使用夹持器设备形成具有低弓度的细长玻璃部件的制作方法

本发明一般涉及生产细长玻璃部件，并且具体地涉及使用夹持器系统来生产具有低弓度的大玻璃预型件。

背景技术：

通常，用于石英玻璃管、棒或塌陷偏心圆柱体中棒(ric)的预型件是通过将石英玻璃部件(例如，圆柱体、锭或非塌陷ric)引入到在垂直定向上包括加热区(例如，熔炉)的装置中使得下端开始软化并形成线束来生产。然后将线束放置于牵拉设备中，所述牵拉设备包括一组或多组牵拉轮。线束的拉伸速率由牵拉轮的速度来控制，所述牵拉轮可以依据成形区温度或粘度以及由所述轮支撑的线束的重量施加向下或向上的力。成形的实现无需借助模具，因此线束尺寸由石英玻璃部件的给料速率、加热区的温度和牵拉轮的速度来控制。

另一选择为，预型件可以通过熔炉中的电力或火焰熔化石英砂并穿过模具牵拉从熔炉抽取线束来形成。然后将所述线束放置到如上所述的牵拉设备中。

在任一种情况中，由于牵拉轮与预型件之间的接触面积小，因此可由牵拉轮施加到预型件的力的量是有限的，这是因为过大的压力可能损坏预型件的玻璃表面。对于需要比由一组牵拉轮可施加的更大的牵拉力的大预型件，可以按不同水平将多组牵拉轮应用于线束以实现必要的总力。然而，多组牵拉轮同时增大了装置的高度和成本。此外，在所述组牵拉轮精确地对准的情况下，仅可用多组牵拉轮来实现低弓度，这在实践中难以实现。

参考图1a，弓度理解为玻璃部件(例如玻璃棒10)的弯曲度。在图1a所示的示例中，具有单个曲率半径的玻璃棒10的弓度可以依据每个长度z的水平偏移x来定义，或更常见地，通过长度z上的x/2的最大“弧度”(从直线的偏差“弦”)来定义，全部通常表示为毫米/米(mm/m)。然而，弓度还可以描述为沿着玻璃部件的任何一点的曲率12的半径r。越大的曲率半径反映玻璃部件的所述点存在越小的弓度。实际上，可以容易地将其显示为非常好的近似计算r=z²/(2*x)(方程式1)。

参考图1b，通过按线性向下速度v如上所述地牵拉熔融线束15来形成玻璃部件。这样在时间t之后得到凝固的线束长度v*t。然而，如果熔融线束15经受横向或垂直于玻璃拉伸方向v的力与加速度v┴’(即，横向速度v┴的时间导数)，则弓度可以形成且凝固成线束。如图1c所示，如果v┴是0(这也意指v┴’为0)，则在时间t之后，线束具有v*t的长度，但偏移x(=v┴*t)保持为0，所以线束是直的且没有任何弓度。然而，如果v┴’不为0，则在时间t之后，线束具有v*t的长度，但线束的底部是按距离½v┴’*t²偏移，如图1d所示。在拉伸速度v和横向加速度v┴’两者均是恒定的情况中，线束15中的弓度的半径r将保持恒定且其等于v²/v┴’。这可由方程式1导出如下：

z=v*t

x=½v┴’t²

r=z²/(2*x)=v²/v┴’(方程式2)

因此，通过使熔融线束在其凝固之前经受的垂直或横向加速度v┴’或等效垂直或横向力的量最小化来使弓度最小化。注意，虽然牵拉方向v通常是大致上垂直以使对v┴’的任何重力贡献最小化，但牵拉方向v可以是沿着严格垂直以外的方向，只要对于低弓度使横向力或加速度最小化即可。实际上，如果v┴’为0但v和v┴两者均是恒定的，则线束仍能够被拉直而在具有非零偏移x(=v┴*t)的非垂直方向上无弓度或曲率。

一般来说，在任何拉伸工艺中玻璃部件的弓度或曲率仅是玻璃如何从熔炉中被拉伸或流出的凝固记录。无论预型件或管曲率如何复杂，在曲率上的任何给定点(具有无穷小长度)处，总是能够由一个向量对其进行描述，所述向量的量值是曲率半径且其方向由包含所述无穷小长度的曲率的平面的法向向量定义。这是三维空间中任何曲率的数学上严格且完整的描述。任何给定点处的曲率半径r又可以由方程式2给出，即r=v²/v┴’，刚好与上文考虑的示例一样，其中v是给定点处的瞬时玻璃流速，以及v┴’是相对于速度向量v的垂直或横向速度分量v┴的加速度或时间导数。方程式2中的曲率半径、拉伸速度和横向加速度或力之间的这些一般性关系可以通过概述粒子质量m在半径r的圆形上且以速度v移动的如下相近类比来容易地看到：其经受的向心力是(m*v²/r)或向心(即，横向或垂直)加速度是v┴’=v²/r。

