KR20190123773A - 유리판을 프레스 벤딩하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리판을 벤딩하기 위한 장치로서,
-프레임 형태의 접촉면(2)을 구비하는 하부 프레스-벤딩 몰드(1),
-접촉면(2)에 대향하여 배치되는 상부 프레스-벤딩 몰드(3)를 포함하고,
하부 프레스-벤딩 몰드(1) 및 상부 프레스-벤딩 몰드(3)는 가압에 의해 그 사이에 위치된 유리판(I)를 재성형하는데 적합하며, 유리판(I)의 측면 에지(S)는 접촉선(4)을 따라 접촉면(2)에 위치하고,
가압 동안, 접촉선(4)은 제1접촉선(4A)에서 가압선(4B)으로 잇달아 이동하고,
제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 접촉면(2)은 볼록하게 만곡된다.
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제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 접촉면(2)은 볼록하게 만곡된다.
Description
본 발명은 유리판을 벤딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 유리판을 프레스 벤딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차용 글레이징은 일반적으로 벤딩부를 구비한다. 이러한 벤딩부를 생성하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 소위 "중력 벤딩(gravity bending)"(새그 벤딩(sag bending)이라고도 함)에서, 초기 상태에서 평면인 유리판은 중력의 영향하에서 지지면에서 지지되도록 벤딩 몰드의 지지면에 배치되고 적어도 연화 온도까지 가열된다. 소위 "프레스-벤딩(press-bending) 방법"에서, 판유리는 2개의 상보형 몰드들 사이에 배치되는데, 이것들은 함께 판유리를 가압하여 벤딩부를 생성한다.
프레스 벤딩에서는 프레임 형태의 접촉면을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드가 흔히 사용되는 데, 상기 몰드 상에는 유리판의 측면 에지만 주위 접촉선을 따라 위치된다. 접촉면은 일반적으로 평면이고 내측으로 경사진다. 유리판과 접촉면 사이에 선형으로만 접촉되는 것은 몰드 마킹 및 이와 관련된 광학 품질의 감소를 피하기 위해 중요하다. 유리판이 상부 프레스-벤딩 몰드(종종 전표면 활성면을 구비한 소위 "솔리드 몰드")에 의해 하부 프레스-벤딩 몰드로 가압되고 재성형될 때, 상기 접촉선은 접촉면에서 판유리의 벤딩이 증가함에 따라 외측에서 내측으로 이동한다. 여기서 전체 과정 동안 접촉면과의 선접촉이 유지되고 판유리의 주 표면이 하부 프레스-벤딩 몰드와 접촉하지 않도록 하는 것이 필수적이다. 이러한 방식의 프레스-벤딩 방법은 예를 들어 DE10314267B3, WO2007125973A1, EP0677488A2 또는 WO9707066A1에 개시된다.
에지 영역에서 큰 곡률을 갖는 유리판은 선접촉을 보장하기 위해 접촉면이 매우 가파르게 마련되어야 하는 문제가 있다. 그럼에도 불구하고, 접촉면이 충분한 전체 폭(overall width)을 갖기 위해서는 크게 연장되어야 하는데, 이로 인해 관리할 수 없을 정도로 큰 벤딩 장치가 필요해진다.
또한, 곡률이 큰 판유리를 제조할 수 있는 보다 복잡한 벤딩 장치가 공지되어 있다. 이에 따라, US 5882370 A에는 중력 벤딩을 사용하여 사전-벤딩부(pre-bend)를 생성할 뿐만 아니라, 분절된(articulated) 에지 영역을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드로서 사용되는 하부 벤딩 몰드를 개시한다. 에지 영역은 평면 판유리가 그 위에 배치될 때 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.
US2005268661A1은 오목하게 만곡된 접촉면을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드를 개시한다.
본 발명의 목적은 보다 복잡한 벤딩 방법을 필요로 하지 않으며 에지 영역에서 큰 판유리 곡률을 실현할 수 있는 개선된 프레스 벤딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 다음을 포함하는 유리판을 벤딩하기 위한 장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다:
-프레임 형태의 접촉면을 구비하는 하부 프레스-벤딩 몰드,
-접촉면에 대향하여 배치되는 상부 프레스-벤딩 몰드를 포함하되,
하부 프레스-벤딩 몰드 및 상부 프레스-벤딩 몰드는 가압에 의해 그 사이에 위치된 (연화 온도로 가열된) 유리판을 재성형하는데 적합하며,
유리판의 측면 에지는 접촉선을 따라 접촉면에 위치하고,
접촉선은 가압 동안 제1접촉선에서 가압선으로 잇달아 이동한다(즉, 접촉면에서 변위된다).
