水上、水下、空中和/或空間飛行器的透明體，例如汽車擋風玻璃、和/或邊燈和/或后燈、用于住宅的多層玻璃窗以及具有觀察區(qū)域的溫控存儲隔室。另外，本發(fā)明的柔性表面模具可以單獨使用或者與其他的成型設備結合使用，例如但是不限于具有成型表面的上部模具。
在討論本發(fā)明的柔性表面模具的非限制性實施方案之前，應當理解本發(fā)明在其應用中不限于此處顯示和討論的具體實施方案的細節(jié)，因為本發(fā)明也可以具有其他的實施方案。另外此處使用的術語僅是用于進行描述，不能視為是對本發(fā)明的限制。
此處使用的空間或者方向術語例如“內”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“豎直”等是指如附圖所示的發(fā)明。但是應當理解，本發(fā)明可以采取各種替換的取向，因此這種術語不應當視為一種限制。另外，在說明書和權利要求中所有表達尺寸、物理特性等的數(shù)字應當被理解為在所有情況下可由術語“大約”來修正的數(shù)字。因此除非另有相反的說明，在以下的說明書和權利要求中提出的數(shù)值可以根據(jù)本發(fā)明希望獲得的性能來作出改變。至少并且不是為了限制本權利要求范圍的等效方案的應用，每個數(shù)值參數(shù)應當至少是根據(jù)所給出的有效數(shù)字并采用通常的四舍五入方法來構成的。另外，此處披露的所有范圍應當被理解為包括此處所包含的所有子范圍。例如，所指出的范圍“1至10”應當被視為包括在最小值1和最大值10之間(含1和10)的所有任何子范圍；也就是，以最小值1或更大值開始并以最大值10或者更小值結束的所有子范圍，例如1至6.2，3.1至7.8和5.5至10。而且，此處使用的術語“在...上堆放”、“在...上施加”、或“在...上設置”表示在其上堆放、施加或設置，但是不必表面接觸。例如一種材料在基板上“堆放”不排除在堆放的材料和基板之間存在一種或者多種同樣或者不同成分的其他材料。
在以下的討論中，除非另有說明，類似的附圖標記表示類似的構成要素。
參考圖1和2，顯示了可以使用本發(fā)明的柔性表面模具來成型玻璃片例如汽車邊燈或者后燈的設備。圖1和圖2所示的用于成型玻璃片的設備不是對本發(fā)明的限制，而是用于顯示可以用于實施本發(fā)明的玻璃成型設備的類型?？梢岳斫?，本發(fā)明的柔性表面模具不受與本發(fā)明的柔性表面模具一起使用的成型設備所限。此處的圖1類似于US5,286,271的圖1，此處的圖2類似于US 4,830,650的圖1，但是區(qū)別在于在該設備中采用本發(fā)明的柔性表面模具。圖1和圖2中顯示了本發(fā)明的柔性表面模具的大體輪廓，該模具由14表示。在附圖的其他圖中所示的本發(fā)明的柔性表面模具的詳細非限制性實施方案由不同的附圖標記表示，以下將進行詳細討論。US 4,830,650和5,286,271的全文在此引入作為參考。
參考圖1，顯示了在US 5,286,271中詳細討論的用于成型和處理熱軟化材料例如玻璃片的設備20，但是區(qū)別在于模具14結合有本發(fā)明的特征?？傮w來說，設備20包括隧道式爐22，一連串的玻璃片24從爐22上游端處的加載段(未顯示)沿著大體水平的路徑穿過爐22運送至成型段26，在成型段處，玻璃片24由柔性表面模具14壓在上部真空模具28上。安裝的上部模具28用于沿著路徑30往復運動，它通過真空保持玻璃片24，如US 5,286,271所述，沿著路徑30而在第一方向(從圖1中看向右)上運行至在下游轉移段32之上的一個短的豎直距離之處的位置。
轉移段32包括一系列橫向成型的傳送輥34，它們具有橫向升高的曲率，該曲率對應于上部真空模具28的面朝下的成型或成型的表面36的橫向曲率。成型的玻璃片28堆放在輥34上，輥34在將玻璃片傳送并通過冷卻段40的時候保持該玻璃片的形狀，冷卻段40可控地冷卻成型的玻璃片38。輥34可以是任何已知類型的輥，例如在US4,311,509中已知和討論的分段輥，該專利的內容在此引入作為參考。
繼續(xù)參考圖1，爐22包括具有縱向間隔開并且橫向延伸的圓柱形傳送輥42的水平傳送器，所述圓柱形傳送輥42限定了延伸穿過爐22的運行路徑。傳送輥42可以是該領域使用的任何已知類型的輥，例如在US 3,527,589中所顯示和討論的類型，該專利的內容在此引入作為參考，這些輥可以設置在幾個部分處，它們的旋轉速度按照該領域已知的方式進行電動調節(jié)，從而每個傳送部分的速度可以受到控制和保持同步。作為使用傳送輥42的一種替換方案，爐22內的傳送表面可以是該領域已知的煤氣爐床或者帶傳送器。
成型段26包括通常由數(shù)字14表示的柔性表面模具的非限制性實施方案。如上所述，本發(fā)明的柔性模具14的非限制性實施方案的詳細內容如附圖中的其他圖所示，在下文中將進行詳細的討論。玻璃片24進入成型段26，并按照如下所討論的方式移動到柔性表面模具14上，并移動至上部真空成型模具28之下的位置。如果需要，成型段26可以是封閉的并進行加熱。上部真空模具28不對本發(fā)明構成限制，其可以由剛性材料例如陶瓷、鑄鐵、銅或者鋼構成，或者，可以是柔性的或者可調整的頂壓力機，且覆蓋有耐熱蓋例如不銹鋼或者玻璃絲纖維。另外，上部模具28可以包括成型表面冷卻裝置(未顯示)，以在將成型的玻璃片24保持在其上的同時對其進行冷卻。這在制造用于擋風玻璃的成型玻璃片的工藝過程中特別有用，所述工藝過程包括在成型之后將玻璃片退火。
盡管本發(fā)明不限于此，但是如圖1所示面朝下的上部模具28的成型表面36可以完全成型為與要成型的玻璃片的所需形狀相一致。通過往返裝置46，上部真空模具28可以沿著往復路徑30進行向著和遠離轉移段32的水平移動，所述往返裝置可以類似于US 4,662,925和4,767,434中所披露的裝置，US 4,662,925和4,767,434的內容在此引入作為參考。驅動器(未顯示)沿著導軌48在成型段26和轉移段32之間沿著往復路徑30移動真空模具28。真空模具28還包括通過適當?shù)拈y裝置(未顯示)連接至真空源(未顯示)的抽空管50。真空模具28還可以設置壓縮空氣源，該壓縮空氣源沿著表面36提供正壓以在解除真空的時候幫助將熱軟化玻璃片從真空模具28分開。用于真空和壓縮空氣管線的閥可以按照玻璃片彎曲領域中已知的任何方便的方式而依照預定的時間進行同步循環(huán)。
將結合有本發(fā)明特征的柔性表面模具14按照以下討論的方式支撐在升降機系統(tǒng)或者裝置54的安裝平臺52上，以將模具14從第一位置或者片材接收位置豎直地往復移動至第二或者工作位置，其中在第一位置，模具14被定位成從爐22接收被加熱的玻璃片24，在第二位置中，模具14和上部真空模具28彼此相對移動，柔性表面模具14將熱軟化玻璃片24偏壓在上部真空模具28的成型表面36上以將玻璃片成型。在玻璃片24成型之后，將柔性模具14回撤或者朝著片材接收位置移動，上部真空模具28移動至轉移段32，并將成型的玻璃片38堆放在轉移段32。
成型的玻璃片38在輥34上從轉移段32移動至冷卻段40并通過冷卻段40移動至卸載段(未顯示)。作為使用彎曲輥的一種替換實施方案，轉移段32內的傳送表面可以是煤氣爐床、帶傳送器或者該領域已知的其他傳送輥結構。
