用于处理薄玻璃带的系统和方法

文档序号:1255812 发布日期:2020-08-21 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 用于处理薄玻璃带的系统和方法 (System and method for processing thin glass ribbon ) 是由 杰弗里·罗伯特·阿玛顿 安托万·加斯顿·丹尼斯·比森 诺曼·布拉德利·邓宁 罗曼·詹森 罗希 于 2018-10-30 设计创作,主要内容包括:本公开提供了用于处理玻璃带(22)的系统、设备和方法。所述玻璃带被供应到输送设备(32)的上游侧,所述输送设备包括输送机装置和拉动装置(72)。所述输送机装置建立从该上游侧到下游侧的主行进平面(P)。所述拉动装置(72)位于所述下游侧并在所述玻璃带(22)上施加拉力以沿行进路径输送所述玻璃带,所述行进路径包括第一折弯(100)、第二折弯(102)和第三折弯(104),并且从所述第三折弯下游的位置进入所述主行进平面并往所述拉动装置输送。所述第一折弯、所述第二折弯和所述第三折弯中的至少一者将应力施加到所述玻璃带的表面中以展平所述玻璃带。所述玻璃带在所述第三折弯处的粘度大于所述玻璃带在所述第一折弯处的粘度。(The present disclosure provides systems, apparatuses, and methods for processing a glass ribbon (22). The glass ribbon is supplied to an upstream side of a conveying apparatus (32) that includes a conveyor device and a pulling device (72). The conveyor device establishes a main plane of travel (P) from the upstream side to the downstream side. The pulling device (72) is located on the downstream side and exerts a pulling force on the glass ribbon (22) to convey the glass ribbon along a travel path that includes a first bend (100), a second bend (102), and a third bend (104) and from a location downstream of the third bend into the main travel plane and toward the pulling device. At least one of the first bend, the second bend, and the third bend applies a stress into a surface of the glass ribbon to flatten the glass ribbon. The viscosity of the glass ribbon at the third bend is greater than the viscosity of the glass ribbon at the first bend.)

用于处理薄玻璃带的系统和方法

技术领域

本申请依据35U.S.C.§119要求2017年10月30日提交的美国临时申请第62/578,816号的优先权的权益,该申请的内容是本申请的基础并全文以引用的方式并入本文。

本公开总体涉及用于处理玻璃带的系统和方法。更特定地,本公开涉及用于处理作为从移动的玻璃带制造薄玻璃片的部分的玻璃带的系统和方法。

背景技术

玻璃片的制造典型地涉及从熔化的玻璃材料产生玻璃带,并接着从该玻璃带切割或分离出个别的玻璃片。已知用于制造玻璃带有各种技术。例如,用下拉工艺(例如,熔融拉伸工艺),玻璃带被朝下拉伸(典型地从成形主体)。其他玻璃制作工艺包括(例如)浮制、上拉、槽式和Fourcault式工艺。在又一些示例中,玻璃带可暂时地以卷形式存储,并且之后解绕以供后续切割或分离单独的玻璃片。

为了符合许多最终使用应用的需求,一直致力于生产出更薄的玻璃片(例如,约1毫米(mm)或更少)。随着玻璃带(从其形成玻璃片)的厚度变得更薄,玻璃带也更易于发生翘曲(warp)(或平坦度偏差)以及其他问题(诸如在提供更薄的玻璃带的工艺步骤期间带来的表面破坏)。翘曲可能发生在玻璃带的宽度或长度方向的一者或多者中。玻璃制造工艺布局也可能造成平坦度偏差。例如,用一些薄型轧制玻璃成形技术,工艺布局包括将玻璃带从竖直取向过渡到水平取向。在此转向期间,玻璃仍具粘度,其粘度足够低而能轻易地被重力影响,并且一些边缘效应可能诱发出可注意到的横向形变。在纵向方向中,可施加拉力以通过发展张力来稳定该玻璃带。所产生的压缩分量接着出现在边缘上,其继而可生成跨宽度的皱褶或翘曲。较平坦的玻璃带减少了为实现给定最终厚度而可能需要被移除(诸如通过研磨和/或抛光)的材料量。例如,对于一些应用可能需要100微米的量级的平坦度(对于约250mm×600mm的片材大小来说)。

做为参考点,在玻璃成形工艺期间,玻璃带首先被形成为处于粘性状态,接着被冷却至粘弹性状态而最终到弹性状态。将翘曲最小化的常见做法是使玻璃带在接近完全地粘性的状态的最后通过夹持滚筒。夹持滚筒为圆柱形的并可以固定间隙或以固定夹力设置。典型地,两个夹持滚筒中的一者被驱动而另一者空闲以施加所期望的力。无论如何,由夹持滚筒施加给玻璃带的机械效果基本上是单向的(“挤压”效果),并表征为短直线的或线性模式的接触。对于某些最终使用应用,仅由夹持滚筒施加的线接触无法实现所期望的的平坦度级别。

因此,本文中公开了用于处理玻璃带(例如减少玻璃带中的翘曲)的系统和方法。

发明内容

本公开的一些实施方式涉及一种用于处理玻璃带的方法。玻璃带从供应设备被供应至输送设备的上游侧。输送设备包括输送机装置和拉动装置。拉动装置位于输送设备的下游侧,下游侧与上游侧相对。输送机装置建立从上游侧到下游侧的主行进平面。在玻璃带上施加拉力,而沿行进路径连续地输送玻璃带。在这方面,行进路径包括第一折弯、第二折弯和第三折弯。第一折弯形成在上游侧与拉动装置之间的第一位置处。第一折弯限定朝向主行进平面凸出的曲线。第二折弯形成在第一位置与拉动装置之间的第二位置处。第二折弯限定朝向主行进平面凹入的曲线。第三折弯形成在第二位置与拉动装置之间的第三位置处。第三折弯限定朝向主行进平面凸出的曲线。第三位置与主行进平面之间的竖直距离大于第一位置与主行进平面之间的竖直距离。行进路径进一步包括在主行进平面中从第三位置下游的位置到拉动装置。第一折弯、第二折弯和第三折弯中的至少一者将应力施加到玻璃带的表面中以展平玻璃带。在一些实施方式中,玻璃带在第三折弯处的粘度不同于玻璃带在第一折弯处的粘度。在其他实施方式中,第一折弯、第二折弯和第三折弯中的至少一者至少部分地由玻璃带与折弯工具之间的介接连同重力导致的。

