用于玻璃生产的具有向外延伸柔性弹簧元件的牵拉辊和包含有所述牵拉辊的方法_3

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2和基底214之间是恒定的。在这些实施例中,曲率半径R可以从大约1mm至大约80mm,或者大约1mm至大约40mm。在这些实施例中的弹簧元件204通常沿牵拉辊的下拉旋转方向是弯曲的,使得当弹簧元件204接触玻璃板的表面时,弹簧元件204易于挠曲。在其它实施例中,弹簧元件204可以具有复杂的曲率。例如,在一些实施例中,每个弹簧元件的曲率半径可以从弹簧元件204的基底214到弹簧元件204的端部212增加。例如,在一些实施例中,每个弹簧元件的曲率半径可以从弹簧元件204的基底214到弹簧元件204的端部212增加。仍旧在其它实施例中,弹簧元件204可以形成有复杂的曲率,其中,弹簧元件的不同段具有不同的半径并且/或者沿不同的方向弯曲。例如,图5描绘了牵引盘234的一个实施例,其中弹簧元件具有下部227(即,弹簧元件的最靠近环形毂206的部分)和上部226。在该实施例中,每个弹簧元件204的下部227具有第一曲率半径并且沿顺时针方向弯曲,而每个弹簧元件204的上部226具有不同的第二曲率半径并且沿逆时针方向的弯曲。
[0046]现参考图6,其示意性示出了牵引盘230的另一个实施例。在该实施例中,牵引盘230形成有弹簧元件204,弹簧元件204包括形成在每个弹簧元件204的端部212上的接触足部216。该接触足部216增加了弹簧元件204和由牵引盘230牵引的玻璃板的表面之间的接触面积。增加弹簧元件204和玻璃板的表面之间的接触面积增加了牵引盘和玻璃板之间的摩擦,该摩擦允许将来自轴构件的更大扭矩赋予到玻璃板,由此增加施加在玻璃板上的下拉力,而不会减小弹簧元件204的弹性,从而减少在下拉工艺过程中损坏玻璃板的潜在可能性。
[0047]如上所述,牵引盘可以形成有键槽,所述键槽防止牵引盘在轴构件上旋转。在图6所示的牵引盘230的实施例中,键槽250是形成在环形毂206中的孔。键槽250成形成接收相应的固定到轴构件的键(未示出),从而防止牵引盘230在轴构件上旋转。
[0048]现参考图7,其示意性示出了牵引盘232的另一个实施例。在该实施例中,牵引盘232包括边沿218。边沿218将多个弹簧元件的每个弹簧元件的端部连结到位于相同牵引盘上的相邻弹簧元件的端部。在该实施例中,该边沿218增加了弹簧元件和由牵引盘232牵引的玻璃板的表面之间的接触面积。增加弹簧元件204和带有边沿218的玻璃板的表面之间的接触面积增加了牵引盘和玻璃板之间的摩擦,该摩擦允许通过轴构件将更大扭矩施加到玻璃板,由此增加施加在玻璃板上的下拉力。另外,牵引盘232的弯曲弹簧元件204允许边沿相对于环形毂206移位,由此减少在下拉工艺过程中损坏玻璃板的潜在可能性。
[0049]虽然本文将牵拉辊描述为由具有弯曲弹簧元件的牵引盘构成,但是应当理解的是,可以考虑牵引盘的其它实施例。例如,图8和图9描述了形成有角形弹簧元件204的牵引盘236。具体地,该牵引盘236包括与多个弹簧元件204 —体形成的环形毂206,如上所述,弹簧元件204从环形毂206径向向外延伸。每个弹簧元件都包括上部226和下部227,弹簧元件204的上部226相对于下部227以角度α定向。使上部226相对于下部227成角度提供了在下部227和上部226的相交处的挠曲点,并且便于成形具有所需弹簧常数的弹簧元件。具体地,挠曲点的位置和角度α可以选择成实现用于弹簧元件的所需弹簧常数。在上部226和下部227之间的角度α可以是但不限于大约10度或甚至大约30度。在一些其它的实施例中,角度α可以是大约45度或甚至大约60度。
[0050]在图3至图9中所描述的牵引盘可以由这样的材料形成,即,所述材料在玻璃下拉工艺过程中所遇到的高温处时保持它们的机械特性,该高温可以达到大约900°C。合适的材料包括但不限于金属、陶瓷、金属基复合材料以及矿物基材料。例如,牵引盘可以由镍基合金形成,镍基合金包括但不限于Rene 41、Haynes 282、Inconel 718或类似的镍基合金。合适的陶瓷材料的实例包括但不限于氮化硅、碳化硅、氧化铝、碳化硼、硅铝氧氮聚合料(SIALON)或类似的陶瓷材料。合适的矿物基材料包括但不限于诸如金云母等大块云母材料。图3至图9所示的牵引盘可以通过使用常规的加工技术形成,常规的加工技术诸如是电火花加工(EDM)技术、激光金属烧结技术或水喷射加工技术。
[0051]—旦形成牵引盘,可以藉由能提高牵引盘的抗氧化性和耐磨性的材料来涂敷该牵引盘。例如,牵引盘可以由Stellite 6、Stellite 12或者能提高牵引盘的抗氧化性和/或耐磨性的涂敷材料的其它类似涂敷材料所涂敷。
