570899 A7 B7 五、發明説明（1) 本發明係相關於拉伸過程中用以分離玻璃束的方法， 藉由在其縱軸的方向輸送玻璃束，及藉由在外護套上製造 預定斷開點，及隨後藉由作用於預定斷開點區域的力分離 玻璃束。 再者，本發明係相關於拉伸過程中用以分離玻璃束的 裝置，裝置包含用以在其縱軸的方向輸送玻璃束的拉伸設 備，及用以在製造於外護套上之預定斷開點區域分離玻璃 束的分離工具。 當自坩堝或預先成形連續拉伸玻璃管或玻璃棒時，產 生玻璃束必須被截成適當斷的問題。在此過程中，首先製 造預定斷開點一通常在在其縱軸方向移動的玻璃束之外護 套上一藉由毀壞外護套，例如藉由刮痕、裂縫、截割、或 在隨後斷開玻璃束之上選擇性地插入夾圈。已有許多建議 在移動的玻璃束製造預定斷開點的方法，在最簡單的例子 中，以金剛石銼、金剛石刀具、或碳化物刀刃等形式的截 割工具製作周圍裂縫。 再者，以雷射光點毀壞玻璃束，及隨後自與之移動的 噴嘴於其上噴灑水的例子中，雷射刀具是眾所皆知，結果 是斷開受傷表面區域的玻璃束。 DE-C 1 99 08 342說明使用螺旋截割在其縱軸周圍轉 動的玻璃束之方法，螺旋與玻璃束以小段距離相應地同軸 配置及在其螺旋軸周圍轉動。螺旋線圈的周圍邊緣被設計 成刀刃及只延伸於一部份螺旋線圈周圍之上，使得轉動的 螺旋以其刀刃在預定嚙合點抓住玻璃束的外護套。藉由對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---.—>--裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 570899 A7 B7 五、發明説明（2) 應的匹配螺線形狀及玻璃束的移動，能夠製作嚙合點用以 在玻璃束的四周的軸向平面移動，結果是形成沿著分離玻 璃束的軸向垂直及周圍的切割線。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通常藉由似脈衝方式作用於預定斷開點區域的力分離 玻璃束，例如，藉由錘擊。此可能導致許多玻璃碎片及可 能部分撕裂玻璃束。因此，需要相當大的截割容許量，導 致對應地高原料損失。已知的方法特別不適用於分離大外 直徑的玻璃棒或分離厚牆的玻璃管。 本發明的目的係指出拉伸過程中用以分離玻璃束的方 法，藉由此方法，能夠獲得高品質截割表面及能夠減低截 割損失。另外，本發明的目的係設置一拉伸過程中用以分 離玻璃束的簡單及操作可靠的裝置，此裝置尤其適用於執 行根據本發明的方法。 關於此方法，根據本發明達成開始於上述方法的此目 的，其中彎曲設備固定於外護套上及藉由在預定斷開點區 域的該裝置誘發彎力矩，該力舉連續增加直到斷開玻璃束 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在根據本發明的方法中，彎曲設備固定於玻璃束上， 使得以玻璃束的縱軸方向之移動玻璃束的速度輸送設備。 藉由彎曲設備的幫助，在預定斷開點區域產生彎力矩，藉 由產生壓力或作用在垂直於玻璃束的方向之拉力，最後結 果是斷開玻璃束。 此處不可缺的重要性爲彎力矩連續增加直到斷開玻璃 束。彎力矩的連續及逐漸增加容許計量引進預定斷開點區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 570899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（3) 域的力量，使得力量將只作用於需要斷開的玻璃束上。藉 以大體上避免無法控制之玻璃束的裂縫傳播’增加截割表 面的品質及減低截割損失。 當玻璃束及彎曲設備彼此局部固定時’彎力矩的應用 及其增加直到斷開玻璃束需要特定的時間，使得力量能夠 作用於預定斷開點區域上。藉由將彎曲設備固定於移動的 玻璃束上，在根據本發明的方法中擔保此時間。 理想上，彎力矩連續及平穩地增加；然而，微小增加 量的增加不會對根據本發明之學說的技術成功不利。 