对于其中输入部件是玻璃棒或预型件的大多数应用，弓度是非期望的。许多应用需要在玻璃加工车床中将玻璃棒与玻璃部件焊接或接合。用卡盘夹紧的石英棒的自由端中的弓度“径向振摆”或“游移”使得难以实现同心且笔直的焊接。在纤维拉伸的情况中，将把手焊接到预型件的顶部。通过焊接的把手将预型件在拉伸熔炉上方固持于卡盘或固持器中，且然后将预型件的底部下放到熔炉熔化区。从预型件的底端拉伸纤维。随着预型件玻璃在纤维拉伸过程中被消耗掉，预型件持续地下放到熔化区中。如果预型件具有弓度，则预型件的底端将跟随所述弓度，且熔化区将相对于拉伸熔炉的中心而偏移，从而导致纤维拉伸中非期望的不对称玻璃流。此外，在纤维拉伸中，往往期望在预型件与拉伸熔炉顶部上的密封机构之间具有可能最小的环形间隙。所要求的净空是预型件弓度的直接函数。

对于在管中棒(rit)光纤预型件的制造中使用的包层管，弓度也是非期望的，这是因为弓形包层管使得芯棒的插入较为困难。实际上包层管弓度还导致更大的包层间隙，这往往增大纤维芯偏心率，而有损于光纤性能。

近来尝试了用导引元件置换固定位置牵拉轮，所述导引元件附接到线束且能够沿着线束垂直地移动。此类尝试的示例可以参见美国专利号6,938,442。然而，此类设备仍需要导引元件的精确对准以确保不将弓度引入到线束中，并且无法调整导引元件的位置来防止未对准。因此，需要一种用于形成包括可调整导引元件的玻璃预型件的装置。

技术实现要素：

本发明提供一种用于形成具有低弓度的细长玻璃部件的装置和方法。在一个实施例中，所述装置包括：用于加热块体玻璃部件的加热元件，其中可以从所述块体玻璃部件沿向下z方向拉伸线束；以及夹持器设备。所述夹持器设备包括：夹紧元件，所述夹紧元件用于在以线性运动从所述块体玻璃部件牵拉或拉伸线束的同时支撑所述线束并与所述线束一起线性地移动；以及附接到所述夹紧元件的低摩擦安装元件，所述低摩擦安装元件允许在x-y平面中的平移移动，其中所述z方向由其中拉伸所述线束的方向界定。因为所述安装元件是低摩擦，所以由所述玻璃部件施加到所述夹紧元件的力将导致所述夹紧元件沿着所述安装元件偏转，而非所述夹紧元件对所述玻璃部件施加横向阻力，从而将引入弓度的风险最小化。

在另一个实施例中，可以通过如下方式来生产具有低弓度的细长玻璃部件：加热块体玻璃部件以形成线束，确定所述线束的中心，将夹持器设备的夹紧元件与所述线束的所述中心对准，并使所述夹持器设备沿线性向下方向远离所述块体玻璃部件地移动以拉长所述线束。所述夹持器设备还包括附接到所述夹紧元件的低摩擦安装元件，所述低摩擦安装元件允许所述夹紧元件在x-y平面中平移移动，其中所述z方向由其中拉伸所述线束的方向定义。因为所述安装元件是低摩擦，所以在未对准的情况下，所述线束的位置不受所述夹紧元件夹紧到所述线束的干扰。

在另一个实施例中，可以通过如下方式在从块体玻璃部件拉伸细长玻璃部件中校正弓度：将夹持器设备附接到线束，所述夹持器设备包括夹紧元件和附接到所述夹紧元件的安装元件，所述安装元件允许所述夹持设备在x-y平面中平移移动；测量所述线束中横向加速度的量；以及沿着所述横向加速度的相反方向在所述安装元件上移动附接到所述线束的所述夹紧元件以减小所述线束中的弓度的量。可以通过随时间在多个点处确定所述线束的横向位移来测量所述线束的横向加速度的量。

附图说明

当结合附图来阅读下文详细描述时，根据下文详细描述最佳地理解本发明。应强调，按照惯例，附图的各种特征并非按比例绘制。相反，为了简明起见，各种特征的尺寸被任意地放大或缩小。附图中包括以下各图：

