KR0137894B1 - 유리시이트 굽힘 방법 및 장치 - Google Patents

유리시이트 굽힘 방법 및 장치

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조지 프랭크 로버트
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리타 버그스트롬
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Abstract

열연화된 유리시이트 성형장치는 성형대상의 열 연화된 유리시이트를 수용하기 위한 성형 스테이션과, 이 성형 스테이션의 양측면을 따라 위치된 제 1 및 제 2 반송 스테이션과, 대응하는 반송 스테이션에 인접 위치된 제 1 및 제 2 냉각 스테이션을 구비하고 있다. 제 1 및 제 2 의 하향 성형 시이트 결합면을 갖는 상측 진공 모울드는 반송 스테이션 사이에서 그리고 성형 스테이션 내에서 이동한다. 상측진공모울드 조립체의 시이트 결합면 각각은 성형대상 유리시이트의 최종적인 원하는 형상에 대체로 대응하는 형상을 갖는다. 열 연화된 유리시이트는 성형 스테이션 내에 위치하여 시이트 결합면중 하나와 결합하도록 들어올려져서 성현된다. 기성형 시이트를 그것에 대해 유지하기 위해 시이트 결합면을 따라 진공이 인가된다. 그런 다음 상측진공모올드 조립체는 기성형 시이트와 시이트 결합면을 반송 스테이션중 하나로 이송하고, 이 반송 스테이션에서는 진공이 해제되어 상기 기성헝 시이트를 시이트 지지부재위로 낙하시킨다. 그 뒤, 이 시이트 지지부재는 상기 기성형 유리시이트를 냉각 스테이션중 하나로 반송하고, 이 곳에서는 상기 기성형 시이트의 조절냉각이 이루어진다.

Description

유리시이트 굽힘 방법 및 장치
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예의 사시도로서, 명확히 나타내기 위해 일부를 생략한 도면
제2도는 제 1 도의 2-2 선을 따라 절단한 본 발명의 개략 측면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 터널형 로12 : 성형 스테이션
14 : 상측진공모올드16 : 하측 모올드
18A, 18B : 반송 스테이션22A, 22B : 냉각 스테이션
30 : 지지롤G : 유리시이트
본 발명은 유리시이트 벤딩 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 양면의 진공 모올드 장치(a double faced vaccum mold arrangement)를 이용하여 가열 연화된 유리시이트를 성형하여, 성형 스테이션으로부터 독립된 두개의 반송 스테이션과 냉각 스테이션까지 이동시키는 유리시이트 성형장치에 관한 것이다.
성형된 유리시이트는 자동차 등의 전면창, 측면창 또는 후면창으로 널리 사용되고 있다. 이러한 용도에 적합하도록 하기 위해서, 판유리 시이트(flat glass sheets)는 유리창들이 삽입 설치되는 창의 개구를 규정하는 창들의 형상과 윤곽에 따라 정해지는 곡면을 정확히 형성하도록 성형하여야 한다. 또한 이 창은 엄격한 광학적 요건을 충족시키고, 창을 통한 선명한 시야를 방해하는 광학적 결함이 없는 것이 중요하다.
제조 과정동안, 유리시이트에 존재하는 내부응력을 제어하기 위한 열처리가 행해질 수도 있다. 특히, 전면창으로 사용되는 유리시이트는 통상적으로 내부응력을 감소시키기 위하여 어닐링처리(annealing) 되는 반면, 측면창 또는 후면창에 사용되는 유리시이트는 그의 주요 표면(main surface)에 압축응력을 유도하고 중앙부에 인장응력을 유도하기 위해 템퍼링된다. 템퍼링은 유리를 강화시키고, 충격으로부터 발생된 손상에 대한 유리의 저항을 증가시킨다.
전면창용 유리시이트의 가열 및 성형공정에 있어서는, 하나 이상의 판유리 시이트를 지지하여, 유리융해로(heat lehr)를 통해 반송하는 적절한 형상의 벤딩 링을 사용하는 것이 통상의 실무이다. 온도가 높아져 그 열 연화 온도에 접근하게 되면, 그 유리시이트는 중력에 의해 처지기 시작하여 모올드 위의 성형 레일의 윤곽에 부합하게 변형된다. 필요하다면, 유리시이트가 링상에 지지되는 동안 그것을 성형하기 위해서 추가의 가압이 수행될 수도 있다.
차폭등(sidelight)과 후미등(backlight) 용의 템퍼링된 유리시이트 시판품의 생산에 있어서, 통상 유리시이트는 거의 수평한 경로를 따라 터널형 로(a tunnel type furnace)를 통해 이송되면서 열 연화온도까지 가열된 후, 터널형 로에 인접한 성형 스테이션으로 이동하여 유리시이트가 성형된다. 성형공정 후, 성형된 유리시이트는 냉각 스테이션으로 이동하여 조절 냉각된다. 열 연화된 유리시이트는, 예를 들어, 미합중국 특허 제 4,272,274 호와, 미합중국 특허 제 4,662,925 호 및 미합중국 특허 제 4,830,650 호에 개시된 바와 같이 한쌍의 상측 성형면과 하측 성형면사이에서 유리시이트를 압박함에 의하여 성형될 수도 있다.
높은 광학적 품질과 형상 제어를 유지하면서 유리시이트를 고속으로 성형함과 아울러, 잇따른 유리시이트들을 다른 형상들로 성형할 수 있는 유리시이트 성형 장치가 바람직할 것이다.
