KR20190123318A - 만곡 지지면을 구비한 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드 - Google Patents

만곡 지지면을 구비한 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드(1)에 관한 것으로, 유리판(I)를 그 위에 배치하기에 적합하고 외측 에지(3) 및 내측 에지(4)를 갖는 프레임 형태의 지지면(2)을 포함하고,
지지면(2)은 외측 에지(3)를 향하는 외측 영역(2A), 내측 에지(4)를 향하는 내측 영역(2B) 및 외측 영역(2A)과 내측 영역(2B) 사이의 중앙 영역(2C)을 구비하고,
외측 영역(2A)은 평평하고 수평이며, 중앙 영역(2C)은 내측 에지(4)를 향해 경사지고 평면이거나 만곡되며, 내측 영역(2B)은 유리판의 곡률(I)과 상반되는 방향으로 곡률을 갖고,
내측 영역(2B)은 중앙 영역(2C)보다 더 크게 만곡된다.

Description

만곡 지지면을 구비한 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드
본 발명은 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드 및 그것으로 수행되는 중력 벤딩 방법에 관한 것이다.
자동차용 유리는 일반적으로 벤딩부를 구비한다. 유리판을 벤딩하는 일반적인 방법은 소위 "중력 벤딩(gravity bending) 방법"(새그 벤딩(sag bending)이라고도 함)이다. 여기에서, 초기 상태에 평면인 유리판은 거의 프레임 형태의 벤딩 몰드의 지지면에 배치된다. 이후, 판유리는 적어도 연화 온도까지 가열되고, 중력의 영향하에서 판유리의 중심이 하강되면서 벤딩부를 생성하게 된다. 최종 벤딩부는 중력 벤딩에 의해 획득될 수 있다. 이러한 방법은, 예를 들어 GB 813069 A에 개시된다. 그러나, 보다 복잡한 판유리 형상의 경우, 다단계의 벤딩 방법이 자주 사용된다. 일반적으로, 사전 벤딩은 중력 벤딩에 의해 제1벤딩 단계에서 생성되는 반면, 최종 형상은 흔히 2개의 상보형 벤딩 몰드들 사이에서 프레스 벤딩에 의해 제2벤딩 단계에서 생성된다. 이러한 다단계 벤딩 방법은, 예를 들어 EP 1 836 136 B1, US 2004107729 A1, EP 0531152 A2, 및 EP 1371616 A1에 개시된다.
종래의 중력 벤딩 몰드는 프레임 형상 또는 링 형상의 지지면을 갖는데, 이것은 유리판의 주위 에지 영역과 접촉한다. 여기에서, 지지면은 유리판의 최종 형상과 대략 일치하도록 평면이며 내측으로 경사진다. 그러나, 이러한 지지면 형상은 유리판 상에 마킹(markings)을 생성할 수 있고, 이에 따라 유리판의 품질에 부정적인 영향을 미친다. 초기 상태에서 평면인 유리가 지지면에 위치될 때, 지지면의 경사로 인해 이 외측 에지가 가장 높게 위치되기 때문에, 처음에는 지지면의 외측 에지로만 접촉된다. 벤딩 몰드와 유리판 사이의 이러한 실질적으로 선형의 접촉은 높은 압축 하중이 발생할 수 있고, 그 결과 마킹이 발생하게 된다. 마찬가지로, 유리판은 최종 벤딩된 상태에서 지지면의 내측 에지에서만 위치될 수 있으며, 이것에 의해서도 자국(impressions)이 발생하게 된다.
또한, 판유리 품질이 개선될 수 있고 특히 큰 판유리 곡률을 생성할 수 있는 보다 복잡한 중력 벤딩 장치가 알려져 있다. 이에 따라, 예를 들어 WO2008068526A1, US5882370A 및 US2008134721A1은 분절된(articulated) 에지 영역을 갖는 중력 벤딩 몰드를 개시한다. 에지 영역은 평면 판유리가 그 위에 배치될 때 중력 벤딩 몰드가 상대적으로 평평하도록 처음에는 하측에 위치되고, 에지 영역에서 더 큰 곡률을 부드럽게 구현하도록 상측으로 방향을 바꾸어 증가하는 판유리 곡률을 가지게 된다. 그러나, 이 장치는 연결부(joints)와 피벗(pivoting) 운동을 제공하는 수단이 매우 복잡하기 때문에 제조, 유지 보수의 강도 및 에러에 대한 민감성을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 특히 보다 복잡한 벤딩 방법을 필요로 하지 않으며 몰드 마킹이 방지되어 유리판 품질이 향상되는 개선된 중력 벤딩 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립항 1에 따른 중력 벤딩 몰드에 의한 본 발명에 따라 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항들로부터 명백해진다.
