專(zhuān)利名稱(chēng)：用于拉伸玻璃板的牽引輥組件的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)對(duì)于登記于2004年6月2日的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/859,272要求優(yōu)先權(quán)利，其內(nèi)容綜合在此作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在熔融工藝制造的玻璃板生產(chǎn)中使用的牽引輥組件，特別當(dāng)玻璃板被牽引輥拉伸時(shí)根據(jù)與玻璃板相關(guān)的拉伸力而控制牽引輥組件操作的技術(shù)。
相關(guān)傳統(tǒng)工藝情況康寧公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種稱(chēng)作熔融工藝的過(guò)程(例如，下拉伸過(guò)程)，用來(lái)形成高質(zhì)量的薄玻璃板，能夠在各種諸如平板顯示器等器件中使用。該熔融工藝在平板顯示器使用的玻璃板生產(chǎn)中是較佳的技術(shù)，因?yàn)榕c其它方法生產(chǎn)的玻璃板相比熔融工藝生產(chǎn)的玻璃板表面具有極佳的平坦度或光滑度。熔融工藝在美國(guó)專(zhuān)利No.3,338,696和No.3,682,609中描述，其內(nèi)容綜合在此作為參考。
熔融工藝?yán)脿恳伣M件(例如，熔融拉伸機(jī))，該組件在兩軋輥之間拉伸玻璃板而使其伸展到要求的厚度。具體地，牽引輥組件具有兩個(gè)軋輥，它們直接接觸玻璃板并且在玻璃板上施加牽引/拉伸力。當(dāng)玻璃板在兩軋輥之間被拉伸時(shí)，玻璃板的最終厚度與施加在玻璃板上的拉力(玻璃板要求拉力)成反比。如此，為伸展玻璃板到要求厚度，人們必須在拉伸的玻璃板上保持其所要求的拉力。
在傳統(tǒng)牽引輥組件中，拉力間接地通過(guò)精確地控制軋輥旋轉(zhuǎn)而作用在玻璃板上的旋轉(zhuǎn)速度維持。這樣維持拉力的間接裝置可導(dǎo)致兩軋輥損壞玻璃板表面的情況。只有當(dāng)兩軋輥之一的旋轉(zhuǎn)速度受到控制，由于兩軋輥直徑不可能精確地相等而其中之一經(jīng)常在玻璃板上滑動(dòng)，從而造成玻璃板表面損壞。軋輥的滑動(dòng)不但損壞玻璃板表面，同時(shí)也損壞軋輥本身并破裂玻璃板而導(dǎo)致生產(chǎn)停頓。相應(yīng)地，需要一種牽引輥組件，能夠針對(duì)這些和其它與傳統(tǒng)牽引輥組件相關(guān)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的牽引輥組件能夠滿(mǎn)足這些和其它要求。
發(fā)明簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明包括一種在玻璃制造系統(tǒng)中用來(lái)拉伸玻璃板的牽引輥組件。牽引輥組件包括第一軋輥組件、第二軋輥組件和一套裝置(例如，差速傳動(dòng)裝置、傳感器等)。當(dāng)玻璃板被拉伸通過(guò)第一和第二軋輥組件之間時(shí)，該裝置使人們能夠部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的拉力(例如，玻璃法向接觸力和/或要求的玻璃板拉力)控制第一和/或第二軋輥組件。在此也描述一種使用牽引輥組件的玻璃制造系統(tǒng)和方法。
附圖簡(jiǎn)介通過(guò)參考下列詳細(xì)描述連同其附圖將更完整地理解本發(fā)明，其中

圖1為闡明包括按照本發(fā)明的牽引輥組件玻璃制造系統(tǒng)示范性方框圖；圖2為圖1中顯示的牽引輥組件第一實(shí)施例立體圖；圖3為圖1中顯示的牽引輥組件第二實(shí)施例立體圖；圖4為圖1中顯示的牽引輥組件第三實(shí)施例立體圖；圖5為圖1中顯示的牽引輥組件第四實(shí)施例立體圖；圖6為圖1中顯示的牽引輥組件第五實(shí)施例立體圖；圖7A-7C為圖1中顯示的牽引輥組件第六實(shí)施例的各種不同視圖；和圖8為闡明按照本發(fā)明生產(chǎn)玻璃板較佳基本步驟的流程圖。
附圖的詳細(xì)描述參照?qǐng)D1-8，在此披露按照本發(fā)明幾種牽引輥組件140的實(shí)施例。雖然各牽引輥組件140在此描述為在采用熔融工藝制作玻璃板105的玻璃制造系統(tǒng)中使用，應(yīng)該理解各牽引輥組件140可以在任何類(lèi)型的拉伸玻璃板105的玻璃制造系統(tǒng)使用。相應(yīng)地，牽引輥組件140和本發(fā)明的方法800不應(yīng)該以局限的方式理解。