冷卻段40包括多個彎曲的輥56、沿著向下的方向通過上部噴嘴殼體60而在壓力之下提供冷卻流體的上部壓力通風系統(tǒng)58、以及通過下部噴嘴殼體64在壓力之下向上提供冷卻流體的下部壓力通風系統(tǒng)62。殼體60和64具有互補的彎曲相對表面，該彎曲相對表面與成型的傳送輥56的橫向彎曲輪廓相一致且成偏離關系位于相鄰的傳送輥56之間，用于按照足以給成型的玻璃片38提供理想的熱加強程度的回火的速度冷卻成型的玻璃片38。
在圖1所示的設備20的操作中，隨著每個玻璃片24按順序被傳送通過爐22的時候，它被加熱至玻璃軟化溫度，同時在其整個寬度上被連續(xù)的圓柱形輥42所支撐?？杀欢ㄎ辉跔t22的出口端或者爐22之內的傳感器66檢測這一連串中的第一個玻璃片24的位置，尤其是檢測其前端和末端邊緣，并將信息送至控制器(未顯示)，所述控制器控制輥42在爐22內的傳送速度以及玻璃片24移動到成型段26中的速度，例如按照400-500英寸(10.2至11.4米)/分鐘這個級別的恒定的正常速度移動。當玻璃片24處于上部真空模具28和本發(fā)明的下部柔性全表面模具14之間的適當位置的時候，給升降機系統(tǒng)54供能，以將柔性模具14向上移動，將玻璃片24按照如下所討論的方式提升或者偏壓在上部真空模具28的成型表面36上。
在將玻璃片24偏壓在上部真空模具28的成型表面36上之后，對升降機系統(tǒng)54供能，以將柔性模具14如圖1所示向下移動，利用真空將成型的玻璃片38保持在上部模具28的成型表面36上。致動往返裝置46，以將上部真空模具28從成型段26沿著路徑30向下游移動至轉移段32。在到達轉移段32的時候，斷開通向上部模具28的真空，以將成型的玻璃片38穿過一個短的豎直距離直接釋放到橫向彎曲的傳送輥34上，所述傳送輥34在轉移的同時轉動。在卸載之后，上部真空模具28停止其沿著路徑30的向下游的移動，并沿著相反方向或者向上游的方向沿著路徑30也就是向圖1所示的左側移動，并返回至成型段26中的適當位置以等待下一個玻璃片24的到來。
參考圖2，圖中顯示了如US 4,830,650中詳細討論的用于成型和處理玻璃片的設備70的大體輪廓，但是與本申請的區(qū)別在于模具14結合有本發(fā)明的特征?？傮w上來說，設備70包括爐22、用于冷卻成型的玻璃片的段72、在爐22和冷卻段72之間的中間段或者成型段74、以及位于冷卻段72處的片材轉移裝置76。片材轉移裝置將成型的玻璃片通過冷卻段72轉移至卸載段(未顯示)。對移動穿過冷卻段的玻璃片進行熱處理，例如將成型的玻璃片回火。
成型段74包括位于上部真空成型模具78之下的柔性表面模具14(下面討論本發(fā)明的柔性表面模具的非限制性實施方案)。按照對圖1所示的設備22所進行的討論的類似方式，加熱的玻璃片24沿著水平路徑從爐22移動至成型段74，在此處柔性模具按照所討論的方式將玻璃片24偏壓在上部真空成型模具78的成型或成型的表面80上。盡管在本發(fā)明中沒有限制，但是上部模具78類似于US 4,579,577中所詳細討論的上部模具，該專利的內容在此引入作為參考。上部真空模具78的表面80被成型為與要成型的玻璃片24的所需形狀相一致。上部真空模具78通過抽空管82和適當?shù)拈y裝置(未顯示)與真空源(未顯示)相連通。上部豎直導桿84適當?shù)剡B接至支撐框架(未顯示)，并連接至上部模具78，從而模具78可以通過活塞裝置86相對于柔性表面模具14豎直地移動。抽空管82可以通過適當?shù)拈y裝置與加壓空氣源(未顯示)相連。根據(jù)預定的時間循環(huán)而按照任何的方便的方式，可使用于真空管線和用于壓力管線的閥同步運行。
在操作中，將玻璃片24傳送通過爐22，以將玻璃片24加熱至其熱軟化溫度。傳感器66檢測玻璃片24的位置，并將該信息發(fā)送給控制器(未顯示)，所述控制器控制爐22內的輥42的傳送速率以及玻璃片24移動至成型段74內的速度。玻璃片24離開爐22，并被傳送至成型段74內的柔性表面模具14上。該模具14如下所述處于初始位置或者片材接收位置，從而玻璃片24位于上部成型模具26的成型表面80之下的模具14上。當玻璃片24處于上部模具78和柔性模具14之間的適當位置的時候，模具14向上移動，將玻璃片24抬升至上部模具78的成型表面80上，以使得玻璃片24與上部真空模具78的表面80的對應形狀相一致。
在成型之后，將柔性表面模具14朝著其片材接收位置降低，通過真空將成型的玻璃片24保持在上部模具78的成型表面80上。片材轉移裝置76將片材接收裝置88例如回火環(huán)移動至上部真空模具78的成型表面80之下。然后斷開真空，將成型的玻璃片堆放在回火環(huán)88上并由其進行支撐。上部模具78向上移動離開回火環(huán)88，片材轉移裝置76將帶有成型的玻璃片的回火環(huán)88移動穿過成型段72，在此將成型的玻璃片按照受控的方式進行冷卻以對成型的玻璃片進行回火。
以下討論具有本發(fā)明特征的柔性表面模具14的非限制性實施方案。
圖3中顯示了本發(fā)明的柔性表面模具14的非限制性實施方案，由附圖標記100來表示。柔性模具100包括多個間隔開的柔性長條形帶或者構件102-105，構件102-105用于將玻璃片偏壓在模具的成型表面上，例如圖1的上部模具28和/或圖2的上部模具78的成型表面上。長條形的構件102-105分別在一端108連接至長條形的可變形側部構件110，而其相對的一端112連接至長條形的可變形側部構件114。在圖3所示的非限制性實施方案中，側部構件110和114的長軸線位于相同的方向，并與構件102-105的長軸線垂直。構件102-105的端部108和112分別通過任何通常使用的方式連接至側部構件110和114。在圖3所示的非限制性實施方案中，盡管不是對本發(fā)明的限制，但是可以采用彈簧116將構件102-105固定至構件110和114上。在以下的討論中，將討論構件102與構件110和114的連接方式，除非另有說明，構件103-105按照類似的方式連接至構件110和114。不是對本發(fā)明的一種限制，可以給構件110設置多個孔118。彈簧116的一端連接至構件110中的多個孔118中的一個，彈簧116的另一端連接至構件102的端部108中的孔120。另一個彈簧116的一端連接至側部構件110中的相鄰的孔118中，彈簧116的另一端連接至構件102的端部108中的孔122。類似地，彈簧116一端連接至側部構件114的多個孔126中的一個，彈簧116的另一端連接至構件102的端部112中的孔128。另一個彈簧116的一端連接至側部構件114的孔126中的相鄰一個，彈簧116的另一端連接至構件102的端部112中的孔130?？梢岳斫猓景l(fā)明不限制將構件102-105的端部連接或者固定至側部構件110和114的彈簧的數(shù)量，但是當僅使用一個彈簧的時候，必須小心防止構件102-105相對于彼此和相對于側部構件110及114旋轉。
