KR20010036954A - 유리제품의 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법 - Google Patents

유리제품의 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유리제품의 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상향 개구되어 일단이 상기 공기토출구의 개구연부에 고정되어 있는 고정부와 상기 고정부로부터 하향 연장되어 상기 공기덕트 내에 마련되며 적어도 하나의 측벽개구가 형성된 측벽부를 갖는 외측바스켓과, 회전축을 가지고 상기 외측바스켓의 내에 회전가능하게 설치되어 상기 외측바스켓의 측벽개구를 개폐하는 내측바스켓과, 상기 회전축을 회전시키는 구동부와, 상기 하부몰드의 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 하부몰드의 검출온도값에 기초하여 상기 구동부를 구동시킴으로써 상기 내외측바스켓 간의 측벽개구의 개도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 소정의 설정온도값으로 하부몰드의 온도를 정확하게 유지시킬 수 있게 된다.

Description

유리제품의 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법{COOLING DEVICE FOR GLASS FORMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은, 유리제품의 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정의 설정온도값으로 하부몰드의 온도를 정확하게 유지시킬 수 있도록 한 유리제품 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 용융로로부터 하부몰드에 용융유리물이 제공되면 하부몰드와 동축선상의 상방에 배치된 플런저(미도시)가 하강하여 하부몰드 내에 수용된 용융유리물(Gob)을 가압함으로써 하부몰드 내에 제공된 용융유리물은 유리제품으로 성형되게 되며, 유리제품의 성형공정이 완료된 후, 성형된 유리제품이 취출된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 음극선관용 유리제품의 성형설비는, 컬럼(112)과, 컬럼(112)을 중심으로 회전가능하게 배치되는 원반상의 턴테이블(114)을 가지며, 턴테이블(114)의 둘레방향에는 그 연부면에 유리제품의 성형 및 냉각, 취출을 위한 복수의 스테이션(＃1~＃11)을 이루는 하부몰드(120)들이 적치되어 있다.
제1스테이션에서는 용융로로부터 용융된 고브가 각 스테이션에 대응하도록 배치된 하부몰드(120) 내에 제공되며, 제3스테이션에서는 프레스 가압원리, 즉 소위 플런저(미도시)라 일컫는 프레스장치가 하부몰드(120) 내에 제공된 고브를 가압함으로써 유리제품을 성형하게 된다. 제5,제7 및 제9스테이션에서는 하부몰드(120)에 냉각공기를 분사하여 하부몰드(120)를 적정 온도로 냉각시키게 되며, 제11,제2 및 제4스테이션에서는 하부몰드(120)를 자연냉방 시키게 된다. 그리고, 제6스테이션에서는 성형 및 냉각된 유리제품을 하부몰드(120)로부터 취출하여 후공정으로 이송시키게 되며, 제8 및 제10스테이션은 하부몰드(120)가 빈 상태로 통과하게 된다.