在應用彎力矩之前，在外護套上以幾乎像點的表面毀 壞形成預定斷開點，或它在至少部分外護套上輻射延伸成 線型表面毀壞。 已發現當彎力矩以調整或受控制的方式增加時特別有 益。在預定斷開點區域的受控制或調整之彎力矩增加導致 可複製、界定、及可受控制的力量引進’及因此導致伴有 受控制的裂縫引進。 已發現藉由在垂直於靠在預定斷開點區域的外護套的 縱軸方向向前推進的氣力的或水力的驅動壓力本體的動作 引進彎力矩的這方面相當有用。氣力的或水力驅動容許簡 單的壓力本體結構。另外，氣力的或水力驅動有助於幾個 壓力本體的連接，使得幾個彎曲設備能夠以對應的驅動操 作。在最簡單的例子中，在垂直於玻璃束的縱軸方向藉由 推進連結在彎曲設備的壓力本體應用彎力矩。此處的壓力 本體爲連續推進，以調整或受控制的方式較佳。由於其固 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 I -Ο - 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 570899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 __五、發明説明（4) 定於外護套，壓力本體的移動速度與玻璃束相同，使得壓 力本體的退回速度及軸移動不需要相配合。 有利地，彎曲設備包含軸向隔開支撐元件，其配置於 預定斷開點的兩側及玻璃束置於其上，壓力本體朝置於支 撐元件上的玻璃束以輻射方向向前推進。爲了這個目的’ 在預定斷開點的兩側設置兩個或更多的支撐元件及以輻射 方向分配。就彎力矩的應用而言，自支撐元件的對側引進 壓力於外護套上，作用於該側上的壓力連續增加。根據本 發明，此藉由靠在外護套的壓力本體之連續推進力量達成 ，藉由拉自壓力本體上的支撐元件側之拉力，或藉由自支 撐元件的對側作用於壓力本體上的壓力引進推進力量。 已發現當藉由點方式作用於外護套上的之壓力本體應 用彎力矩時尤其有用。感謝點方式力量的引進，以輕微破 壞外護套區域即可引進高表面壓力。 在其他但一樣不錯的不同方法中，以平面方式作用於 外護套上的之壓力本體應用彎力矩。感謝平面壓力的引進 ，避免局部的高力量及因此伴隨而來對外護套的破壞。 已證實在持續一秒鐘的壓力建立階段期間彎力矩增加 。壓力建立階段越長，灣例句的鍵力越慢，及裂縫引進及 斷開越和緩及受控制。 至於裝置，根據本發明達成開始於上述型式的裝置之 上述目的。其中截割工具包含框架結構，其夾緊至少部份 的外護套周圍及在其上彎曲設備持留有可在垂直於縱軸的 方向移動之壓力本體，藉由以彈性線連接於壓力本體之可 1紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T Ρ 570899 A7 B7 五、發明説明（5) 調整或受控制的推動器移動該壓力本體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明設置彎曲設備，其鞏固於玻璃束及包含在 預定斷開點產生彎力矩之壓力本體。彎曲設備持留於藉由 夾緊整個或部分外護套周圍固定於玻璃束之框架結構上。 藉以擔保移動玻璃束及彎曲設備彼此局部固定。 壓力本體適合應用預定斷開點區域的彎力矩到垂直於 縱軸的方向之玻璃束。。 藉由行使作用於壓力本體上的力量應用彎力矩及導向在垂 直於縱軸方向的外護套。此力量可以是拉力或壓力。必要 的是壓力本體可連續朝外護套移動（在下文中，該移動將 亦稱做 > 推進移動〃）。此容許調整在預定斷開點區域的 彎力矩連續增加。此藉由可調整或可控制的推動器發生壓 力本體的推進移動來達成。爲了這個目的，壓力本體直接 或間接（透過推動器）連接於調整或控制單元。壓力本體 朝外護套的推進力量能夠以調整或控制單元調整或控制， 彈性線容許壓力本體在玻璃束之縱軸方向的移動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 彎力矩的連續及逐漸增加容許計量引進預定斷開點區 域之力量，使得力量將只作用於需要被斷開的玻璃束上。 