KR100186935B1 - 유리의 연속 절곡장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 가공 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 과정에서 유리의 절곡 성형을 안정적으로 구현 시키는 장치와 유리의 절곡 가공에 있어서 고품질 성형을 가능케 하기 위하여 유리를 탑재한 캐리어에 소정의 이동 경로를 제공하는 터널형의 유리성형로와, 상기 터널의 내부 적소의 위치에 설치되어 캐리어에 의해 운반되는 유리를 서로 다른 온도대로 구분하여 가열 시키는 제 1 가열수단과, 유리측에 대한 열 방출각을 조절하는 열 방출 안내 가이더를 설치한 제 2 가열수단을 포함하는 유리의 연속 절곡 성형 장치와, 유리를 캐리어에 실어 터널 내부로 이송 시키는 단계; 상기 단계에서 터널 내부를 따라 이동하는 캐리어에 실린 유리를 예열 시키는 제 1 가열 단계; 예열단계를 지난 유리에 대하여 국부적인 열을 가하여 유리를 자중 낙하 시켜 절곡 시키는 제 2 가열단계; 상기 가열단계를 지나 성형된 유리를 재 가열 하여 유리의 풀림을 유도하는 제 3 가열단계; 상기 단계를 통과한 유리의 경로를 바꿔 서냉 시키는 단계를 포함하는 유리의 절곡 성형방법을 제공한 것임.

Description

유리의 연속 절곡장치

제1도는 종래의 유리 가공장치의 전체 개략도를 보인 것으로,

(a)는 정면도

(b)는 평면도

제2도는 제1도의 단면도를 보인 것으로,

(a)는 A-A'선 단면도

(b)는 B-B'선 단면도

제3도는 유리의 절곡 성형 단품 상태의 사시도.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 유리 절곡장치의 전체 개략도.

제5도는 본 발명에 따른 캐리어의 구성도.

제6도는 본 발명에 따른 유리 절곡 성형을 위한 가열상태의 상세도.

제7도는 본 발명에 따른 히터 박스 조정장치 개략도.

제8도는 본 발명에 따른 자동 연속유리성형로의 온도 설정 선도를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 캐리어 12 : 유리성형로

13 : 트랙 14 : 제 1 가열수단

15 : 제 2 가열수단 16 : 제 3 가열수단

17, 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f, 17g : 히터

18 : 발열 가이드 19 : 방출홈

20 : 스토퍼 21 : 휘일

24 : 단열제 25 : 상, 하 조정볼트

26 : 고정지지대 27 : 고정볼트

본 발명은 유리 가공 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유리의 절곡 성형을 안정적으로 구현시키는 장치에 관한 것이다.

평면 형태의 유리를 절곡 하는데 활용되는 일반적인 방법은 유리를 가열시킨후 해당 부분을 구부리고, 소성 변형을 일으켜 원하는 형태의 유리로 가공하는 방법이다.

그러나, 유리의 절곡 성형에는 많은 주의가 요구되고, 까다로운 절곡 작업을 필요로 함으로서 상기 가공방법을 활용하는 종래의 유리 절곡장치는 제 1 도와 같이 평판의 유리를 올려놓고 정해진 경로로 이동 시키기 위해 트랙(1)을 설치한 이송부와, 상기 이송부의 경로를 따라 주어진 방향으로 순환하고 낱개의 평면유리를 탑재하는 캐리어(2), 상기 캐리어(2)를 통해 운반되는 유리를 가열 시키기 위해 캐리어(2)의 경로상에 설치된 가열부, 이 가열부를 통해 가열된 유리를 직접 가압하여 절곡 성형하는 성형부 등으로 구성 되었다.

상기 장치는 이송부의 트랙(1)에 안내되어 캐리어(2)가 움직이고, 캐리어(2)는 상부측에 낱장의 평면 유리를 탑재하여 이송부측 트랙(1)을 따라 이동하면서 소정의 소성변형 과정을 거치게 된다.

캐리어(2)를 통해 운반되는 가공 대상 유리는 절곡 성형을 위해서는 반드시 유리(4)를 가열시켜 변형 가능한 상태를 유지하는 수단과 이 상태에서 유리의 직접 변형을 유도하는 성형장치가 필요하다.