參照?qǐng)D1，其中顯示使用熔融工藝制作玻璃板105的玻璃制造系統(tǒng)100示范性示意圖。玻璃制造系統(tǒng)100包括熔化器皿110、除氣器皿115、混合器皿120(例如，攪拌室120)、輸送器皿125(例如，盆125)，成型器皿135(例如，等高管135)和牽引輥組件140。如箭頭112所示玻璃成批材料引入熔化器皿110并且在其中熔化而形成熔化的玻璃126。除氣器皿115(例如，除氣管115)具有高溫處理區(qū)域，在此從融化器皿110接受融化的玻璃126(在該點(diǎn)上未表示)并且在其中除去熔化玻璃126中的氣泡。除氣器皿115通過(guò)除氣器至攪拌室連接管122連接到混合器皿120(例如攪拌室120)。同時(shí)，混合器皿120通過(guò)攪拌室至盆連接管127連接到輸送器皿125。輸送器皿125將熔化的玻璃通過(guò)下導(dǎo)管130輸送到進(jìn)口132并進(jìn)入成型器皿135(例如，等高管135)。在圖2中以更詳細(xì)細(xì)節(jié)顯示的成型器皿135包括一個(gè)從流入槽137中接受熔化玻璃126的開(kāi)口136，然后溢出并在兩側(cè)138a和138b流下而在稱(chēng)作根部139處融合。根部139是兩側(cè)面138a和138b匯合處，并且是在其被牽引輥組件140拉下而形成玻璃板105以前，熔化玻璃126兩側(cè)溢流壁重新匯合(例如，再融合)之處。
牽引輥組件140包括第一軋輥組件145(在圖1中顯示)和第二軋輥組件150(未在圖1中顯示)。牽引輥組件也包括控制并且使人們能夠在玻璃板105在第一和第二軋輥組件145和150之間被拉伸時(shí)控制第一和/或第二軋輥組件145和150的裝置155。具體地說(shuō)，可以是機(jī)械裝置(見(jiàn)圖2)或電氣裝置(見(jiàn)圖3-7)的裝置155用來(lái)利用與玻璃板相關(guān)的拉力(例如玻璃接觸法向力和/或要求的玻璃板拉力)控制或使人們能夠(當(dāng)玻璃板105在第一和第二軋輥組件145和150之間被拉伸時(shí))控制第一和/或第二軋輥組件145和150。玻璃板的要求拉力包括通過(guò)軋輥145及150供給玻璃板的力和與玻璃板105重量相關(guān)的力。同時(shí)，由于玻璃板105的重量因?yàn)樵跔恳伣M件140的底部經(jīng)常切割和移去玻璃板105而變化，這意味著牽引軋輥145及150需要補(bǔ)償此力以便保持所要求的玻璃板拉力。本發(fā)明幫助人們控制牽引軋輥145及150，使其能夠保持在玻璃板105上所要求的拉力。以下參照?qǐng)D2-7詳細(xì)描述幾種不同牽引輥組件140的實(shí)施例。
參照?qǐng)D2，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140a第一實(shí)施例立體圖。牽引輥組件140a包括第一軋輥組件200和第二軋輥組件202。第一軋輥組件200包括支承第一軋輥206的兩個(gè)牽引軋輥支承臂204a和204b。同樣，第二軋輥組件202包括支承第二軋輥212的兩個(gè)牽引軋輥支承臂210a和210b。牽引輥組件140a也包含差動(dòng)裝置214(例如，裝置155)，該裝置包括聯(lián)接在其上面的馬達(dá)216(例如，1馬力馬達(dá)216)以驅(qū)動(dòng)差動(dòng)論軸218，后者依次驅(qū)動(dòng)兩90°齒輪箱220及222。第一90°齒輪箱220與第一軋輥206相聯(lián)接并驅(qū)動(dòng)之。同時(shí)，第二90°齒輪箱222與第二軋輥212相聯(lián)接并驅(qū)動(dòng)之。在較佳的實(shí)施例中，差動(dòng)輪軸218和兩90°齒輪箱220及222的速度可在5-100轉(zhuǎn)/分鐘的低速范圍內(nèi)，與在自動(dòng)車(chē)應(yīng)用中相比，這樣的轉(zhuǎn)速可以減少這些裝置的機(jī)械磨損。
在操作中，差動(dòng)裝置214不是輸送恒常轉(zhuǎn)速到軋輥206及212而是輸送相對(duì)于玻璃板要求拉伸力的相等及恒常力矩到軋輥206及212，并同時(shí)容許軋輥206及212的轉(zhuǎn)速各自根據(jù)軋輥206及212的半徑互相之間微小(而不可避免的)差別進(jìn)行變化。具體地說(shuō)，差動(dòng)裝置器214輸送相等的力矩到兩軋輥206及212上，并容許各軋輥206及212的角速度如此變化，使在軋輥206及212的玻璃板105的表面速度配合軋輥206及212的速度而不管軋輥206及212直徑差別多大。如此，差動(dòng)裝置器214對(duì)于傳統(tǒng)工藝而言顯著的改進(jìn)在于軋輥206及212之間在直徑上任何變化均被軋輥206及212角速度的變化所補(bǔ)償。這樣，差動(dòng)裝置器214保證軋輥206及212不對(duì)玻璃板105表面產(chǎn)生任何滑動(dòng)或磨擦。采用差動(dòng)裝置器214相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)包括(1)盡量降低玻璃板的損傷；(2)改進(jìn)軋輥206及212的壽命；(3)改進(jìn)拉伸的穩(wěn)定性；和(4)對(duì)于軋輥206及212之間一定的軋輥半徑差別，可減少玻璃板105厚度的變化。
