KR100355539B1 - 유리제품프레스성형설비용냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유리제품을 프레스성형하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 관한 것으로서, 상기 유리제품의 일측 표면에 접촉되어 상기 유리제품을 냉각시키는 금속냉각부재와; 상기 금속냉각부재를 승강구동시키는 승강구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 프레스성형된 유리제품의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 동시에 성형된 유리제품의 성형정밀도를 향상시킬 수 있는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치가 제공된다.

Description

유리제품 프레스성형설비용 냉각장치
본 발명은, 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 평탄면을 가지도록 성형된 유리제품을 신속히 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라 평탄면의 평탄도를 향상시킬 수 있도록 한 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 관한 것이다.
유리제품의 성형은 다양한 방법에 의해 이루어지며, 특히, 음극선관 등을 포함한 유리제품의 성형에 있어서는 글라스원료를 가열하여 소정의 용융상태에서 소정의 형틀내에 공급된 글라스고브를 프레스로 가압하여 성형하는 프레스성형설비가 이용되고 있다.
도 4는 유리제품 프레스성형설비의 개략적인 평면도이고, 도 5는 종래의 프레스성형설비용 냉각장치의 개략적인 사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 유리제품의 프레스성형설비는, 회전가능하도록 설치되는 원반상의 턴테이블(101)을 가지며, 턴테이블(101)에는 유리제품의 성형을 위한 일련의 복수의 스테이션(102a~102k)이 원주방향을 따라 구획되어 있다. 각 스테이션(102a~102k)에는 유리제품(103)의 성형을 위한 하부형틀(105)이 적치되어 있으며, 제1스테이션(102a)에서는 하부형틀(105)위에 소위 쉘이라고 하는 고리상의 중간형틀(107)이 적치되어 있다.
제1스테이션(102a)에서는 하부형틀(105) 및 중간형틀(107)내로 용융상태의 글라스고브가 낙하투입되며, 제2스테이션(102b)에서는 소위 플런저라고 하는 상부형틀(미도시)에 의해 유리제품(103)이 가압성형된다.
제3 내지 제5스테이션(102c~102e)에서는 턴테이블(101)에 대해 승강가능하도록 설치된 덕트부재를 통해 냉각공기를 분사함으로써 유리제품(103)을 냉각시키며, 제6스테이션(102f)에서는 중간형틀(107)을 제11스테이션(102k)의 하부형틀(105)상으로 이송시키게 된다.
제7 내지 제9스테이션(102g~102i)에서는 유리제품(103)을 냉각시키며, 제10스테이션(102j)에서는 냉각완료된 유리제품(103)을 하부형틀(105)로부터 취출하게 된다.
유리제품 프레스성형설비는, 회전가능하도록 설치된 턴테이블(101)과, 턴테이블(101)의 중앙영역에 기립되게 설치된 지주(109)를 가진다. 지주(109)의 상단영역에는 도시 않은 공기챔버가 설치되어 있으며, 공기챔버의 하측에는 제2스테이션(102b)의 상부형틀을 승강구동시키는 프레스헤드(113)가 결합되어 있다. 그리고, 턴테이블(101)의 상측에는 공기챔버로부터 제공된 냉각공기를 각 스테이션(102a~102k)으로 분배하는 공기드럼(111)이 설치되어 있다.
한편, 지주(109)의 중앙영역에는 반경방향을 따라 제3 내지 제5스테이션(102c~102e)으로 각각 연장된 상부지지브래킷(115) 및 하부지지브래킷(117)이 결합되어 있으며, 각 지지브래킷의 자유단부영역에는 지주(109)와 나란하게 통형상의 하우징(119)이 설치되어 있다. 하우징(119)의 상단부는 공기챔버에 연결되어 있으며, 하우징(119)의 외측에는 실린더기구(121)가 설치되어 있다.