본 발명은 열 연화된 유리시이트를 수용하는 성형 스테이션과, 이 성형 스테이션의 양 측면을 따라 위치한 제 1 및 제 2 반송 스테이션과, 대응하는 반송 스테이션에 인접 위치한 제 1 및 제 2 반송 스테이션을 구비하는 열 연화된 유리시이트 성형장치 및 그 방법을 제공한다. 제 1 및 제 2 하향 성형 시이트 결합면을 갖는 상측진공모올드 조립체는 반송 스테이션들 사이에서 그리고 성형 스테이션안에서 이동한다. 상측진공모올드 조립체의 시이트 결합면 각각은 최종으로 원하는 성형 대상 유리시이트의 형상에 대체로 대응하는 형상을 갖는다. 열 연화된 유리시이트는 성형 스테이션내에 위치한 후, 시이트 결합면중 하나와 결합하도록 들어올려져서 유리시이트를 성형한다. 성형된 유리시이트가 시이트 결합면에 대해 유지되도록 하기 위하여 시이트 결합면을 따라 진공이 인가된다. 그 후 유리시이트와 결합면이 하나의 반송 스테이션으로 이동되며, 반송 스테이션에서는 진공이 해제되어 성형된 시이트를 시이트 지지부재상으로 낙하시키다. 그리고 시이트 지지부재에 의해 이송된 유리시이트는 하나의 냉각 스테이션으로 이송되며, 여기서 조절 냉각된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 제 1 결합면이 성형 스테이션에 있을 때 제 2 결합면은 제 2 반송 스테이션에 있으며, 제 2 결합면이 성형 스테이션에 있을 때 제 1 결합면은 제 1 반송 스테이션에 있도록, 상측진공모올드 조립체의 시이트 결합면들이 상대적으로 놓인다. 상측진공모올드 조립체의 이동에 의해 기성형 시이트가 반송 스테이션중 하나에 위치 설정될 때, 다음의 미성형 유리시이트는 성형 스테이션으로 들어가며, 또한 순차적으로 다른 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려져서 성형된다.
우선 제 1 도를 참조하면, 유리, 플라스틱 및 다른 시이트 물질 등의 열 연화성 재료를 성형하고 처리하는 장치는 터널형 로(a tunnel type furnace)(10)를 구비하며, 이 로를 통해서는 일련의 유리시이트(G)가 로(10) 상류부의 로딩 스테이션(도시되지 않음)으로부터 성형 스테이션(12)까지 거의 수평한 경로를 따라 이송되고, 성형 스테이션(12)에서 유리시이트(G)는 상측진공모올드 조립체(14)와 하측모울드(16) 사이에 정렬된다. 상측진공모울드 조립체(14)와 하측모울드(16) 사이에 정렬된다. 상측진공모울드 조립체(14)는 두개의 유리시이트 성형면(14A)(14B)을 가지며, 이 성형면의 각각은 유리시이트(G)의 원하는 형상에 대체로 대응하게 성형된다. 하측모올드(16)에 의해 들어올려진 유리시이트(G)는 유리시이트 성형면(14A) 또는 유리시이트 성형면(14B)에 대해서 가압되며, 이는 이후 상세히 기술되어 있다. 유리시이트(G)는 진공에 의해서 상측진공모올드 조립체(14)에 대해 지지된 다음 모올드(14)가 이동하여, 성형면과 유리시이트를 성형 스테이션(12)의 양 측면을 따라 위치한 두 반송 스테이션(18A)(18B)중 하나내에 배치한다. 그 후, 기성형 시이트(G)는 시이트 반송수단(20A) 또는 시이트 반송수단(20B)상으로 낙하된 다음 냉각 스테이션(22A) 또는 냉각 스테이션(22B)으로 반송되며, 이곳에서 조절 냉각된다. 특히, 기성형 유리시이트를 자동차 측면창 또는 후면창에 사용할 경우, 기성형 유리시이트의 적어도 일부만 처리되도록 신속히 냉각된다. 또 기성형 유리시이트를 전면창에 사용할 경우, 이 유리시이트는 천천히 냉각되어 어닐링 처리된다. 어닐링된 유리시이트(G)는 냉각 콘베이어(도시되지 않음)로 이송된 후 추가 냉각이 실행된다. 성형동작 및 반송동작 동안 열 손실을 줄이기 위해 성형 스테이션(12) 및 반송 스테이션(18A)을 가열된 공동(a heated cavity)(도시되지 않음)내에 수납시킬 수도 있으며, 이에 대해서는 추후 상세히 기술된다.
열은 어떤 편리한 방식으로, 예를 들면 가스 히터 또는 전기복사히터 또는 이 두 히터의 조합 등에 의하여 로(10)에 공급될 수도 있다. 상기 열 공급수단은 당해 기술분야에 널리 알려져 있다. 로(10)는 당해 분야에 공지된 형태로서 종방향으로 이격되고 횡방향으로 연장된 콘베이어 롤(24)이 배설된 수평방향 콘베이어를 포함하며, 이 콘베이어 롤은 로(10)를 통하여 연장된 이동 경로를 규정한다. 로(10)의 출구단에는 다른 콘베이어 섹션들의 속도를 당해 분야에 널리 공지된 방법으로 제어하고 동기화할 수도 있도록, 섹션별로 배열된 콘베이어 롤(26)이 배치된다. 상기 동작은 유리시이트를 적절히 위치 설정하고 성형 스테이션(12)으로 이동시키기 위한 것이며, 이에 관해서는 이후에 상세히 기술한다. 제 1 도에 도시하는 바와 같이, 유리감지부재(28)가 로(10)안에 위치하여, 이 감지부재에 의해 성형, 반송 및 냉각으로 이어지는 사이클이 개시된다.
