输送具有不同于圆形横截面的横截面的玻璃管束或玻璃棒束的设备和方法及其用途

摘要

本发明涉及输送具有不同于圆形横截面的横截面的玻璃管束或玻璃棒束的设备和方法及其用途。在用于输送具有不同于圆形横截面的横截面，特别是具有椭圆形横截面的玻璃管束或玻璃棒束的设备中，多个支撑和引导构件被布置成：在玻璃管束或玻璃棒束的运动方向上，一个接一个地布置，使得移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在所述多个支撑和引导构件上且由所述多个支撑和引导构件引导。支撑和引导构件被设置成在所述运动方向上倾斜，使得移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在所述支撑和引导构件的边缘上。因此，能够显著减少由于经由所述支撑和引导构件的热耗散导致的一侧热损失，由此降低玻璃管束或玻璃棒束的曲率。

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求于2013年4月12日提交的标题为“Apparatus and method for conveying a glass tube strand or glass rod strand having a cross-section different from a circular cross-section as well as use thereof”的德国专利申请No.102013103687的优先权，其全部内容通过引用并入本文。 

技术领域

本发明总体涉及用于输送玻璃管束或玻璃棒束的设备和方法，并且特别地涉及用于输送横截面不同于圆形横截面的特别是横截面为椭圆形的玻璃管束或玻璃棒束的设备和方法及其用途。 

背景技术

图1a至图1d示出用于输送具有圆形横截面的玻璃管束或玻璃棒束101的常规设备100。如果在玻璃管束或玻璃棒束101的运动方向上观察，由石墨制成的多个支撑和引导构件103一个接一个地设置在基板102上，所述基板102还可例如实施为机架。根据图1c的截面视图和图1e的透视图，可在支撑和引导构件103的上侧上设置V形槽口104。移动着的玻璃管束或玻璃棒束101被直接支撑在V形槽口104的底部处并以此方式被引导。 

为降低玻璃管束或玻璃棒束101的曲率，即，玻璃管束或玻璃棒束101从在该玻璃管束或玻璃棒束101的运动方向上的直线的偏离程度，玻璃管束或玻璃棒束被输送使得该玻璃管束或玻璃棒束绕其纵向轴线连续旋转。这能够例如借助于两个拉动链完成，所述两个拉动链 由板覆盖，所述板接合玻璃管束或玻璃棒束101的外周，且因此带动所述玻璃管束或玻璃棒束101。如果这些拉动链不被精确地调节成彼此平行，则能够在沿着拉拔路径的输送期间实现玻璃管束或玻璃棒束101的均匀旋转。 

此外，可沿着拉拔路径（drawing path）布置一个或多个气体燃烧器，所述气体燃烧器将移动着的玻璃管束或玻璃棒束101加热直至大约所使用的相应类型的玻璃的转变温度，以便进一步增强玻璃管束或玻璃棒束101的曲率。为此目的，使用通常将玻璃管的整个横截面加热的相对大且宽的气体燃烧器。 

此解决方法不总是能够实现玻璃管束或玻璃棒束的曲率的期望降低。特别地，此解决方法不适合于输送具有不同于圆形横截面的横截面，特别是具有椭圆形横截面的玻璃管束或玻璃棒束。因此，存在进一步改进的需要。 

发明内容

本发明的任务是提供用于输送具有不同于圆形横截面的横截面的玻璃管束或玻璃棒束的设备和方法，以此能够至少减轻上述不足之处。特别地，应尽可能地减小玻璃管束或玻璃棒束的曲率。 

根据第一方面，本发明涉及用于输送玻璃管束或玻璃棒束的设备，所述玻璃管束或玻璃棒束具有不同于圆形横截面的横截面，特别地具有椭圆形横截面，所述设备包括多个支撑和引导构件，在玻璃管束或玻璃棒束的运动方向上观察，所述多个支撑和引导构件一个接一个地布置，使得移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在所述多个支撑和引导构件上并被所述多个支撑和引导构件引导。根据本发明，支撑和引导构件被设置成在所述运动方向上倾斜，使得移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在支撑和引导构件的边缘上。 