실린더기구(121)는 실린더(123)와, 실린더(123)에 대해 선형왕복동하는 실린더로드(125)를 가진다. 실린더로드(125)의 자유단부영역에는 하우징(119)의 둘레방향을 따라 설치되어 하우징(119)의 축선방향을 따라 슬라이딩 이동하는 슬라이딩부재(127)가 설치되어 있다. 슬라이딩부재(127)에는 하우징(119)의 길이방향을 따라 하향연장되도록 가이드샤프트(129)가 결합되어 있으며, 가이드샤프트(129)의 하단에는 지지플레이트(131)가 결합되어 있다. 하우징(119)과 지지플레이트(131)사이영역에는 신축가능하도록 주름관형상의 벨로즈(133)가 설치되어 있다. 지지플레이트(131)에는 하단에 플랜지가 형성된 서브덕트(135)가 결합되어 있으며, 서브덕트(135)의 플랜지에는 송풍덕트(137)가 결합되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 턴테이블(101)의 회전에 의해 제2스테이션(102b)에서 가압성형된 유리제품(103)이 도달하게 되면, 실린더로드(125)는 실린더(123)에 대해 수축되도록 이동하고 슬라이딩부재(127)는 하우징(119)의 축선방향을 따라 하강하게 된다. 이에 의해 가이드샤프트(129) 및 지지플레이트(131)가 하강하여 송풍덕트(137)는 하부형틀(105)상에 적치된 중간형틀(107)내로 삽입된다. 이때, 공기챔버로부터의 압축공기가 하우징(119)을 경유하여 송풍덕트(137)를 통하여 유리제품(103)에 분사됨으로써, 유리제품(103)을 냉각시키게 된다.
그런데, 이러한 종래의 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 있어서는, 성형된 비교적 고온의 유리제품을 냉각하기 위해서 턴테이블에 대해 승강가능하도록 송풍덕트를 설치하고, 유리제품을 향하여 냉각공기를 분사함으로써 유리제품이 냉각되도록 하고 있지만, 냉각매질로 공기를 이용한 소위 공냉식 냉각방법에 있어서는 냉각속도를 향상시키는 데에는 한계가 있다.
한편, 프레스성형설비를 이용한 유리제품의 성형에 있어서는, 상부형틀에 의한 글라스고브의 가압시 소위 리프레스라고 하는 현상에 의해 상부형틀의 가압흔적이 유리제품의 표면에 잔존하게 된다. 이러한 리프레스현상에 의한 압흔이 유리제품의 표면에 잔존하게 될 경우, 압흔의 제거를 위해 연마공정에서의 연마시간이 연장될 뿐만 아니라 연마제 등의 추가소요에 따라 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 프레스성형된 유리제품의 냉각속도를 향상시킴과 동시에 성형정밀도를 향상시킬 수 있는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치 설치영역의 정면도,
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 금속냉각부재의 하강 전후의 동작상태도,
도 4는 유리제품 프레스성형설비의 개략적인 평면도,
도 5는 종래의 프레스성형설비용 냉각장치의 개략적인 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 턴테이블 4 : 유리제품
5 : 하부형틀 7 : 중간형틀
31 : 지지플레이트 33 : 금속냉각부재
35 : 고정플레이트 39 : 실린더기구
45 : 상판부재 47 : 측벽부재
49 : 가압접촉부재 56 : 공기유동통로
57 : 공기분배부재 59 : 탄성지지부재
상기 목적은, 본 발명에 따라, 유리제품을 프레스성형하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 있어서, 상기 유리제품의 일측 표면에 접촉되어 상기 유리제품을 냉각시키는 금속냉각부재와; 상기 금속냉각부재를 승강구동시키는 승강구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 금속냉각부재의 상기 유리제품측 접촉면은 상기 유리제품을 가압성형시키는 상부형틀의 가압면과 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 금속냉각부재에 냉각공기를 분사하여 상기 금속부재를 냉각시키는 냉각수단을 더 포함하는 것이 효과적일 수 있다.
또한, 상기 냉각수단은, 판면을 관통하여 다수의 관통공이 형성되어 있으며상기 금속냉각부재와의 사이에 공기유동통로를 형성하도록 배치되어 외부로부터의 공기를 상기 관통공을 통하여 상기 공기유동통로로 분사되도록 분배하는 공기분배부재를 포함하는 것이 더 바람직할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치 설치영역의 정면도이고, 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 금속냉각부재의 하강 전후의 동작상태도이다. 유리제품 프레스성형설비는, 도 4 및 도 5에 관련하여 전술한 바와 같이, 원주방향을 따라 복수의 스테이션이 구획배치되며 회전가능하도록 설치되는 턴테이블(1)과, 턴테이블(1)의 축선방향을 따라 기립되게 설치되는 지주(3)를 가진다. 턴테이블(1)상에는 사각 평판상의 유리제품(4)의 하측표면과 측연을 성형시키는 하부형틀(5)이 적치되어 있으며, 각 하부형틀(5)상에는 고리상을 가지며 사각평판상의 유리제품(4)의 측연에 베벨을 형성시키는 중간형틀(7)이 각각 배치되어 있다.
