本發(fā)明一般涉及生產(chǎn)細長玻璃部件，并且具體地涉及使用夾持器系統(tǒng)來生產(chǎn)具有低弓度的大玻璃預型件。

背景技術：

通常，用于石英玻璃管、棒或塌陷偏心圓柱體中棒(ric)的預型件是通過將石英玻璃部件(例如，圓柱體、錠或非塌陷ric)引入到在垂直定向上包括加熱區(qū)(例如，熔爐)的裝置中使得下端開始軟化并形成線束來生產(chǎn)。然后將線束放置于牽拉設備中，所述牽拉設備包括一組或多組牽拉輪。線束的拉伸速率由牽拉輪的速度來控制，所述牽拉輪可以依據(jù)成形區(qū)溫度或粘度以及由所述輪支撐的線束的重量施加向下或向上的力。成形的實現(xiàn)無需借助模具，因此線束尺寸由石英玻璃部件的給料速率、加熱區(qū)的溫度和牽拉輪的速度來控制。

另一選擇為，預型件可以通過熔爐中的電力或火焰熔化石英砂并穿過模具牽拉從熔爐抽取線束來形成。然后將所述線束放置到如上所述的牽拉設備中。

在任一種情況中，由于牽拉輪與預型件之間的接觸面積小，因此可由牽拉輪施加到預型件的力的量是有限的，這是因為過大的壓力可能損壞預型件的玻璃表面。對于需要比由一組牽拉輪可施加的更大的牽拉力的大預型件，可以按不同水平將多組牽拉輪應用于線束以實現(xiàn)必要的總力。然而，多組牽拉輪同時增大了裝置的高度和成本。此外，在所述組牽拉輪精確地對準的情況下，僅可用多組牽拉輪來實現(xiàn)低弓度，這在實踐中難以實現(xiàn)。

參考圖1a，弓度理解為玻璃部件(例如玻璃棒10)的彎曲度。在圖1a所示的示例中，具有單個曲率半徑的玻璃棒10的弓度可以依據(jù)每個長度z的水平偏移x來定義，或更常見地，通過長度z上的x/2的最大“弧度”(從直線的偏差“弦”)來定義，全部通常表示為毫米/米(mm/m)。然而，弓度還可以描述為沿著玻璃部件的任何一點的曲率12的半徑r。越大的曲率半徑反映玻璃部件的所述點存在越小的弓度。實際上，可以容易地將其顯示為非常好的近似計算r=z²/(2*x)(方程式1)。

參考圖1b，通過按線性向下速度v如上所述地牽拉熔融線束15來形成玻璃部件。這樣在時間t之后得到凝固的線束長度v*t。然而，如果熔融線束15經(jīng)受橫向或垂直于玻璃拉伸方向v的力與加速度v┴’(即，橫向速度v┴的時間導數(shù))，則弓度可以形成且凝固成線束。如圖1c所示，如果v┴是0(這也意指v┴’為0)，則在時間t之后，線束具有v*t的長度，但偏移x(=v┴*t)保持為0，所以線束是直的且沒有任何弓度。然而，如果v┴’不為0，則在時間t之后，線束具有v*t的長度，但線束的底部是按距離?v┴’*t²偏移，如圖1d所示。在拉伸速度v和橫向加速度v┴’兩者均是恒定的情況中，線束15中的弓度的半徑r將保持恒定且其等于v²/v┴’。這可由方程式1導出如下：

z=v*t

x=?v┴’t²

r=z²/(2*x)=v²/v┴’(方程式2)

因此，通過使熔融線束在其凝固之前經(jīng)受的垂直或橫向加速度v┴’或等效垂直或橫向力的量最小化來使弓度最小化。注意，雖然牽拉方向v通常是大致上垂直以使對v┴’的任何重力貢獻最小化，但牽拉方向v可以是沿著嚴格垂直以外的方向，只要對于低弓度使橫向力或加速度最小化即可。實際上，如果v┴’為0但v和v┴兩者均是恒定的，則線束仍能夠被拉直而在具有非零偏移x(=v┴*t)的非垂直方向上無弓度或曲率。

一般來說，在任何拉伸工藝中玻璃部件的弓度或曲率僅是玻璃如何從熔爐中被拉伸或流出的凝固記錄。無論預型件或管曲率如何復雜，在曲率上的任何給定點(具有無窮小長度)處，總是能夠由一個向量對其進行描述，所述向量的量值是曲率半徑且其方向由包含所述無窮小長度的曲率的平面的法向向量定義。這是三維空間中任何曲率的數(shù)學上嚴格且完整的描述。任何給定點處的曲率半徑r又可以由方程式2給出，即r=v²/v┴’，剛好與上文考慮的示例一樣，其中v是給定點處的瞬時玻璃流速，以及v┴’是相對于速度向量v的垂直或橫向速度分量v┴的加速度或時間導數(shù)。方程式2中的曲率半徑、拉伸速度和橫向加速度或力之間的這些一般性關系可以通過概述粒子質(zhì)量m在半徑r的圓形上且以速度v移動的如下相近類比來容易地看到：其經(jīng)受的向心力是(m*v²/r)或向心(即，橫向或垂直)加速度是v┴’=v²/r。