또한, 본 발명의 목적은 다음 단계를 포함하는 유리판을 벤딩하기 위한 방법에 의해 달성된다:
(a) 프레임 형태의 접촉면을 구비하는 하부 프레스-벤딩 몰드와 접촉면에 대향하여 배치되는 상부 프레스-벤딩 몰드 사이에 적어도 연화 온도로 가열된 유리판을 배치하고, 제1접촉선을 따라 유리판의 측면 에지와 접촉면 사이에 접촉을 설정하는 단계,
(b) 하부 프레스-벤딩 몰드와 상부 프레스 벤딩 몰드 사이에서 유리판을 프레스 벤딩(즉, 가압에 의해 유리판을 재성형)하는 단계를 포함하되, 유리판의 측면 에지는 항상 주위 접촉선을 따라 접촉면에 위치하고, 접촉선은 가압 동안 제1접촉선에서 가압선으로 잇달아 이동한다.
장치 및 방법은 이하에서 함께 제시되며, 설명 및 바람직한 실시예는 장치 및 방법을 동일하게 참조한다.
본 발명에 따르면, 제1접촉선과 가압선 사이의 접촉면은 볼록하게 만곡된다. 접촉면의 볼록 곡률은 유리판의 곡률 방향과 반대이다. 이에 따라, 접촉면은 말하자면 유리판로부터 멀어지는 방향으로 벤딩되어, 주요 판유리면(primary pane surface)이 접촉면과 접촉하는 것을 방지하게 된다. 그 대신, 큰 판유리 곡률을 가지면서도 유리판의 측면 에지를 따라 선형 접촉이 보장된다. 큰 곡률(특히 에지 영역에서)과 높은 광학 품질을 갖는 유리판은 본 발명에 따른 하부 프레스-벤딩 몰드로 제조될 수 있다. 그러나, 이를 위해 벤딩 장치 및 방법의 복잡한 적응이 필요하지 않다. 단지 기존 장치의 하부 프레스-벤딩 몰드가 본 발명의 것으로 대체되어야 한다. 따라서, 본 발명은 기존 설비 및 운영에 쉽게 통합될 수 있다. 이것들은 본 발명의 주요한 장점들이다.
본 발명에 따른 장치는 하부 및 상부 프레스-벤딩 몰드를 포함한다. 프레스-벤딩 몰드는 서로 대향하여 배치되고, 연화 온도로 가열된 유리판을 프레스-벤딩 몰드들 사이에서 가압함으로써, 변화된 판유리의 곡률을 갖는 원하는 형상으로 벤딩하기에 적합한 상보적인 활성면(active surface) 또는 접촉면을 갖는다. 본 발명에서, "하부 벤딩 몰드"는 유리판 하측의 지면을 향하는 면과 접촉하거나 그와 관련되어 작용하는 몰드를 의미한다. "상부 벤딩 몰드"라는 용어는 지면으로부터 멀어지는 방향을 향하는 유리판 상측면과 접촉하거나 이와 관련되어 작용하는 몰드를 의미한다. 벤딩 몰드는 벤딩 장치로도 지칭된다. 하부 프레스-벤딩 몰드는 프레임 형태의 접촉면을 갖는다. 여기서 "접촉면"이라는 용어는 가압 동안 유리판을 지지하도록 지면으로부터 멀어지는 방향을 향하는, 실질적으로 상측을 향하는 표면을 지칭한다. 접촉면은 에지들, 특히 외측 에지 및 내측 에지에 의해 경계가 정해지고, 각각의 경우에 프레임 형태의 방식으로 주위로 연장된다. 내측 에지는 중심을 향하고 의도된 용도로는 유리판의 중심을 향한다. 외측 에지는 바깥쪽을 향하고 의도된 용도로는 유리판의 중심에서 멀어지는 방향을 향한다. 벤딩작업 동안, 유리판과 직접 접촉하는 것은 전체 표면이 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. 이러한 벤딩 몰드는 링(벤딩 링) 또는 프레임(프레임 몰드)으로도 지칭될 수 있다. 유리판의 하부면은 접촉면과 직접 접촉하지 않고 단지 그 측면 에지에서 접촉한다. 접촉면은 반드시 완전한 프레임을 형성할 필요는 없으며 불연속적일 수도 있다. 접촉면은 완전 또는 불연속 프레임의 형태로 구현된다.