本公开的又一些实施方式涉及一种用于处理玻璃带的系统。系统包括输送设备。输送设备包括输送机装置、拉动装置、第一折弯工具、第二折弯工具和第三折弯工具。输送机装置建立从上游侧到下游侧的主行进平面。拉动装置位于下游侧处以用于沿行进路径输送玻璃带。第一折弯工具接近上游侧。第二折弯工具在第一折弯工具与下游侧之间。在第二折弯工具与主行进平面之间的竖直距离大于在第一折弯工具与主行进平面之间的竖直距离。第三折弯工具在第二折弯工具与下游侧之间。第三折弯工具与主行进平面之间的竖直距离大于在第二折弯工具与主行进平面之间的竖直距离。第一折弯工具、第二折弯工具和第三折弯工具至少部分地建立包括第一折弯、第二折弯和第三折弯的行进路径。第一折弯形成在第一位置处,第一位置在上游侧与拉动装置之间。第一折弯限定朝向主行进平面凸出的曲线。第二折弯形成在第二位置处,第二位置在第一位置与拉动装置之间。第二折弯限定朝向主行进平面凹入的曲线。第三折弯形成在第三位置处,第三位置在第二位置与拉动装置之间。第三折弯限定朝向主行进平面凸出的曲线。行进路径进一步包括在主行进平面中从第三位置下游的位置到拉动装置。在一些实施方式中,第一折弯工具、第二折弯工具和第三折弯工具被配置为建立与玻璃带的线接触。

本公开的又一些实施方式涉及一种用于处理玻璃带的折弯工具组件。折弯工具组件包括上游折弯工具、下游折弯工具、上游支撑单元、下游支撑单元、和基部单元。上游支撑单元支撑上游折弯工具的相对端。下游支撑单元支撑下游折弯工具的相对端。基部单元包括板、从板的相对端伸出的第一侧支脚和第二侧支脚、连接到第一侧支脚的第一横梁、和连接到第二侧支脚的第二横梁。第一横梁和第二横梁相对于板而支撑上游支撑单元和下游支撑单元。进一步,折弯工具组件被配置为使得上游折弯工具和下游折弯工具中的至少一者的相对端中至少一者可相对于板选择性地移动。

在以下的实施方式中将阐述附加的特征和优点,并且部分地将由本领域的技术人员从说明书中清楚或是通过实施本文中描述的实施方式来了解,包括以下

具体实施方式

、权利要求书、以及附图。

将理解以上概述和以下详述两者都描述了各种实施方式并意图提供概观或框架,以供了解本申请所要求保护的主题的性质和特性。附图被包括来提供对各种实施方式的进一步了解,并且这些图式被并入以构成本说明书的一部分。这些图式描绘了本文中描述各种实施方式,并与说明书一起负责解释本申请所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1是根据本公开的原理的用于处理玻璃带的系统的简化侧视图;

图2示意地描绘向行进中玻璃带中强加折弯;

图3是典型的玻璃粘度曲线图,在其中要展平的区域被标出;

图4是根据本公开的原理的折弯工具组件的透视图,该折弯工具组件对本公开的玻璃带地面输送单元是有用的;

图5是图4的折弯工具组件的一部分的放大侧透视图;

图6A是图4的折弯工具组件的侧视图;

图6B是该折弯工具组件的另一侧视图,其描绘在不同于图6A的位置的上游和下游折弯工具;

图7是根据本公开的原理的处理玻璃带的另一地面输送单元的简化侧视图,并且该地面输送单元包括图4的折弯工具组件;

图8是在示例部分的对比样本玻璃片中所测得的翘曲的图;以及

图9是在示例部分的示例玻璃片中所测得的翘曲的图。

具体实施方式

现将详细参照用于处理玻璃带的系统和方法的各个实施方式,更特定的是用于从玻璃带(例如连续玻璃带)移除翘曲或改善其中平坦度的系统和方法。在整份图式中将尽可能使用相同的附图标记来指称相同或类似的部件。

本公开的一些方面提供了玻璃带处理系统和方法,在其中连续地输送的或行进中的玻璃带在沿着行进路径的位置处经受暂时的折弯,其经受折弯的方式使得最终的平坦度被改善。所施加的折弯的程度或曲度以及所利用以实现折弯的机构(或折弯工具)可如下所说明地根据所期望的玻璃带粘度来选择,以便产生倾向于拉直该玻璃带跨宽度的轮廓的应力场。考虑到此,根据本公开的原理且有用于形成和处理玻璃带22的系统20的实施方式示意性地显示在图1中。尽管在本文中将系统20描述为被用以处理玻璃带,应理解本公开的系统和方法也能被用以处理其他类型的材料,诸如聚合物(例如plexi-glassTM)、金属、或其他基板材料。

系统20包括玻璃带供应设备30和输送设备32。如以下更详细说明的,玻璃带供应设备30能采用广泛多种形式以适在产生和传送玻璃带22至输送设备32的上游侧40。输送设备32致使玻璃带22从上游侧40往下游侧42行进。在这方面,从上游侧40到下游侧42玻璃带22冷却而因此体验到增加的粘度。进一步,输送设备32被配置为随着玻璃带22前进到下游侧42从玻璃带22减轻或移除翘曲(平坦度偏差)。

在一些非限制性实施方式中,玻璃带供应设备30结合有熔融工艺,在该工艺中熔化玻璃50被输送到成形主体52。成形主体52包括定位在其上表面上的开放通道54,以及在成形主体52的底部或根部58汇聚的一对汇聚成形表面56。熔化的玻璃50流入开放通道54中并从其壁溢出,以便分离成两个单独的的熔化玻璃流,该两个单独的的熔化玻璃流流到汇聚成形表面56上。当分开的熔化玻璃流到达根部58时,它们再结合(或熔融)以形成单个粘性的熔化玻璃带(即玻璃带22),该熔化玻璃带从根部58降下。各个滚筒60沿玻璃带的边缘接触粘性的玻璃带22并协助在第一、朝下方向62(诸如竖直方向)中拉伸玻璃带22。本公开同等地适用于其他下拉玻璃制造工艺的变型(诸如单侧溢出工艺或槽式拉伸工艺),其基本工艺为本领域的技术人员所熟知。