藉以大重避免玻璃束上不受控制的裂縫傳播，增加截割表 面的品質及減低截割損失。 因此，在根據本發明的裝置中，固定於玻璃束的彎曲 設備在其縱軸方向以移動玻璃束的速度輸送，在預定斷開 點區域藉由彎曲設備同時引進彎力矩，導致最後斷開玻璃 束。因此，根據本發明的裝置尤其適用於完成根據本發明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 570899 A7 B7 五、發明説明（6) 的方法。 固定工具的框架結構用以在預定斷開點區域產生玻璃 束的機械減弱已證實特別有利。工具係，例如玻璃抓刮工 具或雷射。因爲固定於玻璃束及與之移動的單一設備（彎 曲設備）產生玻璃束的減弱（即藉由抓刮或藉由產生熱應 力），及因爲彎力矩亦應用於預定斷開點區域，有助於壓 力本體準確定位於機械減弱的區域。 較佳的是，彎曲設備包含氣力的或水力的推動器，藉 由此壓力本體可朝外護套移動。氣力的或水力的推動器產 生簡單的壓力本體結構設計，例如，以壓力汽缸形式。另 外，氣力的或水力的推動器有助於一或多個拉伸系統的幾 個壓力本體之連接。此處的壓力本體爲藉由調整或控制設 備以調整或控制方式連續推進的。 有利地，彎曲設備包含配置於預定斷開點的兩側之軸 向隔開支撐元件及玻璃束相對壓力本體的推進移動置於其 上。此處的壓力本體在與置於支撐元件上的玻璃束相對之 輻射方向可取代。當自軸向觀看時，此處在預定斷開點的 兩側設置兩個或更多的支撐元件。爲了彎力矩的應用，在 外護套的對側產生作用於支撐元件的壓力，且壓力連續增 加。藉由拉力或壓力影響與外護套相對的壓力本體的推進 移動。 給予本發明的裝置實施例的優先權，其中壓力本體包 含作用於外護套的尖端。此種設計的壓力本體影響狹窄界 定的表面區域內點方式的力量引進，使得外護套幾乎不會 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） n 570899 A7 B7 五、發明説明（7 ) 被壓力本體破壞。 在其他及同樣較佳的實施例中，根據本發明的裝置包 含作用於外護套具有邊緣的壓力本體。引至玻璃束上的力 量藉以分配於大表面區域之上，藉以避免局部的高力量及 破壞到外護套。 已發現當彎曲設備在與壓力本體相對的玻璃束側設有 可變形原料的衝擊表面時尤其有利。在預定斷開點區域的 玻璃束斷開上，以輻射方向作用於玻璃束上的彎曲力量影 響分離段的軸向傾斜。在該較佳實施例中，衝擊表面設置 於預定斷開點區域，當傾斜時分離段的前端在該衝撃表面 上衝擊。衝撃表面以可變形的軟原料襯裹，使得避免破壞 分離段。 藉由量測用以在預定位置的玻璃束上固定框架結構所 設置的自動定位設備可達到更進一步的改良。自動定位設 備係，例如機械自動裝置。 自玻璃束分離的段集中或持留及必須經由更進一步的 處理步驟。作用於外護套上的預定斷開點之下的夾緊工具 係特別適用於持留自玻璃束分離的段。 現在將參照實施例及附圖更詳細說明本發明。附圖爲 更詳細的圖解說明，圖示於 圖彳爲根據本發明的裝置之第一實施例；及 圖2爲根據本發明的裝置之另一實施例。 主要元件對照表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） _ _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 570899 A7 _ B7 五、發明説明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 石英玻璃管 1 後牆 2 縱軸 3 方向箭頭 4 外護套 4 外周圍 5 預定斷開點 6 彎曲設備 7 框架 8 壓力汽缸 9 水力推動器 10 彈性線 12 控制單元 13 連接線 14 支撐元件 15 牆 16 石墨毛氈層 17 夾子 18 分離段 20 彈性管 21 石英玻璃棒 22 彎曲設備 23 框架 24 壓力汽缸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂
