专利名称：力循环最小的低摩擦边缘辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃拉制过程中减小力循环的方法。还公开了减小力循环的拉制玻璃 的装置。
背景技术：
形成薄玻璃片的一种方法是借助于一种拉制工艺过程，其中，玻璃带从熔融玻璃 容器中拉出。例如，这可通过上拉过程来实现，其中，玻璃带从容器向上拉(例如，Foucault 或Colburn)，或通过下拉过程(例如，狭槽或熔融)来实现，其中，玻璃带通常从一形成体向 下拉。一旦玻璃带形成，就从带上切下个别的玻璃片。在传统的下拉工艺中，熔融玻璃形成为玻璃带，其容纳在由包围玻璃带的护罩形 成的曳拉腔内。该护罩尤其用来在由护罩和包围的玻璃带形成的区域内维持一致的热环 境。辊子对穿过护罩并夹捏带的边缘。辊子可用来对玻璃带施加曳拉力、对玻璃带施加横向 张力，或仅导向该玻璃带。因此，转动力可由电动机施加到辊子上，或辊子可自由转动，通过 下降玻璃带对辊子施加转动力。在任何情况下，辊子都转动。生产辊子机构通常允许辊子 水平地和/或垂直地移离玻璃接触区域。这适应辊子的几何公差、运行中跳动和公差的变 化，以及玻璃厚度的正常变化率。此外，生产辊子机构通常允许辊子移离玻璃，以考虑到维 护进入、过程重启动以及其它实用的考虑。阻碍边缘辊子自由运动的摩擦力可诱发力循环， 当玻璃从粘滞材料转变为弹性材料时，循环力在可凝固变成玻璃的玻璃带内出现不理想的 扰动或应力变化。生产辊子机构的另一方面是将空气从曳拉腔室的泄漏减到最小。各个辊 子的轴穿过护罩之处的不充分密封使得过多的流动流出护罩(可能过热周围的设备)，并 增加相对冷的气体流从护罩底部进入。高的边缘辊子的密封泄漏，尤其是随时间而变的泄 漏，可导致玻璃带不佳的冷却，以及最终产品内不理想的应力和翘曲。因此，密封必须同时 能够抵挡护罩的高温和其内部环境，使热氛围从护罩内部流出减到最小，以及适应辊子轴 横向于轴纵向轴线的移位以及围绕轴线的转动。目前，如此的密封包括金属对金属的接口， 其将摩擦引入装置内。
发明内容
公开了一种用于拉制玻璃带的装置，尤其是，具有减小的由拉制装置中摩擦力造 成的循环力的装置，循环力可在从玻璃带中切割下来的玻璃片内变现为变形或应力。通过 消除发生在接触玻璃带的组件移动部分之间的摩擦力，可实现如此力循环的减小，尤其是 在玻璃带从粘滞-弹性状态转变到弹性状态的时间过程中。该被称为固化温度范围的温度区域是这样一个温度范围，玻璃在此温度范围上达到使施加到玻璃上的应力可被凝结到玻 璃内的粘滞度。文中还公开了可从装置内拉制玻璃带的方法。在一个实施例中，介绍了一种拉制玻璃带的装置，该装置包括用来供应玻璃带的 成形体、围绕玻璃带设置而限定拉制腔室的护罩，所述护罩包括第一密封板，其中，拉制腔 室内的气氛具有第一压力Ps。所述装置还包括边缘辊组件，该边缘辊组件包括延伸通过护 罩进入拉制腔室内的可转动轴、设置在轴上的接触表面，该接触表面接触拉制腔室内玻璃 带的边缘，所述装置还包括连接到轴上的第二密封板，第一和第二密封板之间存在间隙，气 体注入所述间隙内以将间隙内的气氛保持在第二压力Pg，该第二压力等于或小于第一压力 Ps，其中，第一密封板包括狭槽，所述轴延伸通过狭槽进入拉制腔室内，狭槽允许轴横向于 轴的纵向轴线运动。气体较佳地通过形成在第一密封板内的通道注入间隙内，所述通道在 第一密封板的面向第二密封板的表面上敞开。成形体例如可以是熔融型的成形体，其包括用来接纳熔融玻璃材料的槽和会聚的 成形表面。熔融玻璃溢流出槽并在会聚成形表面上以单独的流流动，然后，重新聚集或熔融 在会聚成形表面相遇的直线上。或者，成形体可包括拉制玻璃带所通过的狭槽。在其它实 施例中，成形体可以是诸如用于Rnicault过程中的浮标(debituse)。在其它实施例中，该装置包括可包括第三密封板，第三密封板定位成使轴通过第 三密封板内的开口，而使第二密封板布置在第一和第三密封板之间。第三密封板还可包括 气体通道，该气体通道在第三密封板的面向第二密封板的表面上敞开，气体通过该气体通 道注入第二间隙内。在其它某些实施例中，弹簧构件可定位在第二和第三密封板之间。