본 발명에 따른 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드는 유리판을 그 위에 배치하기에 적합한 프레임 형태의 지지면을 갖는다. 중력 벤딩 몰드는 상부를 향한 지지면이 지면을 향하는 유리판의 하부면과 접촉하도록 판유리가 배치될 수 있는 소위 하부 몰드이다. 유리판의 에지 영역만이 프레임 같은 또는 프레임 형상의 지지면과 직접 접촉하는 반면, 대부분의 유리판은 벤딩 몰드와 직접 접촉하지 않는다. 이러한 벤딩 몰드는 링(벤딩 링) 또는 프레임(프레임 몰드)으로도 지칭될 수 있다. 지지면은 반드시 완전한 프레임을 형성할 필요는 없으며 불연속적일 수도 있다. 지지면은 완전 또는 불연속 프레임의 형태로 구현된다.
또한, 중력 벤딩 몰드는 벤딩 장치로도 지칭될 수 있다. "지지면"이라는 용어는 유리판을 지지하도록 지면으로부터 멀어지는 방향을 향하는, 실질적으로 상측을 향하는 표면을 지칭한다. 지지면은 에지들에 의해 경계가 정해진다. 벤딩 작업 동안, 전체 지지면이 반드시 유리판과 직접 접촉할 필요는 없다. 대신에, 실제 접촉 영역들과 함께, 통일되게 실질적으로 상측을 향하도록 형성되지만 유리판과는 직접 접촉하지 않는 지지면의 영역들이 존재할 수 있다.
지지면은 각각의 경우에 프레임 형태의 방식으로 주위로 연장되는 외부 에지 및 내부 에지를 갖는다. 내측 에지는 중심을 향하고 의도된 용도에서는 유리판의 중심을 향한다. 외측 에지는 바깥쪽을 향하고 의도된 용도에서는 유리판의 중심에서 멀어지는 방향을 향한다. 유리판의 주위 측면 에지는 지지면에 배치되거나 지지면을 지나 부분적으로(in sections) 또는 주위로 돌출될 수 있다.
종래의 중력 벤딩 몰드와 달리, 지지면은 완전히 평면이 아니라 부분적으로 만곡된다. 본 발명에 따른 지지면은 외측, 중앙 및 내측 영역을 갖는다. 또한, 영역들은 프레임 형태로 구현되는데, 차례로 내측 영역을 둘러싸는 중앙 영역, 중앙 영역을 둘러싸는 외측 영역을 구비한다. 외측 영역은 외측 에지를 향하고; 내측 영역은 내측 에지를 향하고; 중앙 영역은 외측 영역과 내측 영역 사이에 배치된다. 중력 벤딩 몰드를 관통하는 단면에서, 영역들은 지지면의 외측 에지와 내측 에지 사이에서 식별 가능하며, 외측 에지로부터 시작하여 내측 에지의 방향으로, 먼저 외측 영역을 배치한 다음 중앙 영역과 내측 영역이 마련된다.
본 발명에 따른 지지면의 외측 영역은 평면이다. 중앙 영역은 평면이거나 약간 만곡될 수 있다. 반대로, 내측 영역은 중력 벤딩 작업 동안 생성된 유리판 곡률과 반대 방향으로 비교적 큰 곡률을 갖는다. 판유리의 중심이 중력 작용에 의해 하강되고 판유리의 에지가 판유리의 중심에 대해 상승되기 때문에, 유리판은 중력 벤딩 동안 벤딩되어 하부 판유리면이 볼록하게 만곡되고 상부 판유리면이 오목하게 만곡된다. 여기에서 "하부 판유리면"으로 지칭되는 것은 벤딩 몰드 및 지면을 향하는 유리판의 주요 면인 반면, "상부 판유리면"은 벤딩 몰드로부터 멀어지며 상측을 향하는 유리판의 주요 면을 말한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 지지면의 내측 영역은 볼록하게 만곡되어 두번째 영역의 곡률과 유리판의 곡률이 서로 반대 방향으로 된다.