對于其中輸入部件是玻璃棒或預型件的大多數(shù)應用，弓度是非期望的。許多應用需要在玻璃加工車床中將玻璃棒與玻璃部件焊接或接合。用卡盤夾緊的石英棒的自由端中的弓度“徑向振擺”或“游移”使得難以實現(xiàn)同心且筆直的焊接。在纖維拉伸的情況中，將把手焊接到預型件的頂部。通過焊接的把手將預型件在拉伸熔爐上方固持于卡盤或固持器中，且然后將預型件的底部下放到熔爐熔化區(qū)。從預型件的底端拉伸纖維。隨著預型件玻璃在纖維拉伸過程中被消耗掉，預型件持續(xù)地下放到熔化區(qū)中。如果預型件具有弓度，則預型件的底端將跟隨所述弓度，且熔化區(qū)將相對于拉伸熔爐的中心而偏移，從而導致纖維拉伸中非期望的不對稱玻璃流。此外，在纖維拉伸中，往往期望在預型件與拉伸熔爐頂部上的密封機構之間具有可能最小的環(huán)形間隙。所要求的凈空是預型件弓度的直接函數(shù)。

對于在管中棒(rit)光纖預型件的制造中使用的包層管，弓度也是非期望的，這是因為弓形包層管使得芯棒的插入較為困難。實際上包層管弓度還導致更大的包層間隙，這往往增大纖維芯偏心率，而有損于光纖性能。

近來嘗試了用導引元件置換固定位置牽拉輪，所述導引元件附接到線束且能夠沿著線束垂直地移動。此類嘗試的示例可以參見美國專利號6,938,442。然而，此類設備仍需要導引元件的精確對準以確保不將弓度引入到線束中，并且無法調(diào)整導引元件的位置來防止未對準。因此，需要一種用于形成包括可調(diào)整導引元件的玻璃預型件的裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于形成具有低弓度的細長玻璃部件的裝置和方法。在一個實施例中，所述裝置包括：用于加熱塊體玻璃部件的加熱元件，其中可以從所述塊體玻璃部件沿向下z方向拉伸線束；以及夾持器設備。所述夾持器設備包括：夾緊元件，所述夾緊元件用于在以線性運動從所述塊體玻璃部件牽拉或拉伸線束的同時支撐所述線束并與所述線束一起線性地移動；以及附接到所述夾緊元件的低摩擦安裝元件，所述低摩擦安裝元件允許在x-y平面中的平移移動，其中所述z方向由其中拉伸所述線束的方向界定。因為所述安裝元件是低摩擦，所以由所述玻璃部件施加到所述夾緊元件的力將導致所述夾緊元件沿著所述安裝元件偏轉(zhuǎn)，而非所述夾緊元件對所述玻璃部件施加橫向阻力，從而將引入弓度的風險最小化。

在另一個實施例中，可以通過如下方式來生產(chǎn)具有低弓度的細長玻璃部件：加熱塊體玻璃部件以形成線束，確定所述線束的中心，將夾持器設備的夾緊元件與所述線束的所述中心對準，并使所述夾持器設備沿線性向下方向遠離所述塊體玻璃部件地移動以拉長所述線束。所述夾持器設備還包括附接到所述夾緊元件的低摩擦安裝元件，所述低摩擦安裝元件允許所述夾緊元件在x-y平面中平移移動，其中所述z方向由其中拉伸所述線束的方向定義。因為所述安裝元件是低摩擦，所以在未對準的情況下，所述線束的位置不受所述夾緊元件夾緊到所述線束的干擾。

在另一個實施例中，可以通過如下方式在從塊體玻璃部件拉伸細長玻璃部件中校正弓度：將夾持器設備附接到線束，所述夾持器設備包括夾緊元件和附接到所述夾緊元件的安裝元件，所述安裝元件允許所述夾持設備在x-y平面中平移移動；測量所述線束中橫向加速度的量；以及沿著所述橫向加速度的相反方向在所述安裝元件上移動附接到所述線束的所述夾緊元件以減小所述線束中的弓度的量?？梢酝ㄟ^隨時間在多個點處確定所述線束的橫向位移來測量所述線束的橫向加速度的量。

附圖說明

當結(jié)合附圖來閱讀下文詳細描述時，根據(jù)下文詳細描述最佳地理解本發(fā)明。應強調(diào)，按照慣例，附圖的各種特征并非按比例繪制。相反，為了簡明起見，各種特征的尺寸被任意地放大或縮小。附圖中包括以下各圖：

圖1a是弓形玻璃部件的側(cè)視圖；

圖1b是具有第一拉伸長度的玻璃部件的側(cè)視圖；

圖1c是圖1b的玻璃部件在牽拉到第二拉伸長度而未引入弓度之后的側(cè)視圖；

圖1d是圖1b的玻璃部件在牽拉到第二拉伸長度同時引入弓度之后的側(cè)視圖；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成具有低弓度的細長玻璃部件的裝置的側(cè)視圖，所述裝置包括附接到線束的第一夾持器設備；