弹 簧构件可结合注入第二和第三密封板之间的气体使用，或代替气体注入。较佳地，第一和第二密封板之间的第一间隙等于或小于约0. 25km，第一和第二密 封板之间的摩擦系数< 0. 4。例如，第一或第二密封板可包括一层石墨或氮化硼，或具有高 耐热性的其它低摩擦的材料。为了进一步减小边缘辊组件内摩擦，轴可由使用空气轴承的机构支承，空气轴承 确保轴沿横向于轴纵向轴线方向移位。空气轴承(或更一般地说为气体轴承)能够支持平 移或转动，根据边缘辊组件的设计而定。例如，轴可沿横向于轴纵向轴线方向平移，或轴可 仍在横向方向内描绘出弧形。在还有另一实施例中，公开了拉制玻璃带的装置，该装置包括用来供应玻璃带的 成形体、围绕玻璃带设置而限定拉制腔室的护罩，其中，拉制腔室内的气氛具有第一压力Ps 和边缘辊组件。所述边缘辊组件包括延伸通过护罩进入拉制腔室内的可转动轴；设置在轴 上的接触表面，该接触表面接触拉制腔室内玻璃带的边缘；以及连接到轴上的气体轴承，其 允许轴沿横向于轴纵向轴线方向移位。还设置密封组件，其包括附连到护罩的第一密封板 和连接到轴的第二密封板，在第一和第二密封板之间存在间隙，气体注入所述间隙内以将 间隙内的气氛保持在第二压力pg，该第二压力等于或小于第一压力ps，其中，第一密封板包 括狭槽，所述轴延伸通过狭槽进入拉制腔室内，其中，所述狭槽适应轴横向于轴纵向轴线运 动。第一密封板或第二密封板或两者包括一层石墨或氮化硼，或具有高耐热性的其它低摩 擦的材料。第一和第二密封板相对表面之间的摩擦系数较佳地< 0.4。在还有另一实施例中，介绍了一种拉制玻璃带的方法，该方法包括从成形体曳拉 玻璃带，玻璃带通过由围绕玻璃带设置的护罩所限定的拉制腔室，其中，护罩包括第一密封板，而拉制腔室内的气氛具有第一压力Ps。使玻璃带与边缘辊组件接触，该边缘辊组件包 括延伸通过第一密封板内的通道进入拉制腔室内的可转动轴，该通道允许轴沿横向于轴 的纵向轴线方向的运动；连接到轴上的第二密封板，使得第二密封板随轴转动；设置在轴 上的接触表面，该接触表面接触玻璃带的边缘。当第二密封板相对于第一密封板转动时，将 加压气体注入第一和第二密封板之间的第一间隙内，以使第一间隙内的气氛压力Pg等于或 小于压力Ps。偏置力连接到轴上，从而沿横向方向对轴施加压迫力。这在辊子对之间产生夹 捏力，该力是将辊子滑移减到最小所需要的，且是辊子赋予玻璃带张力的重要因素。轴(和 边缘辊组件的其它部分)响应于玻璃带边缘厚度的变化或设备内尺寸的变化而发生移位。 来自密封板的摩擦在辊子移动时诱发施加在轴-玻璃接口处的实际偏置力的变化。减小密 封板的摩擦使得辊子以偏置力变化最小的方式移动。较佳地，第一和第二密封板相对表面 之间的摩擦系数< 0.4。较佳地，阻碍轴移位的最大摩擦力小于2. 3kg，于是，在运行过程中，接触表面对玻 璃带施加基本上恒定的力。摩擦的减小还通过用气体轴承来支承轴得到改进。在某些其它实施例中，边缘辊组件还可包括相对于第一密封板设置的第三密封 板，以使第二密封板在第一和第三密封板之间转动。气体也可注入第二和第三密封板之间 的第二间隙内。该装置还包括支承边缘辊轴的空气轴承和密封组件，密封组件包括附连到护罩的 第一密封板和附连到轴的第二密封板，在第一和第二密封板之间存在间隙，气体注入所述 间隙内以将间隙内的气氛保持在第二压力Pg，该第二压力等于或小于第一压力Ps，其中，第 一密封板包括细长狭槽，所述轴延伸通过狭槽进入拉制腔室内，其中，所述细长狭槽适应轴 横向于轴纵向轴线运动。较佳地，第一和第二密封板之间的间隙等于或小于约0. 254cm0开 槽的第一密封板(或相对于玻璃带的朝内的密封板)适应边缘辊轴的侧向运动。气体可通过形成在第一密封板内在面向第二密封板的第一密封板的一表面处敞 开的通道注入。该注入的气体较佳地是空气，但也可以是诸如氮气或氦气或两者混合的其 它气体。在某些实施例中，第三密封板定位成使轴通过第三密封板内的开口，而第二密封 板布置在第一和第三密封板之间。第三密封板包括气体通道或端口，它们在第三密封板的 面向第二密封板的表面上敞开。或者，弹簧构件可定位在第二和第三密封板之间。