지지면의 높이는 외측 에지에서 내측 에지 방향으로 중앙 및 내측 영역에서 감소한다. 본 발명에 따른 지지면의 형상은 유리판이 지지면의 에지에만 위치되는 것을 방지한다. 대신, 유리판은 초기에 외측 영역에 평평하게 위치하고; 벤딩이 시작된 후 중앙 영역에 평평하게 위치한다. 이에 따라 불필요한 몰드 마킹의 생성 위험을 효과적으로 피할 수 있게 된다. 이러한 마킹은 유리판의 품질을 저하시키거나 완전히 사용할 수 없게 만들 수도 있다. 초기 상태에서 평면인 유리판이 지지면에 위치될 때, 이것은 초기에 가장 높게 위치되는 평면의 외측 영역에서만 접촉한다. 이에 따라, 유리판이 초기에 외측 에지에만 위치하는 종래의 지지면과 대조적으로, 외측 영역은 벤딩 작업 전에 유리판에 대해 넓은 면적의 접촉 영역을 제공한다. 가열된 판유리의 벤딩이 시작된 후, 유리판에서 지지면 사이의 접촉 영역은 유리판의 중앙 영역이 지지면의 중앙 영역으로 하강함에 따라 이동하며, 여기서 벤딩이 완료되면 유리판은 다시 평평하게 놓인다. 지지면의 내측 에지는 유리판과 접촉하지 않는데, 이것은 크게 만곡된 내측 영역에 의해 보장된다. 내측 에지와 유리판 사이가 접촉되지 않아 몰드 마킹을 피할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 지지면은 초기 상태 및 이후의 최종 벤딩 상태에서 몰드 마킹을 피함으로써 벤딩된 유리판의 품질을 향상시킨다. 동시에, 벤딩 장치 및 방법의 복잡한 적응이 필요하지 않다. 단지 기존 장치의 지지 프레임은 본 발명에 따른 것으로 대체되어야 한다. 따라서, 본 발명은 기존 설비 및 운영에 쉽게 통합될 수 있다. 이것들은 본 발명의 주요한 장점들이다.
평면인 외측 영역은 수평으로 배치되는 것이 유리하다. 이것은 그 위에 유리가 위치되어 안전하게 보관될 수 있도록 전체적으로 수평의 평평한 평면에 위치한다.
중앙 영역은 내측으로, 즉 내측 에지를 향해 경사져서, 중앙 영역에서 지지면의 높이가 외측방향에서 내측방향으로 감소한다. 중앙 영역은 평면 또는 만곡될 수 있으며, 곡률은 지지면의 내측 영역에서보다 덜 두드러진다. 중앙 영역은 만곡될 경우, 바람직하게는 내측 영역과 같이 유리판의 곡률과 반대 방향으로 곡률을 갖도록 볼록하게 만곡된다.
지지면의 외측 영역, 중앙 영역 및 내측 영역은 이러한 순서로 서로 직접적으로 인접할 수 있다. 그러나, 예를 들어 평면 외측 영역과 평면 중앙 영역 사이에 날카로운 에지의 발생은 피해야 한다. 영역 간의 천이는 부드럽고 만곡되어야 한다. 영역들 사이에는 천이 영역들이 배치될 수도 있다. 이 기능은 원칙적으로 예를 들어 오목부들(depressions)에 의해 영역들이 서로 분리된 경우에도 충족된다. 그러나, 외측 영역을 넘어 돌출된 영역은 외측 영역과 중앙 영역 사이 또는 중앙 영역과 내측 영역 사이에는 존재하지 않아야 한다. 전반적으로, 외측 영역은 지지면의 가장 높이 위치한 영역이어야 한다.
외측 영역은 바람직하게는 지지면의 외측 에지에 직접 인접한다. 내측 영역은 바람직하게는 지지면의 내측 에지에 직접 인접한다. 이후, 기능이 이상적으로 수행된다. 그러나, 원칙적으로 다른 영역들이 내측 또는 외측 영역과 각각의 에지, 특히 의도적으로 유리판과 접촉하지 않는 영역 사이에 배치되는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 다른 영역들은 본 발명에 따른 지지면의 기능에 기여하지 않을 것이다. 예를 들어, 지지면은 평면 외측 영역과 외측 에지 사이에서 경사 영역, 또는 만곡된 내측 영역과 내측 에지 사이에서 평면 경사 영역을 가질 수 있다.
내측 영역은 중앙 영역보다 더 크게 만곡되는데, 즉 곡률 반경이 더 작다. 지지면의 내측 영역에서 필요한 곡률의 정도는 실질적으로 벤딩될 유리판의 기하학적 구조에 좌우되고, 벤딩 장치를 계획하는 동안 통상의 기술적 계산에 의해 결정될 수 있다. 내측 영역의 곡률은 특히 최종 벤딩 상태에서 유리판이 내측 에지에 접촉되지 않도록 선택된다.
바람직한 실시예에서, 내측 영역에서의 곡률 반경은 최대 200 mm, 특히 바람직하게는 20 mm 내지 100 mm이다. 중앙 영역에서의 곡률 반경은 바람직하게는 적어도 200 mm, 특히 바람직하게는 적어도 400 mm이다. 이러한 조건 하에서, 일반적인 판유리 벤딩으로 특히 양호한 결과가 얻어진다.