图1a是弓形玻璃部件的侧视图；

图1b是具有第一拉伸长度的玻璃部件的侧视图；

图1c是图1b的玻璃部件在牵拉到第二拉伸长度而未引入弓度之后的侧视图；

图1d是图1b的玻璃部件在牵拉到第二拉伸长度同时引入弓度之后的侧视图；

图2a是根据本发明实施例的用于形成具有低弓度的细长玻璃部件的装置的侧视图，所述装置包括附接到线束的第一夹持器设备；

图2b是根据本发明实施例的图2的装置在已将线束拉伸到第二长度之后的侧视图；

图3a是根据本发明实施例的生产弓形线束的装置的侧视图；

图3b是根据本发明实施例的图3a的装置在已将夹持器设备附接到弓形线束并线性地向下牵拉以防止弓度在线束中传播之后的侧视图；

图3c是根据本发明实施例的图3a的装置在已将夹持器设备附接到弓形线束之后的侧视图；

图3d是根据本发明实施例的图3c的装置在夹持器设备已移动了线束以抑制成形区中的横向加速度之后的侧视图；

图4a是根据本发明实施例的用于形成具有低弓度的细长玻璃部件的装置的侧视图，所述装置包括附接到线束的三个夹持器设备；

图4b是根据本发明实施例的在已向下移动三个夹持器设备以拉长线束的情况下图4a的装置的侧视图；

图4c是根据本发明实施例的在已将顶部夹持器设备与线束拆开的情况下图4b的装置的侧视图；

图4d是根据本发明实施例的在已将顶部夹持器设备在更高高度处重新附接到线束的情况下图4c的装置的侧视图；

图4e是根据本发明实施例的在已将中间夹持器设备与线束拆开的情况下图4d的装置的侧视图；

图4f是根据本发明实施例的在已将中间夹持器设备在更高高度处重新附接到线束的情况下图4e的装置的侧视图；

图4g是根据本发明实施例的在已将底部夹持器设备与线束拆开的情况下图4f的装置的侧视图；

图4h是根据本发明实施例的在已将底部夹持器设备在更高高度处重新附接到线束的情况下图4g的装置的侧视图；

图4i是根据本发明实施例的在已在底部夹持器设备下方切断线束的情况下图4h的装置的侧视图；

图4j是根据本发明实施例的在已在底部夹持器设备上方切断线束的情况下图4h的装置的侧视图；

图5a是根据本发明实施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃线束的工艺的装置的侧视图，所述装置包括三个夹持器设备和在所述夹持器设备下方的可拆卸牵拉轮设备，其中所述牵拉轮设备附接到由块体玻璃部件形成的料滴；

图5b是根据本发明实施例的在所述牵拉轮设备已增大所述料滴的直径以形成线束的情况下图5a的装置的侧视图；

图5c是根据本发明实施例的在所述牵拉轮设备已增大所述料滴的直径且已将所述夹持器设备附接到所述线束的情况下图5b的装置的侧视图；

图5d是根据本发明实施例的在已拆卸所述牵拉轮设备且已切断所述线束的情况下图5c的装置的侧视图；

图6a是根据本发明实施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃部件的工艺的装置的侧视图，所述装置包括三个夹持器设备，所述三个夹持器设备附接到预先焊接到块体玻璃部件的起始件；

图6b是根据本发明实施例的在已向下移动了三个夹持器设备以在起始件与块体玻璃部件之间形成线束的情况下图6a的装置的侧视图；

图6c是根据本发明实施例的在已将三个夹持器设备与起始件拆开并重新附接到线束的情况下图6b的装置的侧视图；

图6d是根据本发明实施例的在已拆卸了起始件的情况下图6c的装置的侧视图；

图7a是根据本发明实施例的用于起始用于形成具有低弓度的玻璃部件的工艺的装置的侧视图，所述装置包括附接到起始件的三个夹持器设备，所述起始件与加热元件中的块体玻璃部件分开且在其下方；

图7b是根据本发明实施例的在已将起始件焊接到块体玻璃部件的情况下图7a的装置的侧视图；

图7c是根据本发明实施例的在已向下移动了三个夹持器设备以在起始件与块体玻璃部件之间形成线束的情况下图7b的装置的侧视图；

图7d是根据本发明实施例的在已将所述三个夹持器设备与起始件拆开并重新附接到线束的情况下图7c的装置的侧视图；以及

图7e是根据本发明实施例的在已拆卸了起始件的情况下图7d的装置的侧视图。

具体实施方式

参考图2a，提供一种用于形成如玻璃预型件的细长玻璃部件的装置200。装置200包括附接到塔形件220的夹持器设备210和加热元件240，如熔炉。夹持器设备210包括框架212、夹紧元件214和安装元件216，所述安装元件将夹紧元件214附接到框架212。可以通过附接元件230沿着塔形件220安装夹持器设备210，这允许夹持器设备210平行于塔形件220的长度(在图1中定义为z方向)垂直移动。在另一个实施例中，可以将安装元件216直接附接到塔形件220，而非附接到框架212或附接元件230。安装元件216允许夹紧元件214沿x方向和y方向平移移动(即，平移移动到x-y平面内的任何位置)。在一个实施例中，安装元件216是x-y平台，其包括安装在线性轴承或线性导轨上的一对臂和电动机(例如手动或伺服电动机驱动器)，以用于控制所述臂的移动。安装元件216进一步是低摩擦设备，使得由外部物体施加到夹紧元件214的力将导致夹紧元件214沿着安装元件216偏转，而非夹紧元件214对外部物体施加阻力。