第一、第二和/或第三密封板中任何一个或它们的组合例如可包括氮化硼涂层或 石墨材料或涂层，以在密封板之间发生接触时减小摩擦。在另一实施例中，公开了拉制玻璃带的方法，该方法包括通过拉制工艺形成玻璃 带，玻璃带通过由围绕玻璃带设置的护罩所限定的拉制腔室，其中，护罩包括第一密封板， 而拉制腔室内的气氛具有第一压力Ps。该方法还包括使玻璃带与边缘辊接触，该边缘辊包括延伸通过第一密封板内的 细长通道进入拉制腔室内的可转动轴，该细长通道适应轴横向于轴的纵向轴线的运动，所 述轴包括附连其上的第二密封板，以使第二密封板随轴转动，第二密封板的平面垂直于轴 的纵向轴线，以及陶瓷接触表面设置在轴上，其接触玻璃带的边缘。当第二密封板相对于第一密封板转动时，将加压气体注入第一和第二密封板之间 的第一间隙内，以使第一间隙内的气氛的压力Pg等于或小于ps。
某些实施例中，第三密封板相对于第一密封板设置，以使第二密封板在第二和第 三密封板之间转动。诸如空气、氮气或氦气的气体可注入第二密封板和第三密封板之间的 第二间隙。参照附图给出了以下的解释性描述，其绝不暗含限制意义，在以下的解释性描述 过程中，将会更容易地理解本发明，本发明的其它目的、特征、细节和优点将变得更加清晰。 所有如此的附加系统、方法、特征和优点都将被包括在本描述内，且纳入本发明范围之内， 并受附后权利要求书保护。
图1是根据本发明实施例的一示范熔融下拉工艺过程的侧视图。图2是相对于玻璃带的边缘图，示出与玻璃带接合的一对边缘辊组件。图3是根据本发明实施例的边缘辊和密封组件的侧视剖视图。图4A是图3的密封板的侧视图，其包括容纳辊子轴的直线狭槽。图4B是图3的密封板的侧视图，其包括容纳辊子轴的弧形狭槽。图4C是示范的边缘辊组件的侧视图，其包括配重且布置成使辊子轴移位通过一 圆弧。图5是密封组件的边缘剖视图，示出用来将气体输送到密封板一面的气体通道。图6是根据本发明实施例的密封组件的另一实施例的分解图，其包括三个密封 板。图7是图6密封组件的边缘剖视图，示出气体通道和气体流。图8是图7密封组件的一变型的边缘剖视图，其使用若干个密封板之间的间隔构 件。图9是示出与玻璃带边缘接合的一对边缘辊的俯视剖视图，还示出通过支承构件 与边缘辊轴偶联的空气轴承以及使用该密封组件。图10是密封组件另一实施例的剖视图，其在若干个密封板之间使用弹簧。
具体实施例方式在以下详细描述中，为了解释而不加限制，阐述了揭示具体细节的示例实施例，以 便提供对本发明的透彻理解。然而，本技术领域内的技术人员在从本公开中获益后，显然明 白还可在与这里所揭示具体细节不同的其它实施例中实践本发明。此外，对于众所周知的 装置、方法和材料的描述可被省略，不使本发明的描述模糊不清。最后，只要适用的话，同样 的附图标记表示相同的元件。拉制薄的材料带，来将厚度小于约1毫米的玻璃片形成为现代显示屏(诸如电视 机和计算机显示器)应用中所要求的精确的标准平整度，这种拉制需要小心地控制制造工 艺过程的所有方面。然而，还必须对玻璃带从粘滞状态转变到弹性状态过程的时间段予以 特别的注意。甚至玻璃带上很小的力变化，都可能在本应是最初平坦的表面内出现扰动，这 种力的变化诸如是在拉制区域内气流引起的，或运行设备的振动引起的。在一示范的熔融型下拉工艺过程中，熔融玻璃被供应到一成形体，该成形体包括 在其上表面内的顶部处敞开的通道。熔融玻璃溢流出通道壁，并沿着成形体的会聚外表面向下流动，直到单独的流动相遇在会聚表面相遇的那条线(即，“根部”)。那里，单独的流动 结合或融合而变为单一的玻璃带，玻璃带从成形体向下流动。各种辊子(或“滚轮”)沿着 玻璃带边缘定位，它们用来向下曳拉或拖拉玻璃带，和/或对玻璃带施加张力，以帮助维持 玻璃带的宽度。即，某些滚轮可通过电动机转动，而其它滚轮是自转动的。当玻璃带从成形体下降时，熔融材料从成形体底部处的粘滞状态转变为粘滞-弹 性状态，最后转变为弹性状态。当玻璃带冷却到弹性状态时，玻璃带在其宽度上刻痕，沿着 刻痕线断开而形成单独的玻璃片。在玻璃带呈流体、粘滞状态的时间过程中，施加在熔融材料上的应力立即释放掉。 然而，随着玻璃带冷却和粘滞度增加，诱发的应力不会很快释放掉，直到达到一定的温度范 围，此时，诱发的应力将被玻璃保持，且玻璃带形状可保持在玻璃内。