유리판이 프레스 벤딩 전에, 하부 또는 상부 프레스 벤딩 몰드와 먼저 접촉하는지 여부는 무의미하다. 이에 따라, 유리판은 하부 프레스-벤딩 몰드에 위치될 수 있고, 이후 상부 프레스-벤딩 몰드에 접근될 수 있다. 대안적으로, 유리판은 먼저 상부 프레스-벤딩 몰드에 의해, 예를 들어 흡입(sucking) 또는 취입(blowing) 작용에 의해 픽업될 수 있고, 이후 하부 프레스-벤딩 몰드에 접근될 수 있다. 어떠한 경우이든지, 유리판의 측면 에지만이 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면과 접촉하게 된다. 이에 따라 유리판와 접촉면 사이의 직접 접촉은 선 같은 또는 선 형태이며, 이 선은 본 발명에서 "접촉선"으로 지칭된다. 접촉선은 접촉면의 주위에 프레임처럼 구현된다. 본 발명에서, 재성형이 시작되기 전에 몰드들이 서로 접근될 때 유리판이 먼저 접촉면에 접촉선을 따라 접촉되는데, 이 접촉선은 본 발명에서 제1접촉선으로 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. 접촉선은 벤딩작업 중에 제1접촉선에서 시작하여 가압선까지 이동한다.
전체 벤딩작업 동안, 유리판과 하부 벤딩 몰드 사이의 직접적인 접촉은 항상 접촉선을 따르는 선의 형태일뿐이다. 하부 판유리면은 하부 벤딩 몰드와 절대 접촉하지 않는다. 여기서, 벤딩 몰드 및 지면을 향하는 유리판의 주요 면은 "하부 판유리면"으로 지칭되는 반면, 벤딩 몰드로부터 멀어지며 상측을 향하는 유리판의 주요 면은 "상부 판유리면"으로 지칭된다. 주위 측면 에지는 상부 및 하부 판유리면 사이에서 연장된다. 정확하게 말하면, 하부 판유리면과 측면 에지 사이의 경계선은 특히 접촉면과 접촉한다.
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 유리판로부터 멀어지도록 벤딩되어, 큰 판유리 곡률을 가지더라도 접촉면이 하부 판유리면에 접촉되는 것을 방지하게 된다.
본 발명에 따른 곡률은 전체 접촉면 주위로 존재할 필요는 없다. 또한, 다른 영역들은 통상적으로 형성되는 반면, 접촉면의 섹션들에만 본 발명에 따른 곡률을 마련하는 것이 가능하다. 예를 들어, 유리판이 그 측면 에지의 일부 영역에서 크게 만곡되지만 나머지 측면 에지의 영역에서는 곡률이 아주 크지 않을 때 이것이 발생할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 곡률은 크게 만곡된 측면 에지와 관련된 접촉면의 영역에만 마련하는 것이 유리할 수 있다.
접촉면에서 필요한 곡률의 정도는 실질적으로 벤딩될 유리판의 기하학적 구조에 좌우되고, 벤딩 장치를 계획하는 동안 통상의 기술적 계산에 의해 결정될 수 있다. 특히, 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, 구부러질 유리판의 통상적인 곡률 반경을 가지며, 양호한 결과가 달성되고 적절한 여유각이 보장된다.
유리한 개선예에서, 곡률 반경은 적어도 부분적으로 제1접촉선에서 가압선 방향으로 증가한다 - 이에 따라 곡률은 외측에서 내측으로 갈수록 더 작아진다. 따라서, 제1접촉선에서 가압선까지의 단면에는, 곡률이 외측에서 내측으로 갈수록 더 커지는 접촉면의 적어도 하나의 섹션이 존재한다. 결과적으로, 접촉면의 내측 에지가 더 낮아지고 판유리면과 접촉면 사이의 접촉 위험은 더욱 감소된다. 곡률 반경이 제1접촉선과 가압선 사이의 전체 영역에서 외측에서 내측방향으로 증가하는 것이 특히 가장 유리하다.
바람직한 실시예에서, 제1접촉선과 가압선 사이의 거리는 2 cm 내지 50 cm, 바람직하게는 5 cm 내지 30 cm이다. 상기 거리는 제1접촉선과 가압선 사이의 접촉면상의 가장 짧은 연결부를 따라, 특히 실질적으로 2개의 선에 수직하게 측정된다. 언급된 거리로 특히 양호한 벤딩 결과를 얻을 수 있다.
