KR100221162B1 - 유리 시트 굴곡 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노의 외부에서 유리 시트를 가압 굴곡하는데 사용하기 위한 암 가압 굴곡 링(50)에 관한 것으로, 특히 유리의 외주 가장자리 및 이와 접촉하여 있는 암 굴곡 링 사이에서 열전달을 조정하도록 굴곡 사이클 동안에 가열 요소(69)에 의해 적절히 가열되는 암 가압 굴곡 링에 관한 것이다. 이렇게 함으로써, 모서리 인접 장력 및 모서리 응력이 상당히 감소되고, 이에 의해 생산 중 및 생산후에 냉각 균열 및 유리 파손이 감소된다. 암 링은 유리 시트와 접촉하기 위한 부드러운 탄성을 제공하도록 유리 섬유 등의 층(78)에 의해 피복될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

유리 시트 굴곡 방법 및 장치

[발명의 분야]

본 발명은 굴곡된 유리 시트(glass sheet)의 생산, 특히 유리 부품을 가압 굴곡하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

곡선형 또는 굴곡된 유리 시트는 자동차등에서 유리 격벽으로서 보통 사용된다. 유리 시트는 차량 개구의 형상 및 크기뿐만 아니라 차량의 전체적인 스타일 링에 의해 결정되는 정밀하게 형성된 곡률로 굴곡되는 것이 필수적이다. 동시에, 굴곡된 시트는 엄격한 광학적 필요 조건을 만족하여야만 하는데, 즉 격벽 또는 창문의 조망 구역은 선명한 조망을 방해하는 광학적 결함이 없어야만 한다. 따라서, 굴곡장치는 유리 시트를 정밀한 곡률로 성형할 뿐만 아니라 광학적 질에 악영향을 끼치지 않을 것이 필요하다.

최근 수년간 자동차 스타일링이 발전해 옴에 따라 유리 시트의 굴곡 형상은 점점 복잡하게 되었으며, 따라서 시트를 효율적으로 대량으로 생산하는 것은 더욱 어려워지고 있다. 현재, 이러한 곡선형 또는 굴곡된 시트는 평평한 유리 시트가 유리의 연화점(softening point)에 대응하는 온도로 가열되는 소위 "가압 굴곡" 기술에 의해 생산된다. 이때, 가열된 시트는 상보적인 성형 표면들을 갖는 수(male) 주형부재 및 암(female) 주형 부재 사이에서 소정의 곡률로 가압되거나 성형된다. 굴곡된 시트는 계획된 사용 목적에 의해 요구되는 바대로 유리를 어닐링(anneal)하거나 템퍼링(temper)하도록 제어 하에 냉각된다. 이러한 가압 굴곡은 수직으로 또는 수평으로 또는 경사지게 위치된 시트에 대해 적합하게 수행될 수 있다. 조망구역에서 유리 표면에 가압 부재에 의한 압력을 최소로 인가하면서, 곡선형 시트의 형상에 있어서 고도의 정밀도를 성취하기 위하여, 수 주형 부재 또는 볼록 주형 부재는 시트의 전체 표면과 접촉하는 일체형 또는 연속형 성형 표면으로 구성된다. 반대로, 상호 작용하는 암 주형 부재 또는 오목 주형 부재는 시트의 외주 가장자리 모서리부의 표면에만 접촉하는 윤곽형 또는 링형 성형 표면으로 구성된다.

이러한 가압 굴곡 작동에 있어서, 암 굴곡 링은 가압 작동 동안에 유리와 접촉하기에 앞서 예열된 유리보다 더 저온일 수도 있다. 이것은 가압 굴곡이 노(furnace)의 외부에서 수행될 때 특히 그러하다. 결과적으로, 가열된 유리가 상대적으로 저온인 굴곡 링과 접촉할 때, 열은 고온의 유리로부터 저온의 굴곡 링으로 전달되어, 우선적으로 이러한 구역에서 유리를 냉각시킨다. 결과적으로, 이러한 국부 구역에서 유리의 온도가 크게 감소되어 굴곡 링 근처의 내부에서 인장 응력이 생성되도록 한다. 온도차가 충분히 커지면, 인장 응력은 결국 유리 시트 내에서 냉각 균열이 생성되게 할 수도 있다. 여하간에, 모서리 부근의 인장 응력은 유리 시트의 강도 및 내구성을 감소시켜 생산 후의 파손을 증가시킨다.