在一些实施方式中,玻璃带供应设备30可进一步包括重定向装置64,其将玻璃带22从第一方向62重定向至第二方向66中以供传送至输送设备32。图1中用滚筒68来表示重定向装置64。在一些实施方式中,玻璃带22被重定向装置64转向90度的角度而第二方向66是水平的。在一些实施方式中,重定向装置64不会实体地接触玻璃带22(例如空气支承),或者当必须接触的情况下(诸如当使用滚筒时),可将接触限制在玻璃带22的边缘部分。

其他的玻璃带形成技术也是可接受的,这些技术不一定包括上述的90度转向,不一定结合有熔融工艺,等等。无论如何,熔化的、粘性的玻璃带22被连续地供应至输送设备32的上游侧40。

输送设备32包括输送机装置70(概称)、拉动装置72和一个或多个折弯工具,诸如折弯工具74、76、78。在一般意义上,输送机装置70建立从上游侧40往下游侧42的主行进平面P。拉动装置72位于下游侧42处或紧接下游侧42,并且对玻璃带22上施加拉力而沿行进路径连续地输送玻璃带22,该行进路径至少部分地由折弯工具74、76、78限定,如下所述。

输送机装置70可采用适用于支撑玻璃带22的各种形式,并且可包括运输装置(诸如滚筒80)。滚筒80可具有任何适用于介接于(例如,接触)玻璃带的形式。例如,滚筒80可各自包括或展现适用于以不会过度地对玻璃带22的选定性质造成不利影响的方式直接地接触玻璃带22的材料、刚度、表面涂层等等。部分或全部的滚筒80可为技术人员已知的类型的经驱动的滚筒。其他输送形式也为可接受的,诸如皮带输送机、无接触输送机(例如,空气支承)等。尽管图1仅反映出紧接下游侧42的滚筒80中的几个,在其他实施方式中,一个或多个运输装置(例如,滚筒)可被包括在邻接上游侧40处或在上游侧40和下游侧42之间。无论如何,滚筒80(或其他输送装置布置)一起将主行进平面P建立成输送机装置70接触或以其他方式直接地介接于玻璃带22的竖直地最低的程度。在一些非限制性实施方式中,输送机装置70被配置为用于安装至玻璃制造设施地面,而因此可包括以本领域已知的方式来支撑滚筒80(或其他运输装置)的框架(未图示)。

拉动装置72可采用适用于驱动或拉玻璃带22的多种形式,而在一些实施方式中可为(或可包括)常规的夹持滚筒装置,该夹持滚筒装置包括第一滚筒90和第二滚筒92。滚筒90、92中的一者或两者可为本领域已知的驱动的滚筒。通过这些配置和类似者,拉动装置72可进一步包括控制器(未图标)(例如类计算机装置、可编程逻辑控制器等),该控制器经编程来控制玻璃带22沿输送设备32的速度或行进速率。其他拉动装置配置方式也为可接受的。

考虑到以上输送机装置70和拉动装置72的一般参数,折弯工具74、76、78可采用各种形式并可位于相对于主行进平面P、上游侧40和下游侧42的各个位置,以供以下述方式来介接于玻璃带22。在更一般的意义上,输送设备32中包括的折弯工具74、76、78的布置和配置被选择为让玻璃带22经受一连串暂时的折弯,其用于减少玻璃带22中的翘曲部分,同时最小化与玻璃带22的直接接触。参与折弯步骤中的力是由产生在拉动装置72处的拉力所提供。做为参考点,行进中玻璃带22的折弯可被视为朝上力U和朝下力D的结合,如图2所大致反映的。朝上力U分量可由物理性手段所提供,该物理性手段驱动玻璃带22至比主行进平面P高的位置。此物理性手段可为具有或没有空气轴承的固体表面(静态的或旋转的),该固体表面导致相互作用(可能是磨擦、滚轧或无接触)。当玻璃带的粘度足够低时朝下力D分量可由重力提供,或是通过机械手段的使用,该机械手段迫使玻璃带22至较低位置。无论如何,该折弯产生表面应力场,该应力场倾向拉直或展平玻璃带22跨其宽度的轮廓(相对于如其他方式由夹持滚筒所实现的线性力)。

返回图1,并如上提及,输送设备32被配置为作为所期望的玻璃带22的粘度的函数来在沿该行进路径的位置处产生该一连串改善平坦度的折弯的各者。在这方面,玻璃带22在从上游侧40往下游侧42行进的同时冷却;因此,玻璃带22的粘度逐步地从上游侧40往下游侧42增加。曲度变化的加入(当在适当粘度完成时)可提供初始形状的大幅改善。如果曲度变化是在太低的粘度时完成,则可能发生局部的剪切作用,其可能非所期望的地修改玻璃带22的厚度。如果曲度变化完成在粘度太高时,则在连续折弯期间产生在玻璃带22内的区域性应力可能不足以完全展平或移除翘曲。输送设备32的一种配置是基在这些限制条件,同时在可行时运用重力作为折弯力分量。作为参考点,图3描绘示例粘度曲线(作为温度的函数)。在被标记的沿粘度曲线的区域94处根据本公开的原理的重力诱发折弯是有益的,如同根据本公开的原理在区域95处是经受力的折弯(例如,折弯经致使或是由对玻璃带施加的力所生,该力是因与结构的介接所导致)。在区域96,夹持滚筒进行展平可为适当的。已令人惊奇地发现,在玻璃带22的粘度在约106至108泊(Poise)的范围中的区域处,重力驱动的折弯是可行的;而在玻璃带22所具粘度在约108至109泊的范围中的区域处,经受力的折弯是适当的(对于玻璃带厚度的等级为1mm且速度在10至12m/min者)。在一些实施方式中,也可以接受其他的粘度/折弯技术关系。