성형 스테이션(12)은 상측진공모올드 조립체(14)와, 하측성형 모올드(16) 및 당해 분야에 공지된 형태를 갖는 일련의 이격된 지지롤(30)을 구비하며, 이 지지롤(30)은 각각의 열 연화된 유리시이트(G)의 횡방향 크기를 지지하도록 배열되며, 그때 유리시이트는 로(10)로부터 성형 스테이션(12)안으로 이송된다. 상측진공모올드 조립체(14)는 세라믹, 주철, 황동이나 강 같은 강성재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이들 재료는 매끄러운 표면 윤곽을 제공하고, 또한 고온 유리시이트와의 간헐적인 접촉으로 인하여 장기간(extented period) 동안 급속한 주기적인 온도 변화를 받음에도 불구하고 양호한 내구성을 제공한다. 상측진공모올드 조립체(14)는, 필요한 경우 스테인레스 스틸 또는 유리섬유 직물(fiber glass fabric)등의 내열성 덮개로 덮힐 수도 있다. 또한, 상측진공모올드 조립체(14)는 기성형 유리시이트(G)가 시이트 결합면에 대하여 유지되는 동안 기성형 유리시이트(G)를 냉각하기 위하여 시이트 결합면 냉각장치(도시되지 않음)를 구비할 수도 있다. 이 냉각장치는 성형후 어닐링 처리하는 전면창용 유리시이트의 제조에 특히 유용할 것이다.
상술한 바와 같이, 상측진공모올드 조립체(14)는 유리시이트 성형면(14A)(14B)을 구비한다. 반드시 필요한 것은 아니지만, 유리시이트 성형면(14A)이 하측모올드(16) 상에 정렬된 성형 스테이션(12)에 놓일 때 유리시이트 성형면(14B)은 반송 스테이션(18B)에 위치하며, 유리시이트 성형면(14B)이 하측모올드(16)와 정렬된 성형 스테이션(12)에 놓일 때 유리시이트 성형면(14A)이 반송 스테이션(18A)에 위치하도록, 상측진공모올드 조립체(14)가 제조되는 것이 바람직하다. 제 1 도에서, 상측진공모올드 조립체(14)는 두 표면을 일체형 구조체로 제조하되, 이 구조체는 각각의 성형면을 따라 진공이 독립적으로 인가되거나 해제될 수도 있도록 구성될 수도 있다. 변형 실시예로서, 상측진공모올드 조립체(14)는 그것이 반송 스테이션(18A)과 반송 스테이션(18B) 사이에서 성형 스테이션(12)을 통하여 왕복 운동할 때 일체적으로 이동하는 두개의 이격된 별도 모올드를 구비할 수도 있다. 또한, 진공은 상측진공모올드 조립체(14)를 적당한 밸브장치(도시되지 않음)를 통해 진공원(도시되지 않음)에 연결시키는 진공 배기 파이프(32A)(32B)를 통하여 표면(14A)(14B)을 따라 인가된다. 또는 상측진공모올드 조립체(14)는 진공이 해제될 때 모올드로부터 열 연화된 유리시이트의 분리를 돕기 위해 유리시이트 성형면(14A)(14B)을 따라 정압을 제공하는 가압 공기원(a pressurized air source)을 포함할 수도 있다. 진공 및 가압공기라인의 밸브들은 유리시이트 벤딩 기술분야에 널리 공지되어 있는 어떤 간편한 방법으로 사전 결정된 타임 사이클에 따라 동기화될 수도 있다. 필요하다면, 롤(24)(26) 및/또는 롤(30)은 당해 분야에 널리 공지되어 있는 유형을 갖는 가스로 지지장치(gas hearth support arrangement)로 대체될 수도 있다.
비록 본 발명에서 한정되는 것은 아니지만, 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 실시예에 있어서, 미합중국 특허 제 4,830,650 호에 개시하는 바와 같이, 하측모올드(16)는 아무런 외력이 인가되지 않으면 평면 형상을 하며, 가압되면 성형면(14A 또는 14B)의 곡면에 일치하는 형상으로 변형되는 가요성 링(34)을 포함한다. 이 가요성 링(34)은 당해 분야에 공지된 유형을 갖는 탄성 지지조립체(compliant support assemblies : 38)에 의해 장착 플레이트(36)상에 지지된다. 필요하다면, 유리시이트(G)의 중앙부 상승을 돕고, 유리시이트(G)를 상측진공모올드 조립체(14)의 유리시이트 성형면(14A)(14B)에 대해 가압하기 위하여, 링(34)의 주변부내에 추가의 압박패드(40)가 배치될 수도 있다.
장착 플레이트(36)는, 가요성 링(34)의 시이트 결합면이 성형 스테이션(12)의 지지롤(30) 아래에 배치되는 초기 위치로부터, 링(34)이 열 연화된 유리시이트를 롤(30)로부터 들어올려서 그 유리시이트를 표면(14A)(14B)에 대고 누르는 지지롤(30)위의 제 2 위치까지, 가요성 링(34)이 수직으로 왕복 운동할 수도 있도록, 승강수단(42)에 고정된다. 탄성 지지조립체(38)는 가요성 링(34)을 상측진공모올드 조립체(14)의 하향 성형면(14A)(14B)에 결합 및 부합시킨다. 유리시이트(G)를 링(34) 위에 반송하기 위해 가요성 링(34)을 지지롤(30) 사이에서 상향 이동시키는 것의 변형예로서, 지지롤(30)이 가요성 링(34)의 밑으로 하향 이동할 수도 있는데, 그 경우에는 반송이 영향을 받는다는 것을 이해하여야 한다. 그런 다음에는 가요성 링(34)이 상향 이동하고 및/또는 상측진공모올드 조립체(14)가 하향 이동하여 열 연화된 유리시이트를 그들사이에서 압박할 것이다.