这两种情况是最终产 品不理想的残留应力和翘曲的根源。因此，要求在此期间，此时应力和形状会凝结到玻璃 内，使施加到玻璃带上的力尽可能一致。如此力变化的一个根源来自于边缘辊。注意到，来 自于边缘辊的力变化还可导致玻璃厚度的变化以及其它产品属性的变化。经验指出，对于 达到超低应力和高平整度要求的IXD基底片来说，力的一致性是至关重要的。尽管边缘辊可采用不同形式，但在任何情形下，一对辊子夹捏或轧住玻璃带。成对 的辊子定位在玻璃带的相对边缘处，这样，对于沿着玻璃带长度的特殊垂直部位(即，离根 部的距离)，使用了两对边缘辊。边缘辊可以被驱动，例如，由电动机或液压马达驱动，或边 缘辊可以是自由转动的。相对边缘处的边缘辊可享有一公共轴，以使轴横贯玻璃带宽度延 伸，或每个边缘辊可具有其自己的单独轴，其只延伸到必要的长度，以将辊子接触表面定位 到各个辊子轴的远端。该接触表面设计成承受长时间的高温，有时温度可超过800°C，其由 与玻璃带的接触引起，较佳地，最好采用陶瓷材料。此外，边缘辊的轴不需是水平的(横向 于拉制方向)，而可相对于水平方向倾斜以提高横贯玻璃带宽度的张力。每对边缘辊设计成适应辊子接触表面之间的变化的间隙。例如，各个接触表面可 以较佳地不与其所附连的轴同心，当辊子转动时形成跳动。而且，轴直线度的加工公差和运 行温度下的翘曲都会促使操作上的跳动。此外，辊子设计成适应玻璃带边缘厚度小的波动。 边缘辊的该侧向运动(水平的)可随着玻璃带在辊子对之间下降而发生。换句话说，曳拉 辊子对必须能够水平地分离开，然后，随着辊子操作而再拉近到一起。生产边缘辊机构设计 成在辊子运行过程中允许该运动发生，但保持一致的夹捏力施加到玻璃上。较佳地，辊子通 过一偏置力向内朝向玻璃带平面加压。这在辊子对之间产生夹捏力，该力需要用来将辊子 的滑动减到最小，且是辊子施加到玻璃带上张力的关键因素。施加该偏置力的机构，必须适 应向内和向外的运动(放宽边缘辊对之间的间隙)，如上所述，该运动来自于跳动的根源。 例如，边缘辊可包括一杠杆和支点结构，其侧向地平移边缘辊的轴。可使用配重来对杠杆施 加足够的力，于是，边缘辊的接触表面可轧住玻璃带，但例如仍允许辊子响应于变化的接触 表面的偏心率横向于玻璃带平面移动。然而，也可使用其它的施加偏置力的方法，诸如设置 成沿着预定的运动线拉或推辊子组件的弹簧。生产辊子系统的固有问题是，辊子机构滑动 件和轴承件内的摩擦(连同密封板内的摩擦)阻碍运动并赋予不合需要的变化力，这改变 着施加到玻璃上的夹捏力。例如，施加到玻璃带上辊子水平力的精确测量值，已经显示出在 辊子转动循环过程中力的变化超过lOlbs。同样地，垂直拉力可受该同样根源的影响。当玻璃带从成形体下降时，玻璃带边缘厚度的小波动，或例如，边缘辊接触表面的偏心率，造成了边缘辊沿横向于玻璃带平面的方向运动。偏置力保持辊子接触表面和玻璃 带边缘之间的接触。然而，系统内的摩擦与这些运动相对。极端来说，例如，如果曳拉辊子对 被冻结在位置内并仅能使辊子接触表面转动，则系统内的变化可被玻璃带敏锐地感觉到。 例如，如果一个或两个接触表面与其相应轴不同心，则接触表面的每一转会对玻璃带施加 循环力。该循环力对于随时间变化的玻璃带内应力有直接的影响。因此，减小边缘辊组件 内摩擦力，可起到减小玻璃带内应力的变化，这种变化会影响到从玻璃带中分离的玻璃片 的形状(例如，平整度)。图1所示的是一示范的熔融下拉装置10，其包括成形体12，成形体包括通道或槽 14和会聚的成形表面16。会聚成形表面16相遇在根部18。槽14由一源头(未示出)供 应熔融的玻璃，玻璃溢流出槽壁并作为单独流在成形体的外表面上下降。流过会聚成形表 面16的熔融玻璃的单独流相遇于根部18处，并形成沿方向21向下流动的玻璃带20。当玻璃带20达到最后厚度和粘度时，玻璃带在其宽度上分离而提供独立的玻璃 片或玻璃板。当熔融玻璃继续供应到成形体时，玻璃带伸长，另外的玻璃片从玻璃带中分离。护罩22包围根部18下方的玻璃带20的上部区域，并与容纳成形体12的上部壳 体M连接。护罩22用作为平台，各种加热和/或冷却设备可定位在平台上，以调节玻璃带 的温度。