곡률 반경은 각각의 경우에 중앙 영역 및 내측 영역에서 일정할 수 있어서, 곡률 반경은 영역들 사이의 천이 지점에서 거의 갑작스럽게 변한다. 내측 영역 및/또는 중앙 영역의 곡률 반경은 적어도 부분적으로, 외측 에지에서 내측 에지의 방향으로 감소하는 것이 유리할 수 있다. 이에 따라, 외측 에지에서 내측 에지로의 단면에서, 곡률이 외측에서 내측를 향해 더 커지는 각 영역의 적어도 하나의 섹션이 존재한다. 결과적으로, 지지면의 내측 에지가 더 낮아지고 내측 에지와 유리 에지 사이의 접촉 위험이 더 감소된다. 곡률 반경이 감소하는 섹션은 최소 곡률 반경이 내측 에지에서-그리고 거기에서만 나타나도록 내측 에지에 직접 인접하는 것이 바람직하다.
지지면은 바람직하게는 3 cm 내지 20 cm, 특히 바람직하게는 5 cm 내지 15 cm의 폭을 갖는다. 이러한 폭은 중력 벤딩 몰드의 지지면에 일반적이다. "폭"이라는 용어는 외측 에지와 내측 에지 사이의 가장 짧은 연결부를 따라, 특히 실질적으로 2개의 에지에 수직인 지지면의 치수를 지칭한다.
중력 벤딩 중에, 주로 유리판에 작용하는 것은 중앙 영역이다; 결과적으로, 중앙 영역은 지지면의 대부분을 구성해야 한다. 중앙 영역의 폭은 바람직하게는 지지면 폭의 적어도 50 %, 특히 바람직하게는 적어도 70 %, 가장 특히 바람직하게는 80 % 내지 90 %이다.
지지면의 평면 외측 영역의 폭은 적어도 5 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 20 mm이어야 한다. 이것은 지지면에서의 안정적인 초기 포지셔닝을 보장하며, 압력이 몰드 마킹을 피하도록 적절히 넓은 영역으로 분산된다. 지지면의 만곡된 내측 영역의 폭은 적어도 2 mm, 바람직하게는 2 mm 내지 10 mm이어야 한다.
중력 벤딩 몰드의 지지면은 직물, 특히 금속 함유 직물로 덮일 수 있다. 이것은 한편으로는 몰드 마킹의 위험을 더 줄이기 위한 패딩(padding)을 제공하고, 다른 한편으로는 중력 벤딩 몰드에 의한 유리판의 냉각을 감소시키도록 단열을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드, 유리판을 가열하기 위한 수단, 및 유리판을 중력 벤딩 몰드에 배치하기 위한 수단을 포함하는 유리판의 중력 벤딩을 위한 장치를 포함한다. 유리판은, 예를 들어 롤러에 의해, 예를 들어 터널로(tunnel furnace)를 통과할 수 있는데, 여기에서 유리판이 가열된 다음 이송 몰드에 의해 픽업되어 중력 벤딩 몰드에 위치된다. 대안적으로, 유리판은 또한 중력 벤딩 몰드에 위치될 수 있고, 이것과 함께 노(furnace)를 통해 벤딩 스테이션으로 이송될 수 있다.
유리판을 중력 벤딩 몰드에 배치하기 위한 수단은, 특히 하향 배향된 접촉면을 구비한 상부 이송 몰드(upper transport mould)이다. 유리판은 접촉면에 흡입되거나 취입된다. 중력 벤딩 몰드는 이송 몰드 아래로 이동되거나(또는 대안적으로, 이송 몰드는 중력 벤딩 몰드 위로 이동된다), 경우에 따라서는 이송 몰드에 근접하게 이동되고, 유리판은 흡입 또는 취입작동을 끔(switching off)으로써 중력 벤딩 몰드의 지지면에 배치된다. 이송 몰드의 접촉면은 평면인 것이 바람직한데, 그 결과로 초기 상태의 평면 유리판이 최적으로 이송될 수 있다.
이 장치는 유리판이 중력 벤딩 몰드에서 중력 벤딩에 의해 먼저 사전 벤딩된 이후 프레스 벤딩에 의해 최종 형상이 되는 다단계 유리 벤딩 작업용으로 설계되는 것이 유리하다. 이를 위해, 장치는 하측을 향하는 접촉면을 갖는 상부 프레스-벤딩 몰드와, 상측을 향하는 접촉면을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드를 구비하는데, 그 사이에서 유리판이 가압된다. 하부 프레스 벤딩 몰드는 프레임 형태의 접촉면을 갖는 것이 바람직하다.
장치는 유리판을 중력 벤딩 몰드로부터 하부 프레스-벤딩 몰드, 예를 들어 추가 상부 이송 몰드로 이동시키기 위한 수단을 특히 포함할 수 있다. 유리한 실시예에서, 중력 벤딩 몰드와 하부 프레스-벤딩 몰드는 공용 장치에 결합되며, 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면은 중력 벤딩 몰드의 지지면을 둘러싸거나 그 역으로도 가능하다. 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면과 중력 벤딩 몰드의 지지면은 수직 변위에 의해 서로에 대해 이동 가능하여, 중력 벤딩 몰드의 지지면이 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면보다 높게 배치되는 제1상태와 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면이 중력 벤딩 몰드의 지지면보다 높게 배치되는 제2상태 사이에서 변화될 수 있다. 유리판이 중력 벤딩 몰드에서 제1상태로 사전 벤딩될 때, 제2상태로 전환됨으로써 간단한 방식으로 하부 프레스-벤딩 몰드로 이송될 수 있다.