과거에, 이러한 방식으로 형성된 인장 응력의 양을 감소시키려는 노력이 이루어졌다. 예컨대, 미합중국 특허 제3,253,898호 및 제3,278,288호에 따르면, 중력식 굴곡 주형에는 어닐링 동안에 유리의 냉각 제어에 조력하도록 성형 레일을 따라 저항식 가열 요소가 마련된다. 상기 중력식 주형은 열 및 중력을 이용하여 유리시트를 굴곡시키며, 시트에서 생성될 수 있는 굴곡링은 제한된다. 스타일링의 발전으로 인해, 자동차 산업에서 중력식 굴곡 방법을 사용하여 충분히 성취될 수 있는 것보다 더 깊은 굴곡과 더 작은 반경의 굴곡을 갖는 전방 유리창(windshield)에 대한 요구가 계속 증대되고 있다. 결과적으로, 상당량의 개발 작업이 전방 유리창의 가압 굴곡에 지향되어 왔다. 전방 유리창은 통상적으로 비교적 얇은(3㎜이하의) 유리 시트로 제조되므로, 급격히 냉각되는 경향이 있으며, 암 굴곡 링과의 접촉에 의해 야기되는 인장 응력의 형성으로 인한 냉각 균열 및 모서리 강도의 감소가 특히 발생하기 쉽다.

미합중국 특허 제3,837,833호는 더 마모되기 쉬운 구역에 위치되는 가열된 금속 덮개 보호구가 마련된 가압 굴곡 작동에서의 천 피복식 성형 레일을 기재하고 있다. 금속 덮개 보호구의 목적은 피복 천의 사용 수명을 연장하기 위한 것이다. 스테인레스강 금속 보호구는, 노출된 금속 보호구와 접촉할 때 유리 시트 내에 발생하는 열 충격의 어떠한 가능성도 제거하도록 전기적으로 가열된다.

[발명의 요약]

본 발명은 유리의 외주 가장자리와, 유리가 접촉하는 암 굴곡 링 사이에서 열 전달을 조절하도록 굴곡 사이클 동안에 적절히 가열되는 암 가압 굴곡 링을 제공하기 위한 것이다. 이렇게 함으로써, 모서리 부근의 장력 및 모서리 응력은 상당히 감소되고, 이에 의해 생산후의 냉각 균열 및 유리 파손이 감소된다. 암 굴곡 링은 유리 시트와 접촉하기 위한 부드러운 탄성 표면을 제공하도록 유리 섬유 천 등의 층에 의해 피복될 수 있다.

본 발명의 주목적은 유리 시트 가압 굴곡용의 개선된 암 굴곡 링을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 링과의 접촉에 의해 야기되는 유리 내의 응력을 감소시키기 위하여 링을 가열하기 위한 수단을 포함하는 암 굴곡 링을 제공하기 위한 것이다.

[도면의 간단한 설명]

첨부도면에 있어서,

제1도는 본 발명이 신규한 굴곡 주형을 합체한 가압 굴곡 장치의 측면도이다.

제2도는 암 굴곡 링의 열전쌍 및 (가상선으로 도시한) 가열 요소를 도시하는, 제1도의 선 2-2를 따라 취한 확대 부분 평면도이다.

제3도는 제2도의 선 3-3을 따라 취한 확대 부분 단부도이다.

제4도는 본 발명에 따른 성형 레일, 열전쌍 및 가열 요소의 양호한 실시예를 상세히 도시하는, 제3도의 선 4-4를 따라 취한 확대 부분 단면도이다.

제5도는 본 발명의 다른 실시예를 상세히 도시하는, 제4도와 유사한 확대 부분 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

제1도를 참조하면, 포괄적으로 11로 표시된 수평 가압 굴곡 및 템퍼링 설비에서 실시된 본 발명의 개선된 굴곡 부재가 10으로 도시되어 있다. 본 발명은 도면에 도시한 바와 같이 수평 굴곡 장치와 관련하여 설명될 것이지만, 상기 장치로 제한되는 것이 아닐 뿐만 아니라 유리 시트 등을 성형하기 위하여 링형 굴곡 부재를 이용하는 수직 가압 굴곡 장치 또는 임의의 다른 굴곡 장치에서도 실용성을 갖는다는 것을 알아야 한다.