유리시이트(G)를 들어올려 상측진공모올드 조립체(14)의 유리시이트 성형면(14A)(14B)에 대해 가압하기 위하여, 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 것 이외의 유리시이트 들어올림 장치 및 가압장치가 사용될 수도 있다. 예컨대, 하측모올드는 유리시이트의 원하는 최종적인 외주 형상에 대응하는 고정형상체를 갖는 불변형링(non-deformable ring)이나, 미합중국 특허 제 4,272,274 호에 개시된 것과 같은 슬로트형 모올드(slotted mold) 또는 미합중국 특허 제 4,496,386 호에 개시된 것과 같은 관절운동형 링(articulating ring)일수도 있다. 또한, 유리시이트를 모올드 조립체(14)와 접촉하도록 들어올리기 위하여 미합중국 특허 제 4,204,854 호에 개시된 유형의 에어제트(air jets)를 사용함으로써 하측모올드(16)를 제거할 수도 있다. 게다가, 성형 스테이션(12)의 모올드 성형면은 제 1 도 및 제 2 도에 도시하는 바와 같이 유리시이트(G)를 하향으로 볼록한 구성으로 성형하기 위한 형상을 갖지만, 유리가 다른 소망하는 곡면 형상으로 형성되도록 상기 성형면을 성형할 수도 있다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 상측진공모올드 조립체(14)는 성형 스테이션(12)과 반송 스테이션(18A)(18B) 사이에서 왕복이동장치(46)(제 1 도에만 도시함)에 의하여 레일(48)(하나만 도시됨)을 따라 수평으로 이동가능하다. 제 1 도에 도시한 특정 실시예에서, 왕복이동장치(46)는 상측진공모올드 조립체(14)에 고정되며 폴리(52)와 폴리(54)의 사이에 연장되어 있는 타이밍 벨트(50)를 구비한다. 풀리(52)(54)의 외측면은 벨트(50)의 톱니형상과 맞물리게 형성된다. 필요하다면, 벨트(50)와 폴리(52)(54)가 구동 체인과 스프로켓 장치로 대체될 수도 있다. 벨트(50)를 구동하여 조립체(14)를 이동시키기 위하여 폴리(52)에 양방향 회전가능한 드라이브(reversible drive)(56)가 배치될 수도 있다. 경우에 따라서는, 폴리(54)에 제 2 드라이브(58)가 배치될 수도 있는 바, 드라이브(56)는 조립체(14)를 제 1 도에 도시하는 바와 같이 반송 스테이션(18B)내로 우향 이동시키고 드라이브(58)는 조립체(14)를 반송 스테이션(18A)내로 좌향 이동시키는 방식을 이용해서, 드라이브(56)(58)들이 협동하여 조립체(14)를 교대로 왕복이동시킬 수도 있다. 변형 실시예로서, 왕복이동장치(46)가 미합중국 특허 제 4,662,925 호 및 미합중국 특허 제 4,767,434 호에 개시된 형태 또는 당해 분야에 공지된 다른 구조를 가질 수도 있다.
반송 스테이션(18A)은 반송 스테이션(18B)의 구조와 유사하며, 시이트 반송수단(20A)은 시이트 반송수단(20B)의 구조와 유사하고, 냉각 스테이션(22A)은 냉각 스테이션(22B)의 구조와 유사하다. 이후 설명은 반송스테이션(18A)과, 시이트 반송수단(20A) 및 냉각 스테이션(22A)에 관한 것이며, 이들과 대응하는 반송 스테이션(18B)과 시이트 반송수단(20B) 및 냉각 스테이션(22B)도 동일하다는 것(강제적이지는 않음)이 이해될 것이다.
제 1 도를 참조하면, 유리시이트(G)를 반송 스테이션(18A)으로부터 냉각 스테이션(22A)으로 이동시키기 위하여 반송 스테이션(18A)에 시이트 반송수단(20A)이 제공된다. 제 1 도의 특정 실시예에 있어서, 시이트 반송수단(20A)은, 예컨대 미합중국 특허 제 4,285,715 호에 개시된 것과 같은 반송 링(60A)이며, 이 반송 링(60A)은 시이트의 외주로부터 내향으로 약간 이격된 기성형 유리시이트의 윤곽을 따라 형성된 시이트지지면을 갖는 지지레일(62)을 구비한다. 레일(62)의 유리시이트 지지면은 유리시이트의 표면에 아무런 흠집을 남기지 않고 고온의 유리시이트를 지지할 수 있는 비금속재료로 제조되는 것이 바람직하다. 반송링(60A)은 캐리지(64)에 장착되는 바, 이 캐리지(64)는 반송링(60A)이 성형된 유리시이트를 받기 위하여 유리시이트 성형면(14A) 아래의 반송스테이션(18A)에 위치하는 로딩 위치(loading position)으로부터, 반송링(60A)이 냉각 스테이션(22A)의 공기 노즐들 사이에 위치하는 냉각위치(cooling position)까지 가이드레일(66)을 따라 반송링(60A)을 이동시킨다.
냉각 스테이션(22A)은 상부 플래튼(70)으로부터 하향으로 연장된 이격 노즐(68)들의 종방향으로 이격되고 횡방향으로 연장된 열(row)과, 그 반대 방향으로 예를 들면 미합중국 특허 제 4,285,715 호에 개시된 바와 같이 하부 플래튼(74) 상의 바아 노즐(bar nozzle)(72)들의 종방향으로 이격되고 횡방향으로 연장된 열을 구비한다. 바아노즐(72)은 상부 노즐(68)과의 사이에 반송링(60A)의 이동경로가 되는 틈새를 제공하기 위하여 상부노즐(68)의 수직방향 아래에 이격 배치된다. 상부노즐(68)의 열의 하단부 및 노즐(72)의 상단부는 그 사이로 반송되는 성형된 유리시이트의 곡면 형상과 부합하는 곡면을 따라 배치된다.