제 3 도와 같은 유리 가공 목적물은 평면의 유리 가열, 가압성형을 통해 만들어 진다. 이러한 목적물을 만드는 종래 유리 가공장치에 제공된 가열수단은 제 2 도의 (a)와 같이 캐리어(2)의 플레이트(5)에 탑재된 평면의 유리(4) 양 측면에 맞춰 집중적인 열을 발산시켜 가열하기 위한 수단은 트랙(1)의 내부 양 방향에 설치된 발열체(3)이고, 성형수단은 제 2 도의 (b)와 같이 외부측에 실린더(8)을 설치하고, 트랙(1)의 내부를 관통하는 형태로 피스톤 로드(9)를 설치하여 단부쪽이 유리의 양측면을 가압하도록 하는 가압장치이다.

상기 장치에서 캐리어(2)상의 유리의 가열 상태를 보면 발열체의 열이 집중적으로 유리표면에 작용되지 못하고 유리 상부층에 넓은 분포로 작용되어 주로 유리의 평면 부위를 넓게 가열하는 것으로 나타난다.

이는 유리 평면의 변형을 가져오고, 가압 성형 단계에서 가압장치의 가압력이 작용될 경우 절곡 해당면 뿐만 아니라 주변 부분의 변형도 동반하여 성형 완료후 고른 평탄도를 얻을 수 없는 요인이 된다.

상기 문제점은 주로 가열장치 측으로부터 발열되는 열의 분포가 소망하는 절곡 해당면에 집중되지 않고, 주변부를 동시에 가열 시킴으로서 생기는 점이고, 이와 함께 가압성형 단계에서도 변형 요인이 있다.

즉, 실린더(8)를 작동시켜 생기는 피스톤 로드(9)의 진퇴 운동으로 유리를 직접 가압함으로서 성형틀인 플레이트(5)의 모서리(10)를 중심으로 유리가 절곡되고 이 과정에서 모서리(10) 접촉면부의 표면이 손상되면서 굴절되어 완제품 상태에서 평탄면이 왜곡된 형상이 나타난다.

이러한 유리의 굴곡 성형은 소성변형을 유도하는데 있어서 가열온도 및 유리의 냉각은 중요한 관리항목으로 취급된다.

예를 들면 지나치게 고온의 온도로 가열 하거나 서냉과정에 직접 냉각 환경을 조성하지 않으면 균열이 발생하여 파손이 된다.

이를 위하여 유리 가열온도는 대략 550℃ 내지 580℃ 이내에서 맞추는 것이 필요하고, 소성변형된 유리를 서냉시키는 처리 기술이 필요하다.

한편, 유리 절곡 성형 방법은 일정한 경로를 통해 가공 대상물인 평면형의 유리를 이송시키는 단계, 상기 이송 단계를 통해 이동 되는 유리의 양 측면부를 가열하는 단계, 가열된 유리의 양 측면부를 직접 가압하여 유리를 굴곡 시켜 소성 변형 시키는 단계, 상기 단계를 통해 변형된 유리를 정해진 경로로 이동 시키는 과정에서 냉각 시키는 단계로 진행 시킨다.

그러나 이와같은 종래의 유리 절곡장치 및 이에 따른 유리의 절곡 가공방법은 유리를 가열하는 단계에서 열의 작용이 넓은 분포로 확산되는 가운데, 제품 성형 단계에서 가압성형 장치를 직접 사용하게 됨으로서 절곡 해당면부 뿐만 아니라 주변부의 변형을 가져와 소성 변형후 제품 외관 품질을 저하 시키는 문제점이 있다.

또한, 절곡 해당면부의 라운딩 처리에 있어서 라운딩 각도를 조절할 수 없어 제품 성형 자유도가 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 유리의 절곡 성형에 있어서 제품 외관 품질을 향상 시키고 절곡면의 라운딩 각을 자유롭게 할 수 있어 제품 성형에 다양성을 제공하는 유리 절곡 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 유리를 탑재한 캐리어에 소정의 이동 경로를 제동하는 터널과, 상기 터널의 내부 적소의 위치에 설치되어 캐리어에 의해 운반되는 유리를 서로 다른 온도대로 가열 시키는 수단과, 열 방출각을 조절하는 열 방출 안내 가이드를 포함하는 유리의 연속 절곡 성형 장치에 있다.