특히, 설비(11)는 시트를 시트의 연화점 또는 굴곡 온도로 가열하기 위한 노(14)를 포함하는 가열 스테이션(13)과, 시트(S)가 소요 형상으로 굴곡되는 굴곡 부재(10)를 합체한 굴곡 스테이션(15)을 통한 수평 경로로 이동하도록 다수의 시트(S)를 지지하는 연속 컨베이어 시스템(12)을 포함한다. 전방 유리창 유니트용 유리 등의 굴곡된 유리 시트를 생산할 경우, 굴곡 작동에 이은 어닐링을 위해 제어하에 유리 시트를 적절히 냉각시키도록(도시되지 않은) 어닐링 스테이션이 마련되는 것이 보통이다. 그러나, 본 발명은 어닐링된 유리 부품을 굴곡시키는 것으로 제한되는 것이 아니라, 시트 내에 필요한 인성을 생성하도록 굴곡된 시트의 온도를 급격히 감소시키기 위하여 굴곡 스테이션에 인접하여 (도시되지 않은) 템퍼링 스테이션이 마련된 설비에서 이용되는 것도 양호하다.

통상적으로, 유리 시트(S)는 컨베이어 시스템(12)의 일부를 형성하는 정렬된 컨베이어 롤(18)상에서 노(14)를 통해 운반되면서 제어 하에 가열된다. 노(14)는 임의의 종래 구성일 수 있으며, 제1도에서는 상부벽(21), 바닥벽(22), 대향 측벽(23)들 및 단부벽(24)에 의해 형성된 가열실(20)을 갖는 터널식 노로서 도시되어 있다. 가열실(20)은 상부벽, 바닥벽 및 측벽들에 배치된 (도시되지 않은) 가스 버너 또는 전기 저항 히터와 같은 적절한 가열 수단에 의해 가열되며, 가열실을 통해 이동하는 유리 시트를 위한 소요 가열 패턴을 마련하도록 적절히 조절된다.

시트(S)는 노(14)의 (도시되지 않은) 진입 단부로부터 단부벽(24) 내의 개구(25)를 통해 연장된 컨베이어 시스템(12)의 컨베이어 롤(18)상에서 가열실(20)을 통해 운반된다. 유리 시트(S)는 노(14)의 제어된 온도 분위기를 통해 운반됨에 따라 유리의 연화점까지 가열된다. 개구(25)를 통해 노를 빠져나갈 때, 시트(S)는 시트에 소요 곡률을 부여하는 대향한 상부 가압 부재(27)와 하부 가압 부재(28) 사이에서 굴곡 스테이션(15) 내로 그리고 그 내부에서 이동하도록 일련의 제2컨베이어 롤(26)상에 수납된다.

시트는 굴곡된 후에, 어닐링 스테이션 또는 템퍼링 스테이션을 통해 유리 시트(S)를 운반하는 일련의 제4롤(30)상에서 컨베이어(12)를 따라 진행된다. 템퍼링 스테이션에서, 굴곡된 유리 시트는, 컨베이러를 따라 이동하는 시트의 대향 표면들을 향해서 그리고 이에 대항하여 공기 등과 같은 냉각 유체의 대향 흐름을 안내하도록 작동 가능하게 배치된 다수의 튜브들을 갖는 상부 방출 헤드와 하부 방출 헤드 사이에서 통과한다. 시트가 적층된 전방 유리창에 사용되기 위한 것으로서 어닐링된다면, 시트는 적절히 제어된 분위기에서 서서히 냉각되도록 된다.

제1도를 참조하면, 가압 굴곡 장치(15)는, 강체 상자형 구조를 형성하도록 상부 및 바닥에서 세로 빔(38) 및 가로 빔(39)에 의해 상호 연결된 직립 모퉁이 지주(37)들을 포함하는 장방형 평행 파이프식 형상인 뼈대 구조물(36)을 포함한다. 굴곡 스테이션의 롤(26)은 (도시되지 않은) 종래 방식으로 뼈대 구조물상에 구동식으로 장착된다. 시트가 굴곡될 곡률과 일치하는 대향한 상보적인 성형 표면이 마련된 상부 가압 부재(27) 및 하부 가압 부재(28)는 서로를 향한 그리고 서로로 부터 멀어지는 왕복 상대 이동을 위하여 뼈대 구조물(36)내에 장착된다.

유리 시트(S)는 가열로(14)의 진입 단부로 도입될 때 통상적으로는 평평하며, 따라서 노 내의 롤(18)은 원통형이다. 유리 시트가 소성 설정 온도를 초과하도록 점차 가열되어 개구(25)를 통해 노(14)로부터 빠져나갈 때, 또는 노(14)의 후반 단계에 있는 동안에도, 노(14)의 저온 단부에서의 곧은 원통 형상으로부터 최종 성형 유리 시트의 형상에 대체로 따르는 형상을 향해 점차적으로 형상이 변하는 유리 시트(S)를 운반하기 위하여, 굴곡 또는 성형 스테이션(15)내에 채용된 롤(26)과 같은 롤러를 마련하는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 결과적으로, 롤러 위에서 이동하며 접촉하는 가열된 유리 시트는 출구 단부를 통한 이동 중에 그리고 노외부에서 점차적으로 예비 성형되어, 굴곡 또는 성형 작동을 위하여 그 위치로 이동함에 따라 소요 최종 형상에 부분적으로 따르는 형상을 나타내게된다.