작동시에는, 각 유리시이트(G)가 로(10)를 통해 차례로 반송되면서 열 연화 온도까지 가열되며, 그동안 유리시이트(G)는 전체 폭이 롤(24)상에 지지된다. 감지부재(28)는 유리시이트의 위치, 예를 들어 유리시이트의 선단부 또는 후단부를 계속해서 감지하여, 이 정보를 롤(24)(26)(30)의 이송속도를 제어하는 콘트롤러(도시되지 않음)로 전송한다. 콘베이어 롤(24)(26)(30)의 회전속도에 대한 소망하는 프로그램을 미리 세트(set)해 놓는 것도 가능하지만, 하나의 특정 실시에에 있어서는, 이 프로그램이 일련의 유리시이트를 로(10)를 통하여 대략 400-500 인치/분(10.2-11.4 m/분)의 등속으로 이동시키기에 충분한 회전속도로 컨베이어 롤(24)을 로(10)내에서 회전시키는 것을 포함한다. 각각의 유리시이트(G)가 로(10)의 단부에 접근함에 따라, 롤(26)(30)은 유리시이트(G)의 속도를 대략 1200 인치/분(30.5m/분) 정도의, 성형된 유리시이트(G)를 로(10)로부터 성형 스테이션(12)으로 반송하기 위한 속도로 증가시키기 위하여 차례차례로 가속된다. 유리시이트(G)가 성형스테이션(12)내의 성형 위치에 즉 유리시이트 성형면(14A) 또는 유리시이트 성형면(14B)의 아래에 그리고 하측모올드(16) 위에 정렬되는 위치에 접근함에 따라, 로올들(30)은 유리시이트가 상측진공모올드 조립체(14)와 결합하도록 하측모올드(16)에 의해 들어올려지는 순간에 대략 700인치/분(17.8m/분) 이하의 유리시이트 속도로 일제히 감속된다. 유리시이트(G)가 상측진공모올드 조립체(14)의 유리시이트 성형면(14A)(14B)과 결합하도록 하측모올드(16)에 의해 들어올려져서 그 성형면(14A) 또는 성형면(14B)에 의해 눌려지기 전에 지지롤(30)의 회전 속도를 로(10)로부터 성형 스테이션(12)으로의 가속된 반송속도보다 작은 속도까지 감속하는 것은, 유리시이트가 지지롤(30)에 의해 들어올려질때 유리시이트간의 시이트 위치 편차를 감소시키기 위함이다.
유리시이트(G)가 로(10)를 빠져나와 성형 스테이션(12)으로 들어갈 때, 상측진공모올드 조립체(14)는 그의 결합면중 하나가 성형 스테이션(12)내의 성형위치에 놓이는 반면 다른 결합면은 반송 스테이션중 하나에서 언로딩 위치(unloading position)에 있도록 위치 설정된다. 제 2 도에 있어서, 조립체(14)는 결합면(14A)이 성형 스테이션(12)내의 성형 위치에 있고, 결합면(14B)이 반송 스테이션(18B)에 있는 것으로 도시된다. 열 연화된 유리시이트(G)는 유리시이트 결합면(14A)과 하측모올드(16) 사이에서 성형 스테이션(12)내의 적절한 위치에 놓일 때, 유리시이트(G)는 하측모올드(16)에 의해 들어올려져 유리시이트 성형면(14A)에 대해 눌려지며, 이 유리시이트 결합면(14A)을 따라 인가된 진공에 의해서 상기 성형면(14A)에 대해 유지된다. 그후 상측진공모올드 조립체(14)는 이동하여, 유리시이트(G)를 반송 스테이션중 하나의 언로딩 위치로 이동시킨다. 좀 더 상세히 설명하면, 제 2 도에서 보는 바와 같이 상측진공모올드 조립체(14)와 열 연화된 유리시이트(G)는 좌측으로 반송 스테이션(18A)까지 왕복 이동한 후, 유리시이트 결합면(14A)과 유리시이트(G)를 반송링(60A) 상부의 언로딩 위치에 위치 설정하며, 한편 상측진공모올드 조립체(14)의 유리시이트 결합면(14B)은 반송 스테이션(18B)내의 언로딩 위치로부터 성형 스테이션(12)내의 성형 위치로 이동한다. 유리시이트(G)가 반송링(60A)의 상부에 적절히 정렬될 때, 유리시이트 결합면(14A)을 따른 진공이 해제되어 시이트를 반송링(60A)상에 낙하시키며, 그때 이 반송링(60A)은 유리시이트(G)를 냉각 스테이션(22A)으로 반송하고, 냉각 스테이션(22A)에서 유리는 전술한 바와 같이 조절 냉각된다.
상측진공모올드 조립체(14)가 유리시이트를 성형 스테이션(12)으로부터 반송 스테이션(18A)으로 이동시킬 때, 그 다음의 유리시이트는 로(10)를 빠져 나와 성형 스테이션(12)을 향하여 이동한다. 반송 스테이션(18A)과 반송 스테이션(18B) 사이의 상측진공모올드 조립체(14)의 이동과 성형 스테이션(12) 내로의 유리시이트(G)의 반송은, 열 연화된 유리시이트가 하측모올드(16) 상부의 성형 스테이션(12)에 도달할 때마다 유리시이트 결합면(14A)(14B)이 성형 스테이션내에 위치될 수 있도록 조정된다. 그 결과, 다음 유리시이트(G)는, 바로 전의 유리시이트가 반송 스테이션(18A)에 낙하되고 있을 때와 거의 동일한 시간에 결합면(14B) 아래와 하측 모울드(16)위의 성형 위치에 도달한다. 그때, 하측모울드(16)는 유리시이트(G)를 들어올려 그것을 유리시이트 결합면(14B)에 대고 압박하며, 유리시이트 결합면(14B)을 따라 진공이 인가되어 유리시이트(G)를 그 결합면에 대해 유지시킨다. 그런 다음 상측진공모올드 조립체(14)는 제 2 도에서 보는 바와 같이, 우측으로 이동하여, 유리시이트 결합면(14B)과 유리시이트(G)를 성형 스테이션(12)으로부터 반송 스테이션(18B)내의 반송링(60B) 상부에 있는 언로딩 위치로 이동시킨다. 상측진공모올드 조립체(14)가 우측으로 이동할 때, 유리시이트 결합면(14A)은 반송 스테이션(18A)의 언로딩 위치로부터 성형 스테이션(12)내의 성형위치로 이동하여 그 다음의 열 연화된 유리시이트(G)를 수용한다. 그때 유리시이트 결합면(14B)을 따른 진공이 해제되어 기성형 유리시이트(G)를 반송 스테이션(18B)내의 반송링(60B) 위로 낙하시키며, 반송링(60B)은 이 기성형 유리 시이트를 냉각 스테이션(22B)으로 이송하여 그곳에서 유리시이트의 조절 냉각이 이루어지도록 하고, 그때 다음의 유리시이트(G)는 성형 스테이션(12)내로 들어가서 상측진공모올드 조립체(14)의 시이트결합면(14A)과 하측모올드(16)사이에 위치된다. 성형 스테이션(22)에서 잇따른 유리시이트를 성형하고 이 유리시이트를 반송 스테이션(18A)(18B)으로 번갈아 이송하는 이 사이클은 반복된다.
