KR100387528B1 - 유리 덩어리 전단장치 - Google Patents

Abstract

유리 공급기로부터의 다수의 용융 유리 스트림(A,B,C,D) 각각을 유리 성형 기계에 의해 유리 용기로 가공하기 위해 덩어리로 순차적으로 전단하는 평행 전단 장치(10). 장치(10)는 서로를 향해 및 서로로부터 멀리 평행면(16,18,20)을 따라 왕복 운동하는 대향한 제 1 및 제 2 왕복대(12,14)를 갖고, 왕복대 각각은 용융 유리 스트림의 수에 대응하는 하나 이상의 대향한 나이프 요소(32a 등,34a 등)를 운반하고, 대향한 나이프 요소(32a,34a)는 그들의 이동의 가장 안쪽 한계에서 겹쳐져 전단 작용을 수행한다. 왕복대(12,14)의 운동은 한방향으로 작동하는 서보 모터(36)에 의해 작동되는데, 상기는 연결봉(46)을 통해 벨 크랭크(22)에 진동 운동을 부가한다. 벨 크랭크(22)의 진동 운동은 서보 모터(36)에 이격된 위치에 피봇가능하게 부착된 연결봉(26,30)을 통해 왕복대(12,14)에 동시적이고 반대인 직선 운동을 부가한다.

Description

유리 덩어리 전단장치{GLASS GOB SHEARING APPARATUS}

본 발명은 복합 용융 유리 스트림의 각각을 개별 덩어리로 순차적으로 전단하는 장치에 관한 것이다. 특정적으로는, 본 발명은 대칭 세트로 이루어진 전단칼(opposed sets of shearing knife elements)이 대향 직선 경로를 따라서 동시적으로 상호 접근 및 이격(toward and away from one another)이동하여, 대략 길이방향 중앙축에서 전단 관계로 겹쳐져 용융 유리 스트림을 전단하는 장치에 관한 것이다.

I.S.(individual section)유형의 성형 기계에 의한 유리 용기의 제조에 있어서, 하나 이상의 용융 유리 스트림은 유리 용융로 선두노변(forehearth)의 공급기 보울로부터 주형 기계의 섹션을 향해 아래로 흐르고, 각각의 스트림은 공급기 보울 및 주형 기계의 섹션 사이에 위치된 전단기(shearing device)에 의해 개별적인 다수의 덩어리로 분리 또는 전단 된다. 상술한 특징의 전형적인 전단기는 각각의 전단칼 세트가 운반 조립체에 장착된 대칭 세트로 이루어진 전단칼과, 각각의 운반 조립체를 상호 접근 및 이격되게 왕복운동시키는 구동장치를 포함한다. 미국 특허 제4,813,994호(Kulig)에는 상기 일반적인 특징을 갖는 전단기를 개시하고 있다. 이전에는, 상기 구동장치는 전형적으로 운반 조립체를 구동하는데 기구적 캠 장비(mechanical cam arrangement)를 사용하였다. 상기 캠 장비는 본래 운반 조립체에 부여되는 속도를 제한하며, 이러한 속도 제한은 성형 기계상의 용량 제한으로작용한다. 또한, 상기 캠 장비에 있어서는, 전단 작용의 질적인 면에서 중요한 요인인 전단칼과 유리 스트림 간의 접촉 시간이 캠의 변화를 허용하도록 성형 기계의 작동을 중단시키지 아니하고는 조절할 수가 없었다.

I.S.유리용기 성형기계에 사용하는 전단기의 상술된 문제 및 그 외 다른 문제와 제약이, 분할 설치된 연결봉을 통해 전단장치의 대칭 전단칼 운반 조립체를 구동시키는 벨 크랭크(bell crank)의 동작 반경부(throw) 또는 아암에 연결된 일방향 작동 서보모터를 사용하는 본 발명의 전단장치로 극복되었다. 상기 구동 장비는 전단칼 운반대와 조화를 이루는 이동 특성을 부여한다. 부가로, 상기 구동 장비로, 서보모터의 작동 속도의 제어 및, 그 전단위치에 있는 전단칼의 겹침도(the degree of overlap)의 제어를 전단기를 작동하는 중에 이룰 수 있다. 상기 제어 특성의 결과로서, 전단기의 "유리의 영향을 받는 시간(time under glass)"의 밀착 제어(close control), 즉, 용융유리 스트림(들)과 전단칼 간의 접촉 시간의 밀착제어가 제공된다. 부가로 서보모터의 속도제어는, 공급기 오리피스와 관련하여 공급기 오리피스로부터의 유리 흐름율을 제어하는데 사용되는 니들 위치의 제어와 매우 적합하게 통합될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 개별적 섹션 유형으로 이루어진 유리 성형기계용의 개선된 병렬 전단기를 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 상기 "유리의 영향을 받는 시간"이 성형기계 속도 또는 속도변화와 무관하게 보다 밀착적으로 제어되며, 상기 "유리의 영향을 받는 시간"이, 필요 시에, 성형 기계의 생산을 중단하지 아니한 상태로 빠르게 변화시킬 수 있는 상술한 특징을 갖는 병렬 전단기를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 전단칼의 겹침을, 상기 전단기와 연관된 성형기계의 작동을 정지시키지 않은 상태에서, 그 전단 위치에서 용이하게 조정할 수 있는 전술된 특징을 갖는 병렬 전단기를 제공하는 것이다.