본 발명의 구성은 제 4 도와 같이 유리의 절곡 성형을 위해 유리를 탑재한 캐리어(11)에 소정의 이동 경로를 제공하는 터널형 유리성형로(12)와, 상기 유리 성형로(12)의 내부 적소의 위치에 설치되어 캐리어(11)에 의해 운반되는 유리(4)를 서로 다른 온도대로 가열 시키는 수단과, 열 방출각을 조절하는 열 방출 안내 가이드(18)를 설치한 유리의 연속 절곡 성형 장치로 구성된다.

상기 유리성형로(12)는 연속적으로 순환되는 각 방으로 이루어지는 터널형태로 구성되고, 내벽면은 내화벽돌로 단열 처리 되어 있다.

또한, 상기 유리성형로(12)는 캐리어(11) 이동 트랙(14)이 가설되어 있고, 전동장치를 구비하여 세팅된 위치만큼 이동량이 제한 되도록 구성되며 리프팅 장치를 포함한다.

상기 캐리어(11)의 이동속도는 유압실린더에 의하여 결정 되며, 유리성형로(12)의 초입으로 부터 시작하여 종단부까지 이동후 상부로 리프팅 되고, 다시 이동 방향을 달리하여 이동된후, 하강하여 원 위치 되어 유리(4)의 착설을 안내하도록 구성된다.

상기 유리성형로(12)상에 설치되는 가열수단은 제 1 가열수단(14), 제 2 가열수단(15), 제 3 가열수단(16)으로 구분된다.

제 1, 3 가열수단은 서로 다른 발열온도로 평행으로 놓여져 있는 유리를 가열하기 위해 유리성형로(12)의 천정에 히터(17a∼17c)와 좌, 우측 하단벽에 히터(17d∼17g)를 설치하여 완성한다.

제 2 가열수단은 히터(15)를 내장시키고 내벽에 단열재(24)를 취부시킨 좌, 우 동형의 발열 가이드(18)와, 상기 발열 가이드(18)에 형성되어 히터(17)에서 발열 되는 열을 유리에 국부적으로 보내는 열 방출홈(19)으로 구성된다.

또한, 상기 제 2 가열수단은 제 7 도와 같이 히터 박스를 구성하는 좌, 우 동형의 발열 가이드(18)의 상하/좌우 위치 및 높이를 조절하는 조정장치를 포함하는데, 주요부분은 발열 가이드(18)를 받쳐주는 축상의 상, 하 조절볼트(25)와, 이 상, 하 조절볼트(25)를 가변 가능한 형태로 안내하여 고정하는 고정지지대(26)로 구성되며, 상기 상, 하 조절볼트(25)에는 고정볼트(27)가 부설된 형태이다.

이밖에 캐리어(11)는 유리의 낙하 범위를 제한하는 스토퍼(20)를 구비하고 트랙(13)을 따라 이동하는 레일 또는 휘일(21)이 설치되며, 이동과 리프팅을 위해 유압실린더를 통해 전동장치에 연결된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제공되는 유리성형로(12)는 터널형의 형태이고, 여러개의 L자형 캐리어(11)를 이동시키는 가운데, 경로의 종결부에서 캐리어(11)를 리프팅 승강시키고 상부에서 다시 순환시켜 유리를 서냉시키는 구조로 되어 있다.

유리의 공급과 유리성형로(12)를 지나는 과정에서 실행되는 유리의 절곡 성형 과정을 살펴보면 먼저, 가공대상 유리(4)를 캐리어(11) 플레이트에 장착시킨 상태에서 주어진 전동장치를 가동시키면 캐리어(11)는 트랙(13)을 따라 유리를 운반하는 동작을 진행 시킨다.

이때 캐리어(11)의 이동 속도는 유압밸브를 조정하고 제어하여 일정한 속도를 유지하며, 그 속도는 유리의 가열에 필요한 시간을 설정하여 캐리어(11)의 이동시간을 결정한다.

유리성형로(12)를 지나는 유리는 먼저 제 1 가열수단(14)에 의해 예열된다.

예열시 파손을 방지하기 위해 히터(17a∼17c)는 개소를 달리하여 분산된 위치에서 서로 다른 온도로 유리를 가열하게 되는데, 예를들면 최초 온도는 약 560℃에 맞추고, 그 다음 온도는 약 595℃, 그리고 다음 히터의 온도는 약 580℃, 정도로 맞추는 것이다.