圖2b是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖2的裝置在已將線束拉伸到第二長度之后的側(cè)視圖；

圖3a是根據(jù)本發(fā)明實施例的生產(chǎn)弓形線束的裝置的側(cè)視圖；

圖3b是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3a的裝置在已將夾持器設備附接到弓形線束并線性地向下牽拉以防止弓度在線束中傳播之后的側(cè)視圖；

圖3c是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3a的裝置在已將夾持器設備附接到弓形線束之后的側(cè)視圖；

圖3d是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3c的裝置在夾持器設備已移動了線束以抑制成形區(qū)中的橫向加速度之后的側(cè)視圖；

圖4a是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成具有低弓度的細長玻璃部件的裝置的側(cè)視圖，所述裝置包括附接到線束的三個夾持器設備；

圖4b是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已向下移動三個夾持器設備以拉長線束的情況下圖4a的裝置的側(cè)視圖；

圖4c是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將頂部夾持器設備與線束拆開的情況下圖4b的裝置的側(cè)視圖；

圖4d是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將頂部夾持器設備在更高高度處重新附接到線束的情況下圖4c的裝置的側(cè)視圖；

圖4e是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將中間夾持器設備與線束拆開的情況下圖4d的裝置的側(cè)視圖；

圖4f是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將中間夾持器設備在更高高度處重新附接到線束的情況下圖4e的裝置的側(cè)視圖；

圖4g是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將底部夾持器設備與線束拆開的情況下圖4f的裝置的側(cè)視圖；

圖4h是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將底部夾持器設備在更高高度處重新附接到線束的情況下圖4g的裝置的側(cè)視圖；

圖4i是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已在底部夾持器設備下方切斷線束的情況下圖4h的裝置的側(cè)視圖；

圖4j是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已在底部夾持器設備上方切斷線束的情況下圖4h的裝置的側(cè)視圖；

圖5a是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃線束的工藝的裝置的側(cè)視圖，所述裝置包括三個夾持器設備和在所述夾持器設備下方的可拆卸牽拉輪設備，其中所述牽拉輪設備附接到由塊體玻璃部件形成的料滴；

圖5b是根據(jù)本發(fā)明實施例的在所述牽拉輪設備已增大所述料滴的直徑以形成線束的情況下圖5a的裝置的側(cè)視圖；

圖5c是根據(jù)本發(fā)明實施例的在所述牽拉輪設備已增大所述料滴的直徑且已將所述夾持器設備附接到所述線束的情況下圖5b的裝置的側(cè)視圖；

圖5d是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已拆卸所述牽拉輪設備且已切斷所述線束的情況下圖5c的裝置的側(cè)視圖；

圖6a是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃部件的工藝的裝置的側(cè)視圖，所述裝置包括三個夾持器設備，所述三個夾持器設備附接到預先焊接到塊體玻璃部件的起始件；

圖6b是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已向下移動了三個夾持器設備以在起始件與塊體玻璃部件之間形成線束的情況下圖6a的裝置的側(cè)視圖；

圖6c是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將三個夾持器設備與起始件拆開并重新附接到線束的情況下圖6b的裝置的側(cè)視圖；

圖6d是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已拆卸了起始件的情況下圖6c的裝置的側(cè)視圖；

圖7a是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃部件的工藝的裝置的側(cè)視圖，所述裝置包括附接到起始件的三個夾持器設備，所述起始件與加熱元件中的塊體玻璃部件分開且在其下方；

圖7b是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將起始件焊接到塊體玻璃部件的情況下圖7a的裝置的側(cè)視圖；

圖7c是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已向下移動了三個夾持器設備以在起始件與塊體玻璃部件之間形成線束的情況下圖7b的裝置的側(cè)視圖；

圖7d是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已將所述三個夾持器設備與起始件拆開并重新附接到線束的情況下圖7c的裝置的側(cè)視圖；以及

圖7e是根據(jù)本發(fā)明實施例的在已拆卸了起始件的情況下圖7d的裝置的側(cè)視圖。

具體實施方式

參考圖2a，提供一種用于形成如玻璃預型件的細長玻璃部件的裝置200。裝置200包括附接到塔形件220的夾持器設備210和加熱元件240，如熔爐。夾持器設備210包括框架212、夾緊元件214和安裝元件216，所述安裝元件將夾緊元件214附接到框架212。可以通過附接元件230沿著塔形件220安裝夾持器設備210，這允許夾持器設備210平行于塔形件220的長度(在圖1中定義為z方向)垂直移動。在另一個實施例中，可以將安裝元件216直接附接到塔形件220，而非附接到框架212或附接元件230。安裝元件216允許夾緊元件214沿x方向和y方向平移移動(即，平移移動到x-y平面內(nèi)的任何位置)。在一個實施例中，安裝元件216是x-y平臺，其包括安裝在線性軸承或線性導軌上的一對臂和電動機(例如手動或伺服電動機驅(qū)動器)，以用于控制所述臂的移動。安裝元件216進一步是低摩擦設備，使得由外部物體施加到夾緊元件214的力將導致夾緊元件214沿著安裝元件216偏轉(zhuǎn)，而非夾緊元件214對外部物體施加阻力。