[0052]参照图2,各个牵引盘210组装到轴构件202上,使得每个牵引盘210的键槽250与形成在轴构件202上的键225接合。在图2所示的牵拉辊200的实施例中,牵引盘210定位成抵靠肩部222并且螺母(未示出)旋拧在轴构件的螺纹224上以将牵引盘固定在轴构件202上,从而形成牵拉辊的顺应性覆盖组件208。在一些实施例中,每个牵引盘都定位在轴构件上使得在相邻牵引盘之间的轴向间隔(即,即在图2所示的坐标轴的正/负Z向上的间隔)S从大约0.0mm到大约25mm,或者甚至从0.0mm到大约25mm。在一些实施例中,在相邻牵引盘之间的轴向间隔S可以大约0.75mm到大约6_。在相邻牵引盘之间的该轴向间隔S与位于单个牵引盘上的弹簧元件之间的间隔G(图3中所示),允许玻璃碎片穿入顺应性覆盖组件208并且穿过该顺应性覆盖组件,而不是嵌在顺应性覆盖组件的表面处,从而防止在下拉工艺过程中损坏玻璃板。
[0053]在图2所示的牵拉辊200的实施例中,键锁各个牵引盘210,使得当牵引盘定位在键225上时,每个牵引盘相对于相邻牵引盘旋转地偏置,并且,如此,轴向相邻牵引盘的弹簧元件不彼此对齐。然而,在其它实施例中,可以相同地键锁各个牵引盘210,使得轴向相邻牵引盘的弹簧元件彼此对齐。
[0054]图10示意性示出了牵引盘的另一实施例的外部径向区域的分解图。在该实施例中,弹簧元件204包括沿弹簧元件204的长度一体形成的凸缘254,其中,凸缘254优选地位于弹簧元件204的端部附近。当将足够的力施加到边沿218后,弹簧元件204沿径向向内及沿周向偏转,直到凸缘254接触相邻的弹簧元件204,从而将每个弹簧元件的径向向内偏转限制预定的量。
[0055]多个弹簧元件的径向向内偏转的预定量可以取决于多种因素,包括但不限于制成弹簧元件所使用的材料、弹簧元件的构造或几何形状以及牵拉辊通常工作所处的环境(例如温度等)。一般来说,该预定量应当优选地选择成限制弹簧元件的径向向内偏转,以使不将弹簧元件拉紧到超过它们的屈服点,使得不会明显地发生弹簧元件的塑性变形。
[0056]凸缘的周向厚度(在图10中由T表示)和沿弹簧元件长度的具体位置可以通过上面阐述的因素中的至少一种进行选择。在一些示例性实施例中,凸缘的周向厚度可以是其所处的弹簧元件的周向厚度的至少1.5倍,诸如是其所处的弹簧元件的周向厚度的1.5倍至4倍,包括是其所处的弹簧元件的周向厚度的2倍至3倍。在某些示例性实施例中,凸缘沿弹簧元件的长度的位置可以是基底到端部的距离的至少65%,诸如是基底到端部的距离的65%至95%,并且进一步,诸如是是基底到端部的距离的75%至90%。
[0057]图1lA和图1lB示意性地描绘了偏转限制件300的轴向视图和径向视图,该偏转限制件300可以限制径向向内偏转并且限制一个或多个牵引盘的弹簧元件的轴向偏转。偏转限制件300包括外径302、内径304、外区306和内区308。如图1lB所示,外区306可以是锥形的,使得偏转限制件300在外径302处的轴向厚度小于偏转限制件300在内径304处的轴向厚度。在外区中的锥形角可以基于L3和外区306的表面之间的角度Θ来确定。在某些优选实施例中,Θ可以从O度到10度,诸如从I度到5度,包括大约2度。虽然在图1lB中示出了偏转限制件300在外区306的两侧上都成锥形,但是应当理解的是,本文的实施例可以包括外区306仅在一侧上成锥形,或者在任何侧上都不成锥形的实施例。
[0058]图12描绘了一种牵拉辊组件,其中与图7所示类似的牵引盘232轴向地定位在第一和第二偏转限制件300之间(在图12所示的实施例中,第一和第二偏转限制件300中每个都在面向牵引盘232的侧部上成锥形)。压缩盘400和垫圈500作用以提供对第一和第二偏转限制件300以及牵引盘232的各侧上的轴向压缩。此与各偏转限制件300的锥形外区306 —起有助于限制牵引盘232的弹簧元件(图12中未示出)的轴向偏转,并且最小化了弹簧元件所处区域中的应力集中,由此,最小化弹簧元件响应于剪切轴向力的塑性变形。另外,偏转限制件300作用以限制弹簧元件的径向向内偏转,以最小化弹簧元件响应于径向力的塑性变形。具体地,当将足够的力施加到牵引盘232的边沿后,弹簧元件沿径向向内的方向和周向进行偏转,直到接触偏转限制件300的外径302,从而将每个弹簧元件的径向向内偏转限制预定的量。
[0059]图13描绘了一种牵拉辊组件,在该牵拉辊组件中,多个牵引盘232以交替构造轴向定位在各偏转限制件300之间,使得各牵引盘232轴向定位在一对偏转限制件300之间。压缩盘400’作用以提供偏转限制件300和多个牵引盘232各侧上的轴向压缩。
[0060]在优选实施例中,偏转限制件300具有小于牵引盘232的外径。例如,在某些优选实施例中,偏转限制件
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