여기서 히터(17a∼17c)의 온도는 초기에서 비교적 온도가 낮고 그 다음 단계에서 가장 높으며 그후에는 다시 중간 보다는 저온을 유지하는 조건으로 맞출 수 있게 된다.

이러한 예열온도의 설정은 유리의 절곡 성형에 선행되는 예열온도로서 적합한 것으로 나타났다.

그러나, 이러한 온도는 주변환경과 기온의 차에 따라 다르게 설정되어야 하며 적어도 보다 낫은 예열온도를 이상적으로 맞추는데 있어서 히터 온도를 제어하는 방법으로 이상적인 예열 상태를 얻을 수 있다.

보다 중요한 것은 유리의 절곡 성형 전단계에서 이러한 예열단계를 거치는 것은 유리의 절곡 성형을 위해 급작스럽게 유리를 가열하고 바로 유리를 절곡 성형 하는데 따른 유리의 균열등과 같은 현상을 방지하며 또한 성형 단계에서의 유리 가공이 보다 안정적으로 진행될 수 있도록 하는데 기여한다.

이러한 예열단계를 거친 유리는 제 2 가열수단(15)측 열 방출 가이드(18)에 이르게 된다.

이때 열 방출 가이드(18)에 내장된 히터(17)의 발열온도는 대략 1200℃ 정도로 하여 열 방출홈(19)을 통해 유리의 양 측면을 국부적으로 가열하면, 이 열에 의해 유리의 양 측면은 자체 무게에 의해 아래로 낙하되어 절곡되는 현상을 갖게된다.

이때 절곡부위는 금형에 닿지 않는 허공에서 절곡이 이루어진다.

이 과정에서 열의 방출각도는 열 방출 가이드(18)에 형성된 방출홈(19)의 간격에 의해 제한적으로 방출되어 열의 방출 각도를 결정하고, 이는 유리에 대한 가열범위로 나타남으로서 이 방출범위를 조절하는 것으로 유리의 절곡각인 라운딩각을 조절할 수 있게 된다.

따라서, 유리의 곡률을 열 방출홈(19)의 간격 조절을 통해 용이하게 조절할 수 있게되는데, 예를 들면 곡률을 크게할 경우 방출홈(19)의 간격을 크게하고, 곡률을 적게 하고자 할 경우 간격을 좁게 설정하는 방법으로 의도하는 유리의 곡률을 결정하는 것이다.

이렇게 유리의 자중 낙하에 의한 절곡이 진행되면 캐리어(11)는 경로를 따라 그 다음 단계로 이동한다.

여기서 제 3 가열수단(16)에 의한 풀림을 진행 시킨다.

즉, 각기 다른 온도대를 유지하는 히터(17d∼g)는 절곡된 유리의 하단부를 가열하기 위하여 로의 옆, 하단부에 부착되어있어 유리의 상, 하부에 골고루 열을 가하게 되며 설정온도를 통해 고온 상태로 가열된 유리를 급냉 시킴에 따른 부담을 피하기 위해 서냉 시킴으로서 온도 변화에 의한 유리의 특성 저하를 방지하는 단계를 거치는 것이다.

이와같이 제 3 가열수단(16)을 경유하여 절곡 성형된 유리는 캐리어(11)를 통해 리프팅되어 다시 상단에 마련된 유리성형로(12)를 따라 이동한다.

상부측 유리성형로(12)는 하단부의 로에서 발열되는 열을 이용하여 히터를 사용하지 않으면서도 유리를 서냉 시키는 죄적의 조건이 조성된다.

제 8 도는 이러한 유리성형로(12) 상에서의 가열수단을 작동시켜 온도를 맞추는 가열시간대 선도를 예를들어 나타낸다.

상기 선도에 따르면 대략 7 단계로 구분하여 온도를 조절한다.