返回图1,并考虑以上的大概背景,输送设备32被配置为沿玻璃带22的行进路径制造一个或多个折弯(例如,在相对于主行进平面P的方向中的变化),诸如第一折弯100、第二折弯102、和第三折弯104。折弯100至104中一者或多者(包括全部)可诱发玻璃带22中的表面应力,该应力移除玻璃带22中的翘曲。折弯100至104乃由玻璃带22与折弯工具74、76、78中的一者或多者的介接(连同重力和拉动装置72所施加的拉力)所产生。

为了提供对折弯工具74、76、78的位置与折弯100至104相对于彼此的位置的更佳了解,图1中标记出正交的竖直V和水平H方向。竖直方向V可能垂直于主行进平面P,而水平方向H可能平行在主行进平面P。在以下的说明中,“竖直”和“竖直地”为参照竖直方向V;“水平”、“水平地”、“上游”和“下游”为参照水平方向H。进一步,玻璃带22的相对的第一主面110和第二主面112在图1中被识别出。

玻璃带22相对于输送设备32的行进路径起始于上游侧40上游位置120处,该上游位置在主行进平面P中或是紧密接近主行进平面P。第一折弯工具74位于接近上游位置120(但在上游位置120的下游),并且提供支承表面122(概称,诸如实体表面、空气支承等),该支承表面在主行进平面P上方(并在上游位置120的竖直上方)竖直地定位。第一折弯工具74相对于上游侧40的位置进一步与玻璃带22的期望粘度相关联;第一折弯工具74经定位以在一点处介接于玻璃带22的第一主面110,在该点玻璃带22的粘度有利在重力诱发的折弯。在此布置下,随着玻璃带22从上游位置120向支承表面122前进并接着超过支承表面122(的下游),第一折弯工具74和重力迫使第一折弯100进入玻璃带22中。玻璃带22可被视为具有位于第一折弯100的相对侧的第一段124和第二段126。由于介接的区域122竖直地定位在上游位置120上方,第一段124从上游位置120往支承表面122远离主行进平面P竖直地前进。随着玻璃带22行进超过支承表面122,重力致使第二段124从第一折弯100朝主行进平面P竖直地前进。第一折弯100是玻璃带22中在第一段124与第二段126之间的弯曲,并且具有顶点127(顶点是第一折弯100的曲线的斜率为零的所在)。第一折弯100提供的曲线相对于主行进平面P是凸的。

第二折弯102形成在第一折弯100的下游,并且是由重力和至少第二折弯工具76的位置所造成。尤其,第二折弯工具76经定位于第一折弯工具74的介接区域122的竖直上方(以及水平的下游)。第二折弯工具76的位置进一步与玻璃带22的期望粘度相关;第二折弯工具76经定位以在一点处介接于玻璃带22的第一主面110,在该点玻璃带22的粘度已增加(相对于介接于第一折弯工具74的点处的粘度)至级别,在该级别处玻璃带22不可能经历完全由重力的力所致的实质折弯。换句话说,在介接于第二折弯工具76的该点处,玻璃带22的粘度足够高,以使得玻璃带22将不仅是以类似于上述玻璃带22与第一折弯工具74的相互作用的方式围绕第二折弯工具76弯曲。然而,第一折弯工具74和第二折弯工具76(竖直和水平两者)之间的距离结合了玻璃带22的期望粘度,使得第二折弯102将由于重力而被形成在玻璃带22中(在第二折弯工具76上游)。换句话说,第二折弯工具76的位置和玻璃带22的期望粘度使得玻璃带22限定位于第二折弯102的相对两侧的如上所述的第二段126(竖直朝向主行进平面P)以及第三段128。第二折弯工具76致使第三段128在从第二折弯102往第二折弯工具76的行进中远离主行进平面P竖直地前进。第二折弯102代表玻璃带22中在第二与第三段126、128之间的弯曲,并具有顶点129。由第二折弯102建立的曲线相对于主行进平面P是凹的。如果玻璃带22的粘度太高和/或第二折弯工具76更靠近第一折弯工具74定位,则仅重力的力将不足够致使第二折弯102形成。考虑这些解释,则第二折弯工具76经配置和定位以随着玻璃带22朝第三折弯工具78前进沿该行进路径支撑玻璃带22。

第三折弯104形成在第二折弯102下游,并乃通过第三折弯工具78和重力所制造。尤其,第三折弯工具78经定位于第二折弯工具76的竖直上方和水平下游。第三折弯工具78的位置进一步与玻璃带22的期望粘度相关;第三折弯工具78经定位以在一点处介接于玻璃带22的第二主面112,玻璃带22的粘度在该点处已增加(相对于介接于第一折弯工具74的点处的玻璃带22的粘度)至适用于施力折弯的级别且较不可能完全因为重力的力而经历实质的折弯。换句话说,玻璃带22的粘度足够高而玻璃带22将不会在接触表面(诸如第三折弯工具78)时即经历局部的剪切作用,却也足够低以可响应于接触而容易变形。第三折弯工具78的位置相关于玻璃带22在介接于第三折弯工具78的点处的期望粘度,使得玻璃带22包括在第三折弯104的相对两侧的上述的第三段128(远离主行进平面P竖直前进)和第四段130。第四段130从第三折弯104朝主行进平面P竖直地前进。第三折弯104代表第三与第四段128、130之间玻璃带22中的弯曲,并具有顶点131。建立第三折弯104的该曲线相对于主行进平面P是凸的。作为参考点,在没有第三折弯工具78的情况下,重力将可能致使玻璃带22终究从第三段128的方向偏折,随着玻璃带22从第二折弯工具76远离前进而逐渐朝向主行进平面P弯回。第三折弯工具78被强加至此自然的、重力诱发的路径中,迫使玻璃带22经历更独特的曲线,适用于产生如上述的表面应力(例如,足够用于移除玻璃带22中的翘曲部分)。因此(且如图1所反映的),第三折弯104经形成在玻璃带22中使得第三折弯104的顶点131在第三折弯工具78的稍微上游。换句话说,玻璃带22不在第三折弯工具78处(或附近)形成独特曲线;相反地,第三折弯工具78经格式化和(相对于第二折弯工具76)定位用以在行进路径中给予偏折,该偏折加上重力和在介接于第三折弯工具78的处的玻璃带22的粘度,产生了适用于移除翘曲的第三折弯104。无论如何,主行进平面P与第三折弯104之间的竖直距离大于主行进平面P与第一折弯100之间的竖直距离。