然而，由于护罩内部的热空气浮力以及最热温度在护罩的最上范围内，所以，内部 压力在护罩高度上上升。护罩22壁内的开口和泄漏导致从护罩底部向上的内部空气流动， 且通常对护罩内的热条件有很大影响。过度的泄漏可超过热设备满足最佳玻璃带温度的能 力，并导致最终产品内的应力和翘曲。空气泄漏的变化导致护罩冷却率总体的和/或局部 的变化，这又可导致最终产品内的应力或翘曲。对于成功的玻璃片曳拉生产，重要的是应将 开口和泄漏减到最小并随时间保持一致。边缘辊组件沈定位在根部18下方的预定垂直部位处，并可包括从动的边缘辊和 /或不被驱动的惰转辊子，前者用来将拉力施加到玻璃带，而后者导向玻璃带并帮助维持横 贯玻璃带宽度的张力。如上所述，辊子可享有跨越玻璃带宽度的公共轴，或各个辊子可具有 其自己的轴。边缘辊通常成对布置，辊子对中每个辊子定位在玻璃带边缘的相对侧上。此 外，边缘辊对本身成对布置，在给定垂直位置处每个玻璃带边缘有一对辊子。边缘辊组件包括其操作结构，组件受通常的制造公差支配。例如，接触玻璃带边缘 部分34的边缘辊接触表面可以与相应的轴不是精确地同心。或者，边缘辊接触表面可以不 圆(例如，包括局部的平坦)。或者，在建造时或运行过程中，边缘辊轴较佳地可以不是直 线。这些因素可导致边缘辊定期侧向地移位，就像不圆的轮胎那样，可导致每次辊子完成一 周转动时的定期运动。此外，玻璃带边缘(或“卷边”)略微呈球状，它们的厚度可沿玻璃带 长度变化。换句话说，边缘辊对的边缘辊应适应其间变化的间隙。理想地是，辊子机构设计成适应边缘辊的操作运动，但仍保持辊子对之间一致的 夹捏力。然而，实际上，密封板和机构内的摩擦致使夹捏力变化。这又致使施加到玻璃带上 的辊子力的水平和垂直分量变化。该辊子力的循环可直接影响产品的应力或其变化性、翘 曲或其变化性，或甚至玻璃厚度的变化性。图2中所示的是图1装置一部分的视图，朝向玻璃带20的一边缘部分34观看的 视图。示出一对相对的边缘辊组件沈，各个边缘辊组件包括辊接触表面40，其通过辊轴44和轴的轴承组件46偶联到边缘辊支承构件42上。接触表面40可在玻璃带任何垂直部位 处接触玻璃带，包括粘滞的、粘滞-弹性的或弹性的部分，视边缘辊的功能而定。边缘辊支承构件42又连接到轴承50上。轴承50较佳地是低摩擦的轴承，最好是 诸如线性的空气滑动的空气轴承或转动的空气轴承。因此边缘辊支承构件42便于边缘辊 支承构件42沿横向于通过根部18的垂直平面方向的低摩擦运动，就像箭头52所示。诸如 图2中所示的偏置力M的一个偏置力，施加到边缘辊支承构件42，并与相对的边缘辊组件 相组合，该力作用而夹捏边缘辊对接触表面40之间的玻璃带。应该指出的是，每个边缘辊 支承构件的运动不一定需要是沿方向52的简单平移。例如，每个边缘辊组件可构造成围绕 一轴线摆动，以使边缘辊接触表面弧形地远离玻璃带(图4C)。在此情形中，轴承支承构件 42设计成适应通过部分转动的运动，而不是通过配重69和重力G的作用的线性平移。图3示出一部分的护罩22和玻璃带20，其包括玻璃带边缘部分34。护罩22包括 静止的第一密封板56，尽管第一密封板56显示为单独板，但第一密封板56可以简单为护罩 本身的一部分。第一密封板56形成一开口 58，该开口 58延伸通过第一密封板的厚度并在 板的平面60内伸长(见图4A和4B)。因为护罩所形成的内部空间内的环境是相对于护罩外区域(例如，低于约125°C ) 的高温(例如，600°C -900°C )，已经作了种种努力在护罩外面保留尽可能多个的边缘辊，例 如，使用驱动力作用在从动辊子上(例如，电动机或液压马达观)，或边缘辊机械定位设备 上。然而，这需要边缘辊组件尤其是边缘辊轴在相应部位穿过护罩。没有减小，相反该穿透 形成了一开口，该开口可允许护罩内气氛30和护罩外大气32之间气体的交换。一般来说， 因为热的内部的浮力作用，气氛30的压力随着护罩高度而增大。开口大小和外部压力应小 心地加以控制，因为护罩内开口越高，通常将增加从底部流出的气流，这中断了内部的热环 境。因此，为了防止外部较热气体侵入，较为有利的是使每个穿过的轴都被密封，以便保持 内部气氛均衡或稍为正的压力(相对于外部大气)，并仍允许边缘辊轴作转动和侧向运动。 