하나의 기성형 유리시이트를 유리시이트 결합면중 하나로부터 반송스테이션중 하나로 낙하시키는 것과 동시에 그 다음의 열 연화된 유리시이트를 들어올려 다른 시이트 결합면에 대고 압박하는 것에 의하여 최단의 사이클 시간이 이루어질 수도 있지만, 작동 제한여건등의 상태로 인해서, 시이트 결합면중 하나의 성형 스테이션(12)내 도착시간과, 로(10로부터 나온 다음 유리시이트(G)의 도착시간 사이에 지연이 발생될 수도 있다. 그러나 성형 스테이션에서 다음 유리시이트를 기다리고 있는 유리시이트 결합면이 언제나 있을 것이기 때문에, 상기 상태는 문제를 야기시키기 않을 것이다. 결과적으로, 유리시이트는 성형 스테이션(12)내의 적절한 위치에 배치되자마자 지지롤(30)로부터 들어올려져서 유리시이트 결합면중 하나에 대해 가압성형될 수도 있다.
필요하다면, 반송 스테이션에서 유리시이트(G)의 추가 성형이 수행될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 좀 더 상세히 설명하면, 상측진공모올드 조립체(14)의 결합면을 따라 진공이 해제될 때 유리시이트(G)가 시이트 반송수단의 링과 접촉함에 따라 시이트(G)의 추가 성형이 이루질 수 있도록, 유리시이트(G)의 온도가 유지될 수도 있고/있거나, 유리시이트(G)가 유리시이트 결합면(14A) 또는 유리시이트 결합면(14B)으로부터 반송링(60A) 또는 반송링(60B)으로 낙하되는 거리가 설정될 수도 있다. 이런 유형의 성형 장치는 통상 낙하성형(drop forming)이라 불리는 것으로서, 미합중국 특허 제 4,233,049 호에 개시되어 있다.
또한, 상측진공모올드 조립체(14)의 유리시이트 결합면(14A)(14B)은 제 2 도에 도시하는 바와 같이 상이한 유리시이트 성형면 구조를 가질 수도 있는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 시이트결합면(14A)은 함유리 전면창(a laminated windshield)의 외측 유리시이트의 성형 구조에 대응하지만, 유리시이트 결합면(14B)은 내측 유리시이트의 성형 구조에 대응할 수도 있다. 전술한 유형의 가요성 하측모올드(16)를 이용할 경우, 내외측 유리시이트의 형상은 양 유리시이트를 상이한 성형면을 향해 들어올려서 그것에 대해 성형하기 위해서 상기 모올드(16)가 사용될 수도 있을 정도로 충분히 유사할 것이라고 생각된다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와 같이, 유리시이트(G)는 성형 스테이션으로부터 반송 스테이션을 지나서 냉각 스테이션까지 거의 직선 경로로 이동된다. 필요하다면, 냉각 스테이션이 반송 스테이션에 대해 90℃로 배향되어, 당해 분야에 공지된 바와 같이 소리굽쇠(tuning fork) 구조를 형성할 수도 있다. 이 구조는, 합유리 전면창(a laminated windshield)용의 내외측 유리시이트를 제조할 경우 특히 유용하게 사용될 수 있는 바, 그 이유는 상기 구조를 채용하면 유리시이트들이 이중창(a double pair)을 형성하기 위해서 냉각후 서로 결합할 수도 있도록 내외측 유리시이트가 서로에 대해 근접하게 유지되기 때문이다. 상기 이중창은 전면창을 형성하기 위해서 추가 처리를 받을 것이다.