본 발명 및 상기의 목적을 첨부 도면을 참고로 이하에 기술한다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 대향 설치된 전단칼 운반대(12,14)를 포함하는 병렬 전단장치 또는 전단기구(10)를 나타낸 도면이다. 운반대(12,14)는 상호 접근 및 이격동작으로 왕복운동하도록 장착된다. 즉, 운반대(12)는 고정 활주봉(16,18)을 따라 활주 이동가능하게 설치되고, 그리고 운반대(14)는 고정 활주봉(18,20)을 따라 활주 이동가능하게 설치된다.

운반대(12,14)의 운동은 직선동작이며, 진동 벨 크랭크(22)에 의해 동시적으로 작동된다. 이점에 대해서, 운반대(12)는 연결봉(26)에 의해 벨 크랭크(22)의 동작 반경부(24)에 연결되며, 연결봉의 일단부(26a)는 운반대(12)에 피봇식으로 부착되고, 그리고 타단부(26b)는 벨 크랭크(22)의 동작 반경부(24)에 피봇식으로 부착된다. 마찬가지로, 운반대(14)는 연결봉(30)에 의해 벨 크랭크(22)의 동작 반경부(28)에 연결되고, 연결봉의 일단부(30a)는 운반대(14)에 피봇식으로 부착되고, 그리고 타단부(30b)는 동작 반경부(28)에 피봇식으로 부착되며, 동작 반경부(24,28)는 벨 크랭크(22)에서 서로 반대위치에 설치된다.

운반대(12)는 하나 이상의 전단칼(여기서는, 4개 전단칼(32a,32b,32c,32d)이 설치됨)을 소유하며, 그 각각은 전단기구(10)와 관련하여 그위의 유리 공급기(도시되지 않음)로부터 흐르는 용융 유리 스트림을 전단한다. 유사하게, 운반대(14)는동일한 수의 전단칼(34a,34b,34c,34d)을 소유한 후술되는 방식으로, 벨 크랭크(22)가 진동하면, 운반대(12,14)가 상호 접근 및 이격동작하여, 주기적으로 대칭 전단칼(32a,34a; 32b,34b; 32c,34c; 32d,34d)이 각각 서로 부분적으로 겹쳐지는 관계를 이루어서, 각각 점선 원(A,B,C,D)으로 표시한 구역에서 이들 사이를 아래로 흐르는 용융 유리의 스트림을 전단한다. 운반대(12,14)와 상기 각각에 의해 운반된 전단칼의 작용은 전단 기구(10) 아래에 위치된 개별 섹션 유형의 유리 성형기계(도시 않음)에 의해 개별 유리 용기로의 추가 가공을 위해, 용융 유리 스트림이 각각의 구역(A,B,C,D)에서 개별적인 유리 덩어리로 분리된다.

연결봉(26,30)을 통해 벨 크랭크(22)에 의해 운반대(12,14)로 부여된 운동은 그 속도 및 가속도 특성에서 조화를 이루게 된다. 이러한 사실은 운반대(12,14)위에 관성 하중을 최소로 하여 운반대의 마모를 최소로 한다.