已发现，借助于该令人惊奇的简单措施，能够消除根据现有技术的玻璃管束或玻璃棒束的曲率的主要原因，即，玻璃管束或玻璃棒束的底部或支撑表面和玻璃管束或玻璃棒束的非接触表面，即玻璃管束或玻璃棒束的与支撑表面相对置的或相邻的部分之间的过高的温差。本发明人的一系列详尽的实验已证实玻璃管束或玻璃棒束在支撑和引导构件上的支撑通常导致显著的单侧温度损失，该单侧温度损失导致玻璃管束或玻璃棒束的显著的曲率或畸变。 

通过使支撑和引导构件倾斜，能够显著减少玻璃管束或玻璃棒束的接触面积，并且因此能够显著降低经由接触面积的热耗散。 

如果玻璃管束或玻璃棒束仍处于所使用的相应类型的玻璃的转变温度以上的温度，则该有利效果更显著，这是因为不这样的话，在该温度范围中的加工和处理误差将在玻璃管束或玻璃棒束的加工的整个处理链上存在。本发明的一系列详尽的实验已特别地证实，即使没有对玻璃管束或玻璃棒束进行大规模再加热，特别是没有使用带有大火焰尺寸的、实践中对玻璃管束或玻璃棒束的整个外周（在360度上）进行再加热的宽的气体燃烧器或宽的多排气体燃烧器，也能够借助于根据本发明的设备实现玻璃管的曲率的期望降低。本发明人的一系列实验已特别地证实，在对玻璃管束或玻璃棒束进行大规模再加热的常规手段中，因为玻璃的相对差的热传导，所以尽管进行大规模加热，仍将大致维持温差。这对于进一步降低玻璃管束或玻璃棒束的曲率不是有效的。 

为更进一步降低经由支撑和引导构件的热耗散，根据另外的实施例，所述支撑和引导构件能够分别被保持在由导热性较差的材料制成的非金属的绝热块中。该块能够例如由导热性较差的陶瓷制成。 

为更进一步降低经由支撑和引导构件的热耗散，根据另外的实施例，所述支撑和引导构件能够分别被夹紧在相关联的绝热块的凹槽中， 所述夹紧特别地能够借助于夹紧或压配合来实现。绝热块能够被形锁合地（即以形状配合的方式）或摩擦地保持在相应的支撑和引导构件的凹槽或容座中。 

根据另外的实施例，该设备包括用于调节支撑和引导构件在运动方向上倾斜的倾斜角度的至少一个调节单元。这不特别地排除在其它方向上的倾斜和移位。在任何情况中，支撑和引导构件的调节运动的分量也应存在于玻璃管束或玻璃棒束的运动方向上。 

能够以协调方式对所有支撑和引导构件执行调节。然而，根据另外的实施例，借助于相应的定位单元分开地对于每个支撑和引导构件执行调节。然而，因为在支撑和引导构件的区域中普遍存在的高温，所以调节优选地尽可能得简单。优选地，前述调节被构造为使得移动着的玻璃管束或玻璃棒束的支撑点在支撑和引导构件上具有相同的高度水平或预定的高度水平，以便进一步降低玻璃管束或玻璃棒束的曲率。 

根据另外的实施例，这样的调节能够以这样的方式实施，即，相应的调节单元包括调节楔形件，所述调节楔形件具有倾斜表面，相关联的支撑和引导构件或保持所述相关联的支撑和引导构件的绝热块被直接支撑在所述倾斜表面上，其中，能够通过使相关联的支撑和引导构件或保持所述相关联的支撑和引导构件的绝热块沿着所述倾斜表面移位来调节所述倾斜角度。如果发现支撑和引导构件的合适倾斜角度和/或合适位置，则能够例如借助于简单的夹紧或螺纹连接来固定支撑和引导构件或保持所述相关联的支撑和引导构件的绝热块的所选择的位置。 