參考圖4，顯示了本發(fā)明的另一個非限制性實施方案。圖4所示的本發(fā)明的柔性表面模具14的非限制性實施方案由附圖標記134表示。通過螺釘和螺栓裝置136，模具134的長條形構件102-105的一端固定在長條形側部構件110上，另一端固定至長條形側部構件114上。圖4所示的柔性表面模具134優(yōu)選供具有通常位于移動路徑平面內(見圖11)的表面模具的成型設備使用和/或在模具134的表面在片材移動路徑以下的距離將使彈簧116位于玻璃移動路徑平面內的時候使用。
再參考圖3，通過任何方便的方式使構件102-105和110及114位于安裝平臺52之上。更具體地說，根據(jù)需要參考圖3、3A和圖5，一對間隔開的安裝桿142和144其一端均安裝在構件110上以支撐構件110，桿142和144的另一端均按照任何方便的方式固定在安裝平臺52上。另一對間隔開的安裝桿146和148其一端均安裝在構件114上，桿146和148的另一端均按照任何方便的方式固定在安裝平臺52上。在本發(fā)明的一個非限制性實施方案中，安裝桿142、144、146和148是細長桿，其一端以任何方便的方式可樞轉地安裝在它們各自的側部構件110和114的底表面上，并穿過平臺52(圖5中可以清楚地看到)。如圖5所示，利用上下墊圈和螺栓組件150和152，將安裝桿142、144、146和148的端部卡緊在平臺52上，從而按照彼此固定間隔開的關系固定桿142、144、146和148的下端(圖3中僅顯示了桿148)。
現(xiàn)在討論如圖3所示將安裝桿142、144、146和148的上端部安裝在它們各自的側部構件110和114中。這種討論盡管不是用于限制本發(fā)明，但是將涉及到安裝桿148，但是應當理解，這種討論內容可以用于其他的安裝桿142、144和146，除非另有說明。借助于穿過U型構件158的間隔開的腿156和157以及安裝桿148的端部的銷160，則將桿148的上端部152可樞轉地安裝在U型構件158的間隔開的腿156和157之間(圖3A中可以清楚的看到)。U型構件158的基部162通過各種通常的方式固定至側部構件114的相鄰端部，例如圖3所示的右側端部。U型構件158優(yōu)選如圖3所示安裝在側部構件114的下側，銷160的縱軸線例如與側部構件114的長軸線垂直。按照這種方式，當構件110和114的中央部分如圖3所示向下和向上偏轉的時候，構件110和114圍繞它們各自的安裝桿142、144、146和148的端部可樞轉。
可以理解，可以按照任何通常的方式，例如利用上面討論的墊圈和螺栓裝置150、152來將安裝桿卡緊在平臺52上，將安裝桿的上端固定至它們各自的側部構件110和114。
構件110和114的中央部分可以按照任何通常的方式偏轉，以改變由構件102-105和110及114限定的輪廓或者形狀。在本發(fā)明的用于偏轉側部構件110和114的非限制性實施方案的下述討論中，將討論偏轉側部構件114的機構，但是可以理解，除非另有說明，這種討論內容也適用于側部構件110。參考圖3和5，利用任何通常的方式例如上述用于將安裝桿142、144、146和148的端部樞轉安裝至它們各自的側部構件110和114的倒U型構件和銷裝置、或者用于將安裝桿的端部卡緊在平臺52上的墊圈和螺栓裝置150、152，將如圖3和5所示的拉桿172的上端部170固定至構件114的中央部分。利用任何方便的方式將拉桿的另一端連接至固定在平臺52上的步進電機178上。在以下的討論內容中，升降機機構是步進電機，但是可以理解本發(fā)明不限于此。
如圖3和5所示，步進電機178按照任何方便的方式固定至平臺52上。當步進電機178處于初始位置的時候，拉桿172如圖5所示向上延伸以將構件102-105和110及114設定在第一位置或者片材接收位置。在玻璃片24按照如下討論的方式被支撐在圖1的上部模具28和/或圖2的上部模具80的成型表面之下的柔性模具100的構件102-105上之后，平臺52朝著上部模具移動。步進電機移動經(jīng)過第一循環(huán)，以移動拉桿172并將相應的構件110和114如圖3和5所示向下偏轉，從而將模具100彎曲至如圖6所示的片材成型位置中。平臺52如圖1和2所示持續(xù)向上移動，以將玻璃片24偏壓在上部模具28或者80的成型表面上。在將玻璃片轉移至上部模具之后，平臺52如圖1和2所示向下朝著其初始位置移動，步進電機移動以完成一個循環(huán)，在此過程中拉桿172如圖5所示向上移動以將柔性模具100、例如構件102-105以及110和114移動至初始位置或者片材接收位置。
可以理解，處于初始位置或者片材接收位置的構件102-105以及110和114不必是平的，例如位于如圖1所示在加熱的玻璃片24離開爐22的時候接收該玻璃片的平面內。例如，當離開爐并且移動到成型段中的玻璃片具有曲率的時候，處于片材接收位置中的成型段內的模具100將會使構件110和114偏轉，如圖6所示。在這種情況下，側部構件110和114可以進一步偏轉以將構件102-105和110及114置于第二位置，或者不再使側部構件偏轉，在這種情況下沒有第二位置。
可以理解，本發(fā)明不限于使用升降機裝置來偏轉構件110和114的中央部分以構成構件102-105和110及114。如圖7所示，圖中顯示了可以用于本發(fā)明的柔性模具14例如圖3所示的模具100和圖4所示的模具134的各實施方案的非限制性升降機裝置190。為了清楚起見，圖7所示的本發(fā)明的柔性模具14的非限制性實施方案由附圖標記191表示。側部構件110和114(圖7僅顯示了側部構件114)如前所述分別通過安裝桿142、144、146和148(圖7中僅顯示了安裝桿146和148)安裝在平臺52上。安裝桿142、144、146和148的端部之間的部分穿過支撐板193(圖7中僅顯示了安裝桿146和148的部分穿過支撐板193)。軸192的一端如前所述安裝在構件110和114(圖7中僅顯示了構件114)的下表面上，另一端自由穿過支撐板193中的孔194并且在其上安裝有墊圈和螺母組合196。如圖7所示，一個或者多個升降機機構198(圖7中僅顯示了一個)的一端連接至支撐板140的下表面，另一端連接至安裝平臺52的上表面。啟動升降機機構198，如圖7所示將支撐板193向下移動。隨著支撐板193沿著安裝桿滑動，它移動至與螺母和墊圈裝置196相接合，以向下移動側部構件110和114(圖7中僅顯示了側部構件114)的中央部分，從而如圖6所示偏轉側部構件110和114。沿著相反方向移動升降機機構198，如圖7所示將支撐板193向上移動而使其與墊圈和螺母裝置196脫離接觸，從而使側部構件110和114移動至初始位置。螺母和墊圈裝置196可以用于改變各構件110和114的偏轉。例如，對于支撐板193的相同位移來說，將螺母和墊圈裝置設置得越靠近其各自的構件110和114，其各自的構件110和114的偏轉就會增加，反之亦然。使用具有如圖7所示的偏轉裝置的模具。