이와 같이, 총 11개의 하부몰드(120)들은 턴테이블(114)의 회전에 의해 각기 그 나름대로의 스테이션을 형성하게 되는데, 특히, 하부몰드(120)의 냉각공정인, 제5,제7 및 제9스테이션에서는, 작업자가 턴테이블(114) 내의 공기덕트를 통해 하부몰드(120)의 저부면으로 토출되는 냉각공기의 양을 조절함으로써 하부몰드(120)의 온도를 적절하게 유지시키게 된다. 여기서, 제5,제7 및 제9스테이션이 모두 하부몰드(120)를 냉각시키는 스테이션이라 하더라도 각 스테이션마다 설정된 하부몰드(120)의 설정온도값이 있으므로, 이를 정확히 유지시켜야만 성형된 유리제품의 강도 및 품질을 양호하게 할 수 있게 됨은 두말할 여지가 없는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 유리제품 성형설비용 냉각장치에 있어서는, 작업자가 직접 하부몰드로 제공되는 냉각공기의 양을 조절해야만 하므로, 각 스테이션마다 설정된 소정의 설정온도값으로 하부몰드의 온도를 냉각 유지시키기가 매우 곤란하며, 더욱이, 하부몰드를 적절하게 냉각시키지 못했을 경우, 성형되는 유리제품에 불량을 초래하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 소정의 설정온도값으로 하부몰드의 온도를 정확하게 유지시킬 수 있도록 한 유리제품 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 유리제품 성형설비에 관해 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 유리제품 성형설비의 개략적인 측면도,
도 3은 도 2의 하부몰드 영역의 확대단면도,
도 4는 본 발명에 따른 냉각장치의 부분분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 냉각장치의 제어블럭도,
도 6의 (가),(나) 및 (다)는 본 발명에 따른 내외측바스켓간의 측벽개구의 상태를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 지지프레임 14 : 턴테이블
20 : 하부몰드 21 : 온도검출부
26 : 외측바스켓 29 : 구동부
36 : 내측바스켓 49 : 제어부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 원주방향을 따라 다수의 하부몰드가 설치되는 턴테이블을 가지며, 상기 턴테이블에는 상기 각 하부몰드의 하부에서 상향 개구된 공기토출구가 형성된 공기덕트가 마련되어 있는 유리제품의 성형설비용 냉각장치에 있어서, 상향 개구되어 일단이 상기 공기토출구의 개구연부에 고정되어 있는 고정부와 상기 고정부로부터 하향 연장되어 상기 공기덕트 내에 마련되며 적어도 하나의 측벽개구가 형성된 측벽부를 갖는 외측바스켓과, 회전축을 가지고 상기 외측바스켓의 내에 회전가능하게 설치되어 상기 외측바스켓의 측벽개구를 개폐하는 내측바스켓과, 상기 회전축을 회전시키는 구동부와, 상기 하부몰드의 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 하부몰드의 검출온도값에 기초하여 상기 구동부를 구동시킴으로써 상기 내외측바스켓 간의 측벽개구의 개도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 온도검출부는, 상기 하부몰드의 인접영역에 배치되어 소정의 시간간격을 두고 상기 하부몰드의 온도를 연속적으로 검출하는 것이 유리하다.
그리고, 상기 구동부는, 상기 회전축의 단부에 마련되어 상기 회전축의 축선방향에 가로로 결합되는 양팔아암과, 상기 양팔아암의 양 단부측에 상기 양팔아암의 길이방향에 대해 가로로 상호 평행하게 배치되어 상기 양 단부를 각각 가압하는 한 쌍의 액츄에이터를 포함하도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 원주방향을 따라 다수의 하부몰드가 설치되는 턴테이블을 가지며, 상기 턴테이블에는 상기 각 하부몰드의 하부에서 상향 개구된 공기토출구가 형성된 공기덕트가 마련되어 있는 유리제품의 성형설비용 냉각장치의 제어방법에 있어서, 상향 개구되어 일단이 상기 공기토출구의 개구연부에 고정되어 있는 고정부와 상기 고정부로부터 하향 연장되어 상기 공기덕트 내에 마련되며 적어도 하나의 측벽개구가 형성된 측벽부를 갖는 외측바스켓을 마련하는 단계와, 회전축을 가지고 상기 외측바스켓의 내에 회전가능하게 설치되어 상기 외측바스켓의 측벽개구를 개폐하는 내측바스켓을 마련하는 단계와, 상기 회전축을 회전시키는 구동부를 마련하는 단계와, 소정의 시간간격을 두고 상기 하부몰드의 온도를 연속적으로 검출하는 단계와, 상기 하부몰드의 검출온도값에 기초하여 상기 내외측바스켓 간의 측벽개구의 개도를 조절하도록 상기 구동부를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치의 제어방법에 의해서도 달성된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유리제품 성형설비의 개략적인 측면도이고, 도 3은 도 2의 하부몰드 영역의 확대단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 냉각장치의 부분분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 냉각장치의 제어블럭도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유리제품의 성형설비는, 지지프레임(10)과, 지지프레임(10)의 중앙영역에 기립되게 설치된 칼럼(12)과, 칼럼(12)을 중심으로 회전하는 원반상의 턴테이블(14)을 갖는다.