装置200可以用于通过首先在加热元件240中将块体玻璃部件250加热来生产细长玻璃部件。如本领域技术人员所理解，所述方法中包含的某些步骤可以被省略；可以添加某些额外的步骤；以及可以从图示的次序更改这些步骤的次序。通过在加热元件240中将玻璃部件250加热，块体玻璃部件250的下端将软化并由于重力和玻璃部件250的经降低的粘度而形成线束260。在其他实施例中，可以通过对已加热的块体玻璃部件250施加压力以迫使块体玻璃部件250的一部分以线束260的期望形状穿过模具(未示出)而形成线束260。在示范性实施例中，加热元件240的温度可介于从约1600℃到2200℃之间的范围内。玻璃线束260可以是实心圆柱体或具有中空内部的管，并且具有介于从约1cm²至约400cm²的范围内的横截面面积，但可明确地设想到更大和更小的横截面面积。注意，对于管，横截面面积不包含管的中空内部(例如，对于具有外径d1和内径d2的管，横截面面积等于π[(d1/2)²-(d2/2)²])。虽然线束260通常是大致上圆形的，但线束260的横截面不限于圆形。

一旦已形成线束260，则可以通过将夹紧元件214移动成与线束260接触来附接夹持器设备210。夹紧元件214可经确定尺寸以具有凸面区，所述凸面区具有线束260的相反形状，使得夹紧元件214稳固地配接在线束260周围而不会导致线束260受损。在其他实施例中，夹紧元件可以仅接触线束260的外侧表面的一部分。在示范性实施例中，夹紧元件214可以由高温可如硅酸钙、石棉、压缩玻璃或陶瓷纤维(例如，岩棉)或高温橡胶(例如，硅酮或氟聚合物弹性体)的压缩材料制成。

首先通过确定线束260的中心且然后将夹紧元件214移动成在y方向上与线束中心265对准来对准夹紧元件214与线束260的中心。在一些实施例中，可以将夹紧元件214对准到线束的经估计中心，例如基于所期望的拉伸路径的所期望的中心。在其他实施例中，为了将夹紧元件214与线束260更精确地对准，装置200还可以包括能够定位线束中心的感测元件和用于根据所述感测元件的输出确定线束中心的计算机。所述感测元件可以包括一个或多个激光器设备、摄像机/视觉系统或机械接触(刻盘指示器)系统。在示范性实施例中，所述感测元件可以附接到夹持器设备212或可以在夹持器设备外部，例如附接到塔形件220。在另一个实施例中，所述感测元件可以在夹持器设备210和塔形件220两者的外部，例如摄像机270。因为夹持器设备210还包括用于防止未对准的元件，所以夹持器设备210与线束的中心完美地对准并非必需的。

一旦夹紧元件214被对准，则通过沿着x方向移动安装元件216，使夹紧元件214与线束260接触。可以通过任何适合的构件(例如用于控制x-y平台的一对臂的电动机)来移动安装元件216。因为安装元件216是低摩擦设备，所以如果夹紧元件214尝试附接到线束260而未与线束中心恰当地对准，则线束260抵住夹紧元件214牵拉的力会将夹紧元件214移动到对准位置，而非线束260被移动。安装元件216还可以包括锁定机构，所述锁定机构可以被啮合和脱啮以在一旦所述夹紧元件附接到线束260时防止夹紧元件214的移动。当夹紧元件214正移动就位时，所述锁定机构被解锁，使得夹紧元件214可以通过电动机移动同时仍可以通过施加到夹紧元件214的任何额外力位移。一旦夹紧元件214与线束260接触，则所述锁定机构被啮合以防止夹紧元件214在x-y平面中进一步移动。