參考圖8，圖中顯示了移動或者彎曲構件110和114的系統(tǒng)的另一個非限制性實施方案。圖8所示的本發(fā)明的柔性表面模具14的非限制性實施方案由附圖標記200表示。柔性模具200的升降機機構201包括安裝在電機204的軸203上的圓板202。拉桿172的端部205可樞轉地安裝在圓板202的邊緣部分上以提供曲柄機構。當柔性模具200處于初始位置的時候，例如構件102-105、110和114在圖3所示的水平平面中時，連接至圓板202的拉桿172處于圖8所示的12點鐘的位置。隨著圓板202順時針或者逆時針旋轉，拉桿172向下移動以將構件110和114(圖8中僅顯示了構件114)從第一位置移動或者彎曲至第二位置。在將玻璃片轉移至圖1的上部模具28或者圖2的上部模具80上之后，圓板202順時針或者逆時針旋轉，以如圖8所示將拉桿172向上移動，從而將構件110和114定位在初始位置中。
參考圖9，圖中顯示了柔性表面模具14的另一個非限制性實施方案。在圖7中，本發(fā)明的柔性表面模具14的非限制性實施方案由附圖標記210表示。模具210與圖3所示的模具100類似，區(qū)別在于模具100的拉桿172由伸縮式拉桿212代替。伸縮式拉桿212通過安裝在側部構件110和114的下表面上的帶槽板216連接至側部構件110和114(圖9中僅顯示了側部構件114)。將每個側部構件110和114的伸縮式拉桿212的端部定位在板216的槽218的中央，在拉桿的每一側上同樣地偏轉側部構件110和114。如圖9所示，將每個側部構件110和114的伸縮式拉桿212的端部安裝在槽218的左側，如圖9所示，使側部構件110和114的左側比側部構件的右側偏轉更多。將每個側部構件110和114的伸縮式拉桿212連接至圖9所示的板216的槽218的右側，使側部構件110和114的右側比側部構件的左側偏轉更多。可以理解，伸縮式拉桿212不必針對每個側部構件在其各自的槽內處于相同的位置，如圖9所示，例如拉桿212可以處于連接至側部構件110的板216的槽218的右部中，拉桿212可以處于連接至側部構件114的板216的槽218的左部中，以用于扭曲的復雜的形狀。
可以理解，用于偏轉側部構件110和114的升降機機構可以是該領域已知的任何類型，例如但不限于氣缸、伺服電機、步進電機、齒條齒輪傳動機構和曲柄機構。
參考圖3和圖5，軸232驅動多個環(huán)形輥230；軸236驅動多個環(huán)形輥234；軸240驅動多個環(huán)形輥238。環(huán)形輥230、234和238之一安裝在相鄰的構件102-105之間；環(huán)形輥230、234、238處于構件102的外側和構件105的外側，如圖3所示。軸232、236和240安裝在構件102-105之下，如圖3和5所示。參考圖5，軸232、236、240的一端連接至傳統(tǒng)的供能裝置242以旋轉軸和環(huán)形輥，軸的另一端安裝在軸承座243上(圖5中僅顯示了用于軸232的軸承座243)。
可以理解，本發(fā)明對所使用的輥和軸的類型以及輥在軸上的安裝沒有限制。環(huán)形輥和軸的組合可以是本領域已知的類型，例如US3,527,589中所述，該專利的內容在此引入作為參考，所述組合可以設置在幾個部分處，它們的旋轉速度按照該領域已知的方式進行電動調節(jié)，從而每個軸的速度可以受到控制和保持同步。例如，但是不是對本發(fā)明的限制，可以通過輥和軸之間的摩擦配合將輥固定在軸上；可以利用緊固件將環(huán)形輥固定在軸上，例如螺栓穿過環(huán)形輥的圈而與軸相接合，或者軸和輥可以是固定在一起的整體部分以獲得所需的傳送輥長度。另外，軸可以被單獨驅動或者由動力源例如該領域中使用的電機和帶裝置來驅動。
當柔性模具14處于第一或者片材接收位置的時候，環(huán)形輥230、234、238的周邊處于構件102-105的上表面之上。熱軟化的玻璃片24(見圖1和2)從爐22的出口端移動到環(huán)形輥230、234和238上，環(huán)形輥將玻璃片移動到柔性模具14的構件102-105上，并移動至成型表面28(圖1)或者80(圖2)之下的理想位置。隨著玻璃片24靠近在上部模具之下的該位置(軸繼續(xù)轉動)或者處于該位置(軸停止轉動)，對升降機裝置或者機構供能以將平臺52和柔性表面模具向上朝著成型模具28或者80移動。隨著柔性表面模具向上移動，構件102-105與玻璃片接合并將玻璃片升高至輥230、234和238之上。對步進電機178供能，以在平臺52朝著上部模具的成型表面向上移動的時候降低拉桿172，或者在玻璃片與上部模具的成型表面相接觸之后對升降機機構供能。柔性模具的構件102-105將玻璃片壓在上部模具的成型表面上。通過上部模具的成型表面抽真空，以將玻璃片壓在上部模具的成型表面上。升降機機構54降低平臺52，上部模具如前所述被移動至轉移段。在升降機機構54將平臺降低到片材接收位置中并且構件102-105的表面低于環(huán)形輥230、234和238的外周表面的時候，步進電機178向上移動拉桿，以將構件102-105移動到片材接收位置中。柔性表面模具現(xiàn)在準備接收下一個玻璃片。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實踐中，將環(huán)形輥的外周覆蓋以防止擦傷玻璃片表面，例如用芳族聚酰胺織物覆蓋。
參考圖10，顯示了本發(fā)明的另一個非限制性實施方案。在圖10的非限制性實施方案中，支撐臺280在間隔開的升降機機構282上安裝在平臺52之上，例如支撐臺280的每個角附近都有一個升降機(圖10中僅顯示了兩個升降機機構282)以升高和降低支撐臺。安裝桿142、144、146和148(圖10中僅顯示了安裝桿146和148)處于它們各自端部之間的部分以及拉桿172處于其端部之間的部分自由地穿過支撐臺280中的孔(未顯示)。用于旋轉軸232、236和240的供能裝置242以及軸承座243安裝在支撐臺280上。在這種設置中，當升降機機構282如圖10所示將支撐臺向上移動的時候，輥移動到柔性模具100的構件102-105的表面之上，當升降機機構282如圖10所示將支撐臺280向下移動的時候，輥的周邊降低到柔性模具100的構件102-105的表面之下。
可以理解，本發(fā)明不限于使用所述的機械裝置來升高和降低以及給軸232、236和/或240供能。例如，但是本發(fā)明不限于此，軸可被連接至給所述軸供能的系統(tǒng)以及升高和降低所述軸的一個單獨系統(tǒng)。另外，可以如上所述將軸232、236和240連續(xù)驅動或者在將玻璃片移動到構件102-105、110和/或112上時供能而在玻璃片位于成型位置中時斷開供能。另外，在軸的端部之間可以使用軸支撐件和軸承，以防止軸232、236和/或240由于玻璃片的重量和/或軸的長度而彎曲。盡管本發(fā)明沒有限制環(huán)形輥230、234和238的旋轉速度，但是優(yōu)選該速度與爐22的傳送輥42相一致，以在玻璃片從爐的出口端移動到模具14的環(huán)形輥上時防止玻璃片表面的擦傷或磨損或者玻璃片表面對不準。
盡管本發(fā)明沒有限制，但是為了便于將柔性模具和相關的設備例如輥、軸和供能裝置移動到成型段內和移動到其外以進行維護和維修，可以將輪286安裝至平臺52的下表面上，例如圖10所示。另外，用于提升和降低平臺52的升降機機構54可以在成型段處安裝在底板中或底板上，例如圖1所示或者圖5所示，在推車290上安裝有具有用于升高和降低具有柔性表面模具和相關設備的平臺52的升降機裝置292。另外，本發(fā)明考慮將具有柔性模具和相關設備的平臺52牢固安裝于在成型段上或成型段中安裝的升降機機構54上。