參照?qǐng)D3，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140b第二實(shí)施例立體圖。牽引輥組件140b包括第一軋輥組件300和第二軋輥組件302。第一軋輥組件300包括支承第一軋輥306的兩個(gè)牽引軋輥支承臂304a和304b，而所述第一軋輥由恒速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)305驅(qū)動(dòng)。同樣，第二軋輥組件308包括支承第二軋輥312的兩個(gè)牽引軋輥支承臂310a和310b，而所述第二軋輥由第二恒常力矩驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)311驅(qū)動(dòng)。牽引輥組件140b也包括傳感器314(例如，裝置155)，在本實(shí)施例中這是一個(gè)與第一軋輥組件相關(guān)的力矩傳感器314。
在操作中，第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)305在恒常角速度下如此轉(zhuǎn)動(dòng)第一軋輥306，使玻璃板105從成型器皿135(見(jiàn)圖1)中的流出保持恒定不變，并且因此玻璃板105的厚度由第一軋輥306的速度決定。根據(jù)玻璃板105的成分和溫度，只要第一軋輥306的表面速度保持恒定不變，從離開(kāi)成型器皿135時(shí)的厚度拉伸到其最終厚度所必須的對(duì)于玻璃板要求拉力也是常數(shù)。如果第二軋輥312與玻璃板105接觸時(shí)并不由第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)311驅(qū)動(dòng)而空轉(zhuǎn)，輸送到玻璃板105上的力矩等于F乘以第一軋輥306的半徑，其中F是要求的拉力。力矩傳感器314測(cè)量這一力矩。如果第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)311對(duì)于第二軋輥312輸送的力矩現(xiàn)在設(shè)定為第一軋輥306力矩的一半，此時(shí)第一軋輥306供給玻璃板所有需要拉力(不計(jì)入玻璃板105本身重量提供的力量)，則第二軋輥312將供給拉力的一半而第一軋輥306供給另一半。換言之，兩軋輥306及312將分擔(dān)負(fù)荷。這樣比較一個(gè)軋輥306或312承擔(dān)所有工作更好，因?yàn)檐堓?06及312和玻璃板105之間的剪力對(duì)于兩個(gè)軋輥306及312均為最小，這樣形成較低的法向力并且防止滑動(dòng)，因此較少可能在玻璃板105中產(chǎn)生停頓，而可能造成玻璃板破裂。與采用牽引輥組件140b相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)包括消除/減少玻璃板105難以解決的摩擦。
參照?qǐng)D4，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140c第三實(shí)施例立體圖。牽引輥組件140c包括第一軋輥組件400和第二軋輥組件402。第一軋輥組件400包括支承第一軋輥406的兩個(gè)牽引軋輥支承臂404a和404b，而所述第一軋輥由第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)405驅(qū)動(dòng)。同樣，第二軋輥組件402包括支承第二軋輥412的兩個(gè)牽引軋輥支承臂410a和410b，而所述第二軋輥由第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)411驅(qū)動(dòng)。牽引輥組件140c也包括兩個(gè)傳感器414a及414b(例如，裝置155)，在本實(shí)施例中這是分別與第一軋輥組件400及第二軋輥組件402相關(guān)的力矩傳感器414a及414b。在操作中，第一和第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)405和411在相同的力矩下運(yùn)行并且分擔(dān)在軋輥406及412之間拉伸玻璃板105的負(fù)荷。具體地說(shuō)，馬達(dá)405及411的驅(qū)動(dòng)裝置接受由力矩傳感器414a及414b測(cè)量所得表示力矩的電氣信號(hào)，使馬達(dá)406及412分擔(dān)在軋輥406及412之間拉伸玻璃板105的負(fù)荷。應(yīng)該理解，本實(shí)施例也需要驅(qū)動(dòng)裝置控制軋輥406及412的角速度以保證玻璃板105具有穩(wěn)定的速度。否則，玻璃板105的厚度可能隨著溫度變化和玻璃板由于切割而造成的重量變化而變化。