한편, 지주(3)에는 전술한 바와 같이, 중앙영역으로부터 제3 내지 제5스테이션을 향하여 연장된 상부지지브래킷(11) 및 하부지지브래킷(13)이 각각 설치되어 있으며, 각 지지브래킷(11,13)의 자유단부영역에는 지주(3)와 나란하게 원통형상의 하우징(15)이 결합되어 있다. 하우징(15)의 상부영역에는 공기공급관(17)이 결합되어 있으며, 하우징(15)의 하단에는 하우징(15)의 길이방향을 따라 신축가능한 주름관상의 벨로즈(19)가 결합되어 있다.
하우징(15)의 일측에는 실린더기구(21)가 결합되어 있으며, 실린더기구(21)의 자유단부영역에는 슬라이딩부재(23)가 결합되어 있다. 슬라이딩부재(23)에는 하우징(15)의 길이방향을 따라 하향연장된 복수의 가이드샤프트(25)가 결합되어 있으며, 각 가이드샤프트(25)의 하단에는 판상의 지지플레이트(31)가 결합되어 있다.
지지플레이트(31)의 하측에는 본 발명에 따른 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치(이하에서는 냉각장치로 표기함)가 결합되어 있다. 냉각장치는, 성형된 유리제품(4)의 표면에 접촉되는 금속냉각부재(33)와, 금속냉각부재(33)를 승강구동시키는 승강구동수단과, 금속냉각부재(33)에 냉각공기를 공급하여 금속냉각부재(33)를 냉각시키는 냉각수단을 가진다.
지지플레이트(31)의 하측에는 지지플레이트(31)로부터 소정 이격배치된 고정플레이트(35)가 상호 평행하도록 복수의 고정볼트(37)에 의해 고정결합되어 있으며, 지지플레이트(31)와 고정플레이트(35)의 사이영역에는 금속냉각부재(33)를 승강구동시키기 위한 실린더기구(39)가 결합되어 있다. 실린더기구(39)는 지지플레이트(31)의 중앙영역에 고정플레이트(35)측을 향하여 연장되도록 설치된 실린더(41)와, 고정플레이트(35)의 중앙영역을 통과하여 하향연장되도록 실린더(41)에 결합된 실린더로드(43)를 가진다. 실린더로드(43)의 자유단부영역에는 금속냉각부재(33)가 실린더로드(43)와 일체로 승강가능하도록 결합되어 있다.
금속냉각부재(33)는, 거의 직육면체 형상을 가지며, 내부에 소정의 공기수용공간이 형성되도록 상호 결합되는 상판부재(45)와, 중간형틀(7)내에 삽입가능하도록 축소된 폭을 가지고 상판부재(45)에 대해 기립되게 결합된 측벽부재(47)와, 측벽부재(47)의 하단에 유리제품(4)의 표면에 접촉되도록 결합된 가압접촉부재(49)를가진다.
상판부재(45)의 중앙영역에는 공기수용공간내로 냉각공기가 유입될 수 있도록 판면을 관통하여 공기유입공(51)이 형성되어 있으며, 공기유입공(51)에는 냉각공기를 공급할 수 있도록 공기공급호스(53)가 결합되어 있다. 상판부재(45)의 각 연부에는 공기수용공간내에 유입된 공기가 배출될 수 있도록 복수의 공기배출공(55)이 둘레방향을 따라 배치형성되어 있다.
공기수용공간내에는 가압접촉부재(49)와의 사이에 소정의 공기유동통로가 형성되도록 상판부재(45)에 결합된 공기분배부재(57)가 결합되어 있다. 공기분배부재(57)에는 상판부재(45)의 공기유입공(51)을 통하여 유입된 공기가 가압접촉부재(49)에 비교적 균일하게 공급될 수 있도록 다수의 분배공(58)이 판면을 관통하여 형성되어 있다.
가압접촉부재(49)는 성형된 사각 평판상의 유리제품(4)의 형상에 대응하여 사각형상을 가지며, 유리제품(4)의 상부표면에 접촉되는 하부표면은 소정의 평탄도(예를 들면, 평탄도 1/100㎜)를 가지도록 형성되어 있다.
한편, 상판부재(45)에는 가압접촉부재(49)와 유리제품(4)의 상호 접촉시 중간형틀(7)을 탄성지지하도록 탄성지지부재(59)가 결합되어 있다. 탄성지지부재(59)는 실린더(41)의 길이방향을 따라 상판부재(45)의 연부에 배치되어 일단이 중간형틀(7)의 상단면에 접촉되는 복수의 가압로드(61)와, 가압로드(61)에 결합되어 중간형틀(7)측을 향하여 가압로드(61)에 탄성력을 가하는 스프링(63)을 가진다.
