TW201917340A - 改良式陶瓷輥床及測量方法 - Google Patents

Abstract

用於玻璃板熱強化的裝置中的輥底爐包括陶瓷輥床，該輥床在一個區域上與平面的偏差不大於500、400、300、200、100或甚至75或50或30微米不小於1、1.2、1.3、1.5、2、3、5或10平方米。理想地，輥直徑不大於75、50或甚至不大於25mm。輥長度理想地不小於1、1.2、1、1.2、1.3、1.5、2或甚至2.5米。

Description

改良式陶瓷輥床及測量方法

相關申請的交叉引用:本申請基於專利法要求於2017年8月31日提交的美國臨時申請案編號No.62 / 552,825的優先權，其內容藉由引用整體併入本文。

本發明涉及用於製造熱強化玻璃的設備，並且特別涉及用於加熱玻璃以進行熱強化的具有改善的平坦度的陶瓷輥床，以及用於測量輥的真實度和輥床平坦度和/或對準的設備和方法。

還已知藉由從高於玻璃板的玻璃轉變溫度的初始升高溫度T₀ 來將玻璃板淬火（快速冷卻）至低於玻璃轉變溫度的溫度來熱強化玻璃板。為了在熱強化過程中 保持板材平坦度，板材平坦度（即，低奈米或微米級粗糙度） 和光學的和其它的所需的板材效能，溫度T₀ 和板材處於T₀ 或T₀ 以上所花費的時間量一般而言均會儘量減少。然而，如果要使熱強化效果最大化，則T₀ 必須足夠高(特別是對於厚度小於2或3mm的玻璃板)使當在陶瓷輥床上加熱時，板材可以開始變形以稍微符合輥的形狀和/或週期。這種「輥波」變形可能被不太平坦的陶瓷輥床加劇，即，具有彼此不能很好地對齊的輥或具有表現出過度跳動的輥。

以下呈現了本公開的簡化概述，以便提供對詳細描述中描述的一些示例性實施例的基本理解。

在實施方案中，用於玻璃板熱強化的裝置中的輥底爐包括陶瓷輥床，其與平面的偏差不大於500、400、300、200、100或甚至75或50或30微米面積不小於1、1.2、1.3、1.5、2、3、5或10平方米。理想地，輥直徑不大於75、50或甚至不大於25mm。輥長度理想地不小於1、1.2、1、1.2、1.3、1.5、2或甚至2.5米。

在實施例中，公開了一種用於測量和對準輥床的配接器，以及配置方法和使用所述配接器的方法。使用所公開的配接器能夠實現本公開的輥床的優異對準和/或平坦度。

以上實施例是示例性的，並且可以單獨提供或與本文提供的任何一個或多個實施例任意組合地提供，而不脫離本公開的範圍。應當理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都呈現了本公開的實施方式，並且旨在提供用於理解所描述和要求保護的實施方式的性質和特徵的概述或框架。包括附圖以提供對實施例的進一步理解，並且附圖被併入並構成本說明書的一部分。附圖示出了本公開的各種實施例，並且與說明書一起用於解釋其原理和操作。

現在將在下文中參考附圖而更全面地描述方法和裝置，附圖中示出了本公開的示例性實施例。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或相似的部件。然而，本公開可以以許多不同的形式實施，並且不應該被解釋為限於這裡闡述的實施例。

圖1顯示了根據本發明一個實施例的用於加熱玻璃板的輥底爐的橫截面圖，該輥底爐包括改進的陶瓷輥床。參考圖1，輥底爐30通常包括上絕緣屏障32和下絕緣屏障34，以幫助容納來自諸如電阻式電加熱元件（未示出）的加熱裝置的熱量。絕緣門40a、40b分別升高和降低，以根據需要放入和取出玻璃板14。

玻璃板14在陶瓷輥12的床10上傳送。當輥12沿箭頭R的方向旋轉時，板材14沿箭頭O的方向移動，例如，如圖所示從爐子中向右移出。根據本公開的實施例，提供了比先前已知的更平坦和/或更對準的陶瓷輥床10。還公開了測量（從而調節和/或維持）改善的平坦度和/或對準的裝置和技術。