P 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 570899 A7 B7 五、發明説明（9) 25 尖端 26 段 27 托架 28 玻璃抓刮工具 29 持留設備 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1說明具有垂直方向縱軸2的石英玻璃管1,其以 拉伸設備自爐中的中空汽缸柔軟區位置以箭頭方向3退回 。合適拉伸設備及爐一般都眾所皆知，因此不圖示於圖1 及2。 石英玻璃管1包含設置於預定斷開點5區域並具有輻 射周圍的早期裂縫之外護套4,石英玻璃管1已鞏固於彎曲 設備，其就全體而言設有參照號碼6。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 彎曲設備6包含持留於具有似鑿子尖端的壓力汽缸8 上之伸長的硬框架7，其在垂直於縱軸2的方向能夠藉由水 力推動器9和石英玻璃管1的外護套4相應地向前推進及 向後移動。爲了此目的，壓力汽缸8透過彈性管1 0連接到 水力推動器9及該推動器透過電連接線1 3連接到控制單元 1 2。壓力汽缸8藉由以彈性管1 0連接及以控制單元1 2控 制之水力推動器9在垂直於縱軸2的方向向前及向後移動 〇 與壓力汽缸8相對，兩支撐元件14鞏固於框架7，兩 支撐元件1 4在縱軸方向彼此間隔，及石英玻璃管1以預定 斷開點中心地位於其間的方式置於其上。支撐元件1 4彼此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 570899 A7 __ B7 五、發明説明（10) 之間的距離爲800 mm。 再者，框架7包含與縱軸2平行延伸之牆15及具有與 壓力汽缸8相對嵌入其內的石墨毛氈層16。 框架7以夾緊於外護套4周圍的夾子1 7可裝卸地鞏固 於石英玻璃管1。這些夾子設計成不會破壞外護套4。 現在將參照連同圖1的實施例更詳細說明根據本發明 的方法。 具有60 mm外直徑及20 mm牆厚度的石英玻璃管1以 145 mm/min的退回率在箭頭方向3退回。就分離段18而 言，周圍早期裂縫製造於具有金剛刀具的預定斷開點區域5 之石英玻璃管1上及框架7然後鞏固於石英玻璃管1，使 得壓力汽缸8可準確地放置預定斷開點5的水平面。 在框架7已鞏固於石英玻璃管1之後，其以退回率在 箭頭方向3與之移動。此使得藉由水力推動器9及控制單 元1 2各自與透過彈性管1 0的壓力汽缸8間之彈性連接變 得可以。 藉由水力推動器9的幫助，及以控制單元1 2控制，壓 力汽缸8朝外護套4向前推進，似鑿子的尖端之長邊緣延 伸於垂直縱軸2的方向。由於支撐元件1 4上的石英玻璃管 1的支撐，故以預定斷開點區域5的壓力汽缸8之推進移 動誘發彎曲應力。壓力汽缸8之推進移動爲30 mm/s。預 定斷開點區域5的彎曲應力藉以連續增加，使得大約四秒 之後在預定斷開點區域5引起石英玻璃管1的斷開。彎曲 應力的連續及逐漸增加容許計量引進預定斷開點區域之力 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ' ^ j---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 570899 A7 B7 五、發明説明（11) 量，使得力量將只作用於需要斷開的石英玻璃管1上。藉 以避免石英玻璃管1的不受控制的裂縫傳播，增加截割表 面的品質及減低截割損失。 在石英玻璃管1的斷開上，分離段1 8將傾斜於縱軸2 ，以其上端衝擊在石墨毛氈層1 6上。藉以避免破壞到管端 。