KR19990001559A - 어닐링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운관용 펀넬(funnel)의 연속된 생산공정에서 펀넬에 넥크를 융착시킨 다음 융착부를 연화시키기 위한 국소 어닐링장치에 관한 것으로, 펀넬을 단계적으로 이송하는 이송장치(11)의 일측에 장착된 프레임(16)과, 펀넬과 넥크의 융착부와 넥크 플레어를 차별적인 온도로 단계적으로 가열시키도록 오븐기(22,23,24)를 복수개 포함하며 상기 프레임(16)에서 상하이동하도록 장착된 오븐기어셈블리와, 상기 오븐기어셈블리를 이송장치(11)에 배치된 펀넬의 넥크융착부를 어닐링하는 하강위치와 펀넬이 다음 단계로 이송되도록 펀넬 넥크부를 완전히 벗어난 승강위치로 프레임에서 승하강시키는 구동수단을 포함하여 구성되며, 펀넬의 넥크부를 3단계로 즉, 차례로 예열, 어닐링 및 서냉시켜 넥크융착부와 넥크 플레어에 있는 잔류응력을 제거함으로써 어닐링공정을 효율적으로 수행하며, 가열로와 서냉로가 필요없어 어닐링장치의 구조가 단순화되어 제조비용이 절감되고 보수유지에 따른 비용 및 인력손실이 감소되어 펀넬 생산원가가 절감되는 효과가 있다.

Description

어닐링장치

본 발명은 어닐링(annealing)장치에 관한 것으로, 특히 브라운관용 펀넬(funnel)의 연속된 생산공정에서 펀넬에 넥크를 융착시킨 다음 펀넬과 넥크의 융착부와 넥크의 플레어를 어닐링하기 위한 국소 어닐링장치에 관한 것이다.

일반적으로, 브라운관에 있어서 외주에 편향요오크가 장착되는 펀넬은, 먼저 펀넬을 프레스성형한 다음 너빈(nubbin)의 모일(moil)부를 제거하고 전자총이 삽입장착되는 넥크를 접합하고, 이어서 보스 그라인딩공정을 거치며 펀넬에의 넥크접합상태를 검사하는 등의 일련의 연속된 공정을 통하여 생산된다. 이때, 펀넬에의 넥크 접합은 펀넬과 넥크의 접합부를 버너로 가열하여 융착하여 이루어지며 상온에서의 후속 공정을 거치면서 펀넬과 넥크의 융착부 주위가 급격히 냉각되면, 융착부의 가열된 부분과 가열되지 않은 경계부에서 잔류응력이 집중되어 크랙이 발생되거나 후속의 생산공정 및 브라운관 조립공정에서 작은 충격에도 쉽게 부서지게 되므로, 이를 방지하기 위하여 넥크 융착부 주변에 집중된 잔류응력을 제거 또는 분산시키도록 어닐링공정을 둔다. 또한, 넥크의 플레어 주변에도 성형후 급냉각에 의해 잔류응력이 존재하여 취성을 갖게 되므로 넥크의 플레어에 대한 어닐링이 필요하다.