턴테이블(14)에는 후술할 하부몰드용 공기덕트(18)내에서 유동되는 냉각공기가 토출될 수 있도록 상향 개구된 공기토출구(22)가 형성되어 있으며, 이 공기토출구(22)의 상부영역에는 복수의 스테이션을 이루는 하부몰드(20)들이 둘레방향을 따라 적치되어 있다. 또한, 턴테이블(14)의 중앙영역에는 하부몰드(20)를 향해 배치되어 하부몰드(20)의 온도를 측정하는 온도검출부(21)가 마련되어 있다. 본 실시 예에서는, 온도검출부(21)로 원거리 레이져온도센서(21)를 사용하고 있다. 한편, 하부몰드(20)와 턴테이블(14) 사이에는 하부몰드(20)를 지지하는 페디스털(24)이 기립 배치되어 있다.
턴테이블(14)의 내부는, 턴테이블(14) 자체의 냉각을 위해 냉각공기가 순환되는 턴테이블용 공기덕트(16) 및 턴테이블(14)상에 형성된 공기토출구(22)로 토출되어 공기토출구(22)의 상부영역에 배치된 하부몰드(20)를 냉각시키기 위한 하부몰드용 공기덕트(18)로 각각 분할되어 있는 복수의 공기덕트(16,18)가 형성되어 있다.
공기토출구(22)의 하방 하부몰드용 공기덕트(18)내에는 공기토출구(22)와 연통되도록 상향 개구되어 일단이 턴테이블(14)상에 나사결합되어 있는 고정부(28)와 타단이 턴테이블(14)의 하단 바스켓수용부(34)에 고정되며, 다수개의 측벽개구(30)가 형성되어 있는 통형상의 측벽부(32)를 갖는 바스켓형상의 외측바스켓(26)이 마련되어 있다. 외측바스켓(26)의 내부에는 회전축(44)이 형성되어 고정된 외측바스켓(26)에 대하여 소정의 각도범위 내에서 정역회전가능하며, 외측바스켓(26)의 측벽개구(30)를 선택적으로 개폐하도록 역시 다수의 측벽개구(38)가 형성된 측벽부(40)를 갖는 통형상의 내측바스켓(36)이 마련되어 있다. 그리고, 내측바스켓(36) 내에는 냉각공기의 원활한 상향 안내를 위해 원추대형상의 공기안내부재(42)가 설치되어 있다.
내측바스켓(36)의 하부에 마련된 구동부(29)는, 회전축(44)의 하단부에 결합고정되는 양팔아암(46)과, 회전축(44)에 삽입되어 하단부가 양팔아암(46)의 판면에 고정되는 단면 ″ㅗ″형상의 부시(48)와, 일단이 부시(48)의 플랜지부(50)에 접촉되고 타단이 턴테이블(14)의 하단부에 접촉됨으로써 외측바스켓(26)에 대하여 내측바스켓(36)을 탄성적으로 지지하는 다수의 코일스프링(52)을 갖는다.