이상에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 기술하였으나, 당업자라면 다음 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형을 만들 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 열 연화된 시이트 재료의 성형장치에 있어서: 열 연화된 성형대상 시이트를 수용하는 성형 스테이션과;
    제 1 및 제 2 의 기성형 시이트 결합면을 구비하며, 이 결합면은 상기 열 연화된 시이트를 그것에 대고 성형하여 고정하기 위한 것이고, 각 결합면은 성형대상 시이트의 원하는 최종 형상에 대체로 대응하는 형상을 갖는 상측진공모올드와; 상기 성형 스테이션의 양 측면을 따라 위치된 제 1 및 제 2 반송 스테이션과; 대응하는 반송 스테이션에 인접하게 위치된 제 1 및 제 2 냉각 스테이션과; 상기 시이트 결합면 중 하나가 상기 성형 스테이션내에 있을때, 상기 열 연화된 시이트를 성형하기 위해 그 시이트를 상기 시이트 결합면 중 상기 하나와결합하도록 들어올리는 수단과; 상기 상측진공모올드를 상기 반송 스테이션 사이에서 그리고 상기 성형 스테이션 내에서 이동시키는 수단과; 상기 열 연화된 시이트를 상기 시이트 결합면의 상기 하나로부터 상기 반송 스테이션 중 하나로 낙하시키는 수단과; 상기 시이트를 상기 반송 스테이션의 상기 하나로부터 상기 냉각 스테이션중 대응하는 것으로 이송시키는 수단을 포함하는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 시이트 결합면은 상기 제 2 시이트 결합면과 다른 형상을 갖는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모올드의 상기 시이트 결합면은, 상기 제 1 결합면이 상기 성형 스테이션에 있을 때 상기 제 2 결합면이 상기 제 2 반송 스테이션에 있고, 상기 제 2 결합면이 상기 성형 스테이션에 있을 때 상기 제 1 결합면이 상기 제 1 반송 스테이션에 있도록, 서로에 대해 상대적으로 위치되는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 들어올림 수단 및 상기 낙하수단이, 상기 제 2 시이트를 상기 시이트 결합면중 하나로부터 상기 반송 스테이션중 하나로 낙하시키는 동안, 제 1 시이트를 상기 성형 스테이션에 있는 상기 시이트 결합면중의 다른 하나와 결합하도록 들어올리는 수단을 더 구비하는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 반송 스테이션은 상기 각각의 반송 스테이션으로 낙하된 상기 기성형 시이트를 수용하는 제 1 및 제 2 지지링을 각기 구비하며, 상기 각각의 반송 링은 상기 기성형 시이트의 원하는 외주 형상에 대체로 대응하는 형상을 갖는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 스테이션은, 시이트 지지면을 형성하는 한 세트의 종방향 이격되고 횡방향으로 연장된 지지롤과, 상기 시이트 결합면이 상기 성형 스테이션에 있을 때 상기 각각의 시이트 결합면의 아래에 수직으로 정렬된 하측 모올드를 더 구비하고, 상기 하측모올드는 상기 시이트를 들어올려서 상기 상측진공모올드의 결합면 중 하나에 대고 압박하기 위하여 상기 시이트 지지면 아래의 낮은 위치로부터 상기 시이트 지지면 위에 상승위치까지 이동가능한 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 하측모올드는, 상기 시이트의 원하는 외주 형상에 대체로 대응하는 곡면형상을 갖는 외곽 성형면을 구비하되, 상기 외곽 성형면은 상기 하측 모올드가 상기 시이트를 상기 시이트 지지면으로부터 들어올려서 상기 상측 진공 모올드의 시이트 결합면 중 하나에 대해 압박할 때 상기 시이트의 가장자리부와 결합하는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 하측모올드는 가용성 외곽 성형면을 갖는데, 이 외곽 성형면은 상기 하측모올드가 상기 시이트를 상기 시이트 지지면으로부터 들어올릴 때에는 상기 시이트의 가장자리부와 결합하는 편평한 구성을 갖고, 상기 하측모올드가 상기 시이트를 상기 상측 진공 모올드의 상기 시이트 결합면 중 하나에 대해 가압할 때에는 상기 시이트의 상기 가장자리부를 상기 하나의 결합면의 대응부에 부합시키는 소정 형상의 구성을 갖는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 들어올리는 수단은, 상기 시이트 결합면이 상기 성형 스테이션내에 위치할 때 공기를 상기 열 연화된 하측 주요 표면으로 배향하여 상기 시이트를 상기 하나의 시이트 결합면에 결합하도록 들어올리는 다수의 가스 제트(gaseous jet)를 상기 시이트 결합면의 아래에 위치된 상기 성형 스테이션 내에 구비하는 열 연화된 시이트 재료의 성형장치.
  10. 열 연화성 시이트 재료의 성형방법에 있어서, (a) 일련의 시이트를 가열하는 단계와; (b) 성형 스테이션의 양 측면에 제 1 및 제 2 반송 스테이션을 위치시키는 단계와; (c) 성형대상 시이트의 최종적인 원하는 형상에 대체로 대응하는 형상으로 각기 성형된 제 1 및 제 2 시이트 결합면으로 갖는 상측진공모올드를 제공하는 단계와; (d) 상기 제 1 시이트 결합면이 상기 성형 스테이션내에 있도록 상기 상측진공모올드 조립체를 위치시키는 단계와; (e) 제 1 시이트를 상기 성형 스테이션내로 반송하는 단계와; (f) 상기 제 1 시이트를 상기 상측진공모올드의 상기 제 1 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서, 상기 제 1 시이트를 성형하는 단계와; (g) 상기 제 1 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여, 상기 제 1 기성형 시이트를 그것에 대해 고정하는 단계와; (h) 상기 제 1 시이트 결합면과 상기 제 1 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 1 반송 스테이션으로 이동하도록 상기 모올드를 이동시키는 단계와; (i) 상기 제 1 시이트 결합면을 따른 상기 진공을 해제하여, 상기 제 1 시이트를 상기 제 1 반송 스테이션의 제 1 기성형 시이트 지지부재 위로 낙하시키는 단계와; (j) 상기 기성형 시이트와 상기 시이트 지지부재를 상기 제 1 냉각 스테이션으로 반송하는 단계와; (k) 상기 제 1 기성형 시이트를 조절 냉각하는 단계와; (l) 상기 성형 스테이션 내에 상기 제 2 시이트 결합면을 위치시키는 단계와; (m) 제 2 시이트를 상기 성형 스테이션내로 반송하는 단계와;(n) 상기 제 2 시이트를 상기 상측진공모올드의 상기 제 2 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서, 상기 제 2 시이트를 성형하는 단계와; (o) 상기 제 2 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여, 상기 제 2 성형 시이트를 그것에 대해 고정하는 단계와; (p) 상기 제 2 시이트 