KR19990036396A - 유리 시트 이송 및 절곡 장치 - Google Patents

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KR19990036396A
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제프리 알 플로거
윌리암 제이 스킬리터
빈스 듀
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앨런 제이. 밀러
리베이-오웬즈-포드 캄파니
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Abstract

상부 가압 부재(30)와 하부 가압 부재(32) 사이에서 가열 연화된 유리 시트를 성형하는 가압 절곡 장치(10)가 제공된다. 가압 절곡 장치에서 유리 시트(12)를 전달하는 컨베이어 시스템(28)은 오목형 롤러(68)를 포함하며, 유리 시트는 유리 시트가 상부 가압 부재(30)와 하부 가압 부재(32) 사이에서 절곡 작업을 위해 위치된 때 롤(68)과 일치하는 상태로 처지기 쉽게 된다. 하부 가압 부재는 시트(12)의 외주 모서리 둘레에서 유리 시트(12)가 부적당하게 처지는 것을 방지하기 위한 연속 가압 절곡 링(50)이다. 가압 링(50) 쪽에 장착된 롤(68)의 오목 형상은 성형된 유리 시트에 대해 최대 지지력을 제공하여 유리의 처짐을 방지하도록 한다. 생산 모델 변경에 대한 가압 부재의 변경을 용이하게 하기 위하여, 각각의 절곡되는 유리 모델에 대하여 컨베이어 시스템(28) 및 하부 가압 부재(30)를 모듈 유니트로서 그리고 상부 가압 부재(30)를 모듈 유니트로서 형성함으로써 부가적인 생산 이득이 얻어질 수 있다.

Description

유리 시트 이송 및 절곡 장치
<발명의 분야>
본 발명은 전체적으로는 유리 시트(glass sheet)의 가압 절곡(press bending)용 장치에 관한 것으로, 특히 연동 컨베이어(interlocking conveyor)를 갖는 하부 가압 부재에 의해 형성되는 상호 교환 가능한 부조립체(subassembly)들이 마련된 가압 절곡 장치에 관한 것이다. 아치형 컨베이어 롤이 연속적인 외주 가압 절곡 링 내부에 장착되며, 컨베이어 롤의 외측 단부는 가열 연화된(heat-softened) 유리 시트를 지지하도록 가압 절곡 링에 근접하여 있다.
<관련 기술의 요약>
유리 시트 컨베이어 및 절곡 장치는 자동차 산업 및 다른 유사 분야용 곡선형 또는 굴곡형 유리 시트의 대량 생산에 사용된다. 대량 생산 작업에 있어서, 시트들은 일반적으로는 생산 공정을 통해 롤형 컨베이어 상의 수평 경로를 따라 차례로 전진된다. 생산 공정에서의 구체적인 작업은 유리를 연화점(softening point)으로 가열하는 것과, 유리를 소정 형상으로 절곡하는 것과, 최종적으로 유리를 어닐링 또는 템퍼링하기 위하여 절곡된 유리 시트를 제어 냉각하는 것을 포함한다.
유리 시트는 가열로를 통과할 때 연화점으로 가열된다. 시트는 시트가 소정 형태로 정밀하게 성형되는 성형 또는 절곡 구역 내로 컨베이어에 의해 전진된다. 성형 후에, 유리 시트는 유리를 템퍼링 또는 어닐링하도록 유리 시트가 제어 가능하게 냉각되는 냉각 스테이션으로 전달된다.
가열 연화된 유리를 성형하기 위해 사용되는 주요 공정은 롤 성형(roll forming), 가압 절곡 및 중력 성형(gravity forming)이다. 롤 성형에 있어서, 가열된 유리는 일련의 성형 롤의 상부 상으로, 또는 성형을 위해 유리와 맞닿는 상부 성형 롤 세트 및 하부 성형 롤 세트 사이로 이송된다. 가압 절곡은 상호 보완적인 상부 성형 부재와 하부 성형 부재 사이에서 절곡 장치 내에 유리를 위치시키는 것을 포함한다. 그리고 나서, 적절히 위치된 시트는 시트의 하부 가장자리 모서리 부분을 따라 하부 가압 부재와 결합되어서 컨베이어 롤로부터 상승되어, 가압 부재들의 상호 보완적인 성형면들 사이의 정밀한 소정 곡률로 가압되게 된다. 중력 성형에 있어서, 가열된 유리는 프레임 또는 일련의 윤곽형성(contoured) 성형 롤과 일치하도록 처지게 된다.
자동차 분야에 적당하게 되도록, 평탄 유리 시트는 차량의 창문 개구의 형상 및 윤곽에 의해 규정되는 정밀하게 한정된 곡률로 성형되어야 한다. 다른 중요한 요건은 창문이 엄격한 광학 요건을 만족시켜야 한다는 것과, 창문이 시야에서 유리를 통한 투시와 간섭될 수 있는 광학적 결함 및 반사 왜곡이 없어야 한다는 것이다.
과거 몇 년 동안에, 자동차 회사는 차량의 총 중량을 감소시키기 위한 수단으로서 자동차 측면 창문에 대해 얇은 유리를 사용하는 것을 규정하여 왔다. 보다 얇은 유리는 가열 후에 유리의 소정 형상을 성취 및 유지할 수 없다는 것과 열보유 차이 때문에 성형 및 템퍼링에 있어서 문제점을 나타낸다.
유리의 두께가 감소함에 따라, 열 손실률은 증가하고, 이러한 얇은 유리 시트에 초기에 부과된 열은 노(furnace)의 가열 분위기를 떠날 때 그리고 비교적 저온인 성형 단계 중에 신속하게 방열된다. 유리가 너무 신속하게 냉각되면, 유리는 편리하고 적절한 절곡을 위해 충분하게 연화되지 않으며, 유리 시트는 템퍼링에 필요한 열을 보유하지 못한다. 유리 시트가 소정 온도를 유지하기 위해 과열된다면, 유리 시트는 수반하는 변형 제어 손실에 의해 매우 구부러지기 쉽게 되어, 규정된 좁은 공차를 넘어 소정 형상을 벗어나 처지는 경향이 있다. 과열은 열 변형(heat strain), 롤 왜곡(roll distortion), 롤 마킹(roll marking), 피팅(pitting), 가장자리 모서리 처짐 및 다른 관련 문제점의 결과로서, 완성된 유리의 표면 품질을 저하시키는 경향이 있다. 게다가, 현재 자동차 분야는 작고 좁은 직사각형 및 비직사각형 유리의 절곡을 요구한다.
유리 시트의 절곡시, 간단한 절곡은 유리 시트가 컨베이어 라인에 대체로 횡방향인 단일축을 따라 절곡되게 한다. 유리 시트가 복합 형상으로 절곡되는 때에, 가압 성형 장치는 종방향 절곡축 및 횡방향 절곡축을 제공하여야 한다.
유리 산업은 유리의 열화(degradation)를 최소화하면서 얇은 유리를 효율적인 방식으로 처리할 수 있는 개선된 유리 절곡 장치를 필요로 한다. 유리를 절곡하는 데 있어서의 문제점들 중 하나는 유리의 왜곡 또는 처짐 없이 유리를 절곡 장치 내에서 위치 설정 및 절곡하는 것이다. 또한, 유리가 소정 형태로 절곡된 후에, 유리는 공정 중 냉각 단계(어닐링 또는 템퍼링)로 이동됨에 따라 적절하게 지지되어야 한다.
오목형 롤이 볼록형 롤과 쌍을 이룬 정렬된 가압 롤의 사용을 기재하는 특허를 포함하여, 유리를 롤 성형하는 방법 및 장비에 관한 많은 특허들이 허여되었다. 미국 특허 제3,701,644호, 제3,856,499호, 제3,871,855호, 제3,891,420호, 제3,929,441호, 제3,934,996호, 제3,992,181호, 제4,043,783호[프랭크(Frank)], 및 제3,869,269호[내프(Knapp)]에는 연속적으로 이동하는 개별 유리 시트를 균일 및 비균일 곡률 반경을 갖는 간단한 또는 복잡한 형상으로 성형할 수 있는 롤 성형 장치가 기재되어 있다.
존슨(Johnson) 등에게 허여된 미국 특허 제4,123,246호는 경사 배치된 일련의 고정 원통형 컨베이어 롤로부터, 교번적으로 배치되어 소정 형상을 갖고 회전하는 고정 성형 롤 상으로 연속적으로 유리 시트를 점진적으로 전달함으로써 유리 시트를 성형하는 것을 개시하고 있다.