벨 크랭크(22)는, 중앙축(F)을 중심으로 전단 기구(10)의 고정 구조와 상관하여 피봇동작하는 브래킷트(40)에 장착된 기어 감속기(38)가 일방향 작용 교류 서보모터(36)에 의해 그 중앙축(E)을 중심으로 진동한다. 브래킷트(40)는 2동작 공압 실린더(44)에 의해 조정식 스톱(42)에 대항하여 편향되며, 그리고 벨 크랭크(22)의 중앙축(E)의 위치와 상관하여 고정된 브래킷트(40)의 위치는 그 직선운동의 최내측 제한치로 전단칼(32a,34a 등)의 겹침량 및 겹침도를 결정한다. 따라서, 상기 전단 위치에 전단칼의 겹침도가, 상관 성형 기계의 작동을 중지시킬 필요없이, 전단 기구(10)를 작동하면서 빠르고 용이하게 만들어질 수 있다. 서보모터(36)의 회전운동은 연결봉(46)에 의해 벨 크랭크(22)에 전달되며, 연결봉의 일단부(46a)는 서보모터(36)의 회전축으로부터 원격진 위치에서 피봇가능하게 서보모터(36)에 부착되며, 그리고 연결봉의 타단부(46b)는 동작 반경부(24,28) 사이의 위치에서 서로 이격분리되어 벨 크랭크(22)의 동작 반경부(48)에 피봇가능하게 부착된다.

전단 기구(10)의 2중 안전장치 작동(failsafe operation)은, 실린더(44)내 공기 압력의 손실이 발생하는 경우, 조정식 스톱(42)에 대항 위치로부터 그 피봇축(F)에 대하여 브래킷트(40)를 철수시키도록 브래킷트(40)에 작용하는 인장 스프링(50)을 제공하여 안정적으로 된다. 따라서, 운반대(12,14) 사이의 거리는, 적당한 작동조건이 회복될 때까지 이들 운동의 최내측 제한치에서 조차도 이들의 대향된 전단칼(32a,32b 등) 간의 어떠한 겹침도 없는 지점까지의 증가를 이루어지게 한다. 또한, 공압식 안전 래치(52)의 메카니즘도 제공되어, 실린더(44)로의 공기 압력의 손실이 발생되거나 또는, 서보모터(36)의 고장 또는 파워의 손실이 발생할 때 진동 운동에 대항하여 벨 크랭크(22)를 래치한다.

제3도는 실린더(44) 및 공압식 래치(52)의 메카니즘을 작동시키는 제어시스템을 설명하는 도면이며, 공급라인(60)은 청결한 조정식 압축공기를 공급한다. 공급라인(60)의 공기는 그 한계가 점선으로 표시된 구조내에서 제어 캐비넷(62)에 유입되며, 그리고 제어 캐비넷(62)에는 압력 스위치(64)가 설치된다. 압력 스위치(64)는, 공급라인(60)내의 공기압력이 선결된 값 밑으로 떨어지면, 공급라인(60)을 통하는 공기의 흐름을 차단하도록 작용한다. 공급라인(60) 내의 압축공기는 압력스위치(64)의 하류 구역에서 제1분기라인(66)과 제2분기라인(68)으로 이동된다.

분기라인(66) 내의 압축공기는 솔레노이드 밸브(70)를 통해 제어 캐비닛(62)의 내부에 있는 제1공급 매니폴드(72)와 제어 캐비닛(62)의 외부에 있는 제2공급 매니폴드(74)로부터 2동작 실린더(44)의 피스톤(44a)의 일 작동측 또는 타 작동측으로 이동된다. 솔레노이드 밸브(70)는 종래 유형의 2-위치 밸브이며, 그리고 밸브의 작동위치는 예를 들면 전단 기구(10)용 비상차단 회로(도시 않음)에 배선시키어 솔레노이드 밸브가 그 비-작동 위치로 이동하여, 실린더(44)의 피스톤(44a)이 조정식 스톱(42)에 대항하여 브래킷트(44)가 전진하도록 이동되게 전기적으로 또는 전자적으로 제어된다.

분기라인(68)내의 압축공기는 솔레노이드 밸브(76), 제1공급 매니폴드(72) 및 제2공급 매니폴드(74)를 통해 단일 작동 안전 래치(52)의 피스톤(52a)의 작동측으로 이동된다. 솔레노이드 밸브(70)와 같은 솔레노이드 밸브(76)는 종래 유형의 2-위치 밸브이며, 그 작동 위치는 비상시에 솔레노이드 밸브가 비-작동 위치로 이동하도록 상기와 유사하게 전기적으로 또는 전자적으로 제어되어, 제3도에 도시된 바와 같이 공압식 안전 래치(52)의 스프링(52b)이 피스톤(52a)을 비-결합 위치로부터 벨 크랭크(22)의 진동을 차단하는 결합 위치로 편중되도록 한다.

