[发明专利]用于弯曲薄玻璃的装置和方法

说明书

本申请要求于2013年7月16日提交的美国临时申请号61/846692的优先权，该文的 内容通过引用全文纳入本申请。

背景

用于对玻璃结构进行退火和回火的退火炉是众所周知的。例如，美国专利号 4481025描述了一种对玻璃结构进行热处理的常规退火炉，该退火炉由一系列限定长形隔 热通道的模块构成。带式运输机延伸穿过通道以使玻璃结构从一端移动至另一端。连接通 道与环境空气的风道系统、以及加热器和鼓风机能够在回火炉中沿着运输机移动的方向建 立加热、回火和冷却区域。

然而，这种常规的退火炉无法对薄玻璃结构和玻璃层压结构进行受控制的加热和 冷却以防止其产生褶皱。另外，这种常规的退火炉无法在对薄玻璃结构和玻璃层压结构进 行原位弯曲或成形然后对其进行受控制的冷却。

发明概述

本发明总体上涉及一种用于弯曲一件或多件薄玻璃片的系统和方法。更具体而 言，本发明提供了一种将薄玻璃弯成复杂形状的系统和方法。这种系统和方法通常可能在 加热、弯曲和冷却处理的整个过程中需要更好和更复杂的温度控制。一种示例性的实施方 式通过差异加热在特定的加热模块中提供更可控的温度，在弯曲或挤压模块中提供更可控 的温度以及在冷却模块中提供更好的加热特征部件。

因此，本发明的实施方式能够提供在各玻璃结构或部件的长度和宽度上可变的玻 璃粘度(例如，沿着部件的横向(移动方向的横向)和纵向(移动方向)尺寸的差异加热或Δ 温度)。该可变粘度能够用于处理各玻璃结构中任何与周边的任何压缩应力相对应的中心 张力，以确保没有边缘褶皱或不发生预成形形状的不当弯曲。为此，一种示例性的系统可包 含数量众多的形成多个区域(例如超过200个具有预定模式的区域)的辐射加热元件，以使 每个加热器或区域都可以具有独立的控制和反馈机制。另外，示例性实施方式可在每个加 热、弯曲和/或冷却区域中包含多个加热曲线方案，以为各玻璃结构实现合适的温度曲线。

本发明的实施方式还可以提供更多的应力松弛时间以处理各玻璃或层压结构中 任何与其周边的任何压缩应力相对应的中心张力，以确保在各部件的弯曲或挤压过程中不 发生边缘褶皱。为此，示例性系统可包含多个多区域辐射预热和弯曲模块，每个都具有顶部 和底部加热元件和区域。

本发明的实施方式还可以提供用于不同深度的形状(例如10mm～25mm的形状)的 全表面压模机以形成通常无法用局部温度梯度形成的深度复杂曲率。因此，示例性的系统 还可以包含具有连续变化的冲压速度(例如接近0.01mm/秒或更快)的压力机辅助模块。

本发明的实施方式还能够在成形后的退火或冷却过程中提供精确的热学控制，因 为通常较高的冷却速率和较小的温度变化可导致经过加工的玻璃的假想温度发生微小变 化，且可引发在经过弯曲的部件或产品上产生褶皱并导致光畸变的应力场。因此，示例性系 统可包含具有用于各部件或产品的控制冷却的多区域加热能力的后弯曲区域。

本发明的一些实施方式包含用于弯曲一件或多件薄玻璃结构(例如堆叠中的多片 玻璃或不同模具中的多个玻璃结构)的退火炉。退火炉包含加热区域，所述加热区域具有多 个加热模块，所述加热模块相互对齐并相互连接以限定第一长形通道，其中，相邻的加热模 块通过炉门相互隔开。退火炉包含弯曲区域，所述弯曲区域位于加热区域的下游且具有多 个弯曲模块，所述弯曲模块互相对齐并相互连接以限定第二长形通道，其中，相邻的弯曲模 块通过炉门相互隔开。退火炉还包含冷却区域，所述弯曲区域位于弯曲区域的下游且具有 多个冷区模块，所述冷却模块相互对齐并相互连接以确定第三长形通道，其中，相邻的弯曲 模块通过炉门相互隔开。退火炉中还可以包含输送机械装置，其用来运载一件或多件薄玻 璃结构经由第一、第二和第三长形通道通过加热、弯曲和冷却模块。加热、弯曲和冷却模块 各自包含一个或多个加热元件，能够根据用于一件或多件薄玻璃结构的温度曲线通过元件 或元件组对每个加热元件进行独立控制。

本发明的实施方式还包含一种弯曲一件或多件薄玻璃结构的方法。本方法包括提 供用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线并对退火炉中多个模块的一些模块中的第 一组加热元件设定第一设定值。本方法还包括使第一功率因数与第一组中设定的每个加热 元件相关联并使一个或多个控制设备与第一组中设定的每个加热元件相关联。本方法还包 括根据用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线对第一组中的每个加热元件进行控制。