가압선과 접촉면의 내부 에지 사이의 거리는 바람직하게는 10 mm 이상, 예를 들어 10 mm 내지 100 mm이다. 제1접촉선과 접촉면의 외부 에지 사이의 거리는 바람직하게는 5 mm 이상, 예를 들어 5 mm 내지 100 mm이다.
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.
프레스 벤딩의 경우, 2개의 프레스-벤딩 몰드의 접촉면들은 일반적으로 다른 벤딩 몰드가 그러하듯이 직물, 특히 금속 함유 직물로 덮이지 않는다. 대신에, 유리판은 벤딩 몰드의 금속 표면과 직접 접촉한다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 하부 및 상부 프레스-벤딩 몰드를 서로를 향해 이동시키기 위한 수단을 포함한다. 이 수단에 의해, 2개의 프레스-벤딩 몰드들은 유리판이 벤딩을 위해 배치된 후에 서로 근접되도록 이동함으로써 유리판을 동시에 가압하게 된다. 하부 프레스-벤딩 몰드, 상부 프레스-벤딩 몰드, 또는 이 둘 모두의 수직 이동은 서로 더 근접되도록 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 유리판을 연화 온도로 가열하기 위한 수단을 포함한다. 일반적으로, 벤딩 몰드는 가열 가능한 벤딩로(bending furnace) 또는 가열 가능한 벤딩 챔버 내에 배치된다. 유리판은 가열을 위한 별도의 챔버, 예를 들어 터널로(tunnel furnace)를 통과할 수 있다.
또한, 상기 장치는 유리판을 가열수단으로 이송하고 벤딩 후 다시 가열수단으로부터 멀어지도록 벤딩될 유리판을 이동시키는 수단을 포함한다. 이에 따라, 예를 들어, 프레스-벤딩 몰드는 가령 롤러 또는 컨베이어 벨트에 의해 이동되는 이송 래크에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 대안적으로, 벤딩 몰드는 벤딩로에 고정적으로 배치될 수 있고 유리판은 롤러 또는 컨베이어 벨트상에서 직접 이동될 수 있다. 유리판은 벤딩로 내에서, 예를 들어 상부 프레스-벤딩 몰드에서 픽업될 수 있다. 이를 위해, 유리판은 수직의 공기 흐름에 의해 상부 프레스-벤딩 몰드로 흡입되거나 취입됨으로써 상부 프레스-벤딩 몰드에서 이동될 수 있다.
유리한 실시예에서, 유리판은 프레스 벤딩 전에 사전 벤딩되고, 장치에는 사전 벤딩부를 생성하기 위한 해당 수단이 설치된다. 사전 벤딩은 예를 들어, 연화된 유리판을 상부 프레스-벤딩 몰드로 취입(blowing)함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로는, 중력 벤딩에 의해 사전 벤딩될 수 있다. 이를 위해, 장치에는 중력 벤딩 몰드가 설치되는데, 바람직하게는 내측 에지 및 외측 에지에 의해 경계가 결정되는 프레임 형태의 지지면을 구비한다. 유리판의 단지 하나의 에지 영역이 지지면과 직접 접촉하는 반면, 대부분의 유리판은 중력 벤딩 몰드와 직접 접촉하지 않는다. 유리판의 주위 측면 에지는 지지면에 배치되거나 지지면을 지나 부분적으로(in sections) 또는 주위로 돌출될 수 있다. 유리판이 연화 온도로 가열되면, 판유리의 중심은 중력 작용에 의해 하강하고 판유리 에지는 판유리의 중심에 비해 상승되어 사전 벤딩부를 생성한다. 사전 벤딩부를 생성하기 위한 중력 벤딩과 최종 벤딩을 위한 프레스 벤딩의 조합을 통해, 복잡한 형상을 갖는 유리판을 높은 광학 품질로 제조할 수 있다.
또한, 장치는 중력 벤딩 몰드, 특히 하향 배향된 접촉면을 구비한 상부 이송 몰드(upper transport mould)에 유리판을 배치하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 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 운송될 수 있다.