为了检测未对准，在一个实施例中，夹持器设备210还包括力感测设备218，如负荷单元，以用于感测反作用力来测量夹紧元件214附接到线束260的过程中出现的反作用力。负荷单元是将施加于夹紧元件214的力至每个负荷单元的应变仪(未示出)转换成电信号的转换器。然后可以测量所述电信号并将其与施加于应变仪的力关联。示范性负荷元件包括液压负荷元件、气压负荷元件和应变仪负荷元件。如果夹紧元件214未恰当地对准线束260的中心，则反作用力将大于夹紧元件214被恰当地对准的情况。通过利用力感测元件218测量反作用力，可以在夹紧元件214对线束260施加足够导致线束260移动的力之前检测并校正未对准。在一个实施例中，可以将力感测设备218与低摩擦安装元件216结合地使用，其中响应于大于所预期的反作用力而减慢将夹紧元件214附接到线束260的速度以允许夹紧元件214在安装元件216上移动到对准位置中。在示范性实施例中，可以在力感测设备218未检测到未对准时以介于从约50mm/分钟至约100mm/分钟的速率朝向线束260移动夹紧元件214，并且如果检测到未对准，则速率减小到约10mm/分钟至约25mm/分钟。在其他应用中，夹紧速度可以超过这些范围。

参考图2b，一旦夹紧元件214恰当地对准并附接到线束260，则可以向下移动夹持器设备210以将线束260拉伸到更长的长度。附接到塔形件220的电动机可以用于控制移动夹持器设备210的速率。向下移动夹持器设备210的速率控制拉伸线束的速率，并且可介于从约0.2mm/s至约2.5mm/s的范围内，但可明确地设想到更大以及更小的速率。

一旦线束260达到期望长度，则可以切断线束260，并且可以将夹持器设备210移回到其初始位置，并重新附接到线束260。虽然与线束260的横截面面积一样，线束260的期望长度是应用特定的，但在示范性实施例中，期望长度可介于从约1m至约3m的范围内，其中明确地设想到更短以及更长的长度。

参考图3a-3d，各实施例还包括使用装置300以在拉伸工艺期间校正包含弓形部分365的玻璃线束360中的弓度，所述装置包括附接到塔形件320的夹持器设备310(图3b)和加热元件340。与上文结合图2a-2b描述的夹持器设备210一样，夹持器设备310包括框架312、夹紧元件314和将夹紧元件314附接到框架312的安装元件316。夹紧元件314和安装元件316具有分别与上文针对夹紧元件214(图2a-2b)和安装元件216(图2a-2b)所描述相同的特征。可以通过附接元件310沿着塔形件320安装夹持器设备310，这允许夹持器设备310平行于塔形件320的长度垂直移动。在另一个实施例中，安装元件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。

在图3a中，正由块体玻璃部件350形成玻璃线束360。由于成形区中(即，位于且稍低于加热元件340处的区)中的横向加速度v┴’，在线束中形成弓形部分365，从而使得线束360从期望的拉伸轴偏移。可以通过使用跟踪线束360(包括弓形部分365)的位置的摄像机370(例如，激光器、led或摄像机仪器)随时间在多个点处测量线束的横向偏移或位移来确定线束中的横向加速度v┴’。摄像机370优选地定位在所述加热元件处或紧邻其下方，使得其在线束固化之前测量线束位置。

夹持器设备310可以用于通过两种方式来减少线束中弓度的影响。首先，如图3a所示，如果弓形部分365已冷却到不再可塑的点且横向加速度已消失，则夹持器设备310可以在偏位移置中附接到线束360并继续线性地向下牵拉。由此，弓形部分上方的线束位置364将离开成形区而不会有任何弓度，并且初始横向加速度v┴’的影响将不会进一步传播。相比之下，一种包括多个牵拉轮的装置将始终需要跟随现存或经拉伸的预型件曲率，从而导致已固化玻璃的顶端在x-y平面中偏斜，这将从熔融的玻璃诱发新的弓度，并由此进一步传播或甚至放大弓形问题。实际上，除非牵拉轮完美地对准且这些牵拉轮内拉伸的预型件完美地笔直(即，无弓度)，否则牵拉轮将总是在熔融的玻璃处将一些拉伸或牵拉运动转换成横向加速度分量v┴’，从而导致额外的弓度。总之，所述夹持器系统的严格线性的牵拉运动能够：(1)使熔融的玻璃所经受的横向力或加速度v┴’最小化，(2)将拉伸的预型件中的任何现存曲率或弓度与后续拉伸解耦并防止进一步的弓度形成和传播，以及(3)只要保持严格线性牵拉运动，则允许弓度恢复或返回到瞬时横向v┴’干扰之后的低水平-所有这些有助于实现拉伸中的低弓度。

如图3c-3d所示，如果弓形部分365尚未固化(图3c)，则夹持器设备310可以沿与所述弓度相反的方向移动线束360以施加抑制或抵消横向加速度v┴’的力，从而防止弓度在线束360中形成(图3d)。因此，夹持器设备310可以同时校正横向加速度以防止弓度形成以及还适应线束中已存在的弓度并防止所述弓度导致后续预型件拉伸中任何额外的弓度。