결합면과 상기 제 2 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 2 반송 스테이션으로 이동하도록 상기 진공모올드를 이동시키는 단계와; (q) 상기 제 2 시이트 결합면을 따른 상기 진공을 해제하여, 상기 제 2 기성형 시이트를 상기 제 2 반송 스테이션의 제 2 기성형 시이트 지지부재 위로 낙하시키는 단계와; (r) 상기 제 2 기성형 시이트와 시이트 지지부재를 상기 냉각 스테이션으로 반송하는 단계와; (s) 상기 제 2 시이트를 조절 냉각하는 단계를 포함하는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 단계(1)로부터 단계(s)까지의 과정은 단계(d)로부터 단계(k)까지의 과정이 종결되기 전에 시작되는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 위치시키는 단계(d)와 이동시키는 단계(p)는 상기 제 1 시이트 결합면을 상기 성형 스테이션 내에, 그리고 상기 제 2 시이트 결합면을 상기 반송 스테이션 내에 위치시키며, 상기 이동시키는 단계(h)와 위치시키는 단계(l)는 상기 제 1 시이트 결합면을 상기 제 1 반송 스테이션내에, 그리고 상기 제 2 시이트 결합면을 상기 성형 스테이션내에 위치시키는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 단계(m)와 단계(n)는 단계(h)와 단계(i)중 일어나며, 단계(p)와 단계(q)는 단계(e)와 단계(f)중 일어나는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 성형 스테이션은, 시이트 지지면을 형성하는 한 세트의 종방향 이격되고 횡방향으로 연장된 지지롤과, 상기 사이트 결합면이 상기 성형 스테이션내에 있을 때 각각의 시이트 성형면의 아래에 수직으로 정렬된 하측 모올드를 더 구비하며, 상기 들어올리는 단계(f)와 (n)는 상기 하측모올드를 상기 시이트 지지면 아래의 낮은 위치로부터 상기 시이트 지지면 위의 상승위치로 이동시켜서 상기 시이트를 들어올림으로써 상기 시이트를 상기 상측진공모올드 결합면중 하나에 대해 가압하는 단계를 각기 구비하는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 하측모올드는 링 모올드를 포함하며, 상기 들어올리는 단계(f)와 단계(n)는, 상기 링 모올드가 상기 시이트를 상기 시이트 지지면으로부터 들어올릴 때 상기 시이트의 가장자리부와 결합하는 단계와, 상기 시이트를 상기 상측 모올드의 상기 시이트 결합면 중 하나에 대해 가압하는 단계를 구비하는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 들어올리는 단계(f)는 상기 제 1 시이트를 제 1 형상으로 성형하며, 상기 들어올리는 단계(n)는 상기 제 2 시이트를 상기 제 1 형상과는 다른 제 2 형상으로 성형하는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
  17. 열연화성 시이트 재료의 성형방법에 있어서, (a) 일련의 시이트를 가열하는 단계와; (b) 성형 스테이션의 양 측면에 제 1 및 제 2 반송 스테이션을 위치시키는 단계와; (c) 성형대상 시이트의 최종적인 원하는 형상에 대체로 대응하는 형상으로 각기 성형된 제 1 및 제 2 시이트 결합면을 갖는 진공모올드를 제공하는 단계와; (d) 상기 제 1 시이트 결합면이 상기 성형 스테이션내에 있고 상기 제 2 시이트 결합면이 상기 제 2 반송 스테이션내에 있도록 상기 진공모올드를 위치시키는 단계와; (e) 제 1 의 열 연화된 시이트를 상기 성형 스테이션내로 반송하는 단계와; (f) 상기 제 1 시이트를 상기 진공 모올드의 상기 제 1 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서, 상기 제 1 시이트를 성형하는 단계와; (g) 상기 제 1 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여, 상기 제 1 시이트를 그것에 대해 고정하는 단계와; (h) 상기 제 1 시이트 결합면과 상기 제 1 기성형 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 1 반송 스테이션으로 이동하고 상기 제 2 시이트 결합면은 상기 제 2 반송 스테이션으로부터 상기 성형 스테이션내로 이동하도록 상기 진공 모올드를 이동시키는 것과 동시에, 제 2 의 열 연화된 시이트를 상기 성형 스테이션으로 반송하는 단계와; (i) 상기 제 1 시이트 결합면을 따른 상기 진공을 해제하여 상기 제 1 기성형 시이트를 상기 제 1 반송 스테이션의 제 1 기성형 시이트 지지부재 위로 낙하시키고, 그동안 상기 제 2 시이트를 상기 상측진공모올드 조립체의 상기 제 2 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서 상기 제 2 시이트를 성헝하며, 상기 제 2 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여 상기 제 2 기성형 시이트를 그것에 고정시키는 단계와; (j) 상기 제 1 기성형 시이트와 상기 제 1 시이트 지지부재를 냉각 스테이션으로 반송하여, 상기 제 1 기성형 시이트를 조절 냉각하는 단계와; (k) 상기 제 2 시이트 결합면과 상기 제 2 성형 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 2 반송 스테이션으로 이동하고 상기 제 1 시이트 결합면이 상기 제 1 반송 스테이션으로부터 상기 성형 스테이션으로 이동하도록 상기 진공 모올드를 이동시키는 것과 동시에, 다음의 열 연화된 시이트를 상기 성형 스테이션으로 반송하는 단계와; (l) 상기 제 2 시이트 결합면을 따른 진공을 해제하여 상기 제 2 기성형 기이트를 상기 제 2 반송 스테이션의 제 2 기성형 시이트 지지부재위로 낙하시키는 것과 동시에, 상기 다음의 시이트를 상기 모올드의 제 1 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서 상기 다음의 시이트를 성형하며, 상기 제 1 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여 상기 다음의 기성형 시이트를 그것에 대해 고정시키는 단계와; (m) 상기 제 2 기성형 시이트와 상기 제 2 시이트 지지부재를 냉각 스테이션으로 반송하여, 상기 제 2 성형 시이트를 조절 냉각하는 단계와; (n) 상기 제 1 시이트 결합면과 상기 다음의 성형 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 1 반송 스테이션으로 이동하고 상기 제 2 시이트 결합면이 상기 제 2 반송 스테이션으로부터 상기 성형 스테이션으로 이동하도록 상기 진공 모올드를 이동시키는 것과 동시에, 다음의 열 연화된 시이트를 상기 성형 스테이션으로 반송하는 단계와; (o) 단계(i)로부터 단계(n)까지를 반복하는 단계를 포함하는 열 연화성 시이트 재료의 성형방법.
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