本發(fā)明對構件102-105、110和114的材料沒有限制，但是本領域技術人員可以理解，該材料應當能夠承受它們使用時所處的溫度，例如在1100-1200(593-649℃)的溫度。另外，該材料應當具有最小的延伸率，從而該構件不會伸長，結果不能施加足夠的壓力以將熱軟化玻璃片偏壓在成型表面上。另外，該材料應當不會擦傷要成型的玻璃片表面。在本發(fā)明的一個非限制性的實踐中，構件102-105由覆蓋有從Spaulding Fibre Company，Inc，New York購買的1/8英寸((0.32)厘米(cm))厚的SpaulditeARK-2芳族聚酰胺層壓體的彈簧鋼基板制成。參考圖6A，芳族聚酰胺層壓體層293可以安裝在基板295上，或者該材料的套筒安裝在基板295例如彈簧鋼基板上，并通過任何方便的方式固定在適當?shù)奈恢蒙?，例如可以通過螺母和螺栓組件，或者使用膠。在本發(fā)明的實踐中，使用RTV高溫有機硅粘合劑來將芳族聚酰胺層壓體粘在鋼基板表面上。在本發(fā)明的實踐中可以使用其他的材料，包括可以使用氈絕緣墊層來覆蓋構件102-105的表面。在本發(fā)明的一個非限制性實施方案中，構件110和114由鈦制成，構件102-104由彈簧鋼制成。
本發(fā)明的柔性表面模具14在其結構中需要考慮的特征或者參數(shù)是玻璃片的柔性；構件102-105、110和114的寬度、長度和厚度；構件102-105、110和114的延伸率百分數(shù)；彈簧的延伸率百分數(shù)，以及構件102-105、110和114的柔性。在以下的討論中，參考構件102-105，但是可以理解，本發(fā)明對側部構件110和114之間的長條形構件的數(shù)量沒有限制。4個長條形構件102-105的選擇是為了便于討論本發(fā)明所作出的選擇，不是對本發(fā)明的限制。
隨著玻璃片柔性的提高，盡管保持所有其他的參數(shù)恒定，但是需要較小的作用力來將玻璃片偏壓或迫壓在上部模具28(圖1)或80(圖2)的成型表面上，反之亦然。隨著構件102-105的寬度增加，盡管保持所有其他的參數(shù)恒定，但是支撐玻璃片的構件102-105的數(shù)量會減少，用于將玻璃片偏壓在上部模具的成型表面上所需的作用力會增加，反之亦然?？梢岳斫?，隨著構件102-105的寬度的減小，構件102-105的每單位面積的作用力增加，這樣，在將玻璃片偏壓在上部模具的成型表面上時，可能在玻璃片中形成凹陷。
使柔性模具具有7個由彈簧鋼制成的長條形構件102-105。構成柔性模具中央部分的5個構件分別具有2英寸(5.08厘米(cm))的寬度。寬度為3英寸(7.62cm)的構件安裝在中央部分的各外側上，構件彼此之間間隔1英寸(2.54cm)。構件110和114長度為24英寸(6米)，寬度為2英寸(5.08cm)。構件各自的厚度均為0.25英寸(0.64cm)。
隨著構件102-105的長度增加，盡管保持所有其他的參數(shù)恒定，但是用于將玻璃片偏壓在上部模具的成型表面上所需的作用力會增加，反之亦然?？梢岳斫?，當構件102-105將玻璃片偏壓在上部模具的成型表面上時，構件102-105的長度應當使得彈簧116在成型表面周界的外側。隨著構件102-105的厚度的增加，盡管保持其他的參數(shù)恒定，但是用于使構件102-105的形狀與上部模具的成型表面形狀相一致所需的作用力會增加，反之亦然。隨著構件110和114的寬度增加，盡管保持所有其他參數(shù)恒定，但是用于彎曲或者偏轉構件110和114所需的作用力增加，反之亦然。隨著構件110和114長度的增加，盡管保持其他參數(shù)恒定，但是用于偏轉構件110和114所需的作用力增加，反之亦然。隨著構件110和114厚度的增加，盡管保持其他參數(shù)恒定，但是用于偏轉構件110和114所需的作用力增加，反之亦然?？梢岳斫?，構件110和114的長度、寬度和厚度應當足以防止在構件102-105將玻璃片偏壓在上部模具的成型表面上時由于構件102-105而使構件110和114彎曲。
在本發(fā)明的實踐中，構件102-105、110和114的長度足以使柔性表面模具與本發(fā)明的一些或者所有的上部模具一起使用。在一個非限制性實施方案中，用于本發(fā)明實踐的彈簧116是壓縮彈簧，以在加熱之下吸收鋼的膨脹。盡管在本發(fā)明的實踐中沒有要求，但是優(yōu)選將彈簧與加熱的玻璃片間隔開。用于本發(fā)明的實踐的彈簧可以從LeeSpring Co.of Brooklyn，New York購買。
隨著構件102-105、110和114的伸長率百分數(shù)增加，盡管保持其他的參數(shù)恒定，但是在玻璃片的成型過程中對玻璃片施加較小的作用力，反之亦然。隨著彈簧116的伸長率百分數(shù)增加，盡管保持其他的參數(shù)恒定，但是施加給玻璃片的作用力減小，反之亦然。隨著構件102-105的柔性的增加，需要較少的作用力將構件102-105與上部模具的成型表面的形狀相一致，反之亦然。隨著構件110和114偏轉的增加，盡管保持其他的參數(shù)恒定，但是需要較小的作用力來偏轉構件110和114，反之亦然。隨著構件102-105之間的距離減小，接合了更多的玻璃片表面，但是構件之間的間隔應當足以容納環(huán)形輥。
本發(fā)明中對環(huán)形輥的寬度沒有限制。但是，輥越薄，構件102-105之間的空間越小。在輥寬度的選擇中，需要注意不要使輥過薄。更具體的說，如果所述寬度過小，玻璃將會被支撐在“刀刃”上或形成“點接觸”，這會擦傷玻璃片表面。盡管沒有要求，但是可以使用寬度在1/2至1英寸(1.27-2.54cm)范圍內的環(huán)形輥。在本發(fā)明的實踐中，使用寬度在3/4英寸(1.91cm)的環(huán)形輥?？梢岳斫?，本發(fā)明對用于支撐玻璃片的環(huán)形輥的數(shù)量或者列數(shù)沒有限制。但是隨著玻璃片24的柔軟度的增加，應當增加環(huán)形輥的列數(shù)以防止玻璃片下垂。
根據(jù)需要參考圖1、2、3、5和6，一串玻璃片24移動穿過爐22。隨著這一串玻璃片的最前面的玻璃片24從爐朝著成型段26(圖1)或74(圖2)移動，傳感器66檢測其移動，成型段26或者76內的柔性表面成型模具44(圖1和2)、100(圖3、6和10)處于第一位置或者片材接收位置，以接收從爐22中出來的玻璃片24。環(huán)形輥230、234和238的周邊(圖3和10)在柔性模具的上表面之上，并按照與爐22的輥42的旋轉速度類似的速度旋轉，以將玻璃片24從爐22的出口端移動至柔性模具的構件102-105上。當玻璃片移動至在上部模具28的成型表面36(圖1)之下或者在模具80的成型表面之下(圖2)的位置時，對升降機裝置54(圖1)供能以將平臺52向上移動，以將構件102-105移動成與玻璃片相接合，從而將玻璃片升高至旋轉環(huán)形輥的周邊之上，并將玻璃片支撐在構件102-105的表面上。