이러한 어닐링공정을 위한 어닐링장치의 한 예가 한국 공개특허 제 95-20946호에 개시되어 있다. 상기 공개특허공보의 어닐링장치는, 도 1에 도시된 바와같이 넥크(1)가 융착된 펀넬(2)을 콘베이어와 같은 이송수단(3)에 의해 히터(4)가 양측에 설치된 가열로(5)의 터널(6)을 통과시키면서 가열한 다음 인접하여 설치된 별도의 서냉로에서 서냉시켜 후속공정으로 이송하도록 이루어져 있다. 그러나, 상기와 같은 종래의 어닐링장치는 가열로의 터널에서 펀넬이송을 위한 이송수단(3)과, 터널의 히터(4)가 펀넬이송방향에 대하여 양측에 설치됨에 따라 펀넬 넥크의 히팅이 불균일하게 수행되는 것을 방지하기 위하여 펀넬을 회전시키는 회전수단(7)을 구비해야 하므로 복잡한 구조로 되고, 생산라인에 규모가 큰 가열로 및 서냉로를 설치해야 하므로 공간을 많이 차지하고 설비비, 운전 및 보수유지 비용이 큰 문제가 있었다. 더욱이, 터널(6)에서 펀넬과 넥크의 융착부(8)와 함께 넥크 전체가 동일한 온도로 가열되는데, 넥크는 펀넬과 조성이 다르기 때문에 넥크 플레어(9)의 어닐링을 펀넬과 넥크의 융착부와는 다른 온도로 어닐링해야 하지만 상기와 같이 넥크융착부의 어닐링온도에서만 어닐링하게 되어 넥크 플레어의 어닐링이 제대로 이루어지지 않게 되어 플레어에는 잔류응력이 잔존하게 되고 따라서 후속공정에서 작은 충격에도 쉽게 파손되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 어닐링장치에 따른 문제점을 해소하기 위하여 펀넬 이송장치에서 펀넬의 넥크융착부와 넥크 플레어를 각각의 어닐링온도로 복수의 어닐링단계로 어닐링하여 후속공정으로 자동으로 이송하도록 구성되어 복잡하지 않은 구성으로 효율적으로 펀넬을 어닐링하는 어닐링장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 가열로 또는 서냉로를 사용하지 않고 단계적인 온도로 각각 펀넬 넥크부를 가열하도록 수직으로 가동되는, 펀넬과 넥크의 융착부와 넥크 플레어 가열용의 히터를 각각 구비한 원통상의 복수개의 오븐을 포함하는 어닐링장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 펀넬어닐링장치의 구조를 보여주는 개략적인 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 어닐링장치의 개략적인 정면도.

도 3는 도 2의 오븐기구조를 보여주는 개략적인 단면도.

도 4는 도 2에 도시된 어닐링장치의 사용상태를 보여주는 측면도.

* 도면의주요부분에대한부호의설명

10: 어닐링장치 11: 이송장치 12: 슬로트 13: 베이스 플레이트 15: 지지부재 16: 프레임 18,46: 공압실린더 22,23,24: 오븐기 20: 가이드부재 21: 마운팅부재 26: 하우징 27: 홀더 28: 히터 29: 온도센서 31: 펀넬 32: 넥크부 33: 롤러 34: 전동수단 42: 돌출부 43: 축

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 어닐링장치는 펀넬을 단계적으로 이송하는 이송장치의 일측에 장착된 프레임과, 펀넬과 넥크의 융착부와 넥크 플레어를 차별적인 온도로 가열시키도록 상부히터와 하부히터를 내측에 각각 구비하고 펀넬의 넥크융착부의 하방 인접부까지 수용하도록 된 원통상의 오븐기를 복수개 포함하는 오븐기어셈블리와, 상기 오븐기어셈블리를 이송장치에 배치된 펀넬의 넥크융착부를 어닐링하는 하강위치와 펀넬이 다음 단계로 이송되도록 펀넬 넥크부를 완전히 벗어난 승강위치로 프레임에서 승하강시키는 구동수단을 포함하여 구성된다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 어닐링장치(10)가 펀넬을 이송시키는 이송장치(11)에 장착된 것을 개략적으로 도시하고 있으며, 도 3은 어닐링장치의 오븐기구조를 보여주는 단면도이다. 상기 이송장치(11)는 본 발명의 어닐링장치(10)를 사용하기에 가장 적합한 구조로서 본건 출원인이 1996. 11. 4.자 특허출원 제 51752호로 특허출원한 브라운관용 훤넬의 이송장치이며, 본 발명 어닐링장치의 이해를 돕기 위하여 상기 이송장치의 구조와 작동을 본원 명세서 및 도면에 참고로 기재한다.

이러한 이송장치(11)의 중앙 측부에 장착되는 본 발명의 어닐링장치(10)는 수직으로 세워진 프레임(16)이 이송장치(11)에 고정되어 있으며, 프레임(16)의 상면에는 후술하는 오븐기어셈블리의 구동을 위해 피스톤로드(17)가 상방으로 전진하게 공압실린더(18)가 장착되어 있다. 상기 피스톤로드(17)의 단부에는 브라켓(19)이 고정되고, 브라켓(19)에는 2개의 가이드부재(20)가 프레임(16) 상부의 플레이트를 하방으로 관통하여 설치되어 공압실린더(18)의 작동에 따라 브라켓(19)이 베이스 플레이트(13)에 대하여 수직으로 슬라이드된다. 상기 가이드부재(20)의 단부에 장착되는 마운팅부재(21)에 3개의 오븐기(22,23,24)가 서로 이격되어 이송장치(11)의 베이스 플레이트(13)의 상방에서 일체로 조립됨으로써 오븐기어셈블리를 구성한다. 상기 마운팅부재(21)에는 오븐기(22,23,24)의 높이를 조절하도록 조정나사(25)가 제공되어 있다.