이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 상부 또는 수 가압 부재(27)는 테이블 프레임(42)상에 지지된 성형 요소(40)를 포함한다. 테이블 프레임(42)은 양호하게는 대향 가압 부재들 사이에서 곡률을 가변시키도록 유리 부품을 수납하기 위하여 수직으로 조정 가능하게 구성된다. 따라서, 테이블 프레임(42)은 각각의 모퉁이에서 구조물(36) 내에서 나사 잭 봉(43)의 하단부에 작동 가능하게 부착된다. 봉(43)은 구조물(36)의 상부에 있는 빔(38,39)으로 구성된 구조물 상에 지지된 나사 잭 기부(45)의 회전 가능 칼라(44)내에 봉의 최상단부에서 나사식으로 수납된다. 또한, 봉(43)을 수축시키거나 연장시켜 대응적으로 테이블 프레임(42)과 이에 의해 지지되는 성형 부재(40)를 승강시키도록 이에 조화하여 칼라(44)를 회전 가능하게 구동하는 모터 구동 유니트(46)가 구조물의 상부에서 지지된다.

제1도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 상부 수 가압 부재(27)는 소위 일체형 또는 연속형이다. 이 때문에, 수 성형 부재(40)는 하부 암 가압 부재(28)의 형상과 상보적인 형상을 갖는 연속 유리 접촉 표면을 포함한다.

또한, 하부 또는 암 가압 부재(28)는 이하에서 설명되는 바와 같이 수직 왕복 이동을 위하여 장착되고, 이로 인해 기부 판(49)이 장착되는 베드(48)를 포함하는 캐리지(47)를 포함한다. 성형 레일(50)은 일련의 연결봉(51)에 의해 기부 판(49)과 이격된 관계로 장착된다. 성형 레일(50)은 윤곽에 있어서 굴곡될 유리 시트(S)에 따르고, 성형 레일의 상향면 상에 수 가압 부재(27)의 성형 표면과 대향 관계로 수 가압 부재(27)의 성형 표면과 상보적인 오목 성형 표면(52)이 마련된다. 물론, 성형 레일(50)의 특정 윤곽뿐만 아니라 성형 표면(52)의 특정 곡률은 굴곡될 유리 시트의 소정 최종 형상에 따르며, 요구하는 바대로 가변될 수 있다.

테이블 프레임(42) 및 캐리지(47)가 구조물(36) 내에서 정밀 수직 경로를 따라 상하로 자유로이 이동하도록 하기 위하여, 이들에는 각각의 모퉁이에서 안정화 롤러 안내 수단(53)이 마련된다. 상기 안내 수단(53)은 테이블 프레임(42) 및 캐리지(47)의 모퉁이에 부착된 브라켓(54)을 포함한다. 각각의 브라켓은, 서로 수직으로 장착되고 관련 모퉁이 지주(37)의 인접하여 경사져 배치된 면들에 부착된 트랙 판(56)과 구름식으로 결합되는 한 쌍의 이격된 롤러(55)를 지지한다. 따라서, 테이블 프레임은 수직 경로를 따라 상하로 이동할 수 있으면서 측방향 이동은 확실하게 저지된다.

지금까지 설명된 바와 같이, 컨베이어 롤은 노의 저온 단부에서의 곧은 원통형으로부터 최종 굴곡된 유리 시트의 형상에 따르는 굴곡 스테이션을 향해 점진적인 윤곽, 즉 증가하는 곡률을 갖는다. 상기 롤 배열은 굴곡 구역으로부터 템퍼링 또는 어닐링 구역의 적어도 초기 단계 내로 연속된다. 굴곡 구역에 채용된 롤(26)과 같은 윤곽 컨베이어 롤들은 양호하게는 내부 중공 정지 코어 부재와, 이를 중심으로 회전 가능한 외부 가요성 부하 지지 슬리브를 포함하는 유형이다. 결과적으로, 롤 상에서 롤과 접촉하여 이동하는 가열된 유리 시트는 노로부터 이동하는 동안에 점차적으로 예비 성형되거나 굴곡되어, 유리 시트가 가압 굴곡 위치로 이동됨에 따라 유리 시트는 주형과 요구되는 최종 형상에 따르는 부분적으로 굴곡된 형상을 얻게 된다. 윤곽 롤의 단부 부분은 하강된 위치에 있을 때 성형 레일 아래로 통과하도록 하방으로 곡선을 그린다. 이러한 회전 가능 슬리브를 갖는 윤곽 컨베이어 롤은 참조함으로써 본원에서 참고자료로 사용되는 미합중국 특허 제4,670,036호에 기재되고 설명되어 있다.