升降機裝置54繼續(xù)將模具14(圖1和2)、100(圖3和10)向上朝著上部模具28(圖1)的成型表面36或者上部模具80(圖2)的成型表面移動。當玻璃片與上部模具的成型表面形成初始接觸的時候，對步進電機供能以將拉桿172如圖3和10所示向下移動，來偏轉構件110和114(見圖6)。柔性模具100繼續(xù)向上移動而將玻璃片24偏壓在上部模具28或者80的成型表面上。通過將玻璃片的整個主表面基本壓迫在上部模具的成型表面上，彈簧116允許構件102-105重新取向并與上部模具的成型表面相一致。在將玻璃片偏壓在成型表面上之后，通過用于圖1的上部模具28的抽空管50或者用于圖2的上部模具80的抽空管82抽真空，以使玻璃片進一步與成型表面相一致，并將玻璃片保持在成型表面上。升降機裝置54降低如圖1所示的柔性模具14、如圖5所示的柔性模具100。隨著柔性模具降低和離開(clear)上部模具，上部模具如圖1和2所示向右移動，并將成型的玻璃片放下到輥34上(圖1)或者轉移環(huán)88(圖2)上。然后，上部模具移回到成型段中的片材接收位置中，成型的玻璃片移動到冷卻段40(圖1)或者72(圖2)中。
在上部成型模具從成型段移動和移動到成型段的過程中，模具14和100遠離上部模具而朝著片材接收位置移動。參考圖5，隨著模具14、100朝著片材接收位置移動，啟動步進電機以升高拉桿172，從而將側部構件110和114(圖10中僅顯示了側部構件114)移動至它們的片材接收位置，旋轉環(huán)形輥230、234和238的周邊在構件102-105以及彈簧116的表面之上。柔性模具14和100現(xiàn)在處于從爐22接收下一個玻璃片24的位置。
在本發(fā)明的實踐中，可以使用所討論的用于偏轉構件110和114的升降機裝置或者機構來升高或者降低模具14和/或環(huán)形輥。另外，所討論的用于偏轉構件110和114的升降機裝置或者機構例如圖6所示的凸輪裝置可以用于圖7所示的伸縮式桿。另外本發(fā)明考慮沿著相同的方向將構件110和114偏轉相同的距離，以及使一個構件110或者114與另一個構件114或者110分別偏轉不同的距離并且通過不同的弧線，例如圖7所討論的那樣。所述的柔性模具14的非限制性實施方案用于利用圖1和2所示的成型方式使玻璃片成型，但是本發(fā)明不限于此，可以使用任何設備或者方法來加熱玻璃片、成型玻璃片和/或熱處理玻璃片。
可以通過任何方式加熱玻璃片，例如利用該領域使用的燃氣或者電加熱隧道爐。參考圖11，圖中顯示了圖4所示的柔性表面模具134與煤氣爐床加熱爐300一起使用，圖11中僅顯示了一部分，其中玻璃片24在加熱空氣的床302上傳送。床302偏離水平方向傾斜大約7°，在加熱空氣上移動的玻璃片24也偏離水平方向傾斜大約7°，并保持在床上由傳送輪304向前送。通過環(huán)形輥(圖11中僅顯示了環(huán)形輥238和239)將加熱的玻璃24移動到柔性模具134上。柔性模具大約偏離水平方向7°，通過傳送輪306將玻璃片24保持在柔性模具的構件上。隨著玻璃片移動到例如上述的上部成型模具的成型表面之下的位置中，操作升降機機構以升高柔性模具134并彎曲構件110和114(圖11中僅顯示了構件110)，以如上所述將玻璃片移動到成型表面上。在玻璃片成型之后，可以通過任何通常的方式例如如上所述的方式完成玻璃片的轉移以及玻璃片的隨后冷卻。
可以理解，此處詳細描述的具體實施方案僅是用作顯示本發(fā)明，不是對本發(fā)明的范圍的限制，應當以所附的權利要求的完全外延和其任何的所有的等同方案來確定本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種柔性偏壓表面模具，包括具有主表面的平臺；第一可變形構件，安裝在所述平臺上并與平臺的主表面間隔開；第二可變形構件，安裝在平臺上，并與平臺的主表面和第一可彎曲構件間隔開；多個柔性帶構件，該帶構件位于第一和第二可變形構件之間，并且相鄰的帶構件之間具有空間，每個支撐構件的一端與第一可變形構件相連，而相對的一端與第二可變形構件相連；以及施加作用力的構件，其作用在至少一個可變形構件上，以改變平臺的主表面和所述至少一個可變形構件的一部分之間的距離。
2.如權利要求1所述的模具，還包括第一對細長剛性構件，分別具有安裝在第一可變形構件上的一個端部以及安裝在平臺上的相對端部，以將第一可變形構件以與平臺的主表面相間隔開的關系定位在平臺的主表面上，其中，第一對剛性構件彼此間隔開；以及第二對細長剛性構件，分別具有安裝在第二可變形構件上的一個端部以及安裝在平臺上的相對端部，以將第二可變形構件以與平臺的主表面相間隔開的關系定位在平臺的主表面上，其中，第二對剛性構件彼此間隔開。
3.如權利要求2所述的模具，其特征在于，施加作用力的構件是在第一對剛性構件之間的位置處連接至第一可變形構件的第一施加作用力的構件，并且還包括在第二對剛性構件之間的位置處連接至第二可變形構件的第二施加作用力的構件，以改變在第二可變形構件和平臺的主表面之間的距離。
4.如權利要求3所述的模具，其特征在于，第一和第二可變形構件均具有面對平臺主表面的第一表面和被限定為第二表面的相對表面，第一對剛性構件中的每一個的第一端部可樞轉地安裝在第一可變形構件的第一表面上，第二對剛性構件中的每一個的第一端部可樞轉地安裝在第二可變形構件的第一表面上。
5.如權利要求2所述的模具，其特征在于，施加作用力的構件包括支撐構件，安裝在平臺和第一及第二可變形構件之間；第一拉桿，其具有在第一對剛性構件之間的位置處連接至第一可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第一拉桿的第二端部的另一個端部；第二拉桿，其具有在第二對剛性構件之間的位置處連接至第二可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第二拉桿的第二端部的另一個端部；以及升降機，該升降機將支撐構件朝著平臺的主表面移動，以偏轉第一和第二可變形構件。
6.如權利要求5所述的模具，其特征在于，第一和第二拉桿可滑動地安裝在支撐構件中，支撐構件被卡緊在第一可變形構件和第一拉桿的第二端部之間，以及第二可變形構件和拉桿的第二端部之間。
7.如權利要求3所述的模具，其特征在于，每個帶構件具有面對平臺主表面的第一表面和被限定為第二表面的相對表面，還包括至少一個輪，其位于相鄰的帶構件之間的空間中；軸，利用該軸在帶構件的第一表面和平臺的主表面之間將輪互連；以及位移系統(tǒng)，將輪和帶構件相對于彼此從輪的部分周邊在帶構件的第二表面之上的第一位置移動至輪的周邊在帶構件的第二表面之下的第二位置。
8.如權利要求7所述的模具，其特征在于，軸和輪包括第一傳送輥，第一傳送輥是多個間隔開的傳送輥之一，其中，每個傳送輥包括在相鄰的帶構件之間的空間內的輪和在外側帶構件的外側上的輪，還包括可操作地連接至多個軸的電機，其中，當對電機供能的時候，軸和它們相應的輪旋轉。
9.如權利要求8所述的模具，其特征在于，位移系統(tǒng)移動平臺，以將帶構件從第一位置移動至第二位置。