윌헬름(Wilhelm)에게 허여된 미국 특허 제4,218,232호는 유리를 성형하는 충분한 시간 동안 유리의 하부면에 대하여 롤링 결합을 제공하기 위하여, 인접한 고정 원통형 컨베이어 롤들 사이에서 상방으로 횡방향 이동하는 제1 회전 성형 롤러 시리즈 상으로 유리 시트를 상승시킴으로써 유리를 성형하는 것을 개시하고 있다. 본 공정에서, 유리의 상부면은 유리의 성형 중에 접촉되지 않는다.
종래 기술에서 기재된 가압 절곡 장치는 노로부터 가압 절곡 장치로 전달하는 때에 유리 시트를 위치시키고 절곡하며 이송하기 위하여 금형 형성 부재 및 컨베이어 롤로 된 몇몇 구성을 나타내었다. 리터(Ritter)에게 허여된 미국 특허 제3,338,695호는 일련의 지지 롤이 하부 금형의 개방 링 윤곽선 내에 배치된 연속 외주 가압 절곡 링을 개시하고 있다. 개방 링은 지지 롤의 외주의 약간 아래에 배치된다. 롤은 유리가 하부 금형과 상부 금형의 연속 링들 사이에서 절곡되기 전후에 가열된 유리 시트를 수평면 내에서 지지한다. 그러나, 롤은 가열된 유리를 가압 절곡 장치 내에서 완전히 지지하지는 않는다.
시트가 적절한 절곡에 필요한 고온 가열된 연화 조건에 있는 동안 유리 시트에 대한 지지를 제공하기 위하여, 레벨스(Revells) 등에게 허여된 미국 특허 제3,905,794호는 자신의 축을 중심으로 회전 가능한 대체로 아치형인 컨베이어 롤의 사용을 제안한다. 각각의 컨베이어 롤은 비회전 내부 코어 부재와, 내부 코어 부재를 중심으로 내부 코어 부재에 대하여 회전할 수 있도록 장착된 외부 슬리브로 구성된다. 컨베이어 롤은 가열된 유리 시트를 시트의 절곡 전후에 유리 시트의 길이에 걸쳐 지지한다. 롤은 유리 시트와 컨베이어 롤 사이에서의 마찰 이동을 방지하기 위하여 적절한 시기에 유리 시트로부터 분리될 수 있다. 단부 바아를 포함하는 복수개의 세그먼트(segment)에 의해 암형 성형 링(female shaping ring)이 형성된다.
미국 특허 제4,047,919호는 유리 시트를 이송하기 위하여, 분할형 하부 성형 레일과, 윤곽형성 롤을 갖는 가압 절곡 장치를 개시하고 있다. 게다가, 가압 절곡 장치는 가압 절곡 구역에서 추가 가열 수단을 나타낸다. 컨베이어 롤은 그 형상에 있어서 오목하게 되어 있으며, 가열 연화되어 절곡된 유리 시트의 곡률과 상호 보완적이다. 각각의 롤의 오목부는 넓은 선단 모서리에 인접한 측방향 측면 부분들의 마찰 결합을 방지하기 위하여 유리 시트의 횡방향 치수보다 짧도록 설계된다.
미국 특허 제4,670,036호는 복수개의 롤러가 지지 기부 상에 장착된 연속 성형 링을 개시하고 있다. 롤러들은 유리 시트를 지지하기 위하여 성형 링의 내부 및 외부 모두에 위치된다. 가열된 유리 시트는 오븐으로부터 윤곽형성 롤 상으로 수용되고, 시트는 시트가 가압 절곡 위치로 전진됨에 따라 윤곽형성 롤과 일치하도록 처지게 된다.
가동 가압 절곡 장치가 엔크(Enk) 등에게 허여된 미국 특허 제4,872,898호에 기재되어 있다. 레일은 노와 템퍼링용 냉각 스테이션 사이의 가압 절곡 구역 내에서 생산 라인의 횡방향으로 배치된다. 모델 변경 시간을 최소화하기 위하여, 2 이상의 가압 절곡 섹션이 생산 라인에 사용된다. 하나의 가압 절곡 섹션이 사용 중일 때, 제2 가압 절곡 장치는 요구되는 컨베이어 롤 및 절곡 부재와는 오프-라인으로 설치된다. 모델 변경이 이루어질 것이 계획된 때, 제1 가압 섹션이 생산으로부터 제거되고 제1 가압 섹션이 라인 내에 위치되어 손실 생산 시간을 최소화하도록 한다.
보어러(Borer) 등에게 허여된 미국 특허 제5,004,492호는 연속 외주 성형 레일이 수직 왕복 이동하도록 장착된 다른 형태의 가압 절곡 섹션을 개시하고 있다. 가압 절곡 섹션에서, 컨베이어 롤은 성형 레일의 외부에 스텁(stub) 롤을 제공하고, 성형 레일 내부에 장착된 독립적인 보조 롤을 제공하도록 수정된다.
다른 금형 형태가 루터(Rueter) 등에게 허여된 미국 특허 제5,286,271호에 기재되어 있다. 연속 링은 금형의 하부 섹션을 형성하고, 상부 진공 금형과 결합하도록 컨베이어로부터 유리를 들어올린다. 일단 유리 시트가 성형되면, 연속 링은 하강되고, 유리 시트는 진공에 의해 상부 금형에 대항하여 보유된다. 상부 금형은 추가 처리를 위한 인접 컨베이어 상에 성형된 유리 시트를 적재하기 위해 고가 레일(overhead rail)에 의해 이동된다.
미국 특허 제5,292,356호는 유리 시트를 비교적 깊은 곡률로 가압 절곡하는 장치를 개시하고 있다. 상부 가압 금형 부재는 가압 금형 부재의 왕복 이동을 용이하게 하기 위하여 특별한 구조물 상에 장착된다. 다양한 가압 부재를 지지하기 위한 보조판(subplate)이 적용된다.
반대 절곡 곡률을 갖는 유리 시트를 처리하기 위한 롤러를 구비한 다른 최근의 가압 절곡 장치가 누엔도프(Neuendorf)에게 허여된 미국 특허 제5,297,669호에 기재되어 있다. 가압 절곡 장치의 롤은 연속 성형 레일을 제공하도록 롤의 각각의 단부에서 U자형 부분을 갖는다. U자형 단부를 갖는 롤에 의한 문제점들 중 하나는 유리의 처짐을 방지하기 위하여 유리의 외주 모서리 둘레에서 가열된 유리 시트에 대해 적당한 지지를 제공하는 것이다.
어떠한 특허도 링 내부에 위치된 복수개의 오목형 롤러와 조합된 연속 외주 가압 절곡 링을 기재하고 있지 않다. 가압 절곡 작업에서 생산된 유리의 품질 및 생산 효율을 향상시키기 위하여 가압 절곡 장치의 공구 배치 및 구성에 대한 추가의 개선이 요구된다.
<발명의 요약>
본 발명에 따르면, 가열 연화된 유리 시트를 성형하는 가압 절곡 장치가 마련된다. 가압 절곡 장치는 표준 유리 절곡 작업에서 사용되도록 설계된다. 평탄한 유리 시트는 가열되어 컨베이어에 의해 가압 절곡 장치로 운반된다.
가압 절곡 장치에서의 컨베이어 시스템은 유리 시트가 상부 가압 부재와 하부 가압 부재 사이에서의 절곡 작업을 위해 위치된 때 유리 시트가 롤과 일치하는 상태로 처지기 쉽도록 오목형 롤러를 포함한다. 하부 가압 부재는 시트의 외주 모서리 둘레에서 유리 시트에 대한 지지를 제공하는 연속 가압 절곡 링이며, 이는 처짐에 의한 문제를 제한한다.
오목형 롤러는 구동축 상에 장착되고, 가압 절곡 링의 내부에 위치된다. 유리 시트가 가압 부재들 사이의 가압 절곡 위치로 들어가거나 이로부터 나올 때, 가압 절곡 링은 오목형 롤의 외주 아래에서 후퇴된다. 일단 유리 시트가 상부 금형과 하부 금형 사이에 적절하게 위치되면, 하부 금형의 가압 절곡 링은 상승되어 유리 시트를 컨베이어로부터 들어 올려 상부 금형의 성형면과 가압 결합하도록 한다. 일단 유리 시트가 성형되면, 가압 절곡 링은 후퇴 위치로 하강되어, 성형된 유리가 가압 절곡 장치를 빠져나가게 하고 다음 유리 시트가 장치로 진입하도록 한다. 내부 롤의 오목 형상은 유리 시트를 템퍼링 또는 어닐링하는 냉각 구역으로 유리가 전달될 때까지 처짐을 방지하도록, 성형된 유리 시트에 대해 최대 지지력을 제공한다.