裝置200可以用于通過首先在加熱元件240中將塊體玻璃部件250加熱來生產(chǎn)細長玻璃部件。如本領域技術人員所理解，所述方法中包含的某些步驟可以被省略；可以添加某些額外的步驟；以及可以從圖示的次序更改這些步驟的次序。通過在加熱元件240中將玻璃部件250加熱，塊體玻璃部件250的下端將軟化并由于重力和玻璃部件250的經(jīng)降低的粘度而形成線束260。在其他實施例中，可以通過對已加熱的塊體玻璃部件250施加壓力以迫使塊體玻璃部件250的一部分以線束260的期望形狀穿過模具(未示出)而形成線束260。在示范性實施例中，加熱元件240的溫度可介于從約1600℃到2200℃之間的范圍內(nèi)。玻璃線束260可以是實心圓柱體或具有中空內(nèi)部的管，并且具有介于從約1cm²至約400cm²的范圍內(nèi)的橫截面面積，但可明確地設想到更大和更小的橫截面面積。注意，對于管，橫截面面積不包含管的中空內(nèi)部(例如，對于具有外徑d1和內(nèi)徑d2的管，橫截面面積等于π[(d1/2)²-(d2/2)²])。雖然線束260通常是大致上圓形的，但線束260的橫截面不限于圓形。

一旦已形成線束260，則可以通過將夾緊元件214移動成與線束260接觸來附接夾持器設備210。夾緊元件214可經(jīng)確定尺寸以具有凸面區(qū)，所述凸面區(qū)具有線束260的相反形狀，使得夾緊元件214穩(wěn)固地配接在線束260周圍而不會導致線束260受損。在其他實施例中，夾緊元件可以僅接觸線束260的外側(cè)表面的一部分。在示范性實施例中，夾緊元件214可以由高溫可如硅酸鈣、石棉、壓縮玻璃或陶瓷纖維(例如，巖棉)或高溫橡膠(例如，硅酮或氟聚合物彈性體)的壓縮材料制成。

首先通過確定線束260的中心且然后將夾緊元件214移動成在y方向上與線束中心265對準來對準夾緊元件214與線束260的中心。在一些實施例中，可以將夾緊元件214對準到線束的經(jīng)估計中心，例如基于所期望的拉伸路徑的所期望的中心。在其他實施例中，為了將夾緊元件214與線束260更精確地對準，裝置200還可以包括能夠定位線束中心的感測元件和用于根據(jù)所述感測元件的輸出確定線束中心的計算機。所述感測元件可以包括一個或多個激光器設備、攝像機/視覺系統(tǒng)或機械接觸(刻盤指示器)系統(tǒng)。在示范性實施例中，所述感測元件可以附接到夾持器設備212或可以在夾持器設備外部，例如附接到塔形件220。在另一個實施例中，所述感測元件可以在夾持器設備210和塔形件220兩者的外部，例如攝像機270。因為夾持器設備210還包括用于防止未對準的元件，所以夾持器設備210與線束的中心完美地對準并非必需的。

一旦夾緊元件214被對準，則通過沿著x方向移動安裝元件216，使夾緊元件214與線束260接觸?？梢酝ㄟ^任何適合的構件(例如用于控制x-y平臺的一對臂的電動機)來移動安裝元件216。因為安裝元件216是低摩擦設備，所以如果夾緊元件214嘗試附接到線束260而未與線束中心恰當?shù)貙剩瑒t線束260抵住夾緊元件214牽拉的力會將夾緊元件214移動到對準位置，而非線束260被移動。安裝元件216還可以包括鎖定機構，所述鎖定機構可以被嚙合和脫嚙以在一旦所述夾緊元件附接到線束260時防止夾緊元件214的移動。當夾緊元件214正移動就位時，所述鎖定機構被解鎖，使得夾緊元件214可以通過電動機移動同時仍可以通過施加到夾緊元件214的任何額外力位移。一旦夾緊元件214與線束260接觸，則所述鎖定機構被嚙合以防止夾緊元件214在x-y平面中進一步移動。

為了檢測未對準，在一個實施例中，夾持器設備210還包括力感測設備218，如負荷單元，以用于感測反作用力來測量夾緊元件214附接到線束260的過程中出現(xiàn)的反作用力。負荷單元是將施加于夾緊元件214的力至每個負荷單元的應變儀(未示出)轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換器。然后可以測量所述電信號并將其與施加于應變儀的力關聯(lián)。示范性負荷元件包括液壓負荷元件、氣壓負荷元件和應變儀負荷元件。如果夾緊元件214未恰當?shù)貙示€束260的中心，則反作用力將大于夾緊元件214被恰當?shù)貙实那闆r。通過利用力感測元件218測量反作用力，可以在夾緊元件214對線束260施加足夠?qū)е戮€束260移動的力之前檢測并校正未對準。在一個實施例中，可以將力感測設備218與低摩擦安裝元件216結(jié)合地使用，其中響應于大于所預期的反作用力而減慢將夾緊元件214附接到線束260的速度以允許夾緊元件214在安裝元件216上移動到對準位置中。在示范性實施例中，可以在力感測設備218未檢測到未對準時以介于從約50mm/分鐘至約100mm/分鐘的速率朝向線束260移動夾緊元件214，并且如果檢測到未對準，則速率減小到約10mm/分鐘至約25mm/分鐘。在其他應用中，夾緊速度可以超過這些范圍。