参考图4a-4j，各实施例还包括使用附接到线束的多个夹持器设备来生产细长玻璃部件的方法。如本领域技术人员所理解，所述方法中包含的某些步骤可以被省略；可以添加某些额外的步骤；并且可以从图示的次序更改这些步骤的次序。虽然图4a-4j示出装置400，所述装置包括附接到塔形件420的三个夹持器设备(顶部夹持器设备410a、中间夹持器设备410b以及底部夹持器设备410c)和加热元件440，如熔炉，但其他实施例可以包括一个夹持器设备(如上文结合图2a-2b描述)、两个夹持器设备或者四个或更多个夹持器设备。顶部夹持器设备410a、中间夹持器设备410b和底部夹持器设备410c与如上所述的夹持器设备210大致上相似。可以沿着塔形件420安装夹持器设备410a-410c，这允许夹持器设备410a-410c平行于塔形件420垂直移动。

参考图4a，夹持器设备410a-410c附接到线束460，如上文针对将夹持器设备210附接到线束460所描述的。在图4a中，正在从块体玻璃部件450拉伸线束460，夹持器设备410a-410c沿着线束460的长度分布。下文结合图5a-5d、图6a-6d和图7a-7e更详细地描述开始生产工艺的方法。参考图4b，夹持器设备410a-410c沿着塔形件420向下移动以将线束460拉伸到更长的长度。参考图4c，顶部夹持器设备410a与线束460解除附接，而线束460保持由中间夹持器设备410b和底部夹持器设备410c支撑。参考图4d，顶部夹持器设备410a朝向线束460的顶部返回移动并重新附接到线束460。参考图4e，一旦顶部夹持器设备410a重复附接到线束460，则中间夹持器设备410b与线束460解除附接，而线束460保持由顶部夹持器设备410a和底部夹持器设备410c支撑。参考图4f，中间夹持器设备410b朝向线束460的顶部返回移动并重新附接到顶部夹持器设备410a下方的线束460。参考图4g，一旦中间夹持器设备410b重复附接到线束460，则底部夹持器设备410c与线束460解除附接，而线束460保持由顶部夹持器设备410a和中间夹持器设备410b支撑。参考图4h，底部夹持器设备410c朝向线束460的顶部返回移动并重新附接到中间夹持器设备410b下方的线束460。参考图4i，一旦底部夹持器设备410c重新附接到线束460，则例如通过拉伸或快切将底部夹持器设备410c下方的线束460的部分470移除。在图4j所示的替代实施例中，可以在底部夹持器设备410c上方切断线束460，使得可使用底部夹持器设备410c将线束460的部分470下放到等待容器(未示出)中。

如从上文描述可以见到，使用多个夹持器设备允许线束在拉伸工艺期间始终由至少一个夹持器及多达比总数少一个夹持器所支撑。在具有三个夹持器设备410a-410c的上文示例中，线束460始终由夹持器设备410a-410c中的至少两个所支撑。给定时间上附接的夹持器设备越多，线束460将越具刚性并且将要有更大的力来使线束从所期望的拉伸路径中断(即，将更难引入横向力或加速度v┴’)。线束刚性还取决于附接的夹持器设备之间的间距，所以可以对更长的线束使用更多个夹持器设备。虽然附图中未示出，但应理解，每个夹持器设备在附接线束的同时以恒定的期望速率向下移动，从而允许持续进行拉伸工艺。本领域一般技术人员应理解，如何同步化多个夹持器设备的移动以保持夹持器设备之间的期望间距同时从线束切断期望长度的部分。

注意，图4a-4j所示的工艺是稳定状态工艺，其中所述工艺已经处于进行中。在一个实施例中，可以通过从块体玻璃部件开始料滴且然后在将夹持器设备附接到料滴之后执行图4a-4j的方法来形成预型件生产工艺。通过以比软化的玻璃离开烤箱更慢的速率向下牵拉料滴，可以增大料滴的直径直到其达到期望的直径并形成线束为止，此时，夹持器设备可以更快地牵拉而开始所述稳定状态工艺。参考图5a-5d、图6a-6d和图7a-7e，可使用多种方法来开始上文结合图4a-4j描述的生产工艺。图5a-5d示出采用绞盘或牵拉轮设备的起始方法，图6a-6d示出采用预先焊接到块体玻璃部件的起始件的起始方法，以及图7a-7e示出采用在烤箱或熔炉中焊接到块体玻璃部件的起始件的起始方法。

现在具体参考图5a-5d，起始生产工艺的第二种方法包括通过在烤箱中加热块体玻璃部件来形成料滴，利用可拆卸地安装在一个或多个夹持器设备下方的牵拉轮设备抓取料滴，利用牵拉轮缓慢地牵拉料滴直到料滴产生期望直径的线束为止，将一个或多个夹持器设备附接到线束，然后移除牵拉轮设备。