根據實施例，陶瓷輥床10可以具有不大於500、400、300、200、100或甚至75或50或30微米的平面的偏差。這種低偏差可實現在不小於1、1.2、1.3、1.5、2、3、5或甚至10或更多平方米的整個陶瓷輥床面積（其可能小於爐子的總陶瓷輥床面積）。即使使用直徑不大於 75、50（或甚至不大於25mm）且長度不小於1、1.2、1、1.2、1.3、1.5、2（或甚至2.5米）的輥，也可以實現這種低偏差 。

圖2是玻璃板回火設備的橫截面圖，該設備包括輥底爐30，該輥底爐30包括用於加熱玻璃板的改進的陶瓷輥床10，類似於圖1的玻璃板，但沒有示出絕緣結構，並且薄間隙含氣淬火60包括相對的氣體軸承50a、50b，它們隔著間隙G彼此相對。根據本文實施例的陶瓷輥床致使玻璃板14能夠被供給到如圖所示的薄間隙含氣淬火中的薄間隙中，其適用於大於玻璃板14的厚度T的小至不大於400、350、320、300、280、260、240、220、200、180、160、140、120、100或甚至80或60微米的薄間隙。

為了實現本發明的改進的陶瓷輥床10，必須在輥爐30中原位(in situ)測量輥12和輥床10而不會引起輥12的可測量的偏轉，並且同時確保測量傳感器相對於參考平面和待測特徵和/或輥係正確定位。

這可以藉由使用圖3中所示的測量配接器100來實現。圖3是根據本發明的測量配接器100的實施例的橫截面示意圖，該測量配接器100可用於測量和調節輥床的平坦度或對準和/或測量輥床中的輥的跳動。圖4是從圖3中的下方觀察的圖3的配接器100的實施例的平面示意圖。

參考圖3和4，配接器100用以適配於輥床10的輥12和測量參考系統MR之間。儘管參考系統MR在圖3中藉由跳動量規的示意性表示來表示，但是可以使用任何合適的參考系統MR，例如雷射參考平面系統。例如，可以使用來自美國 Connecticut 的Danbury的Hamar Laser的L-733 Triple Scan®或L-743 Ultra Triple Scan®測量系統 。然後需要提供一種方法來將雷射參考目標與輥機械連接以測量所測量的輥的任何偏轉，而不會引起待測量的非常偏轉。例如，當從 EFCO（Electric Furnace COmpany）Furnaces Ltd.調整和調整輥爐時，多個陶瓷輥（超過50個）（大約1米長）需要對齊並檢查下垂。這需要在每個輥的垂直位置（高度）的三個位置處進行最小測量，從而導致總測量超過150次。

使用雷射參考系統（例如L-733 Triple Scan®或L-743 Ultra Triple Scan®測量系統）避免了對爐子的機械參考的要求。測量配接器100的使用提供與待測點的可靠、可重複的接觸，而不會引起由典型的雷射參考目標引起的這種偏轉（其可以容易地大於待測量的變化）。配接器 100可以將Hamar傳感器頭固定至具有被測試輥的最小偏移的輥上，同時確保傳感器頭相對於所述基準平面的角度是一致的而在可接受的限度內（其可以使用誤差預算來決定）。這使得用戶能夠將測量傳感器快速地放置在150個測量位置中的每一個處的輥12上並記錄該值。

再次參考圖3和4，測量陶瓷輥12。軸S是附接到測量傳感器（雷射目標）（未示出）的底部的測量柱。在這種情況下，為了一般性，參考系統MR（理想地是以測量傳感器（雷射目標）和雷射平面的形式）已經被表示為測量軸（柱）頂部相對於一些外部參考地的高度的指示器。軸在軸承B中上下滑動。軸承B具有非常低的靜摩擦力，以確保與滾子的良好接觸，同時具有最小的偏轉。在實施例中，軸承B是具有基本上零摩擦的空氣襯套，以基本上消除所有靜摩擦。軸承B連接到底板BP，底板上具有墊P。採取步驟（以下討論）以確保軸垂直於基板BP底部上的墊P。