양팔아암(46)의 판면에는 회전축(44)에 형성된 보스부(41)와 형상맞춤되기 위한 보스공(45)이 형성되어 있으며, 양팔아암(46)의 양 단부에는 고정핀(56a,56b)이 마련되어 있다. 한편, 각 고정핀(56a,56b)의 전방에는 길이연장되는 로드(62a, 62b)를 가지고 양팔아암(46)의 길이방향에 대해 가로로 상호 평행하게 배치되어 각 고정핀(56a,56b)을 회전평면내에서 선형 가압하는 한 쌍의 액츄에이터(60a,60b)가 고정블럭(64)에 의해 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 도시 않은 용융로로부터 하부몰드(20)에 용융유리물이 제공되면, 하부몰드(20)와 동축선상의 상방에 배치된 플런저(미도시)가 하강하여 하부몰드(20)내에 수용된 유리물을 가압한다. 플런저의 가압에 의해 유리제품이 성형되면, 하부몰드는 제5,제7 및 제9스테이션에 도달하게 되고, 유리제품의 가압성형에 따라 온도가 상승된 하부몰드(20)를 냉각시키기 위한 공정이 개시되게 된다. 이 때, 턴테이블(14)에 마련된 레이져온도센서(21)는 하부몰드(20)의 온도를 검출하여 검출온도값을 제어부(49)로 계속 송출하게 되며, 제어부(49)에서는 각 스테이션마다 설정된 소정의 설정온도값과 레이져온도센서(21)에 의한 하부몰드(20)의 검출온도값과를 비교하여 하부몰드(20)로 제공되는 냉각공기의 양을 조절하게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
이하, 설명의 편의를 위해 도면상 오른쪽의 액츄에이터(60a), 로드(62a) 및 고정핀(56a)등에는 ″우측″이라는 수식어를 사용하고 도면상 좌측의 액츄에이터(60b), 로드(62b) 및 고정핀(56b)등에는 ″좌측″이라는 수식어를 사용하며, 우측 액츄에이터(60a)의 작동에 의해 내외측바스켓(36,26)간의 측벽개구(38, 30)가 연통되고 좌측 액츄에이터(60b)의 작동에 의해 내외측바스켓(36,26)간의 측벽개구(38,30)가 상호 차단된다고 가정한다.
먼저, 레이져온도센서(21)에 의한 하부몰드(20)의 검출온도값이 소정의 설정온도값보다 높을 경우, 제어부(49)에서는 하부몰드(20)의 온도를 하강시키기 위해 구동부(29)를 작동시키게 된다.
즉, 제어부(49)의 신호에 따라, 우측 액츄에이터(60a)가 작동되어 우측 로드(62a)의 길이가 연장되게 되면, 우측 로드(62a)는 우측 고정핀(56a)의 단부를 회전평면내에서 가압함으로써 양팔아암(46)은 축선을 중심으로 반시계방향으로 소정각도 회전하게 된다. 양팔아암(46)이 회전하게 되면 이와 결합되어 있는 회전축 (44) 역시 시계반대방향으로 회전하게 되므로 내측바스켓(36)의 측벽개구(38)는 도 6의 (가)도에 도시된 바와 같이, 외측바스켓(26)의 측벽개구(30)와 상호 일치하게 된다. 이처럼 내외측바스켓(36,26)간의 측벽개구(38,30)가 상호 일치하게 되면, 하부몰드용 공기덕트(18)내로 공급된 냉각공기는 상호 연통된 측벽개구(38,30)를 통해 내측바스켓(36)내로 유입되게 되고, 이러한 냉각공기는 공기안내부재(42)에 의해 상향 안내되어 공기토출구(22)를 통해 하부몰드(20)로 향하게 됨으로써 하부몰드(20)는 냉각공기에 의해 소정의 설정온도값으로 냉각될 수 있게 된다.
이 때, 전술한 바와 같이, 각 스테이션은 나름대로의 하부몰드(20)의 온도조건을 가지고 있으므로, 제어부(49)에서는 이를 판단하여 하부몰드(20)로 제공되는 냉각공기의 양을 조절하게 되는데, 도 6의 (나)에 도시된 바와 같이, 제어부(49)는 구동부(29)를 제어하여 내외측바스켓(36,26)간의 측벽개구(38,30)가 반쯤 열리도록 하여 하부몰드(20)의 냉각에 따른 온도를 적절하게 보상해줄 필요도 발생하게 되며, 도시되어 있지는 않으나, 내외측바스켓(36,26)간의 측벽개구(38,30)가 1/3정도 열리게 제어할 수도 있게 된다.