장치는, 예를 들어, 유리판을 중력 벤딩 몰드로부터 하부 프레스-벤딩 몰드, 예를 들어 추가적인 상부 이송 몰드로 이동시키기 위한 수단을 특히 포함할 수 있다. 또한, 프레스 벤딩을 위한 장치를 마련하도록 중력 벤딩 몰드가 이후 하부 프레스 벤딩 몰드로 교체되며 상부 프레스 벤딩 몰드에 대해 이것을 취입함으로써 중력 벤딩 몰드로부터 들어 올려질 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, 장치에 의해 들어 올려지지 않고 제2상태로 전환됨으로써 간단한 방식으로 하부 프레스-벤딩 몰드로 이송될 수 있다.
중력 벤딩 몰드는 그 위에 유리판을 배치하기에 적합하고 외측 에지 및 내측 에지를 갖는 프레임 형태의 지지면을 구비하는 것이 바람직하다. 내측 에지는 중심을 향하며 의도된 용도에서 유리판의 중심을 향한다. 외측 에지는 외측을 향하고 의도된 용도에서 판유리 에지를 향하고 유리판의 중심에서 멀어지는 방향을 향한다. 유리판의 주위 측면 에지는 지지면에 배치되거나 지지면을 지나 부분적으로(in sections) 또는 주위로 돌출될 수 있다.
특히 바람직한 개선예에서, 지지면은 완전히 평면이 아니고 부분적으로 만곡된다. 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.
지지면의 외측 영역은 평면이며 수평으로 배치된다. 중앙 영역은 평면이거나 약간 만곡될 수 있고(바람직하게 볼록하게), 내측으로, 즉 내측 에지를 향해 경사진다. 반대로, 내측 영역은 중력 벤딩 작업 동안 생성된 유리판 곡률의 반대 방향으로 비교적 큰 곡률을 갖는다. 판유리의 중심이 중력 작용에 의해 하강되고 판유리 에지가 판유리의 중심에 대해 상승되기 때문에, 유리판은 중력 벤딩 동안 벤딩되어 하부 판유리면이 볼록하게 만곡되고 상부 판유리면이 오목하게 만곡된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 지지면의 내측 영역은 볼록하게 만곡되어 두번째 영역의 곡률과 유리판의 곡률이 서로 반대 방향으로 된다. 지지면의 이러한 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. 또한, 유리판은 내측 에지와 접촉하지 않는데, 이것은 크게 만곡된 내측 영역에 의해 보장된다. 내측 에지와 유리판 사이가 접촉되지 않아 몰드 마킹을 피할 수 있다.
내측 영역은 중앙 영역보다 더 크게 만곡된다(즉 곡률 반경이 더 작다). 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.
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. 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. 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 장치 및 하부 프레스-벤딩 몰드와 상부 프레스-벤딩 몰드 사이에 위치된 유리판을 포함하는 유리판을 벤딩하는 장치를 포함한다.
프레스 벤딩 후, 유리판은 냉각되는데, 이것은 원하는 방식으로 수행될 수 있다. 냉각은 판유리가 이송되는 다른 금형에서 수행될 수 있다. 냉각은 주변 온도 또는 능동 냉각에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 중력 벤딩 몰드 및 방법은, 예를 들어 자동차의 측면창 또는 후면창에서 흔히 그러하듯이, 벤딩되고 프리스트레스(prestressed)된 유리판을 제조하는데 적합하다. 결과적으로, 바람직한 실시예에서, 유리판은 급속 냉각에 의해 벤딩 후에 열적으로 프리스트레스된다. 이를 위해, 유리판은 벤딩 후에 프리스트레싱 작용 동안 수용되는 소위 "템퍼링 프레임(tempering frame)"으로 이송된다.
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.
또한, 본 발명은 육상, 공중 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단의 유리판을 프레스 벤딩하기 위한, 바람직하게는 철도 차량 또는 자동차의 창유리를 프레스 벤딩하기 위한, 특히 승용차의 뒷창, 측면창 또는 천장 판유리를 프레스 벤딩하기 위한 본 발명에 따른 장치의 사용을 포함한다. 본 발명에 따른 방법으로 벤딩된 유리판은 바람직하게는 육상, 공중 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단, 특히 바람직하게는 철도 차량 또는 자동차의 창유리로서, 특히 승용차의 뒷창, 측면창 또는 천장 판유리로서 사용된다.
이하에서, 본 발명은 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명된다. 도면은 개략적인 표현이며 축척과 일치하지 않는다. 도면은 본 발명을 전혀 제한하지 않는다.