參考圖2b，一旦夾緊元件214恰當?shù)貙什⒏浇拥骄€束260，則可以向下移動夾持器設備210以將線束260拉伸到更長的長度。附接到塔形件220的電動機可以用于控制移動夾持器設備210的速率。向下移動夾持器設備210的速率控制拉伸線束的速率，并且可介于從約0.2mm/s至約2.5mm/s的范圍內(nèi)，但可明確地設想到更大以及更小的速率。

一旦線束260達到期望長度，則可以切斷線束260，并且可以將夾持器設備210移回到其初始位置，并重新附接到線束260。雖然與線束260的橫截面面積一樣，線束260的期望長度是應用特定的，但在示范性實施例中，期望長度可介于從約1m至約3m的范圍內(nèi)，其中明確地設想到更短以及更長的長度。

參考圖3a-3d，各實施例還包括使用裝置300以在拉伸工藝期間校正包含弓形部分365的玻璃線束360中的弓度，所述裝置包括附接到塔形件320的夾持器設備310(圖3b)和加熱元件340。與上文結(jié)合圖2a-2b描述的夾持器設備210一樣，夾持器設備310包括框架312、夾緊元件314和將夾緊元件314附接到框架312的安裝元件316。夾緊元件314和安裝元件316具有分別與上文針對夾緊元件214(圖2a-2b)和安裝元件216(圖2a-2b)所描述相同的特征?？梢酝ㄟ^附接元件310沿著塔形件320安裝夾持器設備310，這允許夾持器設備310平行于塔形件320的長度垂直移動。在另一個實施例中，安裝元件316可以直接附接到塔形件320，而非附接到框架312或附接元件330。

在圖3a中，正由塊體玻璃部件350形成玻璃線束360。由于成形區(qū)中(即，位于且稍低于加熱元件340處的區(qū))中的橫向加速度v┴’，在線束中形成弓形部分365，從而使得線束360從期望的拉伸軸偏移?？梢酝ㄟ^使用跟蹤線束360(包括弓形部分365)的位置的攝像機370(例如，激光器、led或攝像機儀器)隨時間在多個點處測量線束的橫向偏移或位移來確定線束中的橫向加速度v┴’。攝像機370優(yōu)選地定位在所述加熱元件處或緊鄰其下方，使得其在線束固化之前測量線束位置。

夾持器設備310可以用于通過兩種方式來減少線束中弓度的影響。首先，如圖3a所示，如果弓形部分365已冷卻到不再可塑的點且橫向加速度已消失，則夾持器設備310可以在偏位移置中附接到線束360并繼續(xù)線性地向下牽拉。由此，弓形部分上方的線束位置364將離開成形區(qū)而不會有任何弓度，并且初始橫向加速度v┴’的影響將不會進一步傳播。相比之下，一種包括多個牽拉輪的裝置將始終需要跟隨現(xiàn)存或經(jīng)拉伸的預型件曲率，從而導致已固化玻璃的頂端在x-y平面中偏斜，這將從熔融的玻璃誘發(fā)新的弓度，并由此進一步傳播或甚至放大弓形問題。實際上，除非牽拉輪完美地對準且這些牽拉輪內(nèi)拉伸的預型件完美地筆直(即，無弓度)，否則牽拉輪將總是在熔融的玻璃處將一些拉伸或牽拉運動轉(zhuǎn)換成橫向加速度分量v┴’，從而導致額外的弓度。總之，所述夾持器系統(tǒng)的嚴格線性的牽拉運動能夠：(1)使熔融的玻璃所經(jīng)受的橫向力或加速度v┴’最小化，(2)將拉伸的預型件中的任何現(xiàn)存曲率或弓度與后續(xù)拉伸解耦并防止進一步的弓度形成和傳播，以及(3)只要保持嚴格線性牽拉運動，則允許弓度恢復或返回到瞬時橫向v┴’干擾之后的低水平-所有這些有助于實現(xiàn)拉伸中的低弓度。

如圖3c-3d所示，如果弓形部分365尚未固化(圖3c)，則夾持器設備310可以沿與所述弓度相反的方向移動線束360以施加抑制或抵消橫向加速度v┴’的力，從而防止弓度在線束360中形成(圖3d)。因此，夾持器設備310可以同時校正橫向加速度以防止弓度形成以及還適應線束中已存在的弓度并防止所述弓度導致后續(xù)預型件拉伸中任何額外的弓度。