다음, 하부몰드(20)의 온도가 소정의 설정온도값에 도달하게 되면, 제어부(49)는 다시 구동부(29)를 작동시켜 냉각공기의 분사를 차단하게 된다. 즉, 좌측 액츄에이터(60b)가 작동되어 좌측 로드(62b)의 길이를 연장시키게 되고 이에 의해 좌측 로드(62b)는 좌측 고정핀(56b)을 회전평면내에서 가압함으로써 양팔아암(46)은 전술한 반대방향, 즉, 시계방향으로 소정각도 회전하게 된다. 양팔아암(46)이 회전하면 내측바스켓(36) 역시 시계방향으로 소정각도 회전하게 되므로 내측바스켓(36)의 측벽개구(38)는 도 6의 (다)에 도시된 바와 같이, 외측바스켓(26)의 측벽개구(30)와 차단되게 되며, 이에 따라, 하부몰드(20)의 냉각공정은 완료되게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는, 하부몰드(20)의 검출온도값에 기초하여 구동부(29)를 제어할 수 있도록 함으로써 하부몰드(20)의 온도를 소정의 설정온도값으로 정확하게 유지시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소정의 설정온도값으로 하부몰드의 온도를 정확하게 유지시킬 수 있도록 한 유리제품 성형설비용 냉각장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (4)

  1. 원주방향을 따라 다수의 하부몰드가 설치되는 턴테이블을 가지며, 상기 턴테이블에는 상기 각 하부몰드의 하부에서 상향 개구된 공기토출구가 형성된 공기덕트가 마련되어 있는 유리제품의 성형설비용 냉각장치에 있어서,
    상향 개구되어 일단이 상기 공기토출구의 개구연부에 고정되어 있는 고정부와 상기 고정부로부터 하향 연장되어 상기 공기덕트 내에 마련되며 적어도 하나의 측벽개구가 형성된 측벽부를 갖는 외측바스켓과,
    회전축을 가지고 상기 외측바스켓의 내에 회전가능하게 설치되어 상기 외측바스켓의 측벽개구를 개폐하는 내측바스켓과,
    상기 회전축을 회전시키는 구동부와,
    상기 하부몰드의 온도를 검출하는 온도검출부와,
    상기 하부몰드의 검출온도값에 기초하여 상기 구동부를 구동시킴으로써 상기 내외측바스켓 간의 측벽개구의 개도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 온도검출부는, 상기 하부몰드의 인접영역에 배치되어 소정의 시간간격을 두고 상기 하부몰드의 온도를 연속적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전축의 단부에 마련되어 상기 회전축의 축선방향에 가로로 결합되는 양팔아암과,
    상기 양팔아암의 양 단부측에 상기 양팔아암의 길이방향에 대해 가로로 상호 평행하게 배치되어 상기 양 단부를 각각 가압하는 한 쌍의 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치.
  4. 원주방향을 따라 다수의 하부몰드가 설치되는 턴테이블을 가지며, 상기 턴테이블에는 상기 각 하부몰드의 하부에서 상향 개구된 공기토출구가 형성된 공기덕트가 마련되어 있는 유리제품의 성형설비용 냉각장치의 제어방법에 있어서,
    상향 개구되어 일단이 상기 공기토출구의 개구연부에 고정되어 있는 고정부와 상기 고정부로부터 하향 연장되어 상기 공기덕트 내에 마련되며 적어도 하나의 측벽개구가 형성된 측벽부를 갖는 외측바스켓을 마련하는 단계와,
    회전축을 가지고 상기 외측바스켓의 내에 회전가능하게 설치되어 상기 외측바스켓의 측벽개구를 개폐하는 내측바스켓을 마련하는 단계와,
    상기 회전축을 회전시키는 구동부를 마련하는 단계와,
    소정의 시간간격을 두고 상기 하부몰드의 온도를 연속적으로 검출하는 단계와,
    상기 하부몰드의 검출온도값에 기초하여 상기 내외측바스켓 간의 측벽개구의 개도를 조절하도록 상기 구동부를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리제품 성형설비용 냉각장치의 제어방법.
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