단일 가압 절곡 장치에 2중 생산 라인을 설치하는 부가적인 생산 효율이 얻어질 수 있다. 이상적으로는, 이러한 생산 설치는 좌우측 창문이 동시에 절곡될 수 있도록 측면 창문에 대해 적당하다. 2중 라인에서, 금형 및 공구는 유리 시트가 좁은 선단 모서리에 의해 이송되도록 통상의 위치로부터 90°회전된다. 2중 라인 측면 창문은 단일 라인 금형 배치에서 형성되는 더욱 큰 앞창문 및 뒤창문에 대해 사용되는 것과 동일한 오븐 및 냉각 시스템에서 처리될 수 있다.
공구를 90°회전시키고 오목형 내부 롤러를 사용함으로써, 유리의 흔들림으로 인한 문제점이 최소화된다. 종방향 절곡축을 갖는 유리 시트는, 롤을 가로질러 유리 시트 "흔들림"을 초래하는 횡방향 절곡축과는 반대로, 오목형 롤 상에서 원활하게 이동한다. 공구를 회전시키는 다른 이득은 유리의 절곡에 요구되는 온도의 감소이다. 일단 절곡된 유리가 절곡 장치를 떠나 냉각 섹션으로 진입하면, 블라스트 헤드 튜브(blast head tube)가 유리에 더욱 근접 위치될 수 있는데, 이는 유리를 냉각시키는 데 요구되는 가스 압력을 감소시킨다.
가압 절곡 링 내부에서 롤의 오목한 모래 시계 형태는 유리 시트편의 외주 모서리로부터 2.54 cm(1 인치) 미만의 지지부를 제공한다. 원통형 롤러가 사용될 때, 성형된 유리의 모서리 둘레에서 수 인치가 지지되지 않으며, 성형된 유리가 컨베이어에 의해 운반됨에 따라 처질 수 있다. 윤곽형성 롤이 "덕 언더(duck under)" 세그먼트(미국 특허 제5,297,669호)와 사용되는 때에도, 성형된 유리의 외주 둘레에서의 지지되지 않은 모서리 때문에 처짐이 문제가 된다. 오목형 롤은 구동축 상에 장착되어 제위치에서 로크된다.
가압 절곡 장치에서의 하부 금형은 하부 금형을 완성된 부조립체로서 설치 및 제거하는 것을 용이하게 하기 위하여 기부 상에 장착된다. 하부 금형은 금형을 가압 절곡 장치의 프레임으로부터 들어올리는 인상 기구(lifting mechanism)를 포함한다. 하부 금형이 프레임으로부터 상승된 때, 하부 금형은 하부 금형 부재 및 컨베이어를 동시에 제거하도록 가압 절곡 장치의 컨베이어와 연동한다. 특정 금형 및 컨베이어 롤은 각각의 절곡되는 유리 모델에 대해 한 번 부조립체 유니트로서 조립되고 나서, 완성된 부조립체 유니트는 생산 작업에 필요한 가압 절곡 장치의 프레임에 설치 및 제거될 수 있다.
본 발명의 목적은 성형된 유리의 처짐 및 열화를 최소화하기 위하여 개선된 롤 컨베이어 시스템 및 가압 절곡 링 형태를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가압 절곡 장치가 유니트로서 제거될 수 있도록 인상 수단 또는 다른 위치 설정 수단을 제공하는 것이다. 제2 가압 절곡 장치의 사용에 의해 생산을 진행하면서 가압 절곡 장치의 하부 가압 부재 부조립체 유니트의 제거 및 설치를 포함하는 설치 작업이 오프-라인으로 성취될 수 있도록 여러 유니트가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 2개의 유리 시트가 한 번에 성형될 수 있도록 2중 생산 라인을 제공하는 것이다. 작은 측면 창문 유리 시트에 대하여, 본 발명의 가압 절곡 장치는 2개 유리편(piece of glass)을 동시에 절곡할 수 있다. 2중 라인은 자동차 측면 유리창을 위해 좌우측 유리편을 처리하는 데 특히 효율적이다.
<도면의 간단한 설명>
본 발명의 다른 이점뿐만 아니라 상기 설명은 첨부 도면 관점에서 고려할 때 이하의 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 당해 기술 분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 시트 지지 및 이송 장치를 실시한, 유리 가열로와 유리 템퍼링 스테이션 사이에 개재된 절곡 장치의 부분 절결 측면도이다.
도2는 컨베이어 롤과 하부 가압 부재의 성형 레일 사이의 관계를 도시하는, 도1의 선 2-2를 따라 취한 확대 평면도이다.
도3은 컨베이어 롤용 구동부를 도시하는, 도2의 선 3-3을 따라 취한 부분 단면의 확대 부분도이다.
도4는 도2의 선 4-4를 따라 취한 부분 단면의 정면도로서, 운반을 위해 상승된 하부 가압 부재를 파선으로 도시한다.
도5는 장착 트랙 상에의 컨베이어 롤 구동축의 장착 및 롤 빔(beam)을 도시하는, 도2의 선 5-5를 따라 취한 확대 단면도이다.
도6은 장착 트랙을 롤 빔에 고정하는 T자형 너트를 도시하는, 도2의 선 6-6을 따라 취한 확대 단면도이다.
도7은 코너 지주(corner post), 롤 빔 및 하부 부재 플래튼(platen)이 생략된, 작동 위치에 있는 가압 절곡 장치의 하부 가압 부재의 사시도이다.
도8은 롤을 구동축에 연결하는 커플링의 상세부를 도시하는, 부분 단면으로 나타나고 일부가 절결된, 성형 링 내부의 오목형 컨베이어 롤의 확대 정면도이다.
도9는 도8의 선 9-9를 따라 취한, 부분 단면의 롤러의 정면도이다.
도10은 도9의 선 10-10을 따라 취한 커플링의 단면도이다.
<양호한 실시예의 설명>
이제, 도면을 참조하면, 자동차 분야용 유리 시트를 절곡하는 가압 절곡 장치(10)가 도1 및 도2에 도시되어 있다. 유리 시트(12)를 절곡하는 공정 장비는 유리 시트(12)를 연화점까지 가열하는 노(14)와, 가압 절곡 장치(10)와, 유리를 템퍼링 또는 어닐링하는 (도시되지 않은) 냉각 섹션을 포함한다.
노(14)를 갖는 가열 섹션에서, 유리 시트(12)는 정렬된 컨베이어 롤(16) 상에서 노(14)를 통해 순차적으로 운반되면서 제어되는 방식으로 통상적으로 가열된다. 절곡 온도로 가열된 유리 시트(12)는 노(14)의 후방 단부벽의 개구(20)를 통해 노(14)를 빠져나가고, 예비성형 컨베이어 롤(18)에 의해 가압 절곡 섹션으로 전달된다.
가압 절곡 장치(10)는 강성 상자형 구조물을 형성하기 위하여, 종방향 빔(24) 및 횡방향 빔(26)에 의해 상부 및 바닥에서 상호 연결된 직립 코너 지주(corner post, 22)를 포함하는 대체로 평행 6면체 형태인 골격 프레임으로 구성된다. 가압 절곡 장치(10)는 예비성형 컨베이어 롤(18)로부터 수용된 유리 시트(12)가 절곡을 위해 이송되고 위치되도록 예비성형 컨베이어 롤(18)과 정렬된 컨베이어 시스템(28)을 포함한다. 이하에서 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 가압 컨베이어 시스템(28)은 유리 시트(12)가 불리한 조건 하에서 변형 및 처짐이 발생하기 쉬운 온도에 있는 동안 절곡 후의 유리 시트(12)를 지지 및 이송하려는 것이다.
상부 수형(male) 가압 부재(30) 및 하부 암형(female) 가압 부재(32)가 서로를 향한 그리고 서로로부터 멀어지는 왕복 상대 이동을 위해 가압 절곡 장치(10)의 프레임 내부에 장착된다. 상부 가압 부재(30) 및 하부 가압 부재(32)에는 평탄 유리 시트(12)가 절곡되는 곡률과 일치하는 반대의 상호 보완적인 성형면이 마련된다.