參考圖4a-4j，各實施例還包括使用附接到線束的多個夾持器設備來生產(chǎn)細長玻璃部件的方法。如本領域技術人員所理解，所述方法中包含的某些步驟可以被省略；可以添加某些額外的步驟；并且可以從圖示的次序更改這些步驟的次序。雖然圖4a-4j示出裝置400，所述裝置包括附接到塔形件420的三個夾持器設備(頂部夾持器設備410a、中間夾持器設備410b以及底部夾持器設備410c)和加熱元件440，如熔爐，但其他實施例可以包括一個夾持器設備(如上文結(jié)合圖2a-2b描述)、兩個夾持器設備或者四個或更多個夾持器設備。頂部夾持器設備410a、中間夾持器設備410b和底部夾持器設備410c與如上所述的夾持器設備210大致上相似?？梢匝刂渭?20安裝夾持器設備410a-410c，這允許夾持器設備410a-410c平行于塔形件420垂直移動。

參考圖4a，夾持器設備410a-410c附接到線束460，如上文針對將夾持器設備210附接到線束460所描述的。在圖4a中，正在從塊體玻璃部件450拉伸線束460，夾持器設備410a-410c沿著線束460的長度分布。下文結(jié)合圖5a-5d、圖6a-6d和圖7a-7e更詳細地描述開始生產(chǎn)工藝的方法。參考圖4b，夾持器設備410a-410c沿著塔形件420向下移動以將線束460拉伸到更長的長度。參考圖4c，頂部夾持器設備410a與線束460解除附接，而線束460保持由中間夾持器設備410b和底部夾持器設備410c支撐。參考圖4d，頂部夾持器設備410a朝向線束460的頂部返回移動并重新附接到線束460。參考圖4e，一旦頂部夾持器設備410a重復附接到線束460，則中間夾持器設備410b與線束460解除附接，而線束460保持由頂部夾持器設備410a和底部夾持器設備410c支撐。參考圖4f，中間夾持器設備410b朝向線束460的頂部返回移動并重新附接到頂部夾持器設備410a下方的線束460。參考圖4g，一旦中間夾持器設備410b重復附接到線束460，則底部夾持器設備410c與線束460解除附接，而線束460保持由頂部夾持器設備410a和中間夾持器設備410b支撐。參考圖4h，底部夾持器設備410c朝向線束460的頂部返回移動并重新附接到中間夾持器設備410b下方的線束460。參考圖4i，一旦底部夾持器設備410c重新附接到線束460，則例如通過拉伸或快切將底部夾持器設備410c下方的線束460的部分470移除。在圖4j所示的替代實施例中，可以在底部夾持器設備410c上方切斷線束460，使得可使用底部夾持器設備410c將線束460的部分470下放到等待容器(未示出)中。

如從上文描述可以見到，使用多個夾持器設備允許線束在拉伸工藝期間始終由至少一個夾持器及多達比總數(shù)少一個夾持器所支撐。在具有三個夾持器設備410a-410c的上文示例中，線束460始終由夾持器設備410a-410c中的至少兩個所支撐。給定時間上附接的夾持器設備越多，線束460將越具剛性并且將要有更大的力來使線束從所期望的拉伸路徑中斷(即，將更難引入橫向力或加速度v┴’)。線束剛性還取決于附接的夾持器設備之間的間距，所以可以對更長的線束使用更多個夾持器設備。雖然附圖中未示出，但應理解，每個夾持器設備在附接線束的同時以恒定的期望速率向下移動，從而允許持續(xù)進行拉伸工藝。本領域一般技術人員應理解，如何同步化多個夾持器設備的移動以保持夾持器設備之間的期望間距同時從線束切斷期望長度的部分。

注意，圖4a-4j所示的工藝是穩(wěn)定狀態(tài)工藝，其中所述工藝已經(jīng)處于進行中。在一個實施例中，可以通過從塊體玻璃部件開始料滴且然后在將夾持器設備附接到料滴之后執(zhí)行圖4a-4j的方法來形成預型件生產(chǎn)工藝。通過以比軟化的玻璃離開烤箱更慢的速率向下牽拉料滴，可以增大料滴的直徑直到其達到期望的直徑并形成線束為止，此時，夾持器設備可以更快地牽拉而開始所述穩(wěn)定狀態(tài)工藝。參考圖5a-5d、圖6a-6d和圖7a-7e，可使用多種方法來開始上文結(jié)合圖4a-4j描述的生產(chǎn)工藝。圖5a-5d示出采用絞盤或牽拉輪設備的起始方法，圖6a-6d示出采用預先焊接到塊體玻璃部件的起始件的起始方法，以及圖7a-7e示出采用在烤箱或熔爐中焊接到塊體玻璃部件的起始件的起始方法。

現(xiàn)在具體參考圖5a-5d，起始生產(chǎn)工藝的第二種方法包括通過在烤箱中加熱塊體玻璃部件來形成料滴，利用可拆卸地安裝在一個或多個夾持器設備下方的牽拉輪設備抓取料滴，利用牽拉輪緩慢地牽拉料滴直到料滴產(chǎn)生期望直徑的線束為止，將一個或多個夾持器設備附接到線束，然后移除牽拉輪設備。