하부 가압 부재(28)는 종래의 윤곽식 또는 링식의 구조이고, 통상적으로 정지 위치에 있으며, 여기서 링은 굴곡 스테이션(15)의 윤곽 롤(26)로 부터 부분적으로 굴곡된 시트를 수용할 수 있다. 하부 가압 부재(28)는 수직 왕복 이동을 하도록 장착되어 롤(26)로부터 시트(S)를 들어 올려 상부 가압 부재(27)에 대항하여 시트를 가압하고 나서 굴곡 스테이션(15)의 외부로 진행하도록 롤(26)로 그리고 템퍼링 또는 어닐링 스테이션으로 운반하기 위하여 롤(30)상으로 시트를 복귀시킨다.

상부 가압부재(27)와 하부 가압 부재(28)사이에 유리 시트(S)를 정확히 위치시키기 위하여, 롤(26)들 중의 인접한 롤들 사이에서 진행하는 유리 시트의 경로 내에 측방향으로 이격된 한 쌍의 위치 정지구(locator stop, 57)가 마련된다. 각각의 정지구는 수직 완복 캐리지(47)의 기부 판(49)상에 장착된 유체 구동 실린더(59)의 피스톤 로드(58)의 말단부에 부착된다. 실린더(59)는 정지구(57)가 진행하는 유리 시트(S)의 경로 내로 컨베이어 롤(26)위로 돌출하는 상승 위치와, 컨베이어 롤 아래의 하강 위치 사이에서 정지구(57)를 승강시키도록 작동한다.

기부 판(49)은 캐리지(47)의 베드(48)상에 지지되어 함께 이동될 수 있다. 유압 작동 실린더(60)는 캐리지(47) 아래에 장착되어 빔(38)에 의해 지지된다. 실린더는, 성형 레일(50)이 컨베이어 롤(26)로부터 유리 시트를 수용할 수 있는 후퇴 위치와, 시트를 설정된 곡률로 굴곡시키기 위하여 성형 레일이 컨베이어 롤로부터 가열된 시트(S)를 들어 올려 수 성형 부재(40)의 상보적인 성형 표면과 성형 레일(50)사이에서 수 가압 부재(27)에 대향하여 시트를 가압하는 상승 위치 사이에서 하부 또는 암 가압 부재(28)를 왕복식으로 이동시키기 위하여, 캐리지(47)의 베드(48)에 말단부가 부착된 피스톤 로드(61)를 포함한다. 굴곡 완료시, 굴곡 구역으로부터 운반하기 위하여 피스톤 로드(61)는 캐리지(47)를 하강시키도록 후퇴됨으로써 성형 레일(50)을 휴지 위치로 후퇴시켜 굴곡된 시트를 컨베이어 롤(26)상에 내려놓는다. 한편, 정지구 수단(57)은 후퇴되어 굴곡된 시트가 롤(26, 30)에 의해 굴곡 구역 외부로 진행될 수 있게 한다.

성형 레일(50)을 기부 판(49)에 부착시키는 연결봉(51)은 굴곡 공정 중에 변형에 저항하고 필요시 윤곽에 대한 조정이 이루어지도록 성형 레일(53)을 충분히 지지하게 계획적으로 위치된다. 요구되는 연결봉(51)의 수 및 특정 배열은 가변하며 생산될 특정 부품에 좌우된다.

제3도, 제4도 및 제5도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 연결판(62, 63)은 각각 성형 레일(50)로부터 내부 및 외부 모서리를 따라 이격된 위치에서 하방으로 현수되어 있다. 외부 모서리를 따른 각각의 연결판(63)은 성형 레일의 내부 모서리를 따른 연결판(62)에 대항하여 배치되어, 각 쌍의 연결판들은 클레비스(clevis, 64)를 형성하도록 한다. 각 연결봉(51)의 상부에 요크(yoke, 65)가 마련되어 있어, 볼트(66)에 의해 클레비스(64)들 중 하나의 내부에 고정되도록 된다. 일 단부에 머리부(67)를 포함하는 볼트(66)는 요크(65) 및 클레비스(64)의 정렬된 개구를 통해 연장되어 그 대향 단부에서 너트(68)와 같은 적절한 체결 수단에 의해 고정된다. 따라서, 핀은 요크(65)를 클레비스(64)에 선회식으로 연결함으로써 성형 레일(50)을 연결봉(51)에 선회식으로 연결한다. 성형 레일(50)의 윤곽의 제한적인 조정을 제공하기 위하여, 각각의 연결봉(51)은 연결봉 단부들의 사이에서 (도시되지 않은)종래의 턴버클(turnbuckle) 설비와 같은 조정 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 특정 연결봉(51)의 조정 수단의 조작시, 성형 레일(50)의 관련 부분이 상승 또는 하강될 수 있다. 이러한 방식으로, 연결봉(51)은 상부 수 가압 부재(27)에 대항한 성형 레일(50)에 의한 유리 시트의 불균일 가압을 정정하도록 용이하게 조정될 수 있다.