상부 가압 부재(30)는 시트(12)에 소정 곡률을 부여하기 위하여 하향 볼록 성형면(38)을 갖는 금형 요소(36)를 지지하는 기부 구조물(34)을 포함한다. 성형면(38)의 구체적인 윤곽 및 곡률은 유리 시트(12)에 부여되는 특별한 곡률 및 형태에 의해 규정된다. 상부 금형 요소(36)가 윤곽형 또는 링형 구성의 연속 성형면 또는 외주 성형 레일로 구성되는 것이 고려될 수 있다.
상부 금형 요소(36)를 지지하는 기부 구조물(34)은 나사 잭(screw jack, 44)으로부터 연장된 축(42)에 의해 수평 빔(24)으로부터 현수된 상부 플래튼(40)에 부착된다. 나사 잭(44)은 구동축(46)에 의해 구동 유니트(48)에 연결된다. 구동 유니트(48)를 작동시킴으로써, 나사 잭(44)은 상부 플래튼(40) 및 이에 의해 지지된 상부 가압 부재(30)를 승강시키는 것과 일치하여 구동되어, 작동 위치를 선택하도록 한다. 상부 가압 부재(30)는 생산 공정의 시작 지점에 위치되어 고정 위치에서 유지될 수 있거나, 다르게는 상부 가압 부재(30)는 절곡 사이클에 있어서 휴지 고도(rest elevation)와 가압 절곡 고도 사이에서 승강될 수 있다.
하부 가압 부재(32)는 복수개의 조절 가능한 장착 지주(54)에 의해 다층 기부(52)에 대해 이격 관계로 부착된 윤곽형 또는 링형 성형 부재(50)를 포함한다. 지주(54)의 길이는 성형 링(50)의 요구되는 위치 설정을 성취하기 위하여 조절될 수 있다. 성형 링(50)은 윤곽에 있어서 절곡될 유리 시트(12)와 일치하며, 성형 링의 상부면에는 상부 부재 성형면(38)에 대해 상호 보완적인 오목형 성형면(56)이 마련된다. 성형 링(50)과, 절곡 컨베이어 시스템(28) 및 기부(52) 형태에 대한 성형 링의 관계는 이하에서 더욱 완전하게 설명될 것이다.
기부(52)는 수직 왕복 이동하도록 장착된 하부 플래튼(58) 상에 지지된다. 하부 플래튼(58)을 코너 지주(22)에 의해 한정된 정밀 수직 경로로 구속하는 안내 수단(60)이 코너에 마련된다. 하부 플래튼(58)은 구조물의 중간에 장착된 추가의 종방향 빔(24) 또는 횡방향 빔(26)에 의해 지지되어진 장착 프레임(62) 상에 장착된 유체 작동기(actuator, 64)에 의해 수직 이동하도록 구성된다. 유체 작동기(64)의 피스톤 로드(66)는 플랫폼(58)을 승강시키기 위하여 플랫폼(58)에 부착된다. 피스톤 로드(66)는 하부 가압 부재(32) 및 이에 의해 지지된 성형 링(50)을, 컨베이어(28)의 롤(68) 아래의 하강 위치와 롤(68)로부터 가열된 유리 시트(12)를 들어 올려 유리(12)를 상부 가압 부재(30)에 대항하여 상호 보완적인 성형면(38, 56) 사이에서 가압하는 롤 상부의 상승 위치 사이에서 상승시켜, 유리 시트를 소정 곡률로 성형하도록 한다. 절곡에 이어서, 피스톤 로드(66)는 성형 링(50)을 컨베이어 롤(68) 아래로 하강시키기 위하여 후퇴되고, 절곡된 유리 시트를 컨베이어 롤(70) 상의 인접 냉각 섹션으로 전진시키기 위하여 절곡된 유리 시트를 컨베이어 롤(68) 상에 적재한다.
측방향으로 이격된 위치 설정기 정지부(locator stop, 72)는 유리 시트(12)를 가압 부재(30, 32)에 대한 소정 위치에 정지시켜 정밀하게 위치시키기 위하여 전진하는 유리 시트(12)의 경로에 적절하게 배치된다. 각각의 정지부(72)는 유체 작동기(76)의 피스톤 로드(74)에 부착된다. 작동기(76)는 절곡 컨베이어 시스템(28) 상부의 롤(68) 상의 시트(12)의 이동 경로 내에 있는 상부 위치와 그 아래의 하부 위치 사이에서 시간 순서대로 정지부(72)를 승강시키도록 작동할 수 있다.
각각의 작동 단계 중에 유리 시트(12)의 이동 속도는 유리 시트(12)에 대해 수행되는 작동에 적당하게 되도록 (도시되지 않은) 모터 제어 시스템에 의해 제어된다. 3단계의 각각에서 컨베이어 속도를 제어하는 데 사용되는 가변 속도 모터 모두는 모터 제어 센터에 연결되고, 모터의 속도를 가변시키기 위하여 이루어진 임의의 조절(즉, 노 컨베이어는 유리의 온도를 상승시키기 위해서 감속됨)은 각각의 속도 비율을 유지하기 위하여 다른 컨베이어 섹션의 속도 비율에서의 대응하는 조절에 영향을 미친다.
가압 절곡 장치(10)의 컨베이어 시스템(28)에 대해서는, 도3에 도시된 컨베이어 구동부(80)는 롤(68)이 장착된 구동축(78)을 구동하는 데 사용된다. 구동축(78)은 각각의 단부에서 그리고 축(78)의 중간에서 축 베어링(82)에 의해 지지된다. 가변 속도 모터(84), 기어 감소 기구(86) 및 무단 체인 구동부(88)는 2개의 예비성형 컨베이어 롤(18)에 연결된 피니언(90)과, 타이밍 벨트 기구(96) 상의 입력 기어를 구동하도록 짧은 축(94)에 연결된 구동 피니언(92)을 구동시키는 데 사용된다. 제1 타이밍 벨트 기구(96)의 출력은 컨베이어 구동축(78A)들 중 하나를 구동시키는 데 사용된다. 이때, 제2 타이밍 벨트 기구(98)는 가압 절곡 장치(10)에서 축(78)의 밸런스를 회전 가능하게 구동시키는 데 사용된다.
하부 플래튼(58)에 장착된 하부 가압 부재(32)는 도4 및 도7에 더욱 상세히 도시되어 있다. 플래튼 테이블(100)은 하부 플래튼(58)에 대한 표준 연결 수단을 제공한다. 이때, 어댑터 판(102)은 플래튼 테이블(100)에 볼트 체결된다. 그리고 나서, 각각의 라인을 위한 기부판(104)은 어댑터 판(102)에 부착된다. 복수개의 수직 스페이서(spacer, 106)는 기부판(104) 상에서 보조판(108)을 지지하는 데 사용되고, 이는 기부판(104)과 보조판(108) 사이의 한 쌍의 구멍(110)에 의해 한정된 인상 수단을 생성한다. 지주(54) 및 작동기(76)는 보조판(108) 상에 장착된다.
구멍(110)은 지게차(fork lift)의 (도4에서 가상선으로 도시된) 타인(tine, 112)을 수용하고 이에 의해 들어 올려지도록 하는 크기로 되어 있으며, 이는 가압 절곡 장치(10)에 대한 하부 가압 부재(32)의 설치 및 제거를 용이하게 하기 위하여 [플래튼(58)으로부터 분리된 때] 하부 가압 부재(32)를 들어올리는 데 사용될 수 있다. 게다가, 하부 가압 부재(32)는 어댑터 판(102)에 장착된 한 쌍의 단부벽(114)을 포함한다. 하부 가압 부재(32) 및 절곡 컨베이어 시스템(28)의 동시 설치 및 제거 동안에 컨베이어 구동축(78)을 수용 및 지지하도록 단부벽의 상부 모서리에 둥근 홈 또는 슬롯(114)이 형성된다.
절곡 컨베이어 시스템(28)은 가압 절곡 장치의 코너 지주(22)에 독립적으로 장착된다. 가압 절곡 롤(68) 및 하부 가압 부재(32)는 통상적으로는 절곡되는 유리의 특정 모델에 대해 설계되어 이 모델과 독점적으로 사용된다. 결국, 롤(68) 및 하부 가압 부재(32)를 갖는 절곡 컨베이어 시스템(28)은 가압 절곡 장치(10)에서 독립적으로 장착되지만 가압 절곡 장치(10)에 동시에 설치 및 제거되어, 후속의 생산 사용을 위해 유니트로서 보관된다.