根据另外的实施例，支撑和引导构件分别包括至少一个支撑表面，所述支撑表面由从所述支撑表面对称地突出的两个侧壁侧向界定，从而形成具有大致矩形横截面的支撑和引导凹槽。通过该简单的措施， 能够在相应的支撑和引导构件的区域中最小化相应的支撑表面。侧壁将热维持在支撑和引导凹槽中，并防止由于热辐射的过度的热损失。此外，因为支撑和引导凹槽的对称设计，总体上能够获得相对均匀的温度断面，这有利地有助于进一步降低玻璃管束或玻璃棒束的曲率。 

根据另外的实施例，该设备还包括加热区域，用以选择性地对玻璃管束或玻璃棒束进行局部加热，其中，所述加热区域包括至少一个气体燃烧器，所述气体燃烧器被构造和运行成使得所述气体燃烧器仅从玻璃管束或玻璃棒束的一侧对其进行加热。该气体燃烧器位于在相应的支撑和引导构件上的玻璃管束或玻璃棒束的支撑表面的那一侧上，使得能够以简单的方式补偿玻璃管束或玻璃棒束的由于与支撑和引导构件的接触而导致的热损失，而不必为此目的对玻璃管束或玻璃棒束的整个外周进行再加热。有利地，该气体燃烧器因此被设置在移动着的玻璃管束或玻璃棒束下方。 

优选地，相应的气体燃烧器产生长度为数厘米的相对窄的燃烧火焰，该燃烧火焰仅在一侧上而非在整个外周上对玻璃管束或玻璃棒束进行加热。 

根据另外的实施例，气体燃烧器相对于移动着的玻璃管束或玻璃棒束的距离和/或位置能够变化，从而能够局部地并更精确地对玻璃管束或玻璃棒束进行加热。 

为进一步降低玻璃管束或玻璃棒束的曲率，根据另外的实施例，该设备还包括至少一个接触构件，所述接触构件在侧向上抵靠玻璃管束或玻璃棒束，以进一步降低所述玻璃管束或玻璃棒束的曲率。这样的接触构件可大致垂直于该设备的基板定向，并降低或甚至防止玻璃管束或玻璃棒束的侧向弯曲。取决于实际测量的或在设备的正常条件下能够预期的玻璃管束或玻璃棒束的曲率，还可在玻璃管束或玻璃棒束的侧向上布置若干个这样的接触构件，例如布置在玻璃管束或玻璃 棒束的左手侧或右手侧上。 

根据另一个实施例，该设备还包括测量装置，所述测量装置用于在生产过程期间，即，在生产玻璃管束或玻璃棒束期间测量玻璃管束或玻璃棒束的曲率。测量能够对在仍被加热的状态中的且移动着的玻璃管束或玻璃棒束执行，或替代地，甚至在将玻璃管束或玻璃棒束切断为期望长度之后执行。该设备还可包括中央控制单元，用于改变该设备的部件的位置和/或运行参数，使得玻璃管束或玻璃棒束的曲率被降低或最小化。前述位置能够特别地是相应的支撑和引导构件和分别保持相应的支撑和引导构件的保持构件的相对于玻璃管束或玻璃棒束的位置，或是相应的支撑和引导构件的相应的倾斜度。 

前述运行参数特别地能够是所述至少一个气体燃烧器的燃烧气体的燃烧量或成分，或是玻璃管束或玻璃棒束的抽出速度（speed of withdrawal）。 

根据本发明的另外的方面，提供特别地通过使用前述设备的用于输送玻璃管束或玻璃棒束的对应的方法，所述玻璃管束或玻璃棒束具有不同于圆形横截面的横截面，特别地具有椭圆形横截面。在该方法中，移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在多个支撑和引导构件上并由该多个支撑和引导构件引导，在玻璃管束或玻璃棒束的运动方向上观察，所述多个支撑和引导构件一个接一个地布置。根据本发明，所述支撑和引导构件被设置成在所述运动方向上倾斜，并且如上所述，移动着的玻璃管束或玻璃棒束被直接支撑在支撑和引导构件的边缘上。 