玻璃带22的行进路径从第三折弯104的顶点131朝主行进平面P继续。邻近下游端42,第一主面110被滚筒80支撑(例如,接触滚筒80)。玻璃带22可沿滚筒80且在拉动装置72处位在主行进平面P中。在一些实施方式中,滚筒80的位置相关于在介接于滚筒80的点处玻璃带22的期望粘度;例如,在该处玻璃带22的粘度以增加至级别,该级别适用于与滚筒表面的直接、无破坏接触。

尽管已将输送设备32描述成包括三个折弯工具74、76、78并限定该行进路径为包括三个折弯100、102、104,但任何其他数目的折弯工具(无论较少或较多)是可接受的。例如,可沿所需要的行进路径提供附加的折弯工具来支撑玻璃带22(例如,如同上述地对第二折弯工具76)。无论如何,本公开的输送设备经格式化以在玻璃带22的行进路径中在位置处形成至少一个曲线或折弯,该位置相应在在适合产生足够从玻璃带22移除翘曲部分的表面应力的折弯处玻璃带22的期望粘度。在粘性的膜(例如粘性的玻璃带)的情况下,折弯产生的应力一部分被用以宏观地形变玻璃带22也局部地展平它。这些应力在短时间中放松,使局部形变为持久的。玻璃带22沿折弯100、102、104中的至少一个或多个经历此展平。尽管已将玻璃带22从上游侧40到下游侧42的行进路径描述成起始于(相对于主行进平面P为)凸的第一折弯100处,但在其他实施方式中,从上游侧的行进路径可在第一折弯100的上游处包括一个或多个其他折弯(例如,在凸的第一折弯100的上游处有一个或多个(相对于主行进平面P为)凹的折弯)。

与本公开的输送设备一起使用的折弯工具(诸如折弯工具74、76、78)可采用适用于随着玻璃带22被沿行进路径输送而介接玻璃带22的各种形式,其方式为机械地制造如上所述的减轻翘曲的折弯。在更一般的意义上,这些折弯工具被配置为建立直线类型接触或是以最小的或无热感应的介接于玻璃带22(即,这些折弯工具不在玻璃带22上产生“热疤”)。在一些实施方式中,用本公开的地面输送单元提供的折弯工具的一个或多个或全部(诸如折弯工具74、76、78中一者或多者)可为静态主体(例如固定的或非旋转中的杆)。对本公开的地面输送单元与方法有用的静态折弯工具可包括高热传导性材料以避免玻璃带22中的热梯度驱使的形变。在一些实施方式中,静态类型的折弯工具结合有低摩擦系数材料(或被配置为具有介接于玻璃带的低摩擦力的其他材料),该材料至少位于意欲介接于行进中的玻璃带22的面,以使曳力和粘着的问题最小化。例如,静态类型折弯工具可包括或包括碳化硅、石墨等,至少位于意欲介接于玻璃带22的面。在又一些实施方式中,静态类型折弯工具可包括介接于行进中玻璃带22的空气支承(例如,第一折弯工具74可具有空气支承构造)。空气支承构造可在若干位置处使用作为折弯工具,在这些位置处适中的力适用于制造玻璃带22中的所需折弯或曲线。

在一些实施方式中,与本公开的输送设备提供的折弯工具(诸如折弯工具74、76、78)中的一个或多个或全部可具有滚轧类型的构造,诸如由杆可旋转地支撑的滚筒。在一些实施方式中,滚轧类型的折弯工具可结合有较低热感应性设计以促进以上提及的低热梯度驱使的形变。例如,滚轧类型的折弯工具可包括或包括铝材料,该材料至少位于意欲介接于行进中玻璃带22的表面处;适合的铝主体(管、杆等)轻易地可取得,并且可应对高温度。对于滚轧类型折弯工具有用的材料的其他非限制性示例包括高强度瓷器(例如,碳化硅)。

在一些实施方式中,与本公开的输送设备提供的一个或多个或全部折弯工具被配置为通过提供围绕高热传导性材料的强制循环来解决可能的热传送问题。这些选择性的构造可有助在缓和热梯度并减少剩余的应力(平面中组分)级别。例如,这些折弯工具可被配置为使得玻璃带22在高浸透性主体上行进,该高浸透性主体转而产生曲度的倒置。在相关实施方式中,这些折弯工具的一个或多个或全部可被配置为从玻璃带22的两主面110、112提供热转移以加强整体效果。

在一些实施方式中,与本公开的输送设备提供的一个或多个或全部折弯工具(诸如折弯工具74、76、78中的一个或多个或全部)可结合有自对准机构。作为参考点,让与玻璃带22的主要行进方向一致的折弯工具产生适当的对准以避免对玻璃带22上压缩/拉伸力的发生是有益的,所述压缩/拉伸力转而可能驱使平面外的形变。自对准机构可采用适用于维持与主要行进中方向的对准的各种形式。例如,可将提供正交在玻璃带22的平面的上游旋转轴的装置链接至该折弯工具;在此构造的情况下,下游拉力(由拉动装置72施加)产生对准该组件的动量(例如,类似于风向标)。