절곡 컨베이어 시스템(28)은 지지 아암(120)(도2 및 도4 내지 도7)에 의해 코너 지주(22)에 고정된 롤 빔(118) 상에 장착된다. 2개의 지지 아암(120)은 가압 절곡 장치(100의 각각의 측면에서 코너 지주(22)에 용접된다. 지지 아암(120)은 코너 지주(22)에 대해 직각으로 연장되고, 대체로 직사각형이다. 그리고 나서, 2개의 롤 빔(118)은 지지 아암(120)의 상부면에 평행 관계로 용접 또는 볼트 체결된다. 롤 빔(118)은 가압 절곡 장치(10) 상에서 고정 위치에 남아 있다. 롤 빔(118)은 롤 빔(118)의 전체 길이로 연장하는 종방향의 뒤집힌 T자형 슬롯(122)을 포함한다.
컨베이어 구동축(78)을 지지하는 축 베어링(82)은 롤 빔(118) 상에 장착된 장착 레일 또는 트랙(124)에 고정된다. 장착 레일(124)은 뒤집힌 T자형 슬롯(122) 내에서 레일(124)을 정렬시키도록 장착 레일의 바닥면에서 돌기(boss, 126)를 포함한다. 상부면은 베어링(82)의 장착 기부(130) 상의 대응하는 돌출부(lug)를 수용하는 채널(128)을 포함한다. 베어링(82)은 볼트(132)에 의해 레일(124)에 고정된다. 2개의 장착 레일(124)은 장착 볼트(134) 및 T자형 너트(136)에 의해 2개의 롤 빔에 고정된다.
2개의 크로스 바아(138)는 장착 레일(124)에 장착된 브래킷(140)에 연결된다. 크로스 바아(138)는 부가적인 강성을 제공하며, 장착 레일(124)을 롤 빔(118)에 고정할 때 정렬을 보장한다. 장착 레일(124)이 롤 빔(118)으로부터 분리되고 하부 가압 부재(32) 및 컨베이어(28)가 장치(10)에 설치되거나 장치로부터 제거될 때, 축(78)은 단부벽(114)의 슬롯(116) 내에 고정된다. 베어링(82)은 컨베이어(28)가 임의의 방향으로 이동될 수 없고 보관 목적을 위해 하부 가압 부재(32) 내에 보유되도록 단부벽(114)의 외부면 부근에 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 지게차의 타인(112)은 하부 가압 부재(32)를 들어올리도록 보조판(108)과 최초에 결합한다. 짧은 수직 상승 후에, 타인(112)은 전술된 바와 같이 단일 부조립체를 형성하도록 연동된 하부 가압 부재(32) 및 컨베이어(28)를 동시에 들어올리기 위해 크로스 바아(138)와도 결합한다.
가압 절곡 장치(10)는 가압 절곡 장치(10) 전체가 생산 라인으로부터 제거되고 유리 시트를 절곡시키는 적절한 가압 절곡 컨베이어(28), 상부 가압 부재(30) 및 하부 가압 부재(32)를 갖는 유사한 장치로 대체될 수 있도록 조절 가능 휘일(142)(도1) 상에 장착된다. 가압 절곡 장치 전체를 변경할 때, 최소한의 구동 및 제어 부재를 분리시키고, 하나의 가압 절곡 장치(10)를 다른 장치로 교체하며, 구동 및 제어 부재를 재연결하고, 가압 절곡 장치를 생산 라인의 노 및 냉각 유니트에 대하여 정렬시켜 높이를 맞추는 것만이 필요하다. 컨베이어 롤 및 성형 부재를 생산 라인으로부터 멀리 설치하고 시험함으로써 상당한 생산 시간량이 절감될 수 있다.
가압 절곡 장치(10)는 정렬 및 높이 맞춤을 위하여 조절 가능한 휘일 및 높이 맞춤 지지체를 포함할 수 있다. 미국 특허 제4,872,898호에 기재된 중심 및 높이 맞춤용 장치는 본 명세서에서 참조되어 합체되었다.
생산 설비에 있어서, 생산 라인의 횡방향으로 연장되는 레일은 제1 가압 절곡 장치를 생산 라인으로부터 멀리이동시키고, 소정의 절곡된 유리편을 생산하도록 설치된 제2 가압 절곡 장치를 생산 라인의 위치로 다시 이동시키는 데 사용된다. 일단 가압 절곡 장치가 생산 라인으로부터 멀리 이동되면, 하부 가압 부재(32)의 구멍(110)은 지게차가 장치(10)로부터 하부 가압 부재(32) 및 컨베이어(28)를 들어올리고 다른 부조립체를 장치(10) 내로 설치하는 데 사용될 수 있도록 접근 가능하게 된다.
가압 절곡 컨베이어(28), 상부 가압 부재(30) 및 하부 가압 부재(32)의 조립, 정렬 및 시험은 상당한 시간 및 노력을 요구한다. 일단 허용 가능한 생산이 달성되면, 이러한 부조립체는 완성된 부조립체로서 유지 및 보관된다. 제한된 개수의 절곡된 유리 생산 모델만이 생산되는 생산 작업에 있어서, 별개의 가압 절곡 장치(10)가 각각의 모델에 대해서 유지될 수 있다.
많은 개수의 절곡된 유리 모델이 생산되는 생산 작업에 있어서, 각각의 모델에 대한 부조립체[상부 가압 부재(30) 및 컨베이어-하부 가압 부재(28, 32)]만을 유지하는 것이 일반적으로 양호하다. 부조립체는 랙(rack) 내에서 보관될 수 있고, 생산 작업에 필요할 때 가압 절곡 장치(10)의 프레임 구조 내에 설치될 수 있다. 결국, 상부 플래튼(40), 하부 플래튼(58) 및 관련 위치 설정 구동 장비를 갖는 단지 2개 또는 3개의 프레임 구조물이 제조 설비에 있어서 일반적으로 요구된다. 하나의 가압 절곡 장치(10)가 생산 라인에서 사용 중인 동안, 다음의 계획된 생산 모델을 위한 상부 가압 부재(30) 및 가압 컨베이어-하부 가압 부재(28, 32)가 생산 라인에의 투입을 위한 제2 가압 절곡 장치(10) 내에 설치될 수 있다.
상부 가압 부재(30)를 변경하는 데 있어서, 기부 구조물(34)은 상부 플래튼(40)으로부터 볼트가 해제된다. 기부 구조물(34)은 상부 금형 요소(36)의 형태를 조절하기 위하여 조절 지주(144)를 갖는 기부판(146)을 포함한다. 기부판(146)은 상부 가압 부재(30)를 승강 및 이동시키기 위해 사용되는 구조 부재이다. 상부 가압 부재(30)를 가압 절곡 장치(10)로부터 제거하고 상이한 상부 가압 부재를 삽입하는 데 있어서 지게차 또는 다른 인상 수단이 사용될 수 있다.
하부 가압 부재(32) 및 가압 컨베이어(28)는 가압 절곡 장치(10)에 대해 유니트로서 설치 및 제거된다. 하부 가압 부재(32)는 하부 플래튼(58)에 부착되고, 롤(68) 및 축(78)을 포함하는 가압 컨베이어(38)는 전술된 바와 같이 롤 빔(118)에 부착된다. 도7은 이러한 부조립체가 완전히 부착되어 생산 작업 내에 있는 것처럼, 하부 가압 부재(32) 및 가압 컨베이어(28)를 도시한다. 일단, 장치(10)가 생산 라인으로부터 제거되고 하부 가압 부재(32)가 플래튼(58)으로부터 분리되며 컨베이어(28)의 장착 레일(124)이 롤 빔(118)으로부터 분리되면, 하부 가압 부재는 전술된 바와 같이, 장착 레일(124)이 롤 빔(118)으로부터 들어 올려지고 축(78)이 단부벽(114)(도4)의 슬롯(116) 내에서 지지될 때까지, 구멍(110) 내의 지게차 타인에 의해 들어 올려진다. 하부 가압 부재(32) 및 컨베이어(28)는 부조립체 유니트로서 제거되고 보관되며, 적절한 부조립체 유니트가 생산 라인의 부조립체 유니트(10)의 다음 순번용 가압 절곡 장치(10) 내에 설치된다. 일단, 상부 가압 부재와, 컨베이어(28)를 갖는 하부 가압 부재(32)가 생산 사용을 위해 조립, 시험 및 승인되었다면, 후속 생산 사용에 대해 이러한 품질 수준을 유지하는 것은 비교적 쉽다.