프레스 벤딩 동안, 유리판의 측면 에지는 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면에서 접촉선을 따라 접촉한다. 접촉선은 가압 동안 제1접촉선에서 가압선으로 잇달아 이동한다(이에 따라, 접촉면에서 변위된다). 특히 유리한 개선예에서, 제1접촉선과 가압선 사이의 접촉면은 볼록하게 만곡된다. 접촉면의 볼록 곡률은 유리판의 곡률 방향과 반대이다. 이에 따라, 접촉면은 말하자면 유리판으로부터 멀어지는 방향으로 벤딩되고, 주요 판유리면(primary pane surface)이 접촉면과 접촉하는 것이 방지하게 된다. 그 대신, 큰 판유리 곡률을 가지는 경우에도 유리판의 측면 에지를 따라 선형 접촉이 보장된다. 본 발명에 따른 하부 프레스-벤딩 몰드를 구비함으로써 큰 곡률(특히 에지 영역에서)과 높은 광학 품질을 갖는 유리판이 제조될 수 있다.
하부 프레스-벤딩 몰드는 프레임 형태의 접촉면을 갖는다. 벤딩작업 동안, 유리판과 직접 접촉하는 것은 전체 접촉면이 아니라 단지 제1지지선과 가압선 사이의 영역이다. 접촉면은 소위 "솔리드 몰드(solid mould)", 즉 대부분의 유리판과 접촉하도록 의도된 솔리드 벤딩 몰드가 아니다. 대신에, 접촉면은 프레임 같은 또는 프레임 형상이며 유리판의 주위 측면 에지와 접촉하기에 적합하도록 벤딩되어 유리판의 윤곽에 맞추어진다. 유리판의 하부면은 접촉면과 직접 접촉하지 않고 단지 그 측면 에지에서 접촉한다.
유리판의 측면 에지만이 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면과 접촉하게 된다. 이에 따라 유리판와 접촉면 사이의 직접 접촉은 직선 또는 선의 형태이며, 이 선은 본 발명에서는 "접촉선"으로 지칭된다. 본 발명에서, 재성형이 시작되기 전에 몰드들이 서로 접근될 때 유리판은 먼저 접촉면에 접촉선을 따라 접촉되는데, 이 접촉선은 본 발명에서 "제1접촉선"으로 지칭된다. 실제 프레스 벤딩이 시작되고 판유리가 재성형됨에 따라, 유리판의 측면 에지는 접촉면에서 변위된다. 유리판의 곡률이 증가함에 따라, 접촉선은 프레임 형태 접촉면의 외측 경계 에지로부터 멀어지면서 내측으로 이동한다. 프레스 벤딩이 완료되어 최종 판유리 형상이 된 후, 벤딩 몰드가 최종 위치에 도달하면, 접촉선은 최대로 변위되고 가장 내측 위치에 도달한다. 본 발명에서, 이 접촉선은 "가압선"으로 지칭된다. 전체 벤딩작업 동안, 유리판과 하부 벤딩 몰드 사이의 직접적인 접촉은 항상 접촉선을 따르는 선형이다. 하부 판유리면은 하부 벤딩 몰드와 절대 접촉하지 않는다.
하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면은 적어도 제1접촉선과 가압선 사이의 영역에서 볼록하게 만곡된 적어도 하나의 섹션을 구비한다. 유리판은 상부 프레스-벤딩 몰드에 의해 하부 프레스-벤딩 몰드 내로 가압되어 판유리의 중심이 하강하고 판유리 에지가 판유리의 중심에 대해 상승된다. 이에 따라, 유리판은 하부 판유리면이 볼록하게 만곡되고 상부 판유리면이 오목하게 만곡되도록 벤딩된다. 접촉면은 볼록하게 만곡되어, 접촉면의 곡률과 유리판의 곡률은 서로 반대 방향이 된다. 접촉면의 높이는 외측 에지에서 내측 에지 방향으로 감소한다. 이에 따라, 접촉면의 내측 영역은 유리판으로부터 멀어지도록 벤딩되어, 크게 만곡된 판유리 벤딩부를 가지더라도 접촉면이 하부 판유리면에 접촉되는 것을 방지하게 된다.