參照?qǐng)D5，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140d第四實(shí)施例立體圖。牽引輥組件140d包括第一軋輥組件500和第二軋輥組件502。第一軋輥組件500包括支承第一軋輥506的兩個(gè)牽引軋輥支承臂504a和504b，而所述第一軋輥由第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)505驅(qū)動(dòng)。同樣，第二軋輥組件508包括支承第二軋輥512的兩個(gè)牽引軋輥支承臂510a和510b，而所述第二軋輥由第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)511驅(qū)動(dòng)。牽引輥組件140d也包括軟件形式的傳感器514a及514b(例如，裝置155)，在本實(shí)施例中這是分別與第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)505及第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)511相關(guān)的速度傳感器514a及力矩傳感器514b。在操作中，第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)505在恒常的角速度下，而第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)511在等于由第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)505輸送的恒常力矩下運(yùn)行。如此，第一驅(qū)動(dòng)裝置505單獨(dú)地決定玻璃板105的拉伸速度，而第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)511通過(guò)對(duì)第二軋輥512輸送恒常力矩協(xié)助供給玻璃板部分要求的拉力。
參照?qǐng)D6，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140e第五實(shí)施例立體圖。牽引輥組件140e包括第一軋輥組件600和第二軋輥組件602。第一軋輥組件600包括支承第一軋輥606的兩個(gè)牽引軋輥支承臂604a和604b，而所述第一軋輥由第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)605驅(qū)動(dòng)。同樣，第二軋輥組件602包括支承第二軋輥412的兩個(gè)牽引軋輥支承臂610a和610b，而所述第二軋輥由第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)611驅(qū)動(dòng)。牽引輥組件140e也包括一個(gè)或多個(gè)傳感器614(例如，裝置155)，在本實(shí)施例中這是電氣應(yīng)變儀模塊614。如圖中所示四個(gè)電氣應(yīng)變儀模塊614延伸在四個(gè)牽引軋輥支承臂604a、604b、610a及610b中的空隙615上。應(yīng)該理解，并非所有牽引軋輥支承臂604a、604b、610a及610b均可包含電氣應(yīng)變儀模塊，但其中可以包含任何數(shù)量。此外，應(yīng)該理解，傳感器614不一定是電氣應(yīng)變儀模塊614，而可以是各種能夠測(cè)量壓力、位移、偏轉(zhuǎn)或力矩(舉例)的傳感器中任何之一。
包含電氣應(yīng)變儀614的牽引軋輥支承臂604a、604b、610a及610b實(shí)際上轉(zhuǎn)化為“測(cè)力計(jì)”。具體地說(shuō)，牽引軋輥支承臂604a、604b、610a及610b和電氣應(yīng)變儀614使軋輥616a及616b施加在被拉伸玻璃板105上的牽引力(例如，接觸玻璃法向力616a和要求的玻璃板牽引力616b)精確地決定。由各電氣應(yīng)變模塊614測(cè)量所得的力616a及616b轉(zhuǎn)化為電氣信號(hào)(例如，0-5V直流，4-20毫安)被輸送到相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)605及611。接受電氣信號(hào)以后，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置精確地控制聯(lián)接在軋輥606及612上的馬達(dá)605及611的旋轉(zhuǎn)速度，這樣使人們可以在被拉伸的玻璃板105上保持要求的牽引力，即使玻璃板105重量提供的力經(jīng)常在變化。應(yīng)該理解，可以采用不同于以上描述的各種控制方案的電氣信號(hào)以協(xié)助控制拉伸玻璃板。以下描述幾種不同示范性控制方案和電器信號(hào)的使用·已知法向力616a及616b后，可以采用閉環(huán)或開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)臂9重量的位置(見(jiàn)圖7B中臂重量716)。這將減少在玻璃板105上停頓的形成并且減少停機(jī)時(shí)間和設(shè)備損壞。