자동차 제조업자에 의해 실행되는 적시(just in time) 분배 시스템에 의해 그리고 생산 중단 시간 및 재고 수준을 최소화하기 위한 비용 압력에 의해, 자동차 유리 생산자는 효율적이고 신뢰성 있으며 고품질의 비용 효과적인 생산 모델 변경 수단을 구비하는 것이 필수적이다. 상호 교환 가능한 가압 부재(30, 32) 및 컨베이어(28) 부조립체를 갖는 2 이상의 가압 절곡 장치(10)의 사용은 이러한 능력을 제공한다.
가압 절곡 장치(10)에 의해 요구되는 품질을 성취하는 데 있어서의 주요 인자들 중 하나는 하부 가압 부재(32)의 하부 링 부재(50)와 컨베이어(28)의 롤(68) 사이의 형태 및 관계이다. 유리 시트의 처짐 및 다른 열화에서의 문제점을 극복하는 것은 측면 창문용 자동차 유리의 두께를 6.35 mm(0.25 인치)로부터 3 mm(0.118 인치)로 감소시키는 것에 의해 더욱 도전 받고 있다.
초기의 가압 절곡 장치에서, 하부 가압 부재와 관련하여 유리 시트를 지지 및 이송하는 가압 절곡 컨베이어 롤은 시트의 이동 경로의 횡방향으로 연장되는 균일한 직경의 직선형 롤이었다. 일련의 롤은 하부 가압 부재의 연속 개방 링의 경계 내에 배치되어, 유리의 경로의 횡방향으로 연장되는 축 상에 장착되었다. 유리 시트가 절곡된 후에, 롤은 절곡된 시트의 외주에 대해 전혀 지지력을 제공하지 못하였고, 이는 얇은 유리가 사용될 때 처짐에 의한 문제점을 야기하였다.
후속의 개발은 가압 절곡 후에 상부에 적재되어 있는 절곡된 시트에 부과되는 곡률을 취하는 가요성 롤의 사용과, 절곡되기 전에 시트를 지지하도록 공통 평면 내에 배치되고, 하부 가압 부재로부터 절곡된 시트를 수용하도록 시트에 부여된 곡률에 대해 상호 보완적인 지지면을 한정하기 위하여 하방으로 피벗되는 아치형의 중간 섹션을 갖는 롤의 사용을 포함하였다. 이러한 후속의 롤 형태에 있어서, 링형 구성을 갖는 하부 가압 부재는 소정의 윤곽 패턴으로 단부 대 단부로 배열된 복수개의 세그먼트의 적어도 일부분으로 구성된 링형 성형 레일을 이용한다. 성형 레일 세그먼트들의 인접한 단부들은 가압 절곡 사이클에서 하부 가압 부재의 승강 중에 인접한 롤들 사이에서 성형 레일이 통과하도록 충분히 이격된다.
불규칙한 윤곽 또는 복잡한 형태를 갖는 자동차 유리 시트의 스타일링의 출현으로 인해, 횡방향으로 연장되는 롤은 성형 레일과 기울기를 가지고 또는 예각으로 교차할 수 있으므로 부가적인 문제에 직면하게 된다. 결과적으로, 종래의 직선 롤의 통과를 위해 성형 레일에서 요구되는 공간 또는 간극은 지지되지 않은 가열 연화된 얇은 유리가 간극 내로 처지게 되어 허용될 수 없는 형상을 얻는 정도까지 증가하였다.
분할형 성형 레일에 의해 야기된 유리에서의 처짐 문제점 때문에, 유리 시트의 외주 둘레에서 중단되지 않는 지지를 제공하도록 연속 윤곽 성형 레일을 채용한 롤 시스템이 개발되었다. 미국 특허 제5,004,492호에서는, 내부 성형 레일 및 외부 성형 레일에서 유리 시트를 지지 및 이송하도록 별개의 개별 롤이 마련된다. 내부 롤과 외부 롤 사이에서 성형 레일 아래에 특별한 축 형태 및 구동 수단이 제공된다.
다른 롤 형태가 미국 특허 제5,292,356호 및 제5,297,669호에 기재되어 있다. 오목형 컨베이어 롤은 노의 출구 단부로부터 가압 절곡 구역 내로 점차적으로 증가하는 곡률을 가지며, 이는 상부 가압 부재와 하부 가압 부재 사이에서 시트를 절곡시키기 전에 유리 시트를 점차적으로 예비성형한다. 게다가, 가압 롤은 레일이 하강 위치에 있을 때 하부 가압 부재의 성형 레일 아래로 통과하는 롤의 각각의 단부에서 U자형 부분을 포함한다. 미국 특허 제5,292,356호의 도3은 롤["덕 언더(duck under)" 롤]의 이러한 U자형 부분과, 유리 시트의 곡선형 모서리를 따른 지지력의 부족에 의해 야기되는 잠재적인 처짐 문제점을 도시한다.
본 발명에서, 예비성형 롤(18)은 내부 중공 고정 코어 부재(148)와, 이를 중심으로 회전 가능한 외부 가요성 하중 지지 슬리브(150)로 구성되는 윤곽형성식(contoured type)이다. 이러한 윤곽형성식 컨베이어 롤은 본 명세서에서 참조되어 합체된 미국 특허 제3, 05,794호에 기재 및 설명되어 있다. 도7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예비성형 롤(18)은 2개의 윤곽형성 부분(152)을 포함한다. 증가하는 곡률을 갖는 윤곽형성 롤(18)은 유리 시트(12)를 예비성형하도록 가압 절곡 장치(10) 내로 안내하기 위해 채용될 수 있다. 후성형 윤곽형성 롤(70)은 유사한 구성의 것이며, 절곡된 시트를 가압 절곡 장치(10)로부터 절곡된 유리(12)를 냉각하는 인접한 처리 스테이션으로 이송하도록 하는 윤곽이 형성된다.
코어 부재(148)는 스테인레스강 튜빙 또는 다른 유사한 재료로부터 형성된다. 일단부에서, 컨베이어 롤(18)의 코어 부재(148)는 회전 가능한 슬리브(150)를 지나 연장되고, 구조 프레임의 장착 레일(124) 상의 적당한 장착 수단(156)에 의해 회전에 대항하여 고정된다. 코어 부재(148)의 타단부는 회전 가능 칼라(collar, 158)에 의해 대향 장착 레일(124)에 고정된다. 또한, 외부 슬리브(150)는 커플링 부재(160)에 의해 회전 가능 칼라(158)에 부착된다. 앞에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 피니언(90)의 회전은 컨베이어 롤(18)의 외부 슬리브(150)가 제어되는 방식으로 회전되게 한다.
가압 절곡 장치(10)의 컨베이어(28)는 장착 레일(124)들 사이에서 회전 가능하게 연결된 평행 축(78)을 포함한다. 축(78) 상에 장착된 일련의 롤(68)은 하부 가압 부재(32)의 링형 성형 레일(50) 내부에 배치된다. 각각의 컨베이어 롤(68)은 알루미늄 등의 적당한 재료로 형성된다. 롤(68)은 내부 구멍(162)(도8)을 형성하도록 중공으로 될 수 있으며, 내부 구멍(162)은 축(78) 상에 지지될 롤(68)의 중량을 저감하며, 하부 가압 부재(32) 및 컨베이어(28) 조합을 변경할 때 들어올리게 되는 중량을 저감한다.
도8에 도시된 바와 같이, 각각의 롤(68)은 롤(68)의 단부 부분(164)이 높이 h를 갖도록 모래 시계 형상을 갖는다. 롤(68)은 단부 부분(164)으로부터 내측으로 롤(68)의 중심으로 횡단면이 점차적으로 감소하여, 가열 연화된 절곡된 유리 시트(12)의 곡률과 상호 보완적인 곡선형 오목 지지면(116)을 정면에서 제공하도록 한다. 지지면은 가압 절곡 장치(10) 외부로 이송하는 동안에 절곡된 시트(12)가 소정 형상을 벗어나 처지는 것을 방지하기 위하여 절곡된 시트(12)에 대해 우수한 지지를 제공한다.