통상적으로, 성형 레일(50)은 받게 되는 온도에 견딜 수 있는 스테인레스강 또는 다른 재료로 제조될 수 있고, 생산될 유리 부품의 형상과 일치하는 소요 형상 및 곡률로 예비 성형된다. 가압 부재(28)는 대기에 노출되어 간헐적으로 작동하므로, 성형 레일(50)의 상향 표면(52)은 접촉하게 되는 예열된 유리보다 상당히 낮은 온도에 있을 수 있으며, 이 경우에 성형 링은 접촉 구역에서 유리로부터 열을 흡수하려 할 것이다. 이러한 국부적 열 제거는 유리의 모서리 부근에서 인장 응력을 생성시키고, 이어서 성형 동안 및 이후에 유리의 파손량을 증가시킬 수 있다. 유리로부터의 국부적인 열 제거를 방지하기 위해서, 결국 파손량을 감소시키기 위하여, 본 발명에 따라 제2도 내지 제5도에 도시한 바와 같이 가열 요소(69)가 성형 레일 아래에 제공된다. 가열 요소(69)는 양호하게는 전기 저항식이다. 이러한 것에 특히 적당한 하나의 가열 요소는 미합중국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 인더스트리얼 히팅 프로덕츠, 인크.에 의해 제조된 "인콜로이 쉬스"(등록상표)란 상표명으로 상업적으로 입수 가능하다. 제2도에 도시한 바와 같이, 가열 요소(69)는 자체를 성형 레일 아래에 길이 방향으로 설치할 수 있는 폭을 갖는 대체로 긴 형상이다. 개별적으로 제어되는 다수의 가열 요소는 소요 패턴에 따라 성형 레일을 가열하기 위하여 성형 레일(50)의 총길이를 따라 그 아래에 배치될 수 있다.

가열 요소(69)를 적당한 (도시되지 않은) 전원에 연결하기 위하여 전기 도선(70)이 마련된다. 열전쌍(71)이 성형 레일의 온도를 감시하기 위하여 성형 레일(50)을 따라 선택된 위치에서 이용될 수 있어, 가열 요소(69)의 온도가 생산될 특정 유리 부품을 위한 소요 온도에 따라 성형 레일(50)을 유지하도록 조정되고 제어될 수 있게 한다. 열전쌍은 통상적으로 성형 레일(50)의 총 길이 둘레에 이격된 선택 위치에서 성형 레일(50) 내로 드릴 가공된 격실 내로 삽입된다. 양호하게는, 적어도 하나의 열전쌍이 각각의 가열 요소에 인접하여 성형 레일 내에 마련된다.

제4도의 횡단면에 도시된 바와 같이, 양호하게는, 가열 요소(69)는 성형 레일(50)과 접촉하는 데 이용할 수 있는 가열 요소의 표면적을 증가시키기 위하여 성형레일(50)에 대면한 평면(72)을 갖는다. 성형 레일의 밑면에 대하여 평면(72)을 위치시킴으로써, 성형 레일(50)의 밑면과 직접 접촉하는 가열 요소의 표면적은 최대로 되며, 이에 의해 열을 성형 레일로 전달하는 가열 요소(69)의 능력을 증가시킨다. 가열 요소(69)는 가열 요소 지지대(73)에 의해 성형 레일(50)의 밑면에 대하여 눌려지는 평면(72)으로 지지될 수 있다. 가열 요소 지지대(73)는 T자형 횡단면을 가지고, 상부 플랜지(72a)와 웨브(75b)를 포함한다. 플랜지(74a)는 요코(64)를 구비한 하방으로 연장된 2개의 연결판(62,63)들 사이에서 제한된다. 지지대(73)의 웨브 부분(75b)의 하부 말단부에서, 유지 볼트(66)를 수납하기 위하여 개구가 마련된다. 따라서, 제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이, 지지대(73)는 클레비스(64)와 요크(65) 사이에서 유지 볼트(66)상에 고정된다. 스페이서 와셔(76)는 너트(68)가 조여짐에 따라 지지대(73)를 제 위치에서 고정하기 위하여 웨브(75b)의 일 측면 상에서 유지 볼트(66)상에 마련된다. 제4도에 도시한 바와 같이, 스페이서 바(77)는 성형 레일의 내부 또는 외부에 가열 요소를 측방향으로 위치시키기 위하여 사용될 수 있고, 이것은 굴곡될 특정 부품에 대해 바람직하다는 것을 알 수 있다. 스페이서 바(77)는 가열 요소(69)와 직접 접촉될 수 있으므로, 가열 요소(69)로부터의 열 제거를 방지하도록 스페이서 바를 적당한 단열재로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