参考图5a，提供一种装置600，其包括附接到塔形件620的三个夹持器设备(顶部夹持器设备610a、中间夹持器设备610b和底部夹持器设备610c)和加热元件630，如熔炉。顶部夹持器设备610a、中间夹持器设备610b和底部夹持器设备610c与如上所述的夹持器设备210大致上相似。如本领域技术人员所理解，方法60中包含的某些步骤可以被省略；可以增加某些额外的步骤；以及可以从图示的次序更改这些步骤的次序。虽然装置600包括三个夹持器设备，但应理解，结合图5a-5d描述的方法可以利用多于三个夹持器设备来执行。装置600还包括可拆卸地安装在夹持器设备610a、610b、610c下方的牵拉轮设备640。牵拉轮设备640可以是本领域中通常已知的包括两个或更多个牵拉轮的任何设备，所述两个或更多个牵拉轮由电动机驱动以改变轮的转速。可以在工作期间增大或减小轮之间的间距以适应具有不同直径的线束。首先，在加热元件630中将块体玻璃部件650加热以形成料滴660，所述料滴在牵拉设备640的牵拉轮之间被抓取。

参考图5b，牵拉轮设备640对料滴660施加力以控制材料从块体玻璃部件650流出并流出加热元件630的速率。牵拉轮设备640可以施加向下力或向上力，其中向下力将增大拉伸的速率且向上力将减小拉伸的速率，但牵拉轮设备640通常将施加向上力以减小拉伸的速率。通过施加使比离开加热元件630的更少的材料通过牵拉轮设备640的力，料滴660将增大直径以形成线束670。离开加热元件630与通过牵拉轮设备640的材料流速差应足够接近以防止线束670形成弓形。

参考图5c，牵拉工艺继续进行直到线束670达到期望的直径为止。一旦线束670达到期望的直径，即将夹持器设备610a、610b、610c附接到线束670以提供支撑。

参考图5d，一旦夹持器设备610a、610b、610c附接到线束670，即移除牵拉轮设备640，并且可以开始上文结合图4a-4j描述的工艺。如图5c所示，底部夹持器设备610c下方的线束的下部部分可以具有非均匀直径或比期望的直径小的直径。可以在生产工艺继续之前移除此下部部分，如图5d所示。

现在具体参考图6a-6d，起始生产工艺的第三种方法包括在加热熔炉之前将块体玻璃部件插入到熔炉中，其中将起始件预先焊接到块体玻璃部件。然后将所述夹持器设备附接到所述起始件。然后加热所述熔炉直到所述块体玻璃部件足够软化以在所述夹持器向下牵拉所述起始件时形成线束为止。一旦所述线束达到足够长度，则所述夹持器设备重新夹持到所述线束并移除所述起始件。

参考图6a，提供一种装置700，其包括附接到塔形件720的三个夹持器设备(顶部夹持器设备710a、中间夹持器设备710b和底部夹持器设备710c)和加热元件730，如熔炉。如本领域技术人员所理解，所述方法中包含的某些步骤可以被省略，可以增加某些额外的步骤，以及可以从图示的次序更改这些步骤的次序。虽然装置700包括三个夹持器设备，但应理解，结合图6a-6d描述的方法可以利用多于三个夹持器设备来执行。顶部夹持器设备710a、中间夹持器设备710b和底部夹持器设备710c与如上所述的夹持器设备210大致上相似。

首先，将块体玻璃部件740预先焊接(即，在放置到加热元件730中之前焊接)到起始件750，并将其放置到加热元件730中，然后将加热元件730加热。起始件750具有约为期望的最终产品的直径且由夹持器设备710a、710b、710c固持。起始件750可以由质量比块体玻璃部件740低的玻璃制成，所述块体玻璃部件由针对最终产品的更高质量的材料制成。在其他实施例中，起始件750还可以包括非玻璃件，如机械卡盘。通过利用起始件750，避免了块体玻璃部件740的浪费，从而降低工艺成本。因为起始件750在上方也由块体玻璃部件740支撑，所以夹持器设备710a、710b、710c支撑的重量最初约为零。

参考图6b，然后将加热元件730加热，导致块体玻璃部件740软化。一旦块体玻璃部件740达到期望的粘度，则夹持器设备710a、710b、710c向下牵拉起始件750以在起始件750与块体玻璃部件740之间形成线束760。夹持器设备710a、710b、710c按使得线束760具有期望的直径的速率向下移动，所述期望的直径与起始件750的直径大致相同。块体玻璃部件740的粘度可以通过测量由夹持器设备710a、710b、710c支撑的重量来确定，因为增大的粘度将导致更多材料流出加热元件730并向下推进夹持器设备710a、710b、710c。一旦测量了预定重量，则夹持器设备710a、710b、710c可以开始移动。