롤(68)의 단부 부분(164)의 높이 h는 링 성형 레일(50)의 두께보다 커야 한다. 이러한 관계는 성형 레일(50)이 연속 링으로서 형성되게 하며, 유리 시트가 가압 절곡 장치(10)로 진입하고 이로부터 빠져나감에 따라 성형 레일(50)이 유리 시트(12)의 경로부터 제거될 수 있게 한다. 유리 시트(12)의 외부 모서리와 단부 부분(164)의 외부 모서리 사이에서 도8에 도시된 거리 d를 최소화함으로써 처짐이 감소 또는 제거될 수 있다. 성형 레일(50)은 d를 최소화하도록 단부 부분(164)에 가능한 한 근접하게 장착된다.
분할형 링 성형 레일을 이용하는 종래 기술의 가압 절곡 장치는 링에서 간극을 가지며, 이는 가열 연화된 유리가 간극 구역에서 처지게 한다. 또한, 종래 기술의 연속 링 가압 절곡 장치는 롤이 유리 시트의 외주에서 요구되는 지지를 제공할 수 없기 때문에 처짐으로 인한 문제점을 갖는다. 예컨대, 전술된 연속 링을 갖는 덕 언더 컨베이어 롤은 본 발명의 약 25.4 mm(1 인치) 이하의 거리 d와 비교할 때 약 127 mm(5 인치)의 거리 d를 갖는다. 게다가, 롤(68)의 모래 시계 형상은 롤(68)이 회전됨에 따라 지지면(166)이 유리 시트(12)를 연속적으로 지지하게 한다.
도8에 도시된 롤(68)은 절곡된 유리 시트(12)의 표면을 보호하기 위하여 적당한 재료(168)로 피복된다. 재료(168)는 내열성이어야 하며, 절곡된 유리 시트(12)의 표면에 흠집을 내지 않을 정도로 연성이어야 한다. 적당한 재료는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이.아이. 듀폰 드 네모아 앤드 코.에 의해 상표명 "케블라(KEVLAR)"로 판매된다.
롤(168) 상의 재료(168)는 롤(68)의 각각의 단부에서 보유 장치에 의해 보유된다. 도8에 도시된 보유 장치는 롤(68)의 단부에서 보유홈(172) 내에 위치된 O-링(170)이다.
도9 내지 도10은 롤(68)을 축(78)에 고정하는 데 사용되는 장치를 도시한다. 롤(68)의 일단부를 배치시키는 위치에서 축(78) 내에 구멍이 드릴 가공된다. 축 구멍에 보유 키이(key, 174)가 삽입된다. 롤(68)은 롤(68)이 축(78) 상의 위치로 활주될 때 키이(174)를 수용하기 위하여 단부면(176)에서 구멍을 포함한다. 롤(68)을 축(78) 상의 소정 위치에서 보유 및 고정하는 로킹 볼트(178)를 삽입하기 위하여 단부면(176)에 볼트 구멍이 드릴 가공된다.
도면에 도시된 가압 절곡 장치(10)는 2개의 링형 성형 부재(50) 및 2세트의 컨베이어 롤(68)이 링 부재(50)의 가장자리 윤곽 내에 장착된 2중 라인이다. 각각의 축(78)은 각각의 링 부재(50)에 대한 2개의 컨베이어 롤(68)을 포함한다. 가압 절곡 장치는 한 번에 하나의 유리 시트를 절곡하는 단일 라인으로서 또는 컨베이어 시스템(28) 상에서 평행하게 이송되는 2개의 유리 시트를 절곡하는 2중 라인으로서 설치될 수 있다. 제어 시스템에 대한 미소한 변경은 공정 중에 2개의 유리 시트(12)를 감지하는 것과 2개의 위치 정지부(72)를 제어하는 것을 용이하게 한다. 가압 절곡 장치(10)에서의 2중 라인 생산 능력은 가압 절곡 장치(10)의 비용을 상당히 증가시키지 않고도 상당한 생산 유연성을 부가한다.
특허법 조항에 따르면, 본 발명은 본 발명의 양호한 실시예를 나타내는 것으로 여겨지는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 정신 또는 범주로부터 벗어남이 없이, 구체적으로 도시되고 설명된 것 이외의 것으로 실시될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (17)

  1. 가열 연화된 유리 시트를 가압 절곡하는 장치에 있어서,
    프레임과,
    유리 시트를 절곡하도록 상기 프레임에 장착되어 있고, 상호 보완적인 성형면을 갖는 대향하여 수평으로 배치된 하부 가압 부재 및 상부 가압 부재를 포함하는 절곡 금형-하부 가압 부재는 유리 시트의 가장자리 윤곽과 일치하는 연속 외주 성형 레일을 구비함-과,
    성형 레일을 제1 유리 시트를 수용하는 하강 위치와, 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이에서 제1 유리 시트를 성형하는 상승 위치와, 제1 유리 시트가 절곡된 후에 제1 유리 시트를 전달하고 나서 제2 유리 시트를 수용하는 하강 위치에 배치하기 위하여, 하부 가압 부재를 선택적으로 승강시키도록 상기 프레임 상에 장착된 구동 수단과,
    상기 프레임의 가열 단부로부터 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이의 절곡 구역을 통해 상기 프레임의 냉각 단부로의 소정의 대체로 수평인 경로를 따라 유리 시트를 이동시키도록 상기 프레임 상에 장착된 컨베이어와,
    복수개의 컨베이어 롤을 포함하며,
    상기 컨베이어는 하부 가압 부재의 성형 레일 아래의 경로를 횡방향으로 가로질러 연장되는 복수개의 회전 가능하게 장착된 평행 수평축을 절곡 구역에서 구비하고,
    각각의 컨베이어 롤은 컨베이어 롤이 상기 성형 레일의 가장자리 윤곽 내에 배치되도록 수평축들 중 하나에 종방향으로 회전 가능하게 고정되며,
    상기 컨베이어 롤은 성형 레일의 대향 측면에 근접하여 위치되고 축으로부터 반경 방향으로 연장되는 대향 단부 부분을 구비하고,
    상기 컨베이어 롤은 절곡된 후에 유리 시트의 곡률과 상호 보완적인 오목 지지면을 제공하고 유리 시트가 절곡된 후에 유리 시트를 수용하며 절곡된 유리 시트가 상기 경로를 따라 상기 프레임의 냉각 단부로 전달될 때 절곡된 유리 시트에서 곡률을 유지하기 위하여, 단부 부분으로부터 횡단면이 점차적으로 감소하는 균일한 직경을 가지며,
    성형 레일은 성형 레일이 유리 시트의 경로를 따른 이동을 용이하게 하는 하강 위치에 있을 때 상기 컨베이어 롤의 지지면 아래에 위치되고, 성형 레일이 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이에서 유리 시트를 성형하는 상승 위치에 있을 때 상기 컨베이어 롤 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상부 가압 부재를 선택적으로 승강시키도록 상기 프레임 상에 장착된 제2 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어는 유리 시트가 절곡 구역으로 진입하기 전에 유리 시트를 예비성형하도록 상기 프레임의 가열 단부에 장착된 복수개의 윤곽 형성 예비성형 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컨베이어는 유리 시트를 절곡 구역으로 그리고 절곡 구역으로부터 동시에 이송하기 위하여 수평축에 연결된 컨베이어 구동부와 예비성형 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨베이어 구동부는 복수개의 수평축을 구동하기 위하여 타이밍 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프레임 상에 장착된 제2 절곡 금형과, 2개의 유리 시트를 동시에 절곡하도록 상기 제2 절곡 금형의 성형 레일의 가장자리 윤곽 내에 배치된 복수개의 제2 컨베이어 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 절곡 금형과 제1 절곡 금형은 상기 프레임 상에 서로 이격 관계로 위치되어 유리 경로에 대해 횡방향 관계로 정렬되어 있으며, 복수개의 제1 컨베이어 롤들의 컨베이어 롤과 복수개의 제2 컨베이어 롤들의 컨베이어 롤은 2개의 유리 시트를 병렬 처리하도록 수평축 상에 장착된 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  8. 제1항에 있어서, 컨베이어 롤에는 중공 중심부가 마련된 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  9. 제1항에 있어서, 컨베이어 롤은 유리 시트와 맞닿도록 연성 내열성 재료로 피복된 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어 상에 장착된 위치 설정 정지부를 포함하며, 상기 위치 설정 정지부는 절곡 구역에서 유리 시트의 위치를 설정하기 위하여 위치 설정 정지부를 승강시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 컨베이어, 상기 위치 설정 정지부, 및 상기 절곡 금형용 구동 수단의 작동을 제어 및 순차 배열하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  12. 유리 시트를 가열하는 노와 절곡된 유리 시트를 템퍼링 또는 어닐링하는 냉각 섹션 사이에서 정렬된 순서로 장착되어, 가열 연화된 유리 시트를 절곡하는 가압 절곡 장치에 있어서,