分離段1 8集中於容器（圖1未圖示）中，及必須經由隨 後的處理步驟。 假如圖2中所使用的參照號碼與圖1中相同，則藉以 表明與圖1中之裝置部分同一或相等。在這方面參照上述 關於圖1的說明。 圖2說明具有垂直方向的縱軸2之石英玻璃棒21，以 拉伸設備自爐中的中空汽缸柔軟區位置以箭頭方向3退回 。石英玻璃棒2 1包含設置於預定斷開點5區域具有早期裂 縫之外護套4。 石英玻璃棒21已鞏固於彎曲設備，其就整體而言以參 照號碼22標明。 彎曲設備22包含持留於設有尖端25的壓力汽缸24上 之伸長的硬框架23。壓力汽缸24能夠藉由與石英玻璃棒 21的外護套4相應之水力推動器9，以受控制方式在垂直 於縱軸2的方向來回地推進。爲了這個目的，壓力汽缸24 透過彈性管1 0連接於水力推動器9及該推動器透過電連接 線1 3連接於控制單元1 2。藉由以彈性管1 0連接及以控制 單元12控制之水力推動器9的幫助，壓力汽缸24在垂直 於縱軸2的方向向前及向後移動。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I-----；--裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 570899 A7 B7 五、發明説明（12) 再者’轉動地支撐於縱軸2周圍之托架27持留於框架 23上及已鞏固於具有滲碳刀刃之玻璃抓刮工具28，藉此， 以圍繞部分圓形轉動托架27在預定斷開點5區域抓刮外護 套4。 框架23以夾緊周圍之夾子17可裝卸地鞏固於石英玻 璃棒2 1。夾子1 7配置於壓力汽缸24的兩側使得預定斷開 點5中心地位於其間。夾子1 7間的距離爲800 m m。夾子 1 7設計成即使在高壓裝載的例子中亦不會破壞到外護套4 〇 再者，爲了分離的段26設置持留設備29。爲了這個 目的，持留設備29包含在框架23之下夾緊石英玻璃棒21 周圍之托架。 現在將參照連同圖2的另一實施例更詳細說明根據本 發明的方法。 直徑50 mm的石英玻璃棒21以180mm/min的退回速 度在箭頭方向3退回。彎曲設備22藉由自動機器以受控制 的方式放置於預定斷開點5區域的外護套4上，壓力汽缸 24的尖端25得以準確置於預定斷開點5區域的水平面。 接著藉由以縱軸2爲中心180°旋轉托架27來轉動具有壓 力地置於外護套4上之玻璃抓刮工具28使得在預定斷開點 區域及相對於壓力汽缸24的尖端25準確地製造在半個外 周圍4的附近延伸之早期裂縫。 在框架23已鞏固於石英玻璃管21之後，其以退回率 在箭頭方向3與之移動。此使得藉由水力推動器9及控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -1----；---- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 570899 A7 B7 五、發明説明（13) 單元1 2各自與透過彈性管1 0的壓力汽缸24間之彈性連接 變得可以。 壓力汽缸24藉由以控制單元12控制之水力推動器9 朝外護套4向前推進。此處的壓力汽缸24支撐於框架23 的硬後牆1，使得在夾·子1 7間保持自由之石英玻璃管2 1 中，可藉由壓力汽缸24的推進移動在預定斷開點5區域誘 發彎曲應力。 由壓力汽缸24的推進移動爲25 mm/s。此處的彎曲應 力在預定斷開點5區域連續增加，使得大約五秒之後在預 定斷開點區域5引起石英玻璃管2 1的斷開。 分離段26持留於持留設備29上及自動以設備供應至 另一過程。 彎曲應力的連續及逐漸增加容許計量引進預定斷開點5 區域的力量，使得力量將只作用於需要斷開的石英玻璃管 2 1上。避免石英玻璃管21之不受控制的裂縫傳播，增加 截割表面的品質及減低截割損失。 I----；--裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -16-