가압로드(61)의 일측에는 가압로드(61)와 나란하게 설치되어 금속냉각부재(33)의 승강구동을 안내하는 복수의 안내로드(65)가 설치되어 있다. 안내로드(65)는 일단이 상판부재(45)에 고정되며, 타단은 고정플레이트(35)를 통과하도록 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 턴테이블(1)의 회전에 의해 제2스테이션에서 성형된 유리제품(4)이 도달하게 되면, 실린더로드(43)가 실린더(41)에 대해 신장되도록 이동하게 된다. 그러면, 실린더로드(43)의 자유단부영역에 결합된 금속냉각부재(33)는 실린더로드(43)와 일체로 하강하게 되며, 측벽부재(47) 및 가압접촉부재(49)는 중간형틀(7)내로 삽입되게 된다. 이 때, 상판부재(45)에 대해 승강가능하도록 결합된 가압로드(61)는 가압접촉부재(49)가 유리제품(4)의 표면에 접촉되기 전에 중간형틀(7)의 상단면에 접촉되어 스프링(63)의 탄성력에 의해 중간형틀(7)을 탄성적으로 가압지지하게 된다.
한편, 가압접촉부재(49)는 실린더로드(43)의 신장이동에 따라 하강을 계속하여 유리제품(4)의 상부표면에 접촉되고 소정의 압력으로 접촉상태를 유지하게 된다. 이에 의해, 유리제품(4)은 신속하게 냉각이 이루어질 뿐만 아니라, 상부표면의 평탄도가 향상되게 된다. 이 때, 상판부재(45)와 가압접촉부재(49)사이에 형성된 공기수용공간내에는 상판부재(45)의 공기유입공(51)에 결합된 공기공급호스(53)를 통하여 외부로부터의 압축공기가 유입되며, 유입된 공기는 공기분배부재(57)의 분배공(58)을 통하여 가압접촉부재(49)를 향하여 분사되게 된다. 분사된 공기는 공기유동통로(56)를 따라 이동하면서 유리제품(4)과 접촉되어 열교환된 가압접촉부재(49)를 냉각시키고 상판부재(45)의 연부에 형성된 공기배출공(55)을 통하여 외부로 배출되게 된다.
전술 및 실시예에서는, 사각 평탄면을 갖는 유리제품에 대응하여, 금속냉각부재의 접촉면을 소정의 평탄도를 가지도록 구성하여 설명하고 있지만, 유리제품의 표면이 평탄면이 아닌 원호상 또는 구면 등의 형상을 가지면 금속냉각부재의 접촉면도 이에 대응하여 형성됨은 물론이다.
또한, 종래의 냉각장치의 구성 즉, 지주에 결합된 상부지지브래킷 및 하부지지브래킷과 하우징, 가이드샤프트 등을 이용하여 본 발명에 따른 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치를 지지되도록 구성하여 설명하고 있지만, 별도의 지지프레임을 형성하여 본 냉각장치를 지지하도록 구성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프레스성형된 유리제품의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 동시에 성형된 유리제품의 성형정밀도를 향상시킬 수 있는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치가 제공된다.

Claims (4)

  1. 유리제품을 프레스성형하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치에 있어서,
    상기 성형된 유리제품의 일측 표면에 접촉되어 상기 성형된 유리제품을 냉각시키는 금속냉각부재와;
    실린더와 실린더로드를 가지며, 상기 실린더로드의 일단부가 상기 금속냉각부재에 결합되어 상기 실린더의 작동에 의해 상기 금속냉각부재를 승강구동시키는 승강구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속냉각부재의 상기 유리제품측 접촉면은 상기 유리제품을 가압성형시키는 상부형틀의 가압면과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유리제품용 프레스성형설비용 냉각장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 금속냉각부재에 냉각공기를 분사하여 상기 금속부재를 냉각시키는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품용 프레스성형설비용 냉각장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각수단은, 판면을 관통하여 다수의 관통공이 형성되어 있으며 상기 금속냉각부재와의 사이에 공기유동통로를 형성하도록 배치되어 외부로부터의 공기를 상기 관통공을 통하여 상기 공기유동통로로 분사되도록 분배하는 공기분배부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 프레스성형설비용 냉각장치.
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