상술한 바와 같이 제1도 내지 제3도의 장치의 작동의 제어는 제4도에 도시된 제어 시스템을 사용하여 달성된다. 도시된 바와 같이, 교류 서보모터(36)의 작동은 파워 증폭기(82)를 통해 서보모터(36)에서 동작하는 이동 제어기(80)에 의해 제어된다. 감독자 컴퓨터(84)의 명령을 받아 동작하는 이동 제어기(80)는 그 메모리내에 감독자 컴퓨터(84)에 의해 발생하는 이동 프로파일(motion profile)을 갖고, 그리고 상기 메모리 프로파일은 공급기 보울(도시 않음)의 니들과 관련하여 전단칼(32a,34a 등)의 위치를 결정한다. 상기 제어 결과를 성취하는 데에 있어서, 이동제어기는 미국특허 4,427,431호(Mumford)에 기재된 분해기(resolver)와 같은 분석 또는 피드백(feedback) 기구(86)로부터 수신되는 니들의 위치를 나타내는 신호 및 유사한 성질의 제2분석기 도는 피드백 기구(88)로부터 수신되는 서보모터(36)의 회전자의 위치를 나타내는 신호를 사용한다. 이런 점에서, 분석기(86)는 바람직하게 종래 기술의 기구적 전단용 전단 캠이 위치되어지는 동일 장소에 장착되며, 상기 장비에서, 니들의 이동을 제어하는 데에 사용되는 기어박스의 출력 축의 절대 위치를 표시하는 신호를 제공한다. 마찬가지로, 분석기(88)는 바람직하게 서보모터(36)의 후방에 장착되며, 그리고 상기 장비에서 서보모터(36)의 회전자의 위치와 운반대(12,14)의 위치를 나타내는 신호를 제공하는데 소용된다.

상술한 제어 시스템에서, 감독자 컴퓨터(84)는 병렬 전단 기구(10)의 전단칼(32a,34a 등)용의 소망 "유리의 영향을 받는 시간" 및 연관 성형 기계의 속도에 기초한 이동 제어기(80)용 이동 프로파일을 연산한다. 따라서 상기 이동 프로파일은 공급기 니들 기어박스의 출력 축과 전단칼(32a,34a 등)의 소망 위치 사이의 관계 위치를 제어한다. 이러한 관계는 소망 시에 감독자 컴퓨터(84)의 빠른 재프로그래밍을 허용하는 조작자 인터페이스(operator interface)(90)를 통해 조작자에 의해 용이하게 변경될 수 있다.

본원의 출원일 현재의 본 발명을 실시하기 위한 발명자(들)에 의해 숙고된최적의 방식을 본원에 제시하고 기재하였으나, 적합한 수정, 변형, 및 동등한 것을 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 수행할 수 있는 것이다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시양태를 포함하는 유리 성형기계용 병렬 전단장치의 평면도이다.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취해진 전단장치의 입면도이다.

제3도는 제1도 및 제2도의 장치의 공압 작동기의 작동을 개략적으로 나타낸 공압 회로이다.

제4도는 제1도와 제2도의 전기모터의 작동을 제어하는 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 전단 기구 12,14: 운반대

16,18,20: 활주봉 22: 벨 크랭크

26,30; 연결봉 32,34: 전단칼

36: 서보모터 40: 브래킷트

42: 스톱 44: 실린더

50: 스프링 60: 공급라인

62: 조절 캐비닛 64: 압력 스위치

70,76: 솔레노이드 밸브 84: 감독자 컴퓨터

Claims (9)

1. 성형기계 내에서 유리용기로 가공하기 위해 유리공급기로부터의 다수의 용융 유리 스트림을 개별 용융 유리 덩어리로 전단하는 장치에 있어서, 상기 전단장치는:

   다수의 전단칼로 이루어진 제1전단수단(32a,32b,32c, 또는 32d);

   다수의 전단칼로 이루어진 제2전단수단(34a,34b,34c, 또는 34d);

   상기 제1전단수단을 상기 제2전단수단에 대해 접근 및 이격동작하게 장착하고 그리고 상기 제2전단수단을 상기 제1전단수단에 대해 접근 및 이격동작하게 장착하는 장착수단(16,18,20);

   일방향 작동 서보모터(36); 및

   상기 서보모터를 상기 제1전단수단과 제2전단수단에 연결시켜 제1전단수단과 제2전단수단이, 동시적으로 상호 접근 및 이격되게 이동시키 설치된 연결수단(22,26,30)을 포함하며;

   상기 연결수단은:

   중앙축을 갖는 벨 크랭크(22);

   상기 벨 크랭크가 그의 중앙축을 중심으로 진동하도록 상기 서보모터를 상기 벨 크랭크에 연결시키는 제1연결수단(26);

   상기 제1전단 수단이 왕복운동하도록 상기 벨 크랭크를 상기 제1전단수단에 연결시키는 제2연결수단(30);