곡률은 최종 벤딩 상태에서도 하부 판유리면이 접촉면에 닿지 않도록 선택된다. 이에 따라, 하부 판유리면과 접촉면은 본 발명에서 "여유각(clearance angle)"로 지칭되는 항상 0°보다 큰 각도를 이루어야 한다. 판유리 곡률로 인해, 접촉선에서 각각의 접선 평면이 여유각을 정확하게 결정하기 위해 사용되어야 한다. 가압선에서 유리판과 접촉면 사이의 여유각은 바람직하게는 적어도 3°, 특히 바람직하게는 적어도 5°, 예를 들어 5° 내지 8°이다. 이에 따라, 판유리면과 접촉면은 제조공차를 고려하더라도 직접 접촉을 효과적으로 배제하기에 충분히 이격된다. 제1접촉선과 가압선 사이의 접촉면의 곡률 반경은 유리하게는 최대 750 mm, 바람직하게는 최대 500 mm이어야 한다. 이러한 수치들로, 벤딩될 유리판의 종래 곡률 반경을 가지며, 양호한 결과가 달성되고 적절한 여유각이 보장된다.
유리한 실시예에서, 상부 프레스-벤딩 몰드는 소위 "솔리드 몰드", 즉, 전표면이 하측을 향하는 접촉면 또는 활성면을 갖도록 구현된다. 프레임 벤딩 몰드와 달리, "솔리드"라고도 지칭되는 이러한 활성면은 벤딩 단계의 끝에서 대부분의 상부 판유리면 또는 전체 상부 판유리면과 접촉한다. 솔리드 상부 프레스-벤딩 몰드는 프레임형 하부 프레스-벤딩 몰드와 결합되어 프레스 벤딩에 특히 적합하다. 상부 프레스-벤딩 몰드의 활성면은, 특히 볼록하며 최종적으로 벤딩된 판유리의 형상에 대응하는 형상을 갖는다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드 또는 본 발명에 따른 장치 및 중력 벤딩 몰드의 지지면에 배치된 유리판을 포함하는 유리판을 벤딩하기 위한 장치를 포함한다.
또한, 본 발명은 유리판을 벤딩하는 방법을 추가로 포함하는데, 적어도 다음 단계를 포함한다:
(a) 유리판을 적어도 연화 온도까지 가열하고, 유리판을 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드의 지지면에, 보다 정확하게는 지지면의 평면 외측 영역에 배치하는 단계;
(b) 유리판을 중력 벤딩하는 단계;
(c) 유리판을 냉각하는 단계.
유리판의 가열은 중력 벤딩 몰드에 배치하기 전 또는 후에 수행될 수 있다. 중력 벤딩동안, 유리판과 지지면 사이의 접촉 영역은 지지면의 외측 영역에서 평평하거나 약간 만곡된 중앙 영역으로 이동하여 평평하게 위치한다. 그러나, 접촉 영역은 유리판에 접촉되지 않는 접촉면의 내측 에지까지는 이동하지 않는다.
벤딩될 유리판은 창유리에서 흔히 그러하듯이, 소다 라임 유리를 함유하는 것이 바람직하지만, 붕규산 유리 또는 석영 유리와 같은 다른 타입의 유리도 함유 할 수 있다. 유리판의 두께는 일반적으로 0.5 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 1 mm 내지 5 mm이다.
유리판을 벤딩하기 위한 일반적인 온도는 500 °C 내지 700 °C, 특히, 대략 650 °C로 소다 석회 유리로 만들어진 판유리를 벤딩한다.
유리판의 냉각은 중력 벤딩 몰드 또는 판유리가 이송되는 다른 금형에서 수행될 수 있다. 냉각은 주변 온도 또는 능동 냉각에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드는, 예를 들어 자동차의 측면창 또는 후면창에서 흔히 그러하듯이, 벤딩되고 프리스트레스(prestressed)된 유리판을 제조하는데 적합하다. 결과적으로, 바람직한 실시예에서, 유리판은 벤딩 후 급속 냉각에 의해 열적으로 프리스트레스된다. 이를 위해, 유리판은 벤딩 후에 프리스트레싱 작용 동안 수용되는 소위 "템퍼링 프레임(tempering frame)"으로 이송된다.
방법은 유리판이 중력 벤딩에 의해 사전 벤딩된 이후 프레스 벤딩에 의해 최종 형상이 되는 다단계 벤딩 방법이 바람직하다. 이를 위해, 유리판은 중력 벤딩 이후 중력 벤딩 몰드에서 하부 프레스-벤딩 몰드로 이송된다. 프레스 벤딩은 하부 프레스-벤딩 몰드와 상보적인 상부 프레스-벤딩 몰드 사이에서 수행된다. 바람직한 실시예들에 관하여, 유리판을 벤딩하는 장치와 관련하여서는 상기 내용들이 적용된다.
또한, 본 발명은 육상, 공중 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단의 유리판을 중력 벤딩하기 위한, 바람직하게는 철도 차량 또는 자동차의 창유리를 중력 벤딩하기 위한, 특히 승용차의 뒷창, 측면창 또는 천장 판유리를 중력 벤딩하기 위한 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드의 사용을 포함한다.