    프레임을 정렬된 순서로 작동 위치 내로 그리고 작동 위치 외부로 횡방향으로 이동시키는 수단과, 프레임 내에 왕복 이동하도록 장착된 상부 플래튼 및 하부 플래튼을 구비하는 가동 프레임과,
    유리 시트를 절곡하는 상호 보완적인 성형면을 갖는 대향하여 수평으로 배치된 하부 가압 부재 및 상부 가압 부재를 구비한 유리 시트 절곡용 절곡 금형과,
    상기 프레임 내의 하부 플래튼 상에 하부 가압 부재를 임시 장착하도록 하부 가압 부재에 고정된 하부 기부, 및 상기 프레임 내의 상부 플래튼 상에 상부 가압 부재를 임시 장착하도록 상부 가압 부재에 고정된 상부 기부와,
    하부 가압 부재를 제1 유리 시트를 수용하는 후퇴 위치와, 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이에서 제1 유리 시트를 성형하는 상승 위치와, 제1 유리 시트가 절곡된 후에 제1 유리 시트를 전달하고 나서 제2 유리 시트를 수용하는 후퇴 위치에 배치하기 위하여, 하부 플래튼 및 하부 가압 부재를 선택적으로 승강시키도록 상기 프레임 상에 장착된 구동 수단과,
    상기 절곡 금형의 하부 가압 부재 둘레에 위치되고 상기 프레임 상에 독립적으로 장착되며, 유리 시트를 상기 프레임의 가열 단부로부터 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이의 절곡 구역을 통해 상기 프레임의 냉각 단부로 소정의 수평 경로를 따라 이동시키며, 상기 경로를 횡방향으로 가로질러 연장되는 복수개의 회전 가능하게 장착된 평행 수평축을 절곡 구역에서 구비하는 컨베이어와,
    상기 프레임이 라인 위치로 그리고 라인 위치 외부로 이동되고 상부 기부가 상기 프레임 내의 상부 플래튼으로부터 분리된 때, 상부 가압 부재를 상기 프레임으로부터 선택적으로 설치 및 제거하도록 상기 상부 기부 상에 형성된 상부 인상 수단과,
    상기 하부 기부 상에 형성된 하부 인상 수단과, 상기 컨베이어 상에 형성된 상호 보완적인 인상 수단과, 상기 프레임이 라인 위치로 그리고 라인 위치 외부로 이동될 때 상기 프레임에 대해 하부 가압 부재 및 상기 컨베이어를 선택적으로 동시에 설치 및 제거하도록 상기 하부 기부와 상기 컨베이어 사이에 형성된 연동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하부 기부에 형성된 하부 인상 수단은 인상 장치를 수용하는 인상 구멍을 한정하도록 평행 이격 관계로 상기 하부 기부에 장착된 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 컨베이어에 형성된 상호 보완적인 인상 수단은 상기 프레임의 가열 단부에서 유리 시트의 경로에 대해 횡방향으로 위치된 제1 크로스 바아와, 상기 프레임의 냉각 단부에서 유리 시트의 경로에 대해 횡방향으로 위치된 제2 크로스 바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  15. 제12항에 있어서, 연동 수단은 상기 하부 가압 부재의 대향 측면에서 상기 하부 기부에 대해 직각으로 연장된 한 쌍의 평행 벽을 포함하며, 상기 벽은 상기 컨베이어의 수평축에 대해 직각으로 정렬되어 있고, 상기 컨베이어의 수평축을 수용하도록 상기 벽의 상부 모서리에 형성된 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 컨베이어는 프레임 상에 장착된 한 쌍의 롤 빔과, 상기 롤 빔에 임시 연결된 한 쌍의 장착 레일을 포함하며, 상기 장착 레일 각각은 상기 컨베이어의 수평축의 단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
  17. 유리 시트를 가열하는 노와 절곡된 유리 시트를 템퍼링 또는 어닐링하는 냉각 섹션 사이에서 정렬된 순서로 장착되어, 가열 연화된 유리 시트를 절곡하는 가압 절곡 장치에 있어서,
    프레임을 정렬된 순서로 작동 위치 내로 그리고 작동 위치 외부로 횡방향으로 이동시키는 수단과, 프레임 내에 왕복 이동하도록 장착된 상부 플래튼 및 하부 플래튼을 구비하는 가동 프레임과,
    상호 보완적인 성형면을 갖는 대향하여 수평으로 배치된 하부 가압 부재 및 상부 가압 부재를 구비하여 유리 시트를 절곡하도록 상기 프레임 상에 장착된 절곡 금형-하부 가압 부재는 유리 시트의 가장자리 윤곽과 일치하는 연속 외주 성형 레일을 가짐-과,
    상기 프레임 내의 하부 플래튼 상에 하부 가압 부재를 임시 장착하도록 하부 가압 부재에 고정된 하부 기부, 및 상기 프레임 내의 상부 플래튼 상에 상부 가압 부재를 임시 장착하도록 상부 가압 부재에 고정된 상부 기부와,
    성형 레일을 제1 유리 시트를 수용하는 후퇴 위치와, 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이에서 제1 유리 시트를 성형하는 상승 위치와, 제1 유리 시트가 절곡된 후에 제1 유리 시트를 전달하고 나서 제2 유리 시트를 수용하는 후퇴 위치에 배치하기 위하여, 하부 플래튼 및 하부 가압 부재를 선택적으로 승강시키도록 상기 프레임 상에 장착된 구동 수단과,
    상기 절곡 금형의 하부 가압 부재 둘레에 위치되고 상기 프레임 상에 독립적으로 장착되며, 유리 시트를 상기 프레임의 가열 단부로부터 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이의 절곡 구역을 통해 상기 프레임의 냉각 단부로 소정의 수평 경로를 따라 이동시키며, 하부 가압 부재의 성형 레일 아래에서 상기 경로를 횡방향으로 가로질러 연장되는 복수개의 회전 가능하게 장착된 평행 수평축을 절곡 구역에서 구비하는 컨베이어와,
    복수개의 컨베이어 롤과,
    상기 프레임이 라인 위치로 그리고 라인 위치 외부로 이동되고 상부 기부가 상기 프레임 내의 상부 플래튼으로부터 분리된 때, 상부 가압 부재를 상기 프레임으로부터 선택적으로 설치 및 제거하도록 상기 상부 기부 상에 형성된 상부 인상 수단과,
    상기 하부 기부 상에 형성된 하부 인상 수단과, 상기 컨베이어 상에 형성된 상호 보완적인 인상 수단과, 상기 프레임이 라인 위치로 그리고 라인 위치 외부로 이동될 때 상기 프레임에 대해 하부 가압 부재 및 상기 컨베이어를 선택적으로 동시에 설치 및 제거하도록 상기 하부 기부와 상기 컨베이어 사이에 형성된 연동 수단을 포함하며,
    각각의 컨베이어 롤은 컨베이어 롤이 상기 성형 레일의 가장자리 윤곽 내에 배치되도록 수평축들 중 하나에 종방향으로 회전 가능하게 고정되며,
    상기 컨베이어 롤은 성형 레일의 대향 측면에 근접하여 위치되고 축으로부터 반경 방향으로 연장되는 대향 단부 부분을 구비하고,
    상기 컨베이어 롤은 절곡된 후에 유리 시트의 곡률과 상호 보완적인 오목 지지면을 제공하고 유리 시트가 절곡된 후에 유리 시트를 수용하며 절곡된 유리 시트가 상기 경로를 따라 상기 프레임의 냉각 단부로 전달될 때 절곡된 유리 시트에서 곡률을 유지하기 위하여, 단부 부분으로부터 횡단면이 점차적으로 감소하는 균일한 직경을 가지며,
    성형 레일은 성형 레일이 유리 시트의 경로를 따른 이동을 용이하게 하는 후퇴 위치에 있을 때 상기 컨베이어 롤의 지지면 아래에 위치되고, 성형 레일이 하부 가압 부재와 상부 가압 부재 사이에서 유리 시트를 성형하는 상승 위치에 있을 때 상기 컨베이어 롤 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 가압 절곡 장치.
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