根据另外的实施例，提供测量装置和中央控制单元，所述测量装置测量玻璃管束或玻璃棒束的曲率，所述中央控制单元改变设备的部件的位置和/或运行参数，使得玻璃管束或玻璃棒束的曲率被降低或最小化。 

本发明的另外的方面涉及上述设备或上述方法的用途，用于输送玻璃管束或玻璃棒束，所述玻璃管束或玻璃棒束具有不同于圆形横截面的横截面，特别地具有椭圆形横截面。 

附图说明

在下文中将通过示例且参考附图描述本发明，从所述附图将显见另外的特征、优点和待解决的问题。在附图中： 

图1a至图1e示出根据现有技术的玻璃管拉拔路径及其细节； 

图2a至图2e示出根据本发明的玻璃管的引导和支撑；并且 

图3a至图3c示出根据本发明的玻璃管拉拔路径及其细节。 

在附图中，相同的附图标记指代相同的或功能等同的构件或构件组。 

具体实施方式

在下文中，将参考图2a至图2e描述用于输送横截面不同于圆形横截面的玻璃管束或玻璃棒束30的设备1。在玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向上观察，由石墨或类似的耐高温且耐磨耗材料制成的多个支撑和引导构件3一个接一个地设置在基板2上，例如设置在机架上。在图3a中以放大的尺寸且以透视图示出支撑和引导构件3。所述支撑和引导构件具有大致方形的基本形状，其中凹入的支撑表面4形成在侧边缘上，所述支撑表面4由两个侧壁5对称地包围，所述侧壁5从支撑表面4大致垂直地突出，使得在具有大致矩形横截面的侧壁5之间形成凹槽。具有这样的形状的支撑和引导构件3分别在玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向（或纵向方向）上以锐角倾斜，例如在从5°到35°的范围中倾斜，优选地在从7.5°到20°的范围中倾斜，且更优选地在从10°到15°的范围中倾斜。 

移动着的玻璃管束或玻璃棒束30被支撑在支撑和引导构件3的边缘上，因此在相对短的区域中，而不在由侧壁5形成的矩形槽口的整 个长度上被支撑。以此方式，能够显著降低由于经由支撑和引导构件3的热传导而导致的玻璃管束或玻璃棒束30的一侧热损失（one-sided heat loss）。玻璃管束或玻璃棒束30的侧向引导能够借助于另外的侧向支承构件实现，例如借助于以附图标记10指示的接触构件实现。然而，在较小的程度上，支撑和引导构件3的边缘上的凹槽形状的磨耗痕迹也能够对此目的有帮助。 

因为根据图3a的支撑和引导构件3的四侧具有相同的形状，所以在（由于磨耗等导致的）过度磨损的情况下，支撑和引导构件3仅需转动90°的角度或90°的角度的整数倍，以便实现相同的支撑和引导条件。 

如在图3a中所示，支撑和引导构件3被保持在保持构件6的矩形凹槽7中，所述保持构件6由具有较差的导热性的材料制成，例如由具有较差的导热性的耐高温陶瓷材料制成。因此，能够进一步降低移动着的玻璃管束或玻璃棒束30的一侧热损失。借助于未示出的螺钉，支撑和引导构件3被夹紧在凹槽7中，但支撑和引导构件3也可形锁合地或摩擦地固定在凹槽7中。 