通常地，护罩内外的气氛都是空气。因此，轴44由轴承组件46支承，轴44包括附连到轴上的第二密封板66，以使第二 密封板66随轴44转动。开口 58的伸长设计成适应轴44的侧向运动(用箭头68代表-见 图4A)。然而，开口 58不一定需要是线性的(直线的)，而可以包括某些曲率(图4B)，就如 某些实施例中轴的侧向运动包括转动分量。如图5所示，第一密封板56较佳地还包括接受来自气体源(未示出)的加压气体 的通道70。供应的加压气体流过通道70，通过第一密封板56面内形成的孔72流出第一密 封板56。孔72布置成面向第二密封板66，以便将第一和第二密封板56、66之间的间隙74 内的压力(Pg)调整成等于或小于护罩所围拢的氛围30的压力Ps。间隙72较佳地等于或小 于约0. 254cm,更加较佳地等于或小于约0. 127cm,于是，当第二密封板66随轴44转动时， 第一和第二密封板最好不接触。第一和第二密封板56、66包括密封组件76，其阻止较热的气氛从护罩侵入。此外， 密封组件76的设计要求是，如果第一和第二密封板56、66接触并产生阻碍轴44运动的摩 擦力，则就使起作用的摩擦力减到最小。为此，如果发生接触，则一个或两个密封板56、66 较佳地包括氮化硼，或其它低摩擦材料(例如，石墨)。钢对钢和钢对铁的摩擦系数通常在 约0.4-0. 8范围内。另一方面，石墨对钢，或氮化硼对钢的摩擦系数通常<0.1。如此低摩10擦的材料例如可以是位于第一和第二密封板中的一个或两个密封板的可能接触的表面上 的涂层71。图6示出另一实施例的分解图，其中，密封组件76包括第三密封板78。根据本实 施例，第一密封板56和第三密封板78形成箱子结构，而第二密封板66被限定在第一和第 三密封板56、78之间。尽管图6和图7示出第一密封板56具有“L”形边缘，以提供容纳第 二密封板66所需的空间，该功能可容易地用密封板78来实现，同时保持第一密封板56为 平坦的，或在平的第一和第三密封板56、78之间包括间隔构件82(见图8)。类似于第一密 封板56，第三密封板78包括细长通道58，以适应通过其间的轴44的侧向运动。此外，第三 密封板78可包括多个气体端口 84，它们被供应加压气体并布置成面对第二密封板66。气 体流动用箭头43表示。除了对第一和第二密封板56、66之间的间隙74提供调节的压力之外，供应到第一 和第三密封板56、78的通道的加压气体还可用来在第一和第三密封板与第二密封板之间 产生气垫，这可使密封板之间的接触可能性减到最小。如此的接触例如可能由于轴44沿轴 的纵向轴线86的运动而发生。供应到第三密封板78的气体还可起作对由从第一密封板56 流出的气体施加到第二密封板66的压力的反力。图9示出一对边缘辊组件沈的俯视剖视图，该组件布置成其相应的接触表面40 夹捏它们之间的玻璃带20的边缘。还示出了相应的密封组件76。在另一实施例中，如图10所示，弹簧88定位在第二和第三密封板66、78之间的间 隙90内，该弹簧88可提供对于从第一密封板56流出的气体施加的力的反力。然而，这样 做不是最佳的，因为弹簧和密封板之间的接触尽管小于存在于两个密封板之间的接触(如 果允许彼此骑跨的话)，则仍会产生可出现在玻璃带内的摩擦。根据本发明的非限制性的示范实施例包括Cl. 一种拉制玻璃带的装置包括用来供应玻璃带的成形体；设置在玻璃带周围 而限定拉制腔室的护罩，该护罩包括第一密封板，其中，拉制腔室内的气氛具有第一压力 Ps ；边缘辊组件包括延伸通过护罩进入拉制腔室内的可转动轴；设置在轴上的接触表面， 该接触表面接触拉制腔室内的玻璃带的边缘；以及连接到轴上的第二密封板，在第一和第 二密封板之间存在一间隙，气体注入到间隙内，以维持间隙内的气氛处于第二压力Pg，第二 压力等于或小于第一压力Ps，其中，第一密封板包括狭槽，轴延伸通过该狭槽进入拉制腔 室，该狭槽允许轴横向于轴的纵向轴线的运动。C2.根据Cl的装置，其中，气体通过形成在第一密封板内的通道注入，该通道在第 一密封板的面向第二密封板的表面上敞开。C3.根据Cl或C2的装置，还包括第三密封板，第三密封板定位成使轴通过第三密 封板内的开口，而第二密封板布置在第一和第三密封板之间。C4.根据C3的装置，其中，第三密封板包括气体通道，通过该气体通道注入气体， 该气体通道在第三密封板的面向第二密封板的表面上敞开。C5.根据C3的装置，还包括定位在第二和第三密封板之间的弹簧构件。C6.根据C1-C5中任何一项的装置，其中，第一和第二密封板之间的间隙等于或小 于约 0. 254cm0C7.根据C1-C6中任何一项的装置，其中，第一或第二密封板包括的摩擦系数