軸承B和襯墊P都在同一步驟中連接到基板上，並用低收縮黏合劑（例如低收縮環氧樹脂）固定就位。

底板BP的底部有3個墊P。（第三焊盤P沒有見於圖3的視圖。）焊盤P和軸承B應在同一時間被結合到所述底板（在以下描述的處理中）。四（4）個定位銷DP也固定在基板BP上。這些定位銷DP用於粗略對準並且將墊保持在相鄰的輥上並且軸保持在被測試的輥上。這些銷的位置並不重要，只需要與軸尖公差一樣好，這將在以下結合圖5進行討論 。

墊和銷釘的佈置可以在圖4中留意到。配接器 100還包括平衡系統，以確保小的力在測量期間被施加於被測試輥上。有很多方法可以實現平衡。在圖3所示的實施例中，彈簧SP與螺母N一起使用。在其最簡單的形式中，軸S在頂部帶有螺紋，並且螺母N用於控制從螺母N的底部到軸S的底端的距離。這使得能夠控制軸S和被測試輥之間的干涉量， 從而也能夠控制探測力。如果需要，可以在軸S和與輥的接觸點之間插入測力傳感器以量化測量力。請注意，儘量減小從被測量的輥到測量傳感器的高度H也非常重要，以確保Abbe誤差之最小化。

圖5示出了與被測量的輥12接觸的軸尖的3個實施例。

軸尖A是平直的尖端，其垂直於軸S的軸線。該尖端需要相對於輥12的上止點（TDC） 而被放置在軸 S直徑的一個半徑內。與圓柱體接觸的平面將呈現出過度約束的線接觸區域並因此可能導致測量誤差，因此尖端A需要軸S對輥12的角度的高確定性對準。

軸尖B是外圓角半徑尖端，在軸S和滾子12之間具有單點接觸。該尖端必須精確地對準輥12的 TDC ，但是不會過度約束並且在角度對準上具有相對寬鬆的公差。

軸尖C在與輥12接觸的銷上產生垂直銷，這導致軸S和輥12之間的單點接觸。這種佈置不會過度約束，並且不需要對TDC的高精度對準（必須對準到等於橫軸長度的一半的公差）或呈角度。但是，十字軸必須垂直於主軸，並且必須被鎖定，以防止主軸周圍的大轉動。對軸鎖定將增加黏滯的可能性，這使得配接器和配接器的組裝 變得複雜。目前，軸尖的配置（如軸尖C）是優選的。

為了將測量配接器黏合在一起，使用兩個精確的正方形來確保軸和襯墊垂直。在此過程中可以使用兩種 方法。第一種方法是使用平面板同時用黏合劑AH來連接所有的三個墊P，以確保它們都是平坦的。一旦黏合劑AH乾燥，則可以手工研磨墊P以確保解決任何非平面性。然後可以將配接器與兩個正方形一起使用，以確保軸垂直於襯墊，然後將軸承黏合到位。第二種方法使用非永久性黏合劑將墊P和軸S臨時連接到正方形，然後墊P和軸承B都用永久黏合劑固定就位。第一種方法更耗時，但是易於組裝並且能夠「校正」 墊P的任何不平坦度。

本發明提供一種配接器，其允許在輥底爐的陶瓷輥床中原位測量輥，該配接器及其使用對操作者幾乎不需要培訓，並且使用本文所述的複製行為/組件，可以使用現成的組件廉價地構建該配接器。

應當理解，所公開的各種實施例可以涉及結合該特定實施例描述的特定特徵，元件或步驟。還應當理解，儘管關於一個特定實施例描述了特定特徵、元件或步驟，但是可以與各種未示出的組合或置換中的替換實施例互換或組合。

應理解，如本文所用，術語「一」、「一個」或「一個」表示「至少一個」，並且不應限於「僅一個」，除非明確地相反地指出。因此，例如， 提到「一個組件」即包括具有兩個或更多個這樣的組件的實施例，除非上下文另有明確說明。

範圍在本文中可以表示為從「約」一個特定值，和/或到「約」另一個特定值。當表達這樣的範圍時， 實施例包括從一個特定值和/或到另一個特定值。類似地，當通過使用先行詞「約」將值表示為近似值時，將理解該特定值形成另一態樣。將進一步理解，每個範圍的端點相對於另一個端點都是重要的，並且獨立於另一個端點。