·已知由軋輥606及612施加在玻璃板105上的牽引力616a及616b使人們可以追蹤這些力616a及616b如何隨著時(shí)間變化，如果需要這可以使預(yù)警系統(tǒng)通知操作者，有一些關(guān)鍵的過(guò)程變量正在變化，并且他/她們可能需要采取改正行動(dòng)。主要可以調(diào)節(jié)的過(guò)程變量包括在閉式爐中和在流量控制玻璃輸送管130中的溫度。
·傳統(tǒng)上，實(shí)際上不可能測(cè)量玻璃板105在其被伸展時(shí)的平均粘度。
本發(fā)明可以解決這一問(wèn)題，因?yàn)槔?16a及616b與玻璃板105的平均粘度成為反比關(guān)系。如此，與拉力616a及616b相關(guān)的電氣信號(hào)可以促成在玻璃板105制造過(guò)程中各種關(guān)鍵變量(例如，在圖1中顯示的輸送管130中溫度)的閉環(huán)控制。
·因?yàn)檐堓?06及612一般牽引在玻璃板105的邊緣上，由傳感器155及測(cè)力計(jì)(見(jiàn)圖7B中測(cè)力計(jì)714a)測(cè)量的力可以通過(guò)溫度控制平衡。這對(duì)于拉伸操作非常有利并且可以用閉環(huán)控制過(guò)程實(shí)行。
·電氣信號(hào)也可以立即對(duì)操作者通知，關(guān)于玻璃板105在拉伸底部在斷裂方面的情況。這樣的立即通知將使操作者采取立即行動(dòng)，可以幫助改善停機(jī)時(shí)間并減少拉伸設(shè)備的損壞。
·電氣信號(hào)也可以用來(lái)在軋輥606及612之間平均分配牽引負(fù)荷，從而減少軋輥磨損和玻璃板移動(dòng)，這在玻璃板中造成應(yīng)力。
參照?qǐng)D7A-7B，其中顯示按照本發(fā)明牽引輥組件140f第六實(shí)施例的幾個(gè)視圖。牽引輥組件140f包括第一軋輥組件700和第二軋輥組件702。第一軋輥組件700包括支承第一軋輥706的兩個(gè)牽引軋輥支承臂704a和704b，而所述第一軋輥由第一驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)705驅(qū)動(dòng)。同樣，第二軋輥組件708包括支承第二軋輥712的兩個(gè)牽引軋輥支承臂710a和710b，而所述第二軋輥由第二驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)711驅(qū)動(dòng)。牽引輥組件140f也包括多個(gè)傳感器714(例如，裝置155)，在本實(shí)施例中這是測(cè)力計(jì)傳感器714a(見(jiàn)圖7B)和組合彈簧714b和線性可變差動(dòng)變壓器(LVDT)714c。
如圖7B所示，在此闡明牽引輥組件140f的端部視圖，該組件包括“固定的”第二軋輥組件702，其中各牽引軋輥支承臂710a(圖示)具有位于臂716端部的測(cè)力計(jì)714a，能夠感受在該點(diǎn)的垂直負(fù)荷。同時(shí)，各牽引軋輥支承臂710a(圖示)具有樞轉(zhuǎn)點(diǎn)，在該點(diǎn)上設(shè)置彈簧714b使其能夠與LVDT714c互相作用。LVDT714c感受在牽引軋輥支承臂710a和彈簧714b之間的空隙。該空隙直接與由玻璃板造成的軋輥712上垂直負(fù)荷相關(guān)。牽引輥組件140f也包括“浮動(dòng)的”第一軋輥組件700，其中各牽引軋輥支承臂704a(圖示)具有樞轉(zhuǎn)點(diǎn)，在該點(diǎn)上設(shè)置彈簧714b使其能夠與LVDT714c互相作用。LVDT714c感受在牽引軋輥支承臂710a和彈簧714b之間的空隙。同樣，所示牽引輥組件140f包括兩個(gè)測(cè)力計(jì)714a、四個(gè)彈簧714b和四個(gè)LVDT714c。不過(guò)，應(yīng)該意識(shí)到，牽引輥組件140f可以包括任何數(shù)目的測(cè)力計(jì)714a、彈簧714b和LVDT714c。在較佳實(shí)施例中，測(cè)力計(jì)714a可以額定到250磅，并由Honeywell Sensotec公司制造。