C8.根据C1-C7中任何一项的装置，其中，第一或第二密封板包括一层石墨或氮化 硼。C9.根据C1-C8中任何一项的装置，其中，轴偶联到空气轴承，该空气轴承提供轴 沿横向于轴的纵向轴线方向的移位。C10. 一种拉制玻璃带的装置包括用来供应玻璃带的成形体；设置在玻璃带周围 而限定拉制腔室的护罩，其中，拉制腔室内的气氛具有第一压力Ps ；边缘辊组件包括延伸 通过护罩进入拉制腔室内的可转动轴；设置在轴上的接触表面，该接触表面接触拉制腔室 内的玻璃带的边缘；偶联到轴上的空气轴承，以允许轴横向于轴的纵向轴线移位；以及密 封组件，该密封组件包括连接到护罩上的第一密封板和连接到轴上的第二密封板，在第一 和第二密封板之间存在一间隙，气体注入到间隙内，以维持间隙内的气氛处于第二压力Pg， 第二压力等于或小于第一压力Ps，其中，第一密封板包括狭槽，轴延伸通过该狭槽进入拉制 腔室，其中，狭槽适应轴横向于轴的纵向轴线的运动。Cll.根据ClO的装置，其中，第一或第二密封板包括一层石墨或氮化硼。C12.根据ClO或Cll的装置，其中，第一或第二密封板的相对表面之间的摩擦系数<0. 4。C13.根据C10-C12中任何一项的装置，其中，轴连接到气体轴承。C14. 一种拉制玻璃带的方法包括从成形体曳拉玻璃带，玻璃带通过由围绕玻璃 带设置的护罩所限定的拉制腔室，其中，护罩包括第一密封板，而拉制腔室内的气氛具有第 一压力Ps ；使玻璃带与边缘辊组件接触，该边缘辊组件包括延伸通过第一密封板内的通道 进入拉制腔室内的可转动轴，该通道允许轴横向于轴的纵向轴线方向的运动；连接到轴上 的第二密封板，使得第二密封板随轴转动；设置在轴上的接触表面，该接触表面接触玻璃带 的边缘；当第二密封板相对于第一密封板转动时，将加压气体注入第一和第二密封板之间 的第一间隙内，以使第一间隙内的气氛压力Pg等于或小于压力Ps ；其中，该接触包括将偏置 力连接到轴上，从而使该轴沿横向方向移位。C15.根据C14的方法，其中，阻止轴移位的最大摩擦力小于2. 3kg。C16.根据C14或C15的方法，其中，接触表面对玻璃带施加基本上恒定的力。C17.根据C14-C16中任何一项的方法，其中，使轴移位包括用气体轴承支承所述轴οC18.根据C14-C17中任何一项的方法，其中，边缘辊组件还包括相对于第一密封 板设置的第三密封板，以使第二密封板在第一和第三密封板之间转动。C19.根据C14-C18中任何一项的方法，其中，还包括将气体注射入第二和第三密 封板之间的第二间隙内。C20.根据C14-C19中任何一项的方法，其中，第一或第二密封板的相对表面之间 的摩擦系数< 0. 4。应该强调的是，上述实施例尤其是任何“优选的”实施例，仅是可能的实施例，只是 为了清晰地理解本发明原理进行阐述的。对于上述实施例可作出许多变化和修改，而基本 上不脱离本发明的精神和原理。所有如此的修改和变化都意欲被包括在本发明范围之内， 本发明由附后的权利要求书予以保护。
权利要求
1.一种拉制玻璃带的装置，该装置包括 用来供应玻璃带00)的成形体(12)；围绕玻璃带设置而限定拉制腔室的护罩(22)，所述护罩02)包括第一密封板(56)，其 中，所述拉制腔室内的气氛具有第一压力Ps ； 边缘辊组件，所述边缘辊组件包括延伸通过所述护罩02)进入所述拉制腔室内的可转动轴G4)； 设置在所述轴G4)上的接触表面(40)，所述接触表面接触所述拉制腔室内玻璃带 (20)的边缘(34)；以及连接到所述轴G4)上的第二密封板(66)，所述第一密封板和第二密封板之间存在间 隙(74)，气体注入所述间隙内以将所述间隙内的气氛保持在第二压力Pg，所述第二压力等 于或小于所述第一压力Ps，其中，所述第一密封板(56)包括狭槽(58)，所述轴延伸通过所 述狭槽进入所述拉制腔室内，所述狭槽允许所述轴G4)横向于所述轴G4)的纵向轴线 (86)运动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体通过形成在所述第一密封板(56) 内的通道(70)注入，所述通道在所述第一密封板(56)的面向所述第二密封板(66)的表面 上敞开。