10.如權利要求9所述的模具，其特征在于，多個傳送輥的軸安裝在支撐結構上，所述平臺安裝用于朝著多個傳送輥和離開該多個傳送輥運動。
11.如權利要求8所述的模具，其特征在于，位移系統(tǒng)包括在帶構件和平臺之間的支撐構件以及至少一個位移裝置，以將支撐構件和多個傳送輥的軸朝著帶構件和離開帶構件移動。
12.如權利要求11所述的模具，其特征在于，支撐構件具有面對平臺的第一表面，所述至少一個位移裝置安裝在該平臺上并安裝在支撐構件的第一表面上，其中，所述至少一個位移裝置將支撐構件朝著帶構件和離開帶構件移動，以將輪和帶構件從第一位置移動至第二位置，施加作用力的構件將它們各自的可變形構件朝著平臺的主表面移動。
13.如權利要求6所述的模具，其特征在于，至少一個傳送輥包括軸和輪的整體部分。
14.如權利要求1所述的模具，其特征在于，第一和第二可變形構件是具有平坦主表面和長軸線的長條形構件，第一和第二可變形構件的長軸線彼此平行，多個柔性帶構件分別是具有平坦主表面和長軸線的長條形構件，帶構件的長軸線彼此平行，并且垂直于第一可變形構件的長軸線。
15.如權利要求14所述的模具，其特征在于，至少一個帶構件是層壓體，其包括在該至少一個帶構件的至少平坦主表面上具有塑料覆蓋物的彈簧鋼基板。
16.如權利要求3所述的模具，其特征在于，第一和第二施加作用力的構件均包括安裝在平臺的主表面上的偏壓裝置；桿，具有連接至偏壓裝置的第一端部以及被限定為第二端部的相對端部，其中第一施加作用力構件的桿的第二端部連接至第一可變形構件，第二施加作用力構件的桿的第二端部連接至第二可變形構件。
17.如權利要求16所述的模具，其特征在于，偏壓裝置選自由電動電機、步進電機、伺服電機、流體操作缸、齒條齒輪傳動機構和曲柄機構組成的組。
18.如權利要求16所述的模具，其特征在于，第一和第二施加作用力的構件的桿是伸縮式桿，還包括第一板，該第一板具有在第一對剛性構件之間設置在第一可變形構件的第一表面上的槽；以及第二板，該第二班具有設置在第二可變形構件的第一表面上的槽；第一施加作用力的構件的桿的第二端部安裝在第一板的槽中，第二施加作用力的構件的桿的第二端部安裝在第二板的槽中。
19.如權利要求1所述的模具，其特征在于，帶構件均是長條形構件，其具有遠離且面對平臺的主表面的平坦主表面，并均為層壓體，該層壓體包括具有固定在所述平坦主表面上的高溫塑料的彈簧鋼基板。
20.如權利要求19所述的模具，其特征在于，帶構件通過一對彈簧連接至第一可變形構件，帶構件的相對端部通過一對彈簧連接至第二可彎曲構件。
21.如權利要求19所述的模具，其特征在于，所述支撐構件的端部通過螺母和螺栓組件連接至第一可彎曲構件和第二可彎曲構件。
22.一種具有成型段的片材成型設備，包括上部模具、下部模具和用于將上部模具和下部模具相對彼此移動的升降機裝置，上部模具包括面朝下的成型表面，其中改進之處包括下部模具包括具有主表面的平臺；第一可變形構件，其安裝在該平臺上并與平臺的主表面間隔開；第二可變形構件，其安裝在平臺上，并與平臺的主表面和第一可彎曲構件間隔開；多個柔性帶構件，該柔性帶構件位于第一和第二可變形構件之間，并且相鄰的帶構件之間具有空間，每個支撐構件的一端與第一可變形構件相連，而其相對的一端與第二可變形構件相連；以及施加作用力的構件，該施加作用力的構件作用在至少一個可變形構件上，以改變平臺的主表面和所述至少一個可變形構件的一部分之間的距離。
23.如權利要求22所述的片材成型設備，還包括加熱爐，該加熱爐在被限定為成型段上游側的成型段一側上具有傳送器；以及冷卻爐，該冷卻爐在被限定為成型段下游側的成型段另一側上具有片材傳送系統(tǒng)；以及轉移段，該轉移段位于成型段和冷卻爐之間。
24.如權利要求23所述的片材成型設備，其特征在于，下部模具還包括第一對細長剛性構件，分別具有安裝在第一可變形構件上的一個端部以及安裝在平臺上的相對端部，以將第一可變形構件以與平臺的主表面相間隔開的關系定位在平臺的主表面上，其中，第一對剛性構件彼此間隔開；以及第二對細長剛性構件，分別具有安裝在第二可變形構件上的一個端部以及安裝在平臺上的相對端部，以將第二可變形構件以與平臺的主表面相間隔開的關系定位在平臺的主表面上，其中第二對剛性構件彼此間隔開。
25.如權利要求24所述的片材成型設備的下部模具，其中，施加作用力的構件是在第一對剛性構件之間的位置處連接至第一可變形構件的第一施加作用力的構件，并且還包括在第二對剛性構件之間的位置處連接至第二可變形構件的第二施加作用力的構件，以改變在第二可變形構件和平臺的主表面之間的距離。
26.如權利要求25所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，第一和第二可變形構件分別具有面對平臺主表面的第一表面和被限定為第二表面的相對表面，第一對剛性構件中的每一個的第一端部可樞轉地安裝在第一可變形構件的第一表面上，第二對剛性構件中的每一個的第一端部可樞轉地安裝在第二可變形構件的第一表面上。
27.如權利要求24所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，施加作用力的構件包括支撐構件，安裝在平臺和第一及第二可變形構件之間；第一拉桿，具有在第一對剛性構件之間的位置處連接至第一可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第一拉桿的第二端部的另一個端部；第二拉桿，具有在第二對剛性構件之間的位置處連接至第二可變形構件的一個端部，以及被限定為連接至支撐構件的第二拉桿的第二端部的另一個端部；以及升降機，該升降機安裝在所述平臺上，將支撐構件朝著平臺的主表面移動，以偏轉第一和第二可變形構件。
28.如權利要求27所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，第一和第二拉桿可滑動地安裝在支撐構件中，支撐構件被卡緊在第一可變形構件和第一拉桿的第二端部之間，以及第二可變形構件和拉桿的第二端部之間。
29.如權利要求25所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，每個帶構件具有面對平臺主表面的第一表面和被限定為第二表面的相對表面，還包括至少一個輪，位于相鄰的帶構件之間的空間中；軸，利用該軸在帶構件的第一表面和平臺的主表面之間將輪互連；以及位移系統(tǒng)，將輪和帶構件相對于彼此從輪的部分周邊在帶構件的第二表面之上的第一位置移動至輪的周邊在帶構件的第二表面之下的第二位置。
30.如權利要求29所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，軸和輪包括第一傳送輥，第一傳送輥是多個間隔開的傳送輥之一，其中每個傳送輥包括在相鄰的帶構件之間的空間內的輪和在外側帶構件的外側上的輪，還包括可操作地連接至多個軸的電機，其中當對電機供能的時候，軸和它們相應的輪旋轉。
31.如權利要求30所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，位移系統(tǒng)移動所述平臺，以將帶構件從第一位置移動至第二位置。