在一些实施方式中,与本公开的输送设备提供的一个或多个或全部折弯工具(诸如折弯工具74、76、78中的一个或多个或全部)可被配置为提供相对于输送机系统70并尤其相对于主行进平面P的位置可调整性(可竖直调整和/或水平调整)。作为参考点,在折弯高粘度的玻璃带22的情况下,沿该行进路径的两连续折弯工具的相对位置可需要被控制在严格的容差的内(例如,在100mm的距离上100微米以内)。两连续折弯工具之间的间隔在一些实施方式中可大于约50mm(沿玻璃带行进路径);在较短的距离时,连续的折弯工具之间的微小不对准可能产生明显的平面外应力和/或不稳定性。进一步,连续折弯工具之间玻璃带中的平行度可是有益的以产生跨玻璃带22的宽度的一致折弯半径。考虑此,可通过框架(未图示)或允许竖直和/或水平调整的其他结构来相对于输送机装置70支撑折弯工具。在有关的实施方式中,可将适当的致动器(例如气动式、机械式、电子式等)连结或连接到折弯工具,该致动器的操作由控制器(例如,PLC)所控制。用这些和其他实施方式,折弯工具中一者或多者的位置可在玻璃带制造操作之前或玻璃带制造操作期间经自动地调整。例如,在系统20的初始开机(例如暖机和玻璃带初始化或穿线)期间的状况不一定兼容于在正常制造期间所需要的折弯工具位置;在这些与其他情况下,可提供这些折弯工具中的一者或多者的自动化复位位。类似地,不同的玻璃带性质和/或制造需求可能涉及不同的折弯工具位置;可提供折弯工具中的一者或多者的自动化复位位(举例,例如响应在操作者输入的制造限制条件)。

根据本公开的原理且有用于本公开的地面输送单元(诸如地面输送单元32(图1))的示例性折弯工具组件150显示在图4中。折弯工具组件150包括上游折弯工具160、下游折弯工具162、上游支撑单元164(概称)、下游支撑单元166(概称)、和基部单元168。以下提供各组件上的细节。一般来说,折弯工具组件150可相对于输送机装置(诸如上述的输送机装置70(图1))安装,将折弯工具160、162定位于拉动装置(诸如拉动装置72(图1))上游。折弯工具160、162经配置且定位而以减少翘曲或改善平坦度的方式介接于经持续输送的玻璃带(未图示)。上游支撑单元164相对于基部单元168固定上游折弯工具160,而在一些实施方式中允许将上游折弯工具160相对于该输送机装置的选择性定位,并且尤其是相对于该输送机装置的主行进平面(诸如上述的主行进平面P(图1))。在一些实施方式中下游支撑单元164类似地固定下游折弯工具162。

折弯工具160、162可各自采用本公开文件的全文中所述形式的任意者,并且在一些实施方式中是(或包括)圆柱形的杆180(针对上游折弯工具160识别出)。折弯工具160、162中一者或两者可包括滚筒,该滚筒结合有滚轧特征(例如轴承182,图4中识别出的其中一者),该滚轧特征提供了杆180围绕其中心轴的旋转(在安装至对应的上游支撑单元164和下游支撑单元166的情况下,如下所述)。任选地,折弯工具160、162中的一者或两者可进一步包括安装至杆180的热屏蔽184(图4中识别出其中一者),该热屏蔽被配置为保护这些滚轧特征中的一对应者(例如轴承182中的)免在来自玻璃带(未图示)的热辐射。折弯工具160、162中的一者或两者可具有有或没有被图4描绘的其他构造,并且可能有或没有滚筒类型形式。

上游支撑单元164包括相对的第一上游支撑主体190和第二上游支撑主体192。在一些实施方式中上游支撑主体190、192可是相同的,并且大致地各自被配置为支撑上游折弯工具160的端部区域(例如,上游折弯工具160的圆柱形的杆180),和建立上游折弯工具160相对于基部单元168的空间位置。图5更详细地描绘第一上游支撑主体190的一部分。上游支撑主体190形成或限定工具接收槽194和导槽196。工具接收槽194的大小和形状对应在上游折弯工具160的特征以允许上游折弯工具160对上游支撑主体190的选择性组装或安装。例如,工具接收槽194的大小和形状可对应在杆180所携带的轴承182的大小和形状,使得在图5的已安装状态中轴承182嵌套(nest)在槽194内。进一步,上游折弯工具160可包括在已安装状态中相对于支撑主体190选择性地维持或锁定轴承182的一个或多个附加的组件,诸如套环200和将套环200偏移成接合支撑主体190的弹簧202或类似组件。在此构造下,上游折弯工具160可选择性地固定至第一上游支撑主体190(还有第二上游支撑主体192(图4))和从第一上游支撑主体190移除。其他安装构造也为可接受的,并且不一定提供上游折弯工具160对上游支撑单元164(图4)的可移除组装。

导槽196被包括在一些可选的实施方式中,并且其大致被配置为促进第一上游支撑主体190与基部单元168之间的可移动连接。例如,在一些实施方式中,导槽196经配置大小和形状,以可滑动地接收与基部单元168所包括的紧固件210。用此可选的构造,紧固件210可经放松以允许相对于基部单元168升高或降下支撑主体190(因此还有其所携的上游折弯工具160);旦支撑主体190位于所期望的的竖直位置,则紧固件210可被拉紧以相对于基部单元168来固定支撑主体190。在这方面,支撑主体190可形成或携有指示器212(例如沟槽),该指示器负责相对于连同基部单元168所包括的量尺或其他标记来相关或识别支撑主体190的竖直位置,如以下更详细描述。第一上游支撑主体190(和基部单元168)可结合有其他安装配置方式,可包括或不包括导槽196。

返回图4,可类似于(诸如相同于)上述上游支撑单元164地建构下游支撑单元166,其包括(例如)相对的第一和第二下游支撑主体220、222。在一些实施方式中,下游支撑主体220、222被配置为建立下游折弯工具162的更持久连接或组装。例如,在一些实施方式中,下游折弯工具162可能不能轻易地从下游支撑单元166移除。

基部单元168可包括板230(相对第一和第二侧支脚232、234)和框架236(概称)。侧支脚232、234可在大小和形状上是相同的,并且附接到板230的相对端并从板230的相对端伸出。框架236包括相对的第一和第二横梁240、242,还有可选的相对的第一和第二臂244、246。横梁240、242经可移动地连接到侧支脚232、234中的一对应者,以及连接到连同上游和下游支撑单元164、166所包括的支撑主体190、192或220、222中的一对应者。臂244、246在横梁240、242间延伸并将横梁240、242互连。在此构造下,板230提供强大的结构用于相对于地面输送单元安装折弯工具组件150,使得板230和支脚232、234经维持固定。横梁240、242的各者可相对于对应的支脚232、234选择性地移动,以一起相对于板230升高或降下上游和下游支撑单元164、166的一对应端(因此还有用其携带的对应的上游和下游折弯工具160、162的端)。进一步,上游和下游折弯工具160、162的各者的端可经由对应的支撑主体190、192、220、222相对于对应的横梁240、242的移动来经单独的相对于板230升高或降下。