작동시, 전원은 도선(70)을 통해 가열 요소(69)에 전류를 공급한다. 가열 요소의 온도는 저항 발열로 인해 상승하고, 열은 전도 및 복사에 의해 성형 레일(50)의 밑면으로 전달된다. 성형 레일의 밑면의 온도가 상승함에 따라, 하부면으로부터 상부면으로의 성형 레일을 통한 열전도로 인해 성형 레일의 상부면도 온도가 상승한다. 성형 레일의 온도는 성형 레일의 몸체 내로 연장된 격실 내로 삽입된 열전쌍(71)을 사용하여 감시된다. 관측된 온도에 대응하여 가열 요소에 인가되는 전원을 적당히 조정함으로써, 가열 요소의 온도가 상승 또는 하강할 수 있고, 이에 의해 성형 레일(50)의 온도를 조정한다.

고온의 유리로부터 성형 레일을 단열하고 성형 표면(52)을 고르게 하는데 조력하도록 성형 레일(50)의 성형 표면(52)의 상부 상에 단열재로 된 하나 이상의 피복층(78)을 삽입하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 단열 피복층(78)은 콜로이드성 알루미나, 콜로이드성 실리카 또는 이들의 혼합물과 같은 무기 결합제 1 내지 25 중량%와 함께 결합된 한 포대의 실리카, 알루미나 또는 알루미노-실리케이트 섬유로 구성된다. 특히 적당한 재료는 "파이버프랙스 듀라보드 1200"이란 상품명으로 상업적으로 입수 가능하다. 피복은 처리되지 않은 채로 있을 수 있으며, 또는 미합중국 뉴욕주 나이아가라 폴스 카보런덤 컴퍼니로부터 "리지다이저 더블유."란 상품명으로 입수할 수 있는 것과 같은 적당한 강화제(rigidizer)로 양호하게 처리될 수 있다. 상기 재료는 약 40%의 콜로이드성 실리카의 수성 현탁액 및 침윤제(wetting agent)를 포함하는 무기 액체 결합제 화합물이고, 섬유질 재료에 인가될 때 층의 강도 및 표면 경도를 상당히 증가시킨다. 주형 성형 표면은, 전술한 바와 같은 하나 이상의 단열 피복층을 제공함으로써 그리고 미처리 상태의 층을 사용하거나 소요 강도 또는 경도를 제공하도록 강화제로 임의의 조합을 처리함으로써 특정 부품을 굴곡하기 위해 적절히 결정된 것으로서 적용될 수 있다.

제5도는 가열 요소가 성형 레일 아래에서 중앙에 위치된 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 지지대(73)가 성형 레일(50) 아래에서 가열 요소를 위치시키기 위하여 재사용된다. 가열 요소로부터 열 손실을 최소화하기 위하여, 가열 요소의 노출된 밑면은 단열 테이프 층(79)으로 피복될 수 있다. 게다가, 성형 레일 및 가열 요소는 열 연화된 유리에 고르고 다소 탄성적인 표면을 부여하도록 니트 유리 섬유 천과 같은 적당한 비마모성 내열 재료로 된 슬리브(80)로 둘러쌀 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 단열 목적으로 유리 섬유 슬리브(80)와 성형 레일(50)의 성형 표면(52)사이에 하나 이상의 단열 피복층(78)을 삽입하는 것이 바람직할 수 있다. 제5도에 가장 잘 도시한 바와 같이, 슬리브(80)는 성형 레일(50) 및 가열 요소의 측면 및 단부들보다 더 연장되어 단열 피복층(들)을 둘러싸고, 통상적으로는 단열 피복층(78) 위에서 팽팽하고 주름 없는 조건으로 유지되도록 스티칭(stitiching, 81)에 의해 고정된다. 통상적으로, 가열 요소(69) 및 성형 레일(50)은 장치가 조립된 후에 슬리브(80)를 형성하도록 유리 섬유 천으로 덮여져 성형 레일 둘레에서 팽팽하게 잡아 당겨지고 부분(81)에서 함께 스티칭된다.