   상기 제2전단수단이 왕복운동하도록 상기 벨 크랭크를 상기 제2전단수단에 연결시키는 제3연결수단(46)을 구비하고;

   상기 제2연결수단(30)과 상기 제3연결수단(46)은 이격된 위치에서 상기 벨 크랭크에 피봇동작가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리 덩어리 전단장치는:

   피봇동작 브래킷트(40);

   상기 피봇동작 브래킷트에 장착된 서보모터;

   상기 피봇동작 브래킷트의 피봇 운동을 제어하여 제한하는 조정식 스톱(42);

   상기 조정식 스톱에 대항하여 상기 피봇동작 브래킷트를 편중시키는 공압 실린더(44); 및

   상기 공안 실린더에 공기 압력의 손실이 발생될 때, 상기 조정식 스톱으로부터 상기 피봇동작 브래킷트를 철수시키도록, 상기 피봇동작 브래킷트에서 작동하는 스프링(50)을 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
3. 제2항에 있어서, 공기 압력의 손실이 있을 때, 진동에 대해 상기 벨 크랭크를 래치시키도록 작동하는 공압식 래치(52)를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
4. 제3항에 있어서, 하나 이상의 용융 유리 스트림의 유속의 함수로서 상기 서보모터의 작동을 제어하는 제어수단(80,82,84,86,88)을 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
5. 성형기계 내에서 유리용기로 가공하기 위해 유리공급기로부터의 다수의 용융 유리 스트림(A,B,C,D)을 개별 용융 유리 덩어리로 전단하는 장치에 있어서, 상기 유리 덩어리 전단장치는:

   하나 이상의 전단칼로 이루어진 제1전단수단(32a,32b,32c,32d);

   하나 이상의 전단칼로 이루어진 제2전단수단(34a,34b,34c,34d);

   상기 제1전단수단을 상기 제2전단수단에 대해 접근 및 이격동작하게 장착하고 그리고 상기 제2전단수단을 상기 제1전단수단에 대해 접근 및 이격동작하게 장착하는 장착수단(16,18,20);

   상기 제1전단수단의 1개 이상의 전단칼과 상기 제2전단수단의 1개 이상의 전단칼의 분리 및 겹침을 허용하도록 제1전단수단과 제2전단수단이 동시적으로 상호 접근 및 이격되게 이동시키게 설치된 연결수단(22,26,30);

   유리 용융로 공급기 보울의 공급기 니들의 위치를 나타내는 제1참고신호를 제공하는 제1분석기(86);

   상기 제1전단수단 및 상기 제2전단수단의 위치를 나타내는 제2참고신호를 제공하는 제2분석기(88);

   상기 제1전단수단 및 상기 제2전단수단이 상호 접근 및 이격될 때에, 상기 제1전단수단과 상기 제2전단수단의 선별된 위치를 나타내는 디지털 명령 신호를 공급하는 감독자 신호수단(84,80,82); 및

   상기 제1전단수단과 상기 제2전단수단을 상기 선별된 위치에 이동시키기 위해 상기 디지털 명령신호 및 상기 제1 및 제2참고신호에 응답하는 서보 제어수단(36)을 포함하며;

   상기 제1전단수단의 하나 이상의 전단칼 및 상기 제2전단수단의 하나 이상의 전단칼이 공급기 니들과 정렬되고, 상기 제1전단수단의 하나 이상의 전단칼과 상기 제2전단수단의 하나 이상의 전단칼이 상기 직선경로를 따라 이동하는 속도가 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 감독자 신호수단이 상기 제1참고신호 및 상기 제2참고신호를 비교하는 수단 및 상기 비교에 응답하여 상기 서보 제어수단용 이동 프로파일을 결정하는 수단(88)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 서보 제어수단이:

   일방향 작동 서보모터; 및

   상기 제1전단수단의 1개 이상의 전단칼과 제2전단수단의 1개 이상의 전단칼의 분리와 겹침을 허용하여, 1개 이상의 용융 유리 스트림을 개별 덩어리로 반복적으로 전단하기 위해 제1전단수단과 제2전단수단을 선별 위치로 그리고 그로부터 이동시키도록 상기 서보모터를 제1전단수단과 제2전단수단에 연결시키는 연결수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 서보 제어수단이 명령신호에 응답하여 상기 서보모터를 구동시키기 위한 파워 증폭기(82)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.
9. 제5항에 있어서, 감독자 신호수단을 전기적으로 변조시키는 조작자 인터페이스(90)를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 덩어리 전단장치.