상기 오븐기(22,23,24)들은 각각 도 3에 도시된 바와같이 원통형의 하우징(26)과, 그 내측 상부와 하부에 고정된 홀더(27,27')에 의해 각각 보지되는 환형의 상부히터(28)와 하부히터(28'), 상기 히터들에 각각 인접하여 장착되어 하우징(26) 내부공간의 상하부 온도를 측정하는 온도센서(29,29')를 포함하여 구성됨으로써, 하우징(26)속에 삽입되는 펀넬(31)과 넥크(32)의 융착부(30)를 포함한 인접부까지를 소정의 온도로 가열한다. 즉, 상부히터(28)는 넥크의 플레어부분을 가열하고 온도센서(29)는 그 온도를 감지하여 히터의 작동을 제어할 수 있도록 하는 한편, 하부히터(28')는 넥크융착부(30)를 가열하고 온도센서(29')로 감지함으로써 넥크융착부와 플레어를 각각에 적합한 어닐링온도로 가열한다.

오븐기(22)는 예열용으로서 상온으로 냉각된 펀넬의 넥크융착부와 플레어를 어닐링온도로 가열하며, 오븐기(23)는 예열된 상기 펀넬의 넥크융착부와 플레어에서 잔류응력이 제거되도록 어닐링온도로 유지시키며, 마지막으로 오븐기(24)에서는 오븐기(22,23)에서 어닐링된 펀넬을 바로 후속공정으로 이송하면 상온에 노출되어 급속히 냉각됨에 따라 다시 잔류응력이 생기게 되는 것을 방지하도록 열응력이 생기지 않게 서냉시키기 위해 펀넬의 넥크가 급냉되지 않도록 일정한 온도로 유지되게 가열한다. 오븐기(22)의 하부히터(28')는 600。C로 가열되어 펀넬의 넥크융착부를 550。C까지 예열시키는 한편, 상부히터(28)는 550。C로 가열되어 넥크의 플레어를 500。C까지 예열시키고, 이렇게 예열된 펀넬은 오븐기(23)에서 450。C의 하부히터(28')에 의해 펀넬의 넥크융착부를 450。C까지 유지시키고 430。C의 상부히터(28)에 의해 넥크플레어가 430。C로 유지되게하여 어닐링함으로써 전공정에서 생성된 잔류응력이 제거되게 한다. 한편, 오븐기(24)에서는 상부히터(28)가 200。C로 가열되어 오븐기(23)에서 430。C로 가열된 넥크플레어가 상온에의 노출시 급냉되지 않고 서냉되도록 하며, 하부히터(28')는 250。C로 가열되어 넥크융착부를 서냉시켜 후속공정으로의 이송시 상온에 노출되더라도 잔류응력이 생기지 않게 한다. 이를 위하여 상부히터와 하부히터에 인접하여 온도센서(29,29')를 장착하여 상기 히터들의 온도들을 측정하여 전원을 단속함으로써 오븐기의 온도를 정확히 유지하게 한다.

이와같이 펀넬의 넥크융착부와 넥크 플레어를 그 조성의 차이를 감안하여 차별된, 즉 각각에 적합한 어닐링 온도로 어닐링함으로써 넥크융착부와 넥크 플레어의 잔류응력이 제거되어 크랙이 발생되지 않고, 취성이 생기지 않게 한다.