参考图6c，一旦线束760达到足够长度，则夹持器设备710a、710b、710c与起始件750解除附接，向上移动返回，并重新附接到线束760。当对于所有夹持器设备710a、710b、710c均有空间附接线束760时，线束760就有足够的长度。附接和解除附接夹持器设备710a、710b、710c的工艺可以根据上文结合图4c-4h描述的方法来实现，其中夹持器设备710a、710b、710c中的至少两个总是附接到线束。在另一个实施例中，所述重新夹持工艺可以在线束760对于夹持器设备710a、710b、710c中的仅一者或两者具有足够的长度时开始，其中其余的夹持器设备随着线束760增大长度而附接到线束760。

参考图6d，一旦夹持器设备710a、710b、710c全部附接到线束760而非起始件750，则从线束760切断起始件750并将其移除。一旦起始件750被移除，则上文结合图4a-4j描述的工艺可以开始。

现在具体参考图7a-7e，起始所述生产工艺的第四种方法包括在所述熔炉下方利用所述一个或多个夹持器设备夹持起始件、将所述起始件提升到所述熔炉中与所述块体玻璃部件接触以及然后将所述熔炉加热以将所述起始件焊接到所述块体玻璃部件。与上文一样，所述夹持器然后可以向下牵拉所述起始件以形成线束。一旦所述线束达到足够长度，则所述夹持器设备重新夹持到所述线束并移除所述起始件。

参考图7a，提供一种装置800，其包括附接到塔形件820的三个夹持器设备(顶部夹持器设备810a、中间夹持器设备810b和底部夹持器设备810c)和加热元件830，如熔炉。如本领域技术人员所理解，所述方法中包含的某些步骤可以被省略；可以增加某些额外的步骤；以及可以从图示的次序更改这些步骤的次序。虽然装置800包括三个夹持器设备，但应理解，结合图7a-7e描述的方法可以利用多于三个夹持器设备来执行。顶部夹持器设备810a、中间夹持器设备810b和底部夹持器设备810c与如上所述的夹持器设备210大致上相似。

仍参考图7a，将块体玻璃部件840放置到加热元件830中，并且在加热元件830下方由夹持器设备810a、810b、810c夹持起始件850，然后将加热元件830加热。起始件850具有约为期望的最终产品的直径且由夹持器设备810a、810b、810c固持。起始件850可以由质量比块体玻璃部件840低的玻璃制成，所述块体玻璃部件由针对最终产品的更高质量的材料制成。在其他实施例中，起始件850还可以包括非玻璃件，如机械卡盘。通过利用起始件850，避免了块体玻璃部件840的浪费，从而降低工艺成本。

参考图7b，起始件850由夹持器设备810a、810b、810c提升为与块体玻璃部件840接触，并且将加热元件830加热以将起始件850焊接到块体玻璃部件840。

参考图7c，一旦将起始件850焊接到块体玻璃部件840，则将加热元件830加热直到块体玻璃部件840达到期望的粘度为止。一旦块体玻璃部件840达到期望的粘度，则夹持器设备810a、810b、810c向下牵拉起始件850以在起始件850与块体玻璃部件840之间形成线束860。夹持器设备810a、810b、810c按使得线束860具有期望的直径的速率向下移动，所述期望的直径与起始件850的直径大致相同。块体玻璃部件840的粘度可以通过测量夹持器设备810a、810b、810c支撑的重量来确定，因为增大的粘度将导致更多材料流出加热元件830并向下推进夹持器设备810a、810b、810c。一旦测量了预定重量，则夹持器设备810a、810b、810c可以开始移动。

参考图7d，一旦线束860达到足够长度，则夹持器设备810a、810b、810c与起始件850解除附接，向上移动返回，并重新附接到线束860。当对于所有夹持器设备810a、810b、810c均有空间附接线束860时，线束860就有足够的长度。附接和解除附接夹持器设备810a、810b、810c的工艺可以根据上文结合图4c-4h描述的方法来实现，其中夹持器设备810a、810b、810c中的至少两个一直附接到线束。在另一个实施例中，所述重新夹持工艺可以在线束860对于夹持器设备810a、810b、810c中的仅一者或两者具有足够的长度时开始，其中其余的夹持器设备随着线束860增大长度而附接到线束860。

参考图7e，一旦夹持器设备810a、810b、810c全部附接到线束860而非起始件850，则从线束860切断起始件850并将其移除。一旦起始件850被移除，则上文结合图4a-4j描述的工艺可以开始。

对本发明的优选实施例的前文描述应视为说明性的，而非限制如由权利要求书界定的本发明。如应容易地认识到，可以在不背离如权利要求书中阐述的本发明的情况下采用上文阐述的特征的多种变化和组合。此类变化不应被视为对本发明的精神和范围的背离，且所有此类变化都被打算包含在所附权利要求书的范围内。