如圖7C所示，其中顯示牽引軋輥支承臂704a、704b、710a和710b中之一的分解立體圖。牽引軋輥支承臂704a(圖示)包括由水平方向約束件722支承的框架720。水平方向約束件722設(shè)計(jì)成為可直接傳遞框架720上水平結(jié)構(gòu)負(fù)荷到臂716(見(jiàn)圖7B)上而不影響在彈簧714b上的垂直負(fù)荷。水平方向約束件722用螺栓724(只顯示一個(gè))附著在框架720上，該框架為水平方向約束件722提供支承表面以便當(dāng)彈簧加載時(shí)可少許旋轉(zhuǎn)。LVDT714c與襯套726(例如，托朗(Torlon)襯套726)交接，并且插入在框架720中使其位于彈簧714b邊上。最后，在框架720中插入負(fù)荷限制螺絲728和鎖緊螺帽730。在較佳實(shí)施例中，彈簧714b用硬化的17-7不銹鋼制造并且設(shè)計(jì)成為可以大約偏轉(zhuǎn)100微英寸(百萬(wàn)份之一英寸)/磅力。具體地說(shuō)，彈簧714b為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)元件以便使垂直負(fù)荷的靈敏度最大化并且對(duì)其它負(fù)荷的靈敏度最小。同時(shí)，彈簧714b的端部732可以鍍以金剛石狀的鍍層以減少由于摩擦的滯后現(xiàn)象。彈簧714a用LVDT714c校準(zhǔn)，后者相對(duì)地不受與熔融工藝相關(guān)的外部電磁及熱狀態(tài)的影響。LVDT714c可以是Schaevitz公司的產(chǎn)品。
在操作中，牽引軋輥支承臂704a、704b、710a及710b和特別是測(cè)力計(jì)714a和組合彈簧714b及LVDT714c使由軋輥706及712施加在拉伸玻璃板105上的牽引力718a及718b(例如，接觸玻璃法向力718a和要求的玻璃板牽引力718b)可以精確決定。具體地說(shuō)，測(cè)量所得力718a及718b轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)(例如，0-5V直流，4-20毫安)，輸送到計(jì)算機(jī)(未示)或相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置/馬達(dá)705及711。在接到電氣信號(hào)以后，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置精確地控制聯(lián)接于軋輥706及712上馬達(dá)705及711的旋轉(zhuǎn)速度，這使人們可以在拉伸的玻璃板105上保持玻璃板需要的牽引力718b，即使當(dāng)由于玻璃板105重量提供的力經(jīng)常變化。又一次應(yīng)該意識(shí)到，電器信號(hào)可以在不同于以上描述的廣泛種類(lèi)控制方案中選用以協(xié)助拉伸玻璃板105?？梢栽诒緦?shí)施例中使用的幾種不同示范性控制方案和電器信號(hào)的應(yīng)用已經(jīng)在上文中參照?qǐng)D6描述。
參照?qǐng)D8，其中闡明按照本發(fā)明生產(chǎn)玻璃板105較佳的方法800基本步驟的流程圖。為清晰起見(jiàn)，以下參照牽引輥組件140e(見(jiàn)圖6)的使用描述方法800。不過(guò)，應(yīng)該理解，方法800可以利用其它牽引輥組件140a、140b、140c、104d及104f(見(jiàn)圖2-5和7)中任何一個(gè)實(shí)現(xiàn)。在步驟802和804開(kāi)始，玻璃制造系統(tǒng)100用來(lái)熔化成批材料形成玻璃板105，然后輸送到牽引輥組件140e(見(jiàn)圖6)。在步驟806，玻璃板105然后在牽引輥組件104e的兩軋輥606及612之間被拉伸(見(jiàn)圖6)。基本上，牽引輥組件104e包括第一軋輥組件600、第二軋輥組件602和一個(gè)或更多傳感器614(例如，電氣應(yīng)變儀模塊614)。傳感器614使人們可以控制第一和/或第二軋輥組件600及602，此時(shí)玻璃板105在第一及第二軋輥600及602之間被拉伸，其中第一及第二軋輥組件600及602的控制部分地根據(jù)與玻璃板105相關(guān)的拉伸力616a和/或616b，所述拉力在玻璃板105于第一及第二軋輥組件600及602之間被拉伸時(shí)測(cè)量。如以上描述，所要求的板牽引力616b包括由軋輥600及602供給玻璃板105的力和與玻璃板105重量相關(guān)的力。同時(shí)，由于玻璃板105重量因?yàn)椴ＡО?05在牽引輥組件140e底部切割和移去而經(jīng)常變化，這意味著牽引軋輥600及602需要補(bǔ)償此力以便維持要求的玻璃板牽引力616b。本發(fā)明幫助人們控制牽引軋輥600及602，使其在玻璃板105上維持所需要板的牽引力616b。
應(yīng)該意識(shí)到，為清晰起見(jiàn)在圖2-7中沒(méi)有顯示用來(lái)連接馬達(dá)到軋輥組件的萬(wàn)向接頭。具體地說(shuō)，萬(wàn)向接頭能夠使人們將軋輥從玻璃板向外旋轉(zhuǎn)而不必脫開(kāi)至馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸，從而保證軋輥一直旋轉(zhuǎn)。這樣可防止軋輥由于溫度梯度而形成的永久歪曲。