参考图3a，支撑构件6大体为矩形形状，并且其后边缘靠在楔形件8的上倾斜表面9上，如在图2a中所示，所述楔形件8被以合适的方式固定在基板2上，例如被固定在设备1的框架上。如在图3b中的侧视图中可见，能够通过使支撑构件6沿着楔形件的倾斜表面9移位来调节支撑和引导构件3的倾斜角度。同时，因此能够精确地调节玻璃管束或玻璃棒束30的支撑点相对于基板2的高度位置，使得设备1的多个支撑和引导构件3的所有支撑点都被设置成彼此对准并且相对于基板2处于相同的高度处，从而使得能够避免由于支撑点的不同高度而引起的玻璃管束或玻璃棒束30的弯曲。 

借助于所述多个支撑和引导构件3，尚热的玻璃管束或玻璃棒束 30沿着设备1的拉拔路径被引导。所述玻璃管束或玻璃棒束30由未示出的驱动辊或驱动链驱动。 

玻璃管束或玻璃棒束30具有与圆形横截面不同的横截面，即，具有宽侧（特别是横向于玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向并与基板2的上表面平行的宽侧）和窄侧（特别地横向于玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向并垂直于基板2的上表面，即，垂直于上述宽侧的窄侧）。如果玻璃管束或玻璃棒束30以上述宽侧处在支撑和引导构件3的边缘上的方式被支撑并由其引导，则能够实现特别稳定和可靠的引导。玻璃管束或玻璃棒束30，诸如椭圆形管，在沿着拉拔路径的输送期间并不绕其纵向轴线旋转。 

在该定向中的玻璃管束或玻璃棒束30的垂直于基板2的曲率能够借助于支撑和引导构件3及其支撑表面的相对于基板2的前述高度定位以及对准来降低或最小化，而在垂直的方向上的曲率通过如下方式被降低或最小化。 

最初，接触构件10（或替代地，未示出的另外的接触构件）从基板2大致垂直地突出，其中根据图2b，接触构件10的矩形前侧11与玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向平行对准，并且其中接触构件10被定位成使得玻璃管束或玻璃棒束30直接抵靠所述前侧11，并且能够通过接触构件10的正确对准来降低或最小化侧向曲率（即，横向于玻璃管束或玻璃棒束30的运动方向并且与基板2的平面平行的曲率）。如在根据图2d的放大图中可见，接触构件10的纵向边缘是被斜切的（beveled）。借助于由于接触构件10的纵向边缘的倾斜（slanted）构造而导致的限定的热耗散，可进一步改善玻璃管束或玻璃棒束30的曲率。本发明人的一系列实验已证实曲率的该进一步的增强的一个原因不是玻璃管束或玻璃棒束30的机械对准，而是如下事实，即，根据本发明，能够更好且更精确地控制和限定热耗散。 

此外，可在由附图标记15指示的区域中提供玻璃管束或玻璃棒束30的选择性的局部加热，该区域在图2中以放大透视图示出。 

参考图2e，气体燃烧器21被布置在玻璃管束或玻璃棒束30下方，在该示例性实施例中，气体燃烧器21是伸长的并且具有相对窄且小的孔口。气体燃烧器16被保持在保持板17的长槽18中，并且能够合适地移动且固定在长槽18中，以实现相对于玻璃管束或玻璃棒束30的精确定位。保持板17分别被固定到保持块19，所述保持块19则被可移位地设置在基板2上，并借助于紧固构件（未示出）固定。保持块19还可用于直接实现气体燃烧器21的前述定位。为降低不期望的环境影响，气体燃烧器21通过覆盖件（未示出）或壳体（例如，箱型壳体）被相对于环境屏蔽。 

因为气体燃烧器21被设置在玻璃管束或玻璃棒束30下方，所以由于在支撑和引导构件3上的支撑所导致的在玻璃管束或玻璃棒束30的底部上的热损失被局部地补偿。为此目的，与现有技术不同，不要求围绕玻璃管束或玻璃棒束30的整个周边的昂贵的加热，所述加热难于以可控的方式实现。与根据本发明的由于玻璃管束或玻璃棒束30在支撑和引导构件3上的大致点状支撑而导致的降低的热耗散相结合，因此能够进一步降低或最小化玻璃管束或玻璃棒束30的不期望的弯曲。 