除非另有明確說明，否則絕不意圖將本文所述的任何方法解釋為要求其步驟以特定順序執行。因此，在方法請求項實際上沒有記載其步驟所遵循的順序的情況下，或者在請求項或說明書中沒有特別說明該步驟將限於特定的順序，則不意味著任何特定的順序。

雖然可以使用過渡短語「包括」來公開特定實施例的各種特徵，元件或步驟，但是應該理解，替代實施例，隱含著包括可以使用過渡短語「由......組成」或「基本上由......組成」來描述的實施例。因此，例如，對包括A+B+C的裝置的隱含的替代實施例包括其中裝置由A+B+C組成的實施例和其中裝置基本上由A+B+C組成的實施例。

對於本領域技術人員顯而易見的是，在不脫離所附請求項的精神和範圍的情況下，可以對本公開做出各種修改和變化。因此，本公開旨在涵蓋本文實施例的修改和變化，只要它們落入所附請求項及其等同物的範圍內。

10‧‧‧床

12‧‧‧陶瓷輥

14‧‧‧玻璃板

30‧‧‧輥底爐

32‧‧‧上絕緣屏障

34‧‧‧下絕緣屏障

40a‧‧‧絕緣門

40b‧‧‧絕緣門

R‧‧‧箭頭

O‧‧‧箭頭

50a‧‧‧氣體軸承

50b‧‧‧氣體軸承

T‧‧‧厚度

G‧‧‧間隙

60‧‧‧薄間隙含氣淬火

MR‧‧‧測量參考系統

N‧‧‧螺母

B‧‧‧軸承

BP‧‧‧底板

H‧‧‧高度

DP‧‧‧定位銷

S‧‧‧軸

P‧‧‧墊

100‧‧‧測量配接器

SP‧‧‧彈簧

A‧‧‧軸尖

B‧‧‧軸尖

C‧‧‧軸尖

AH‧‧‧黏合劑

當閱讀參考附圖時，可以進一步理解本公開的這些和其他特徵、實施例和優點：

圖1顯示了根據本發明一個實施方案的用於加熱玻璃板的輥底爐的橫截面圖，該輥底爐包括改進的陶瓷輥床;

圖2是玻璃板回火裝置的橫截面圖，該玻璃板回火裝置包括輥底爐，該輥底爐包括用於加熱玻璃板的改進的陶瓷輥床以及薄間隙含氣淬火;

圖3是根據本發明的測量配接器的實施例的橫截面示意圖，該測量配接器可用於測量和調節輥床的平坦度或對準和/或測量輥床中的輥的跳動;

圖4是圖3（如在圖3中從下方所視）的配接器的一個實施例的平面示意圖;

圖5是陶瓷輥的透視圖以及用於與本發明的配接器的任何實施例一起使用的軸端的三個可替代的實施例；和

圖6是調整圖3和4的配接器的處理的實施例的橫截面示意圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (10)

1. 一種用於玻璃板熱強化的裝置中的輥底爐，該爐包括陶瓷輥床，該陶瓷輥床在不小於1平方米的面積上具有不大於500微米的平面偏差。
2. 如請求項1所述的輥底爐，其中陶瓷輥床在不小於1平方米的面積上與平面的偏差不大於300微米。
3. 如請求項1所述的輥底爐，其中陶瓷輥床在不小於1平方米的面積上與平面的偏差不大於200微米。
4. 如請求項1所述的輥底爐，其中陶瓷輥床在不小於1平方米的面積上與平面的偏差不大於100微米。
5. 如請求項1所述的輥底爐，其中陶瓷輥床在不小於1平方米的面積上與平面的偏差不大於80微米。
6. 如請求項1-5中任一項所述的輥底爐，其中陶瓷輥床的輥的直徑不大於75mm。
7. 如請求項6所述的輥底爐，其中陶瓷輥床的輥的直徑不大於50mm。
8. 如請求項6所述的輥底爐，其中陶瓷輥床的輥的長度不小於1米。
9. 如請求項6所述的輥底爐，其中陶瓷輥床的輥的長度不小於1.5米。
10. 如請求項6所述的輥底爐，其中陶瓷輥床的輥的長度不小於2米。