이제까지 특허법의 기준에 따라 본 발명의 작동 원리 및 모드를 그 양호한 실시예를 기초로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 정신 또는 범주로부터 벗어남이 없이 도시되고 설명된 특정 실시예와는 다른 방법으로 실시될 수도 있음을 알아야 한다.

이상에서 인용된 종래 기술은 본 발명의 견지에서 단지 설명을 위한 것으로서 수집되고 검토되었음도 알아야만 한다. 이러한 다양한 기술은 본 발명에 의해 제공된 동기 없이는 추고하기 어려운 것이다.

Claims (10)

1. 소정 형상으로 가압 굴곡된 유리 시트에서 모서리 부근의 장력과 모서리 응력을 감소시키는 방법에 있어서, (a)노 내에서 시트를 연화 온도까지 가열하는 단계와, (b)노로부터 나오는 가열된 시트를 윤곽 및 곡률에 있어서 소정 형상에 따르는 성형 표면을 갖는 링형 성형 레일과 상기 형상과 성형 요소의 상보적인 대향 연속 성형 표면 사이의 위치로 이동시키는 단계와, (c)상기 가열된 시트를 상기 성형 레일의 성형 표면과 상기 대향 연속 성형 표면 사이에서 가압하여 상기 시트를 상기 소정 형상으로 굴곡시키도록 성형 레일과 연속 성형 표면을 서로를 향해 접근되게 이동시키는 단계와, (d)상기 단계(c)에 앞서, 상기 성형 레일 부분과 인접 시트 사이에서 온도차를 감소시키기 위하여 상기 성형 레일의 적어도 일 부분을 가열함으로써, 상기 시트와 성형 레일 부분 사이에서의 열전달을 상기 가압 동안에 감소시키는 단계와, (e)성형 레일과 연속 성형 표면을 서로로부터 멀리 이동시키는 단계와, (f)성형 레일과 상기 대향 연속 성형 표면 사이로부터 굴곡된 시트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 단계(d)에서 상기 성형 레일의 적어도 일 부분을 인접 시트의 온도까지 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 단계(d)에서 상기 링형 성형 레일 전부를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 성형 레일의 적어도 상기 일 부분의 선택 지점에서 실제 온도를 관측하는 단계와, 상기 관측 온도에 응답하여 상기 부분의 상기 가열을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 링형 성형 레일은 개별적으로 제어 가능한 다수의 세그먼트로 가열되며, 상기 성형 레일의 상기 세그먼트 각각의 선택 지점에서 실제 온도를 관측하는 단계와, 상기 세그먼트의 관측 온도에 응답하여 상기 세그먼트 각각의 가열을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 성형 레일의 상기 세그먼트 각각을 인접한 가열된 시트의 온도까지 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 윤곽 및 곡률에 있어서 유리 시트에 부과될 형상에 따르는 성형 표면을 갖는 링형 성형 레일과, 상기 성형 레일에 대향하고 상기 형상과 상보적인 연속 성형 표면과, 가열된 시트를 인접한 노로부터 상기 성형 레일 및 연속 성형 표면 사이의 가압 굴곡 위치로 진행시키기 위한 수단과, 상기 성형 표면 및 대향 연속 성형 표면 사이에서 상기 가열된 시트를 소정 형상으로 가압 굴곡시키기 위하여 상기 성형 레일과 상기 연속 성형 표면을 서로 향해 그리고 서로로부터 멀리 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 가열된 유리 시트를 소정 형상으로 가압 굴곡시키기 위한 장치에 있어서, 상기 가압 굴곡 동안에 상기 가열된 시트로부터 상기 성형 레일로의 열전달을 감소시키도록 상기 성형 레일의 적어도 일 부분에 열을 공급하기 위하여, 상기 성형 레일의 적어도 상기 일 부분에 열을 제공하도록 배치된 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 굴곡 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 성형 레일과 열교환 관계로 상기 성형 레일을 따라 배치된 긴 가열 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 굴곡 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 링형 성형 레일 둘레에 전체적으로 배치된 다수의 상기 긴 가열 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 굴곡 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 가열 요소에 인접한 상기 성형 레일의 온도를 측정하는 온도 감지 수단과, 측정 온도에 응답하여 상기 가열 요소의 열 방출을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 굴곡 장치.