加热区域或每个加热区域均可设置在相应的接触构件10之前或之后（相应的接触构件的下游）。虽然在附图中仅示出一个侧向接触构件10，但原理上也可以相应的方式布置多个这样的接触构件。玻璃管束或玻璃棒束30在相应的加热区域中的热处理优选地在玻璃管束或玻璃棒束30的特定玻璃类型的转变温度以上进行。通常，移动着的玻璃管束或玻璃棒束30在达到相应的加热区域之前尚未冷却到该特定玻璃类型的转变温度以下的温度。 

根据图2a，测量装置40被设置在拉拔路径1的下游，所述测量装置40特别地光学地测量玻璃管束或玻璃棒束30的曲率。测量能够对仍在移动着的玻璃管束或玻璃棒束30执行或能够在下游的处理站（例如，下游存储站或下游包装站）中对已被切断为预定的长度的（并且甚至可在测量期间静止的）玻璃管束或玻璃棒束执行。基于测量到的玻璃管束或玻璃棒束30的曲率，可适当地改变和调节上述的设备1的部件的位置和/或运行参数，以便将玻璃管束或玻璃棒束30的曲率降低到期望程度或甚至将所述曲率最小化。 

为此目的，还可提供中央控制装置（未示出），所述中央控制装置合适地控制上述设备1的部件的位置和/或运行参数。前述位置特别地能够是相应的支撑和引导构件相对于玻璃管束或玻璃棒束的位置或是保持所述玻璃管束或玻璃棒束的保持构件的位置，或能够是相应的支撑和引导构件的相应的倾斜度。前述运行参数特别可是至少一个气体燃烧器的燃烧气体的燃烧量或成分，或是用于拉拔玻璃管束或玻璃棒束的抽出速度。 

由于玻璃管束或玻璃棒束在其沿着前述拉拔路径的输送期间不绕其纵向轴线旋转，所以甚至对于具有不同于圆形横截面的横截面的玻璃管束或玻璃棒束，特别是具有椭圆形横截面的玻璃管束或玻璃棒束，也因此可实现对于内径和外径的连续监测。这样的内径和外径的连续监测可例如借助于非接触测量装置，特别是光学测量装置来实现。这样的测量装置的测量值然后能够用于控制或调整过程，使得借助于用于输送的上述过程，可以更高的精度来生产具有不同于圆形横截面的横截面的玻璃管束或玻璃棒束。此外，还可监测和测量其它参数，以用于监测玻璃管束或玻璃棒束的特征，例如在已被切断为预定的长度的玻璃管束或玻璃棒束的两个扁平侧处的相应的壁厚。 

如本领域一般技术人员在阅读前述描述时将认识到的，任何耐高温且耐磨耗的材料均适于形成支撑和引导构件。优选的材料特别是石 墨，例如Schunk  Kohlenstofftechnik  GmbH的碳石墨FH42。虽然在如在图1a至图1e中所示的常规拉拔路径中要求长度为30  cm的支撑表面，但根据本发明，支撑表面可缩短到小于5  cm或显著更短的长度。 

如在阅读以上描述时将对于本领域一般技术人员而言显而易见的是，上述特征和构件或构件组可以以任何合适的方式组合，并且因此任何这样的组合也应被所附权利要求书的范围所覆盖。 

附图标记列表 

1   玻璃管拉拔路径 

2   基板 

3   支撑构件 

4   支撑表面 

5   侧壁 

6   保持构件 

7   凹槽 

8   楔形件 

9   倾斜表面 

10  （例如由碳或石墨制成的）接触构件 

11  接触表面 

12  倾斜边缘 

15  加热区域 

16  螺钉 

17  保持板 

18  长槽 

19  保持块 

20  基部 

21  气体燃烧器/加热装置 

22  保持块 

30  玻璃管 

40  测量装置 

100 玻璃管拉拔路径 

101 玻璃管 

102 基板 

103 支撑块 

104 V形槽口