參考圖5a，提供一種裝置600，其包括附接到塔形件620的三個夾持器設備(頂部夾持器設備610a、中間夾持器設備610b和底部夾持器設備610c)和加熱元件630，如熔爐。頂部夾持器設備610a、中間夾持器設備610b和底部夾持器設備610c與如上所述的夾持器設備210大致上相似。如本領域技術人員所理解，方法60中包含的某些步驟可以被省略；可以增加某些額外的步驟；以及可以從圖示的次序更改這些步驟的次序。雖然裝置600包括三個夾持器設備，但應理解，結(jié)合圖5a-5d描述的方法可以利用多于三個夾持器設備來執(zhí)行。裝置600還包括可拆卸地安裝在夾持器設備610a、610b、610c下方的牽拉輪設備640。牽拉輪設備640可以是本領域中通常已知的包括兩個或更多個牽拉輪的任何設備，所述兩個或更多個牽拉輪由電動機驅(qū)動以改變輪的轉(zhuǎn)速?？梢栽诠ぷ髌陂g增大或減小輪之間的間距以適應具有不同直徑的線束。首先，在加熱元件630中將塊體玻璃部件650加熱以形成料滴660，所述料滴在牽拉設備640的牽拉輪之間被抓取。

參考圖5b，牽拉輪設備640對料滴660施加力以控制材料從塊體玻璃部件650流出并流出加熱元件630的速率。牽拉輪設備640可以施加向下力或向上力，其中向下力將增大拉伸的速率且向上力將減小拉伸的速率，但牽拉輪設備640通常將施加向上力以減小拉伸的速率。通過施加使比離開加熱元件630的更少的材料通過牽拉輪設備640的力，料滴660將增大直徑以形成線束670。離開加熱元件630與通過牽拉輪設備640的材料流速差應足夠接近以防止線束670形成弓形。

參考圖5c，牽拉工藝繼續(xù)進行直到線束670達到期望的直徑為止。一旦線束670達到期望的直徑，即將夾持器設備610a、610b、610c附接到線束670以提供支撐。

參考圖5d，一旦夾持器設備610a、610b、610c附接到線束670，即移除牽拉輪設備640，并且可以開始上文結(jié)合圖4a-4j描述的工藝。如圖5c所示，底部夾持器設備610c下方的線束的下部部分可以具有非均勻直徑或比期望的直徑小的直徑?？梢栽谏a(chǎn)工藝繼續(xù)之前移除此下部部分，如圖5d所示。

現(xiàn)在具體參考圖6a-6d，起始生產(chǎn)工藝的第三種方法包括在加熱熔爐之前將塊體玻璃部件插入到熔爐中，其中將起始件預先焊接到塊體玻璃部件。然后將所述夾持器設備附接到所述起始件。然后加熱所述熔爐直到所述塊體玻璃部件足夠軟化以在所述夾持器向下牽拉所述起始件時形成線束為止。一旦所述線束達到足夠長度，則所述夾持器設備重新夾持到所述線束并移除所述起始件。

參考圖6a，提供一種裝置700，其包括附接到塔形件720的三個夾持器設備(頂部夾持器設備710a、中間夾持器設備710b和底部夾持器設備710c)和加熱元件730，如熔爐。如本領域技術人員所理解，所述方法中包含的某些步驟可以被省略，可以增加某些額外的步驟，以及可以從圖示的次序更改這些步驟的次序。雖然裝置700包括三個夾持器設備，但應理解，結(jié)合圖6a-6d描述的方法可以利用多于三個夾持器設備來執(zhí)行。頂部夾持器設備710a、中間夾持器設備710b和底部夾持器設備710c與如上所述的夾持器設備210大致上相似。

首先，將塊體玻璃部件740預先焊接(即，在放置到加熱元件730中之前焊接)到起始件750，并將其放置到加熱元件730中，然后將加熱元件730加熱。起始件750具有約為期望的最終產(chǎn)品的直徑且由夾持器設備710a、710b、710c固持。起始件750可以由質(zhì)量比塊體玻璃部件740低的玻璃制成，所述塊體玻璃部件由針對最終產(chǎn)品的更高質(zhì)量的材料制成。在其他實施例中，起始件750還可以包括非玻璃件，如機械卡盤。通過利用起始件750，避免了塊體玻璃部件740的浪費，從而降低工藝成本。因為起始件750在上方也由塊體玻璃部件740支撐，所以夾持器設備710a、710b、710c支撐的重量最初約為零。

參考圖6b，然后將加熱元件730加熱，導致塊體玻璃部件740軟化。一旦塊體玻璃部件740達到期望的粘度，則夾持器設備710a、710b、710c向下牽拉起始件750以在起始件750與塊體玻璃部件740之間形成線束760。夾持器設備710a、710b、710c按使得線束760具有期望的直徑的速率向下移動，所述期望的直徑與起始件750的直徑大致相同。塊體玻璃部件740的粘度可以通過測量由夾持器設備710a、710b、710c支撐的重量來確定，因為增大的粘度將導致更多材料流出加熱元件730并向下推進夾持器設備710a、710b、710c。一旦測量了預定重量，則夾持器設備710a、710b、710c可以開始移動。