32.如權利要求31所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，多個傳送輥的軸安裝在支撐結構上，所述平臺安裝用于朝著多個傳送輥和離開該多個傳送輥運動。
33.如權利要求30所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，位移系統(tǒng)包括在帶構件和所述平臺之間的支撐構件以及至少一個位移裝置，該位移裝置將支撐構件和多個傳送輥的軸朝著帶構件和離開帶構件移動。
34.如權利要求33所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，支撐構件具有面對所述平臺的第一表面，所述至少一個位移裝置安裝在該平臺上并安裝在支撐構件的第一表面上，其中，所述至少一個位移裝置將支撐構件朝著帶構件和離開帶構件移動，以將輪和帶構件從第一位置移動至第二位置，施加作用力的構件將它們各自的可變形構件朝著平臺的主表面移動。
35.如權利要求28所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，至少一個傳送輥包括軸和輪的整體部分。
36.如權利要求22所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，第一和第二可變形構件是具有平坦主表面和長軸線的長條形構件，第一和第二可變形構件的長軸線彼此平行，多個柔性帶構件分別是具有平坦主表面和長軸線的長條形構件，帶構件的長軸線彼此平行，并且垂直于第一可變形構件的長軸線。
37.如權利要求36所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，至少一個帶構件是層壓體，其包括在該至少一個帶構件的至少平坦主表面上具有塑料覆蓋物的彈簧鋼基板。
38.如權利要求25所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，第一和第二施加作用力的構件均包括安裝在所述平臺的主表面上的偏壓裝置；桿，其具有連接至偏壓裝置的第一端部，以及被限定為第二端部的相對端部，其中，第一施加作用力構件的桿的第二端部連接至第一可變形構件，第二施加作用力構件的桿的第二端部連接至第二可變形構件。
39.如權利要求38所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，偏壓裝置選自由電動電機、步進電機、伺服電機、流體操作缸、齒條齒輪傳動機構和曲柄機構組成的組。
40.如權利要求38所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，第一和第二施加作用力的構件的桿是伸縮式桿，還包括第一板，第一板具有在第一對剛性構件之間設置在第一可變形構件的第一表面上的槽；以及第二板，該第二板具有設置在第二可變形構件的第一表面上的槽；第一施加作用力構件的桿的第二端部安裝在第一板的槽中，第二施加作用力構件的桿的第二端部安裝在第二板的槽中。
41.如權利要求22所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，帶構件均是長條形構件，具有背離平臺的主表面的平坦主表面，并均為層壓體，該層壓體包括具有固定在所述平坦主表面上的高溫塑料的彈簧鋼基板。
42.如權利要求41所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，帶構件通過一對彈簧連接至第一可變形構件，帶構件的相對端部通過一對彈簧連接至第二可彎曲構件。
43.如權利要求41所述的片材成型設備的下部成型模具，其中，支撐構件的端部通過螺母和螺栓組件連接至第一可彎曲構件和第二可彎曲構件。
44.如權利要求23的片材成型設備，其特征在于，加熱爐包括煤氣爐床加熱爐，多個柔性帶構件位于平面上，該平面具有在多個帶構件的外側帶構件之一的一側處朝著傳送輪傾斜的坡度。
45.如權利要求22所述的成型設備的下部成型模具，其中，平臺具有輪子，以將下部模具移動到成型段之內和之外。
46.如權利要求32所述的成型設備的下部成型模具，其中，位移系統(tǒng)安裝在成型段處，所述平臺和多個間隔開的傳送輥安裝在運輸裝置上，從而將平臺和多個間隔開的傳送輥移動到成型段中以將平臺定位在位移系統(tǒng)上，以及將平臺和多個傳送輥移動到成型段之外。
47.如權利要求32所述的成型設備的下部成型模具，其中，所述平臺、多個間隔開的傳送輥和位移系統(tǒng)安裝在運輸裝置上以將平臺、多個間隔開的傳送輥和位移系統(tǒng)移動到成型段之內和之外。
48.一種片材成型方法，包括提供第一模具，該第一模具具有一對間隔開的可變形構件和在所述間隔開的可變形構件之間的多個間隔開的柔性帶構件，每個帶構件具有連接至相鄰的可變形構件之一的相對端部，多個帶構件的表面提供了片材的支撐表面；在支撐表面上提供片材；在片材之上提供成型表面，并使該成型表面與片材間隔開；將成型表面和第一模具相對于彼此移動，以將成型表面和片材移動至彼此相接觸；以及繼續(xù)所述移動步驟，同時將可變形構件變形以將片材移動到成型表面上。
49.如權利要求48所述的方法，其特征在于，片材是玻璃片，成型表面是真空模具的成型表面，該方法還包括在以下的至少一個步驟的實施中在真空模具內提供負壓移動步驟、所述繼續(xù)步驟和變形步驟，以將片材偏壓在成型表面上，還包括在利用真空將片材保持在成型表面上的同時將第一模具移動離開成型表面的步驟。
50.如權利要求49所述的方法，其特征在于，所述提供步驟包括將部分旋轉輪定位在片材支撐表面之上；將片材沿著一個路徑通過加熱爐朝著片材支撐表面移動至所述部分旋轉輪上；將旋轉輪和支撐表面相對移動，以將片材定位在片材支撐表面上。
51.如權利要求50所述的方法，其特征在于，通過朝著成型表面移動多個柔性帶構件和第一以及第二可變形構件以將支撐表面移動成與片材接合，由此實現(xiàn)移動步驟。
52.如權利要求48所述的方法制造的成型片材。
53.如權利要求52所述的片材，其特征在于，該片材是玻璃片。
54.如權利要求53所述的片材，其特征在于，片材是汽車邊燈。
全文摘要
一種模具，包括一對間隔開的長條形可變形構件和在可變形構件之間而用于將其連接的間隔開的長條形柔性帶構件，可變形構件的軸線彼此平行，并與帶構件的軸線垂直。在相鄰的帶構件中間的空間內沿著帶構件的長度設置一組彼此間隔開的多個環(huán)形輥，以將熱軟化的玻璃片在帶構件之上并且在真空模具的成型表面之下移動。移動帶構件以將片材從輥上朝著成型表面抬升，并使其與成型表面接觸。當柔性構件將片材偏壓在成型表面上時，可變形構件變形。在帶構件移動離開成型表面的時候，通過成型表面抽真空，將片材保持在成型表面上。
文檔編號C03B23/03GK1860081SQ200480028527
公開日2006年11月8日 申請日期2004年8月19日 優(yōu)先權日2003年8月29日
發(fā)明者R·G·弗蘭克, M·T·費希克, W·B·齊默爾曼 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司