以下為本發(fā)明牽引輥組件140一些附加特征及用途和方法800●與本發(fā)明相關(guān)的一些優(yōu)點(diǎn)如下(1)防止玻璃板由于玻璃板中停頓造成的斷裂；(2)改善玻璃板的平整度；(3)減少玻璃板移動(dòng)，從而降低玻璃板應(yīng)力；(4)通過(guò)控制玻璃板上牽引力而減少玻璃板厚度的變化；和(5)增加軋輥壽命。
●玻璃板105可以是按照美國(guó)專(zhuān)利No.3,338,696和No.3,682,609生產(chǎn)的液晶顯示(LCD)玻璃板，兩專(zhuān)利均綜合在作為參考。這些LCD玻璃板105在工業(yè)中稱(chēng)作康寧綜合法規(guī)7095和1737平板玻璃或EAGLE2000TM平板玻璃。
●應(yīng)該意識(shí)到，牽引輥組件140可以在具有不同于圖1中配置和部件的玻璃制造系統(tǒng)100中使用，而仍考慮在本發(fā)明范圍以?xún)?nèi)。
雖然本發(fā)明實(shí)施例已經(jīng)在附圖中闡明并且在以上“詳細(xì)描述”中說(shuō)明，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不受限制于已經(jīng)披露的實(shí)施例，能夠作出許多重新布置、變體和替換，而不致偏離由以下權(quán)利要求提出及定義的發(fā)明精神。
權(quán)利要求
1.一種牽引輥組件，包括第一軋輥組件；第二軋輥組件；和使人們至少控制所述第一和第二軋輥組件之一而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間拉伸的裝置，其中對(duì)于所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的控制部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的至少一個(gè)拉力，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸。
2.如權(quán)利要求1所述的牽引輥組件，其特征在于，所述裝置為機(jī)械裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的牽引輥組件，其特征在于，所述裝置為電氣裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)拉力包括接觸玻璃法向力和要求的玻璃板拉力。
5.一種牽引輥組件，包括第一軋輥組件，包括至少一個(gè)牽引軋輥支承臂；和第一軋輥；第二軋輥組件，包括至少一個(gè)牽引軋輥支承臂；和第二軋輥；和差速傳動(dòng)裝置，輸送相等的力矩到第一和第二軋輥，而同時(shí)當(dāng)玻璃板在第一和第二軋輥之間被拉伸時(shí)容許第一和第二軋輥轉(zhuǎn)速根據(jù)至少一個(gè)與玻璃板相關(guān)的拉力相對(duì)于彼此變化。
6.如權(quán)利要求5所述的牽引輥組件，其特征在于，所述差速傳動(dòng)裝置包括馬達(dá)；差動(dòng)齒輪箱；第一90°齒輪箱；和第二90°齒輪箱，其中馬達(dá)與差動(dòng)齒輪箱互相聯(lián)接，而差動(dòng)齒輪箱與第一和第二90°齒輪箱互相聯(lián)接，第一和第二90°齒輪箱各自與第一和第二軋輥互相聯(lián)接。
7.一種牽引輥組件，包括第一軋輥組件，包括至少一個(gè)牽引軋輥支承臂；第一馬達(dá)；和第一軋輥；第二軋輥組件，包括至少一個(gè)牽引軋輥支承臂；第二馬達(dá)；和第二軋輥；和至少一個(gè)傳感器，用來(lái)當(dāng)玻璃板正在第一和第二軋輥之間被拉伸時(shí)測(cè)量至少一個(gè)與玻璃板相關(guān)的拉力，其中該至少一個(gè)測(cè)量所得拉力用來(lái)控制第一和第二馬達(dá)中至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為力矩傳感器。
9.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為壓力傳感器。
10.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為位移傳感器。
11.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為偏轉(zhuǎn)傳感器。
12.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為測(cè)力計(jì)。
13.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為電氣應(yīng)變儀模塊。
14.如權(quán)利要求7所述的牽引輥組件，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器為彈簧和線性可變差動(dòng)變壓器。