이하에서, 본 발명은 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명된다. 도면은 개략적인 표현이며 축척과 일치하지 않는다. 도면은 본 발명을 전혀 제한하지 않는다.
도 1은 일반적인 중력 벤딩 몰드의 평면도,
도 2는 유리판의 중력 벤딩 동안 일반적인 중력 벤딩 몰드의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드의 단면도,
도 4는 유리판의 중력 벤딩 동안의 도 3의 단면도,
도 5는 비교를 위해, 유리판의 중력 벤딩 동안 종래의 중력 벤딩 몰드의 단면도, 및
도 6은 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.
도 1은 일반적인 중력 벤딩 몰드(1)의 평면도를 도시한다. 프레임 형태의 접촉면(2)은 주위 외측 에지(3) 및 주위 내측 에지(4)에 의해 경계지어진다. 지지면(2)의 폭(B)은 예를 들어, 대략 10 cm 이다. 지지면(2)은 벤딩 작업 동안 벤딩될 유리판의 주위 에지 영역과 접촉한다.
도 2는 의도된 용도에서의 일반적인 중력 벤딩 몰드(1)를 도시한다. 초기 상태에서 평면인 유리판(I)은 지지면(2)에 배치된다(도 2a). 이후 유리판(I)은 연화되고 재성형될 수 있도록 가열된다. 중력 벤딩 몰드(1)에 의해 지지되지 않는 판유리 중심은 중력의 영향으로 처지고, 유리판이 벤딩된다(도 2b).
도 3은 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드(1)의 상세 단면도를 도시한다. 지지면(2)은 지금까지 흔히 그러하듯 경사지고 완전히 평면적이지 않다. 이것은 3개의 영역, 즉 외측 영역(2A), 중앙 영역(2C) 및 내측 영역(2B)으로 구성된다. 외측 영역(2A)은 평평하고 수평이며 외측 에지(3)에 인접한다. 중앙 영역(2C)은 평평하고 내측으로 경사지지만, 또한 약간 만곡될 수 있으며, 특히 볼록하게 만곡될 수 있다. 내측 영역(2B)은 내측 에지(4)에 인접하고 볼록하게 만곡된다. 중앙 영역(2C)의 경사 및 내측 영역(2B)의 곡률로 인해, 지지면(2)의 높이는 외측 영역(2A)에서 시작하여 내측 에지(4)까지 잇달아 감소한다.
지지면(2)의 폭(B)은, 예를 들어 100 mm이고, 외측 영역(2A)의 폭은, 예를 들어 15 mm이고, 중앙 영역(2C)의 폭은, 예를 들어 80 mm이고, 내측 영역(2B)의 폭은, 예를 들어 5 cm이다. 중력 벤딩 동안 유리판(I)에 작용하는 중앙 영역(2C)은 지지면(2) 폭(B)의 대략 80%를 차지한다. 유리판(I)이 처음 위치하는 외측 영역(2A)은 폭(B)의 대략 15%를 차지한다. 내측 영역(2B)은 실제 벤딩에 관여하지 않으며 단지 내측 에지(4)가 유리판(I)과 접촉하지 않도록 보장하고, 폭(B)의 5%만을 차지한다.
도 4는 중력 벤딩 동안 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드(1)의 단면도를 도시한다. 초기 상태에서 평면인 유리판(I)은 지지면(2)의 평평한 수평 외측 영역(2A)에 배치된다(도 4a). 접촉력이 비교적 넓은 영역에 분산되기 때문에, 중력 벤딩 몰드(1)에 의해 비교적 적은 압력만이 유리판(I)에 가해져서 몰드 마킹의 위험이 감소된다. 연화 이후, 유리판(I)이 중력의 영향으로 벤딩되기 시작할 때, 유리판(I)과 지지면(2) 사이의 접촉 영역은 내측 에지(4)를 향해 중앙 영역(2C)으로 이동한다. 유리판(I)과 내측 영역(2C)의 상반된 곡률로 인해, 유리판(I)은 내측 에지(4)와는 장치 마킹(tool markings)을 생성할 수 있는 접촉을 하지 않게 된다. 전체적으로, 유리판(I)의 광학 품질은 본 발명에 따른 지지면(2)에 의해 향상된다.
도 5는 비교를 위해 종래의 중력 벤딩 몰드(1)의 대응되는 섹션을 도시한다. 지지면은 평평하고 내측으로 경사진다. 평면 유리판(I)은 먼저 외측 에지에 위치한다. 벤딩된 판유리(I)는 내측 에지에 위치한다. 이에 따라 유리판은 벤딩 전후에 모두, 지지면의 에지에 위치하고, 그 결과 접촉력이 매우 집중된다; 결과적으로, 고압이 가해진다. 이에 따라, 바람직하지 않은 장치 마킹이 발생하여 유리판(I)의 광학 품질을 감소시키게 된다.