參考圖6c，一旦線束760達到足夠長度，則夾持器設備710a、710b、710c與起始件750解除附接，向上移動返回，并重新附接到線束760。當對于所有夾持器設備710a、710b、710c均有空間附接線束760時，線束760就有足夠的長度。附接和解除附接夾持器設備710a、710b、710c的工藝可以根據(jù)上文結(jié)合圖4c-4h描述的方法來實現(xiàn)，其中夾持器設備710a、710b、710c中的至少兩個總是附接到線束。在另一個實施例中，所述重新夾持工藝可以在線束760對于夾持器設備710a、710b、710c中的僅一者或兩者具有足夠的長度時開始，其中其余的夾持器設備隨著線束760增大長度而附接到線束760。

參考圖6d，一旦夾持器設備710a、710b、710c全部附接到線束760而非起始件750，則從線束760切斷起始件750并將其移除。一旦起始件750被移除，則上文結(jié)合圖4a-4j描述的工藝可以開始。

現(xiàn)在具體參考圖7a-7e，起始所述生產(chǎn)工藝的第四種方法包括在所述熔爐下方利用所述一個或多個夾持器設備夾持起始件、將所述起始件提升到所述熔爐中與所述塊體玻璃部件接觸以及然后將所述熔爐加熱以將所述起始件焊接到所述塊體玻璃部件。與上文一樣，所述夾持器然后可以向下牽拉所述起始件以形成線束。一旦所述線束達到足夠長度，則所述夾持器設備重新夾持到所述線束并移除所述起始件。

參考圖7a，提供一種裝置800，其包括附接到塔形件820的三個夾持器設備(頂部夾持器設備810a、中間夾持器設備810b和底部夾持器設備810c)和加熱元件830，如熔爐。如本領域技術人員所理解，所述方法中包含的某些步驟可以被省略；可以增加某些額外的步驟；以及可以從圖示的次序更改這些步驟的次序。雖然裝置800包括三個夾持器設備，但應理解，結(jié)合圖7a-7e描述的方法可以利用多于三個夾持器設備來執(zhí)行。頂部夾持器設備810a、中間夾持器設備810b和底部夾持器設備810c與如上所述的夾持器設備210大致上相似。

仍參考圖7a，將塊體玻璃部件840放置到加熱元件830中，并且在加熱元件830下方由夾持器設備810a、810b、810c夾持起始件850，然后將加熱元件830加熱。起始件850具有約為期望的最終產(chǎn)品的直徑且由夾持器設備810a、810b、810c固持。起始件850可以由質(zhì)量比塊體玻璃部件840低的玻璃制成，所述塊體玻璃部件由針對最終產(chǎn)品的更高質(zhì)量的材料制成。在其他實施例中，起始件850還可以包括非玻璃件，如機械卡盤。通過利用起始件850，避免了塊體玻璃部件840的浪費，從而降低工藝成本。

參考圖7b，起始件850由夾持器設備810a、810b、810c提升為與塊體玻璃部件840接觸，并且將加熱元件830加熱以將起始件850焊接到塊體玻璃部件840。

參考圖7c，一旦將起始件850焊接到塊體玻璃部件840，則將加熱元件830加熱直到塊體玻璃部件840達到期望的粘度為止。一旦塊體玻璃部件840達到期望的粘度，則夾持器設備810a、810b、810c向下牽拉起始件850以在起始件850與塊體玻璃部件840之間形成線束860。夾持器設備810a、810b、810c按使得線束860具有期望的直徑的速率向下移動，所述期望的直徑與起始件850的直徑大致相同。塊體玻璃部件840的粘度可以通過測量夾持器設備810a、810b、810c支撐的重量來確定，因為增大的粘度將導致更多材料流出加熱元件830并向下推進夾持器設備810a、810b、810c。一旦測量了預定重量，則夾持器設備810a、810b、810c可以開始移動。

參考圖7d，一旦線束860達到足夠長度，則夾持器設備810a、810b、810c與起始件850解除附接，向上移動返回，并重新附接到線束860。當對于所有夾持器設備810a、810b、810c均有空間附接線束860時，線束860就有足夠的長度。附接和解除附接夾持器設備810a、810b、810c的工藝可以根據(jù)上文結(jié)合圖4c-4h描述的方法來實現(xiàn)，其中夾持器設備810a、810b、810c中的至少兩個一直附接到線束。在另一個實施例中，所述重新夾持工藝可以在線束860對于夾持器設備810a、810b、810c中的僅一者或兩者具有足夠的長度時開始，其中其余的夾持器設備隨著線束860增大長度而附接到線束860。

參考圖7e，一旦夾持器設備810a、810b、810c全部附接到線束860而非起始件850，則從線束860切斷起始件850并將其移除。一旦起始件850被移除，則上文結(jié)合圖4a-4j描述的工藝可以開始。

對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的前文描述應視為說明性的，而非限制如由權利要求書界定的本發(fā)明。如應容易地認識到，可以在不背離如權利要求書中闡述的本發(fā)明的情況下采用上文闡述的特征的多種變化和組合。此類變化不應被視為對本發(fā)明的精神和范圍的背離，且所有此類變化都被打算包含在所附權利要求書的范圍內(nèi)。