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第三密封板(78)，所述第三密封板定 位成使所述轴G4)通过所述第三密封板(78)内的开口，而所述第二密封板(66)布置在所 述第一密封板和第三密封板(56、78)之间。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第三密封板(78)包括气体通道(84)， 所述气体通道在所述第三密封板(78)的面向所述第二密封板(66)的表面上敞开，气体通 过所述气体通道注入所述第二密封板和第三密封板之间的间隙内。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述第二密封板和第三密封 板(66,78)之间的弹簧构件(88)。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一密封板(56)或第二密封板(66)包 括一层(71)石墨或氮化硼。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴G4)连接到空气轴承，所述空气轴承 提供所述轴G4)沿横向于轴纵向轴线方向的移位。
8.—种拉制玻璃带的方法，该方法包括从成形体(1 曳拉玻璃带(20)，所述玻璃带00)通过由围绕玻璃带OO)设置的护 罩0 所限定的拉制腔室，其中，所述护罩0 包括第一密封板(56)，而所述拉制腔室内 的气氛具有第一压力Ps ；使玻璃带OO)与边缘辊组件接触，所述边缘辊组件包括延伸通过所述第一密封板内的通道(58)进入所述拉制腔室内的可转动轴(44)，所述 通道允许所述轴沿横向于所述轴的纵向轴线的方向的运动；连接到所述轴G4)上的第二密封板(66)，使得所述第二密封板(66)随所述轴04)转动；设置在所述轴G4)上的接触表面(40)，所述接触表面接触玻璃带OO)的边缘； 当所述第二密封板(66)相对于所述第一密封板(56)转动时，将加压气体注入所述第一密封板(56)和第二密封板(66)之间的第一间隙内，以使所述第一间隙内的气氛压力Pg 等于或小于压力Ps;以及其中，所述接触包括将偏置力(54)连接到所述轴04)上，从而使所述轴G4)沿横向 于所述轴G4)的纵向轴线的方向移位。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接触表面00)对所述玻璃带00)施加 基本上恒定的力。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述边缘辊组件还包括相对于所述第一密 封板(56)设置的第三密封板(78)，以使所述第二密封板(66)在所述第一密封板(56)和第 三密封板(78)之间转动。
全文摘要
本发明涉及力循环最小的低摩擦边缘辊，提供一种拉制玻璃带(20)的装置(10)，该装置包括包围玻璃带(20)的护罩(22)和穿过护罩(22)以接触玻璃带(20)的边缘辊。该装置(10)包括调节密封组件(76)内压力，使压力等于或小于护罩(22)内的压力，防止相对较冷的外部气体入侵到护罩(22)的热的内部。边缘辊利用空气轴承来将摩擦减到最小，当边缘辊响应于玻璃带厚度的变化或设备尺寸变化移位时，该摩擦可使玻璃带产生周期性波动。
文档编号C03B17/06GK102050562SQ20101053576
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者D·J·乌尔里希, J·G·安德森, J·P·皮尔瑞斯, L·K·克林史密斯 申请人:康宁股份有限公司