도 6은 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 도시한다.
1: 중력 벤딩 몰드
2: 중력 벤딩 몰드(1)의 지지면
2A: 지지면(2)의 외측 영역
2B: 지지면(2)의 내측 영역
3: 지지면(2)의 외측 에지
4: 지지면(2)의 내측 에지
B: 지지면(2)의 폭
I: 유리판

Claims (15)

  1. 유리판을 벤딩하기 위한 중력 벤딩 몰드(1)로서, 유리판(I)를 그 위에 배치하기에 적합하고 외측 에지(3) 및 내측 에지(4)를 갖는 프레임 형태의 지지면(2)을 포함하고,
    지지면(2)은 외측 에지(3)를 향하는 외측 영역(2A), 내측 에지(4)를 향하는 내측 영역(2B) 및 외측 영역(2A)과 내측 영역(2B) 사이의 중앙 영역(2C)을 구비하고,
    외측 영역(2A)은 평평하고 수평이며, 중앙 영역(2C)은 내측 에지(4)를 향해 경사지고 평면이거나 만곡되며, 내측 영역(2B)은 유리판의 곡률(I)과 상반되는 방향으로 곡률을 갖고,
    내측 영역(2B)은 중앙 영역(2C)보다 더 크게 만곡되는 중력 벤딩 몰드(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    외측 영역(2A)은 외측 에지(3)에 인접하고, 내측 영역(2B)은 내측 에지(4)에 인접하는 중력 벤딩 몰드(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    내측 영역(2B)의 곡률은 유리판(I)이 내측 에지(4)에 접촉되지 않도록 선택되는 중력 벤딩 몰드(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내측 영역(2B)에서의 곡률 반경은 최대 200 mm, 바람직하게는 20 mm 내지 100 mm 인 중력 벤딩 몰드(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중앙 영역(2C)에서의 곡률 반경은 적어도 200 mm, 바람직하게는 적어도 400 mm 인 중력 벤딩 몰드(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내측 영역(2B) 및/또는 중앙 영역(2C)의 곡률 반경은, 적어도 부분적으로 외측 에지(3)에서 내측 에지(4)의 방향으로 감소하는 중력 벤딩 몰드(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중앙 영역(2C)의 폭이 지지면(2) 폭(B)의 적어도 50 %, 바람직하게는 적어도 70 % 인 중력 벤딩 몰드(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외측 영역(2A)의 폭은 적어도 5 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 20 mm 인 중력 벤딩 몰드 (1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내측 영역(2B)의 폭은 적어도 2 mm, 바람직하게는 적어도 2 mm 내지 10 mm 인 중력 벤딩 몰드(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지면(2)의 폭(B)은 3 cm 내지 20 cm, 바람직하게는 5 cm 내지 15 cm 인 중력 벤딩 몰드(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 중력 벤딩 몰드(1), 유리판(I)을 가열하기 위한 수단, 및 유리판을 중력 벤딩 몰드(I)에 배치하기 위한 수단을 포함하는 유리판을 벤딩하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    프레임 형태의 접촉면을 갖는 상부 프레스-벤딩 몰드 및 하부 프레스-벤딩 몰드를 추가로 포함하고,
    하부 프레스-벤딩 몰드 및 중력 벤딩 몰드(1)는 공용 장치에 결합되고, 유리판(I)이 중력 벤딩 몰드(1)에서 하부 프레스-벤딩 몰드로 이송될 수 있도록 수직 변위에 의해 서로에 대해 이동 가능하고,
    하부 프레스-벤딩 몰드 및 상부 프레스-벤딩 몰드는 가압에 의해 그 사이에 위치된 유리판(I)를 재성형하기에 적합하고,
    유리판(I)의 측면 에지는 접촉선을 따라 접촉면에 위치하고, 가압동작 중에 접촉면이 제1접촉선에서 가압선으로 잇달아 이동하고, 제1접촉선과 가압선 사이의 접촉면은 볼록하게 만곡되는 장치.
  13. 적어도 다음 단계들을 포함하는 유리판을 벤딩하기 위한 방법:
    (a) 유리판(I)을 적어도 연화 온도까지 가열하고, 유리판(I)을 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 중력 벤딩 몰드(10)의 지지면에 배치하는 단계,
    (b) 유리판(I)을 중력 벤딩하는 단계,
    (c) 유리판(I)을 냉각하는 단계.
  14. 제 13 항에 있어서,
    유리판(I)이 지지면(2)의 내측 에지(4)에 접촉되지 않는 방법.
  15. 육상, 공중 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단의 유리판을 벤딩하기 위한, 바람직하게는 철도 차량 또는 자동차의 창유리를 벤딩하기 위한, 특히 승용차의 뒷창, 측면창 또는 천장 판유리를 벤딩하기 위한 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 중력 벤딩 몰드의 사용.
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