즉, 캐리어(11)에 가공대상 유리(4)를 탑재시키고, 캐리어(11)를 이동시켜 예열하는 가열과정에서는 제 1가열수단(14) 측 히터(17a)의 온도가 약 450℃에 설정되도록 히터(17a)에 약 7분 동안 지속적으로 전원을 공급하는 단계(S1); 히터(17b)를 약 7 분동안 가열시켜 대략 574℃ 정도에서 온도를 유지 시키는 단계(S2); 히터(17c)를 가열시켜 550℃로 약 7분간 가열시키는 단계(S3); 상기 1, 2, 3단계(S1)(S2)(S3)로 진행되는과정에서 유리가 변형되기 직전 온도에서 전원 공급을 차단하는 단계(S4); 이때 제 2 가열 수단(15)에 마련된 히터(17)에 약 6분 동안 전원을 공급하여 온도를 대략 1200℃에 설정하여 유리측 절곡 성형 대상면부에 열을 집중 가열하여 성형을 완료 시키는 히터 가동단계(S5); 상기 제 2 가열수단(15)측 히터의 전원을 차단하는 단계(S6); 제 3 가열수단(16)측 히터(17d)에 전원을 대략 7분 동안 재가열하여 약 550℃ 정도의 온도 분포를 조성하는 단계(S5); 제 3 가열수단(16)측에 포함되는 이웃하는 히터(17d∼17g)에 전원을 각각 약 7분여 동안 공급하여 약 550℃ 정도의 온도 분포를 유지 하도록 하는 단계(S7); 상기 단계를 지나고 약 450℃에서 380℃ 까지 서시히 유리의 온도가 내려 가도록 하는 단계로 유리성형로(12)의 온도 분포를 조성한다.

그러나, 이러한 유리성형로(12) 상의 온도 분포를 유지 시키기 위해 소요되는 히터 가열 시간은 초기 히터 가열에 필요한 시간이고, 운전 과정에서 일단 유리성형로상의 온도 분포가 상기와 같은 조건을 유지하면 각 히터측으로 공급되는 전원을 온도센싱에 의해 자동적으로 처리하여 이와같은 유리성형로의 온도 분포를 유지시킬 수 있다.

여기서 유리성형로(12)의 경로 6번로에 도착후 발열 가이드(18)인 히터 박스가 하강하여 금형에 설치된 높이조절축(25)에 안착된후 히터가 약 1200℃로 가열되면서 고열이 방출홈(19)을 통해 방출되어 유리를 변형 시키는데, 이때 높이조절축(25)을 이용하여 발열 가이드(18)와 유리(4)의 가열 간격을 조절하고 또 가열 포인트를 조절함으로서 유리의 곡률을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 유리의 절곡 성형 방법은 유리를 캐리어에 실어 터널 내부로 이송 시키는 단계; 상기 단계에서 터널 내부를 따라 이동하는 캐리어에 실린 유리를 예열시키는 제 1 가열 단계; 예열단계를 지난 유리에 대하여 국부적인 열을 가하여 유리를 자중 낙하시켜 절곡 시키는 제 2 가열단계; 상기 가열 단계를 지나 성형된 유리를 재가열 하여 유리의 풀림을 유도하는 제 3 가열단계; 상기 단계를 통과한 유리의 경로를 바꿔 서냉 시키는 단계로 유리를 절곡 성형한다.

따라서 본 발명에 의한 유리의 절곡 성형은 유리의 측면을 가압 성형하는 강제적인 성형 방법인 금형의 라운딩 곡률에 의존 하지 않고 유리측 절곡 대상면부에 집중적으로 열을 전달하여 이부분이 자연스럽게 낙하되어 인위적인 가압 성형에 따른 주변부분의 손상을 예방하고, 유리의 절곡 성형을 기준으로 전 단계와 그 이후 단계에서 유리를 예열시켜 절곡 성형 단계에서의 성형 부담을 덜어주고, 성형후 서냉 과정을 통한 유리의 풀림 성질의 풀림을 유도 함으로서 유리 가열에 따른 강도 저하등과 같은 특성 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 고품질의 유리 성형 제품 제작이 가능하다.

또한, 유리성형로 상에서의 지속적인 유리의 절곡 성형이 가능하여 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유리를 탑재한 캐리어에 소정의 이동 경로를 제공하는 터널형의 유리성형로와,

   상기 터널의 내부 적소의 위치에 설치되어 캐리어에 의해 운반되는 유리를 서로 다른 온도대로 구분하여 가열시키는 제 1 가열수단이 구비된 유리의 절곡성형 장치에 있어서,

   히터를 내장시키고 내벽에 단열재를 취부시킨 좌, 우 동형의 발열 가이드와,

   상기 발열 가이드에 형성되어 히터에서 발열 되는 열의 확산 범위를 규제하여 유리 측 절곡 대상면부에 국부적으로 열을 집중 시키는 열 방출 가이드로 구성된 제 2 가열수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유리의 연속 절곡 성형 장치.