支撑单元164、166与基部单元168之间的互连进一步描绘在图6A中。第一上游支撑主体190选择性地通过紧固件210耦接至第一横梁240(紧固件210相反地经可滑动地接收在导槽196中)使得第一上游支撑主体190(因此还有其携带的上游折弯工具160的该端)可经相对于第一横梁240升高和降下。上游量尺或测量工具250可附接到接近第一上游支撑主体190的第一横梁240,并且可包括递增的标记(例如数字、散列标示(hash mark)等)。第一上游支撑主体190的指示器212与量尺250上所包括的这些标记之间的关系可指示出第一上游支撑主体190所携带的上游折弯工具160的该端相对于第一横梁240和/或相对于板230的竖直位置。例如,在图6B的布置中,第一上游支撑主体190已被相对于第一横梁240竖直地升高(与图6A的位置相比)。此种位置中的改变可通过指示器212和量尺250经视觉地指示给用户;在图6A的位置中,指示器212对齐沿量尺250的第一个标记(即“30”),而在图6B的位置中,指示器212对齐沿量尺250的不同标记(即在“30”与“40”之间的标记处;趋近“38”)。可替代地使用其他纯量类型的标记机制。

参照图5与图6A图之间,第一下游支撑主体220可类似地限定导槽252,并且可选择性地通过紧固件254耦接至第一横梁240,该紧固件254可滑动地接收在导槽252内。因此,第一下游支撑主体220(和其携带的下游折弯工具162的该端)能相对于第一横梁240经升高或降下。下游量尺或测量工具256可附接到接近第一下游支撑主体220的第一横梁240;形成在第一下游支撑主体220上(或由第一下游支撑主体220携带)的指示器258相对于下游量尺256上所包括的测量相关信息之间的关系可指示出第一下游支撑主体220所携带的下游折弯工具162的该端相对于第一横梁240和/或相对于板230的竖直位置。例如,第6A和6B图的比较显现出在图6B的布置中,第一下游支撑主体220已被相对于第一横梁240竖直地降低(与图6A的位置相比)。此种位置中的改变可通过指示器258和下游量尺256指示给使用者;在图6A的位置中,指示器258对齐沿下游量尺256的第一个标记(即在“10”与“20”之间;趋近“13”),而在图6B的位置中,指示器258对齐沿下游量尺256的不同标记(即在“10”下的标记处;趋近“8”)。

在一些实施方式中,上游量尺250和下游量尺256可携带或显示相同的测量相关标记符,和可彼此沿第一横梁240水平对齐。例如,如图6A中显示,上游量尺250上的标记符“30”可与下游量尺256上的标记符“30”水平对齐。以此可选的配置方式,用户可更轻易地了解和选择上游与下游折弯工具160、162之间的所期望的竖直间隔。例如,当量尺250、256具有以毫米为单位递增的标记符而用户希望在上游与下游折弯工具160、162之间到20mm的竖直间隔时,第一上游支撑件190的指示器212可与上游量尺250上的“30”对齐,而指示器258可与下游量尺256上的“10”对齐。

在一些实施方式中,第一横梁240可选择性地耦接至第一侧支脚232。例如,第一侧支脚232可形成一个或多个导槽260,各导槽经重设大小以可滑动地接收紧固件262,该紧固件转而附接到第一横梁240。以此示例性构造,第一横梁240(因此还有经由支撑主体190、220的上游和下游折弯工具160、162)可相对于第一侧支脚232(因此还相对于板230)经升高和降下。中游量尺或测量工具264可附接到接近导槽260中的导槽的第一侧支脚232;形成在第一横梁240上(或由第一横梁240携带)的指示器266相对于量尺264上所包括的测量相关信息之间的关系可指示出第一横梁240(因此还有折弯工具160、162)相对于板230的竖直位置。

返回图4,第二上游支撑主体192和第二下游支撑主体222可相称在以上说明而选择性地耦接至第二横梁242。用这些可选的组装配置方式,第一折弯工具160可经由第一上游支撑主体190和第二上游支撑主体192相对于对应的横梁240、242的选择性移动而经相对于板230竖直地升高和降下。在一些实施方式中,第二上游支撑主体192包括(或携带)类似于或相同于第一上游支撑主体190的指示器212(图5)的指示器(经隐藏),并且第二横梁242包括(或携带)类似于或相同于如上所述的上游量尺250的上游量尺270。第二上游支撑主体指示器沿第二上游支撑主体192的竖直位置可能类似于或相同于指示器212沿第一上游支撑主体190的竖直位置;沿与第二横梁242所包括的上游量尺270的递增标记符可为类似于或相同于与第一横梁240所包括的上游量尺250的递增标记符,并且上游量尺270在第二横梁242上的竖直位置可能类似于或相同于第一横梁240上的上游量尺250的竖直位置。在这些可选的构造下,提供给使用者对上游折弯工具160的相对端的竖直位置的视觉指示,如由上游支撑主体190、192所指示。例如,如果使用者希望布置上游折弯工具160使得杆180的中心轴实质上水平并假设板230经水平安装,则第一上游支撑主体190和第二上游支撑主体192相对于对应的横梁240、242布置使得第一上游支撑主体190的指示器212与第二支撑主体192的指示器可与对应的上游量尺250、270所包括的相同递增标记符对齐。此外,使用者可通过在相对于对应上游量尺250、270的所选、不同的竖直位置处布置第一上游支撑主体190和第二上游支撑主体192来建立离水平的已知偏差。类似的或相同的对准特征可任选地被包括在下游支撑单元166中。