본 발명의 어닐링장치가 장착되는 이송장치는 도 2와 도 4에 도시된 바와같이 베이스 플레이트(13)의 슬로트(12)의 하측에 배치된 지지부재(15)와, 상기 지지부재를 수평으로 이동가능하게 지지하는 다수의 롤러(33), 상기 지지부재(15)를 수평으로 이동시키도록 지지부재의 일측에 결합된 전동수단(34)을 구동시키며 프레임 상부에 제공된 모터(35), 프레임의 지지플레이트(36)에 고정된 마운트(37)를 관통하여 하방으로 연장된 2개의 가이드부재(38)와 그 하단부에 결합된 스트러트(39)를 구비하고 상기 롤러(33)들을 연결하는 축(40)에 결합된 지지브라켓(41), 이송장치(11) 내부에서 길이방향으로 연장되어 양단이 고정된 축(43)과, 상기 스트러트(39)와 맞물린 돌출부(42)가 측방으로 돌출형성되고 축(43)에 회동가능하게 장착된 연결부재(45), 이송장치(11)의 일측에 제공되어 피스톤로드(44)가 연결부재(45)에 연결되어 회동시키는 공압실린더(46)로 구성된다. 상기 베이스 플레이트(13) 하측에 배치된 지지부재(15)가 상기 슬로트(12)로부터 돌출되게 승강되어 전공정에서 이송되는 펀넬을 픽업하는 한편 베이스 플레이트에 있던 펀넬들을 승강시킨 다음 수평이동하여 펀넬들을 한단계씩 위치이동시키고 다시 베이스 플레이트 보다 낮게 하강하여 원위치로 귀환되는 동작을 반복하게 된다.

이하에서는 상기와 같은 구성의 본 발명 어닐링장치에서 넥크부가 융착된 펀넬을 어닐링하는 과정을 설명하기로 한다.

이송장치(11)의 베이스 플레이트(13)에 3개의 펀넬이 각각 이격되게 배치된 상태에서 프레임(16)의 공압실린더(18)가 작동하여 오븐기(22,23,24)들이 하강하여 넥크부와 그에 인접한 펀넬부분가 오븐기에 수용된 상태에서 오븐기의 히터(28,28')들에 통전되어 전술한 바와같이 소정의 온도로 일정시간 가열함으로써 어닐링하고 특히 오븐기(24)에서는 펀넬의 넥크부가 430。C에서 200。C까지 냉각되는 동안 급냉되지 않고 서서히 냉각되게하여 열응력이 생기지 않게 한다. 이와같이 펀넬어닐링이 완료되면, 공압실린더(18)가 작동하여 오븐기(22,23,24)들을 승강시키는 한편, 공압실린더(46)가 작동하여 피스톤로드(44)를 전진된 상태에서 후퇴시키면 연결부재(45)와 함께 돌출부(42)가 반시계방향으로 회동하여 스트러트(39)와 지지브라켓(41)을 승강시키게 되고 지지브라켓(41)과 축(40)이 결합된 롤러(33)가 승강됨에 따라 지지부재(15)가 슬로트(12)에서 베이스 플레이트(13) 보다 위로 승강되어, 베이스 플레이트(13)상에 배치되어 어닐링된 펀넬(14)이 승강된 지지부재(15) 위에 놓이게 된다. 이 상태에서, 모터(35)가 작동하여 체인 또는 벨트와 같은 전동수단(34)를 구동시킴에 따라 그에 결합된 지지부재(15)가 한 단계 수평으로 이동하여 오븐기(24)에서 소정온도 즉, 250-200。C까지 서냉된 펀넬(14)은 후속공정을 위해 그에 인접하여 배치된 이송롤러(47)로 이동된다. 한편, 오븐기(22)에서 550-500。C로 예열된 펀넬은 오븐기(23)에 의해 450-400。C도에서 어닐링하기 위한 위치로 옮겨지고 예열용의 오븐기(22)에 대응된 베이스 플레이트(13)에는 전공정에서 넥크가 펀넬에 융착된 다음 어닐링하기 위한 펀넬이 이송배치된다.

이상과 같이 펀넬들이 한 단계씩 위치가 이동된 다음, 모터(35)가 정지되고 실린더(46)의 피스톤로드(44)가 전진하면 연결부재(45)와 함께 돌출부(42)가 시계방향으로 회동되어 지지브라켓(41)이 하강되고 따라서 지지부재(15)도 베이스 플레이트(13)의 슬로트(12)속으로 하강하게 되어 지지부재(15)위에 얹힌 상태의 펀넬들이 모두 베이스 플레이트(13)위의 소정위치에 배치된다. 이와같이 지지부재(15)가 하강되면 다시 공압실린더(18)가 작동하여 오븐기(22,23,24)들이 하강하여 펀넬의 넥크부가 삽입되어 어닐링 및 서냉과정을 거치게 되는 한편, 모터(35)가 역회전하게 되어 지지부재(15)가 롤러(33)에서 후퇴하여 즉, 초기위치로 이동하게 되고 상기 공정이 종결되면 앞에서 설명한 바와같이 지지부재(15)가 승강하여 펀넬들을 한 단계씩 이송시킨다.