15.一種生產(chǎn)玻璃板的方法，所述方法包括下列步驟熔融成批材料以形成玻璃板；輸送玻璃板到熔融拉伸機(jī)，以及使用熔融拉伸機(jī)拉伸玻璃板，該機(jī)包括第一軋輥組件；第二軋輥組件；和裝置，使人們控制所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸，其中對(duì)于所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的控制部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的至少一個(gè)拉力，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述裝置為差速傳動(dòng)機(jī)械裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述裝置為傳感器。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)拉力包括接觸玻璃法向力和需要的玻璃板拉力。
19.一種玻璃制造系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)用于熔化成批材料和形成熔化玻璃的器皿；一條用于接受熔化玻璃和形成玻璃板的等高管；和一臺(tái)用于接受融化玻璃和拉伸玻璃板的熔融拉伸機(jī)，其中所述熔融拉伸機(jī)包括第一軋輥組件；第二軋輥組件；和使人們控制所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的裝置，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸，其中對(duì)于所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的控制部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的至少一個(gè)拉力而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸。
20.如權(quán)利要求19所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置為差速傳動(dòng)機(jī)械裝置。
21.如權(quán)利要求19所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置為傳感器。
22.如權(quán)利要求19所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)拉力包括接觸玻璃法向力和要求的玻璃板拉力。
23.一種由玻璃制造系統(tǒng)形成的玻璃板，該系統(tǒng)包括至少一臺(tái)用于熔化成批材料和形成熔化玻璃的器皿；一條用于接受熔化玻璃和形成玻璃板的等高管；和一臺(tái)用于接受玻璃板和拉伸玻璃板的熔融拉伸機(jī)，其中所述熔融拉伸機(jī)包括第一軋輥組件；第二軋輥組件；和使人們控制所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的裝置，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸，其中對(duì)于所述第一和第二軋輥組件的至少一個(gè)的控制部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的至少一個(gè)拉力，而玻璃板正在第一和第二軋輥組件之間被拉伸。
24.如權(quán)利要求23所述的玻璃板，其特征在于，所述裝置為差速傳動(dòng)機(jī)械裝置。
25.如權(quán)利要求23所述的玻璃板，其特征在于，所述裝置為傳感器。
26.如權(quán)利要求23所述的玻璃板，其特征在于，所述至少一個(gè)拉力包括接觸玻璃法向力和要求的玻璃板拉力。
全文摘要
在此描述一種用來(lái)拉伸玻璃板的牽引輥組件。牽引輥組件包括第一軋輥組件、第二軋輥組件和裝置(例如差速傳動(dòng)裝置、傳感器等)。當(dāng)玻璃板正在第一和第二軋輥之間被拉伸時(shí)，該裝置使人們可以部分地根據(jù)與玻璃板相關(guān)的拉力(例如，接觸玻璃法向力和/或板所要求的拉力)控制第一和/或第二軋輥組件。在此也描述采用牽引輥組件的玻璃制造系統(tǒng)和方法。
文檔編號(hào)C03B17/06GK101018744SQ200580017961
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者G·B·庫(kù)克, R·L·羅茲, D·I·巴茲, J·J·柯斯特洛三世, H·T·戈達(dá)德, J·D·赫爾芬斯蒂尼, G·C·莎伊 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司