在一些实施方式中,相称在以上针对第一横梁240和第一侧支脚232之间的选择性耦接的说明,第二横梁242可选择性地耦接至第二侧支脚234。进一步,第二横梁242可包括或支承类似于或相同于第一横梁240的指示器266(第7A图)的指示器(经隐藏),而第二侧支脚234可包括或支承相同于第一侧支脚232相关联的中游量尺264的中游量尺(经隐藏)。借着这些可选的构造,通过相对于侧支脚232、234来升高或降下框架236,上游和下游折弯工具160、162可一起相对于板230被竖直地升高和降下。臂244、246(当有包括时)可作为把手以供操控框架236的整体。无论如何,经由各横梁240、242的指示器(例如第一横梁240的指示器266)的指示器相对于对应的侧支脚232、234所关联的对应中游量尺(例如第一侧支脚232的中游量尺264),使用者可被提供横梁240、242相对于对应侧支脚232、234的竖直对准的视觉指示。也可接受其他可能或不可促进上游和下游折弯工具160、162的一起竖直移动的安装配置方式。

折弯工具组件150可任选地包括一个或多个附加的组件或特征。例如,在一些实施方式中折弯工具组件150可自动化或机械化,让上述的调整或测量中的一者或多者通过控制器(例如可编程逻辑控制器)或计算机接口来远程进行。

图7以简化的形式图示根据本公开的原理处理玻璃带22的输送设备32’的实施例。输送设备32’包括如上所述的输送机装置70和拉动装置72,还有折弯工具组件150。相称在先前的解释,输送机装置70建立从上游侧40至下游侧42的主行进平面P。折弯工具组件150经排列在上游侧40与下游侧42之间,上游折弯工具160在下游折弯工具162的上游。折弯工具组件150建立自主行进平面P偏折的行进路径,包括玻璃带22在上游折弯工具160上(并接触上游折弯工具160)且在下游折弯工具162下(并接触下游折弯工具162)行进。随着玻璃带22致使在上游折弯工具160处折弯,对应的折弯应力如上所述地致使翘曲的移除。在一些实施方式中,上游和下游折弯工具160、162经定位于一点处介接于玻璃带22,在该点玻璃带22经期望具有较高的粘度(例如,玻璃带22在介接于上游折弯工具160的该点处的期望粘度大于完全因为重力让玻璃带22围绕上游折弯工具160折弯所将需要的粘度)。作为参考点,玻璃带22到输送设备30’的线程可包括:从上游支撑单元164移除上游折弯工具160,通过输送设备30’拉动玻璃带22,和接着安装上游折弯工具160至上游支撑单元164(到达图7的行进路径)。在其他实施方式中,上游折弯工具160可更持久地安装至上游支撑单元164。

返回图1,本公开的系统、输送设备和方法可结合有辅助减少翘曲的一个或多个附加的特征。例如,输送机装置70可包括桌台或板,其具有在主行进平面P中的平坦表面自上游侧40突出并意图为玻璃带22提供所期望的的热转移。在一些实施方式中,输送设备32可包括一个或多个悬吊杆或类似结构(例如,石墨杆)经定位以防止玻璃带22接触该桌台的平坦表面。已让人惊喜地发现,通过避免行进中玻璃带22与延长平坦表面之间的接触,减少了宏观纵向波(macro longitudinal wave)的发生(例如在玻璃带22的长度方面延伸的大于3mm的平坦度偏差),其可能产生自与冷表面的漫长接触。相关实施方式中,支撑件或空气桌台可以Zircar陶瓷形成(而非石墨)以提供低发射率和低热传导性质。替代地或附加地,在玻璃带22边缘处的翘曲可通过在垂直于玻璃带行进路径布置的杆上反向折弯玻璃带22来减少,提供邻接上游侧40的悬吊杆一个驱动玻璃带22的折弯和展平的悬链线,和/或提供一个或多个附加的夹持/展平滚筒,这些滚筒提供滚筒上滚筒(roll-on-roll)的线接触以产生高区域性折弯压力。

本公开的实施方式和特征的优点通过以下非限制性实施例来进一步说明,但这些实施例中所述的特定材料和其份量(还有其他条件和细节)不应被理解为过度限制本公开的范围。

实施例

一对比样本玻璃片使用常规的熔融拉伸方法制造系统制备,该系统包括输送设备,该输送设备从下拉熔融供应设备接收连续玻璃带。该输送设备包括位于其下游端的夹持滚筒,并在主行进平面中从上游端往下游端输送该玻璃带。该玻璃带从该熔融供应设备经受90度转向(垂直于水平)到该输送设备,并且该玻璃带可以在越过该输送设备的同时冷却。冷却之后,从该玻璃带切下该对比样本玻璃片;该对比样本玻璃片具有250mm的宽度和650mm的长度。接着测量该对比样本玻璃片中的翘曲,并将其呈现在图8中。对比样本玻璃片所展现的平坦度偏差的范围被发现为大于300微米。

示例玻璃片使用如上的对比样本玻璃片所采用的相同玻璃配方制备。在制备对比样本玻璃片中利用的熔融供应设备也被采用作为输送设备,除了折弯工具被并入输送设备中之外(类似于图1的布置),使玻璃带经受一连串折弯。在冷却之后,示例玻璃片从玻璃带被切下;该样本玻璃片具有250mm的宽度和650mm的长度。接着测量示例玻璃片中的翘曲,并将其呈现在图9中。示例玻璃片所展现的平坦度偏差的范围被发现为少于100微米。图8与图9的比较揭示了在全部其他参数相等的情况下,平坦度用本公开的输送设备、系统和方法来改善。

本公开的玻璃带处理系统、输送设备和方法相较于先前设计和技术提供了显着的改善。本公开的一些系统、设备和方法通过在不同粘度下的一连串一个或多个折弯而供用于减少在连续地输送的玻璃带中的翘曲。用于形成折弯的朝上力分量可通过物理手段来提供,该物理手段将该玻璃带驱动到相较正常行进平面较高的位置。此物理手段可为固体表面(静态的或旋转的),具有或不具有空气轴承,从而导致可能是磨擦、滚轧或无接触的相互作用。用于形成折弯的朝下力分量在粘度足够低时可由重力提供,或通过利用将玻璃带推动到较低位置的机械手段来提供。该玻璃带折弯产生应力场,该应力场倾向于展平该玻璃带跨宽度的轮廓。

在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下,对本文中所述的实施方式可做出各种修改和变化。因此本说明书意图涵盖本文所述的各种不同实施方式的修改和变化,只要此类修改和变化落在所附权利要求书和其等同物的范围内。

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