따라서, 펀넬들이 베이스 플레이트(13)에 배치되어 오븐기(22,23,24)들에서 소정의 어닐링 및 서냉공정을 거친 다음, 오븐기들이 승강된 상태에서 지지부재(15)가 승강되어 수평전진하여 펀넬들을 한 단계씩 이송시키고 다시 하강하여 지지부재(15)의 펀넬들이 베이스 플레이트(13)에 배치되고, 이어서 오븐기(22,23,24)들이 다시 하강하여 어닐링 및 서냉공정을 수행함과 동시에 지지부재는 하강된 상태로 수평후퇴하여 초기 위치로 귀환하는 일련의 동작이 자동적으로 연속반복하여 이루어진다.

본 발명에 따라, 3개의 오븐기(22,23,24)들을 승하강시키도록 하여 베이스 플레이트(13)에 마련된 소정의 위치에 배치된 펀넬의 넥크부를 3단계로 즉, 차례로 예열, 어닐링 및 서냉시켜 넥크융착부와 넥크 플레어에 있는 잔류응력을 제거함으로써 어닐링공정을 효율적으로 수행하며, 가열로와 서냉로가 필요없어 어닐링장치의 구조가 단순화되어 제조비용이 절감되고 보수유지에 따른 비용 및 인력손실이 감소되어 펀넬 생산원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 펀넬을 단계적으로 이송하는 이송장치(11)의 일측에 장착된 프레임(16)과, 펀넬과 넥크의 융착부와 넥크 플레어를 차별적인 온도로 단계적으로 가열시키도록 오븐기(22,23,24)를 복수개 포함하며 상기 프레임(16)에서 상하이동하도록 장착된 오븐기어셈블리와, 상기 오븐기어셈블리를 이송장치(11)에 배치된 펀넬의 넥크융착부를 어닐링하는 하강위치와 펀넬이 다음 단계로 이송되도록 펀넬 넥크부를 완전히 벗어난 승강위치로 프레임에서 승하강시키는 구동수단을 포함하여 구성되는 어닐링장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동장치는 프레임(16)의 상부에 피스톤로드(17)가 상방으로 전진하게 공압실린더(18)가 장착되어 있으며, 상기 피스톤로드(17)의 단부에는 브라켓(19)이 고정되고, 상기 브라켓(19)에는 2개의 가이드부재(20)가 상부프레임(16)을 하방으로 관통하여 설치되어 공압실린더(18)의 작동에 따라 베이스 플레이트(13)에 대하여 수직으로 슬라이드되며, 상기 브라켓(19)의 단부에 고정되는 마운팅부재(21)에 오븐기에셈블리가 이송장치(11)의 베이스 플레이트(13) 수직상방으로 일체로 조립되어 공압실린더(18)의 피스톤로드의 전진후퇴시 승하강되도록 구성된 것을 특징으로 하는 어닐링장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 오븐기어셈블리는 상온으로 냉각된 펀넬의 넥크융착부와 플레어를 어닐링온도로 가열하는 예열용 오븐기(22)와, 예열된 상기 펀넬의 넥크융착부와 플레어에서 잔류응력이 제거되도록 어닐링온도로 유지시키 위하여 펀넬의 네크부를 가열하는 어닐링 오븐기(23)와, 상기 오븐기(22,23)에서 어닐링된 펀넬을 후속공정으로 이송하기 전에 상온에 노출시에 열응력이 생기지 않도록 어닐링온도의 펀넬 넥크부를 서냉시키기 위해 펀넬의 넥크부를 가열하는 서냉용 오븐기(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 어닐링장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 오븐기(22,23,24)들은 각각 원통형의 하우징(26)과, 그 내측 상부에 제공되어 넥크의 플레어를 가열하는 환형의 상부히터(28)와 펀넬의 넥크융착부를 가열하는 환형의 하부히터(28'), 상기 넥크 플레어와 넥크융착부를 소정의 온도로 가열하도록 상부와 하부히터 각각에 인접하여 장착되어 히터의 온도를 측정하는 온도센서(29,29')를 포함하는 것을 특징으로 하는 어닐링장치.