도 1은 유리판의 프레스 벤딩 동안 일반적인 장치의 단면도,
도 2는 프레스 벤딩 동안 종래 기술에 따른 장치의 단면도,
도 3은 일반적인 장치의 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면의 평면도,
도 4는 프레스 벤딩 동안 본 발명에 따른 장치의 단면도,
도 5는 최종 벤딩된 유리판을 갖는 본 발명에 따른 하부 프레스-벤딩 몰드의 단면도,
도 6은 하부 프레스-벤딩 몰드가 중력 벤딩 몰드와 결합된 장치의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.
도 1은 유리판의 프레스 벤딩 동안 일반적인 장치의 단면도,
도 2는 프레스 벤딩 동안 종래 기술에 따른 장치의 단면도,
도 3은 일반적인 장치의 하부 프레스-벤딩 몰드의 접촉면의 평면도,
도 4는 프레스 벤딩 동안 본 발명에 따른 장치의 단면도,
도 5는 최종 벤딩된 유리판을 갖는 본 발명에 따른 하부 프레스-벤딩 몰드의 단면도,
도 6은 하부 프레스-벤딩 몰드가 중력 벤딩 몰드와 결합된 장치의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.
도 1은 유리판의 프레스 벤딩을 위한 일반적인 장치의 단면도를 도시한다. 장치는 프레임 형태 접촉면(2)을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드(1)와, 전표면 활성면을 갖는 상부 프레스-벤딩 몰드(3)를 포함하는데, 이것들은 서로 대향하여 배치되고 서로에 대해 수직으로 이동될 수 있다. 벤딩될 유리판(I)는 프레스-벤딩 몰드(1, 3) 사이에 배치된다. 프레스-벤딩 몰드(1, 3)는 서로 더 근접됨으로써 유리판(I)이 그 사이에서 가압되어 재성형되도록 한다. 유리판(I)의 측면 에지(S)만이 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 접촉면(2)에 위치한다. 이에 따라 유리판(I)과 접촉면(2)은 접촉선(4)으로 지칭되는 주위선을 따라서만 서로 접촉된다. 전체 상부 판유리면(O)은 상부 프레스-벤딩 몰드(3)의 활성면과 접촉한다. 상부 프레스-벤딩 몰드(3)의 활성면의 형상은 유리판(I)의 원하는 벤딩 형상에 대응된다.
도 2는 종래 기술로 구현된 하부 프레스-벤딩 몰드(1)를 갖는 장치의 단면도를 도시한다. 접촉면(2)은 평평하고 내측으로 경사진다. 먼저, 유리판(I)은 하부 프레스-벤딩 몰드(1) 및 상부 프레스-벤딩 몰드(3)와 접촉하게 된다(도 2a). 유리판(I)이 초기에 접촉면(2)과 접촉하는 접촉선(4)을 제1접촉선(4A)이라 지칭한다. 단순화를 위해 유리판(I)는 초기 상태에서 평면으로 도시된다; 그러나 이것은 미리 벤딩될 수도 있다. 프레스-벤딩을 위해, 프레스-벤딩 몰드(1, 3)는 유리판(I)이 재성형되도록 서로 근접된다. 접촉선(4)은 제1접촉선(4A)에서 시작하여 내측으로 이동한다(도 2b). 점선 화살표는 프레스-벤딩 동안 상부 프레스 벤딩 몰드(3)와 접촉선(4)의 이동을 나타낸다. 프레스 벤딩이 종료될 때, 프레스-벤딩 몰드(1, 3)는 최종 위치에 도달하고 유리판(I)은 최종 형상으로 벤딩된다(도 2c). 접촉선(4)은 가장 내측 위치에 도달하는데, 이를 가압선(4B)이라고 지칭한다.
본 도면은 평면 접촉면(2)을 갖는 종래의 하부 프레스-벤딩 몰드의 단점을 도시한다. 특히, 에지 영역에서 큰 곡률을 갖는 유리판(I)을 제조할 때에는 하부 판유리면(U)이 가압선(4B)과 내측 에지 사이의 영역에서 접촉면(2)과 접촉될 위험이 있으며, 결과적으로 광학 품질에 부정적인 영향을 줄 가능성이 있다. 이러한 접촉은 접촉면(2)을 보다 가파르게 배향시킴으로써 원칙적으로 방지될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 접촉선(4)이 동일한 수평 거리를 커버하도록 접촉면(2)을 상당히 연장시킬 필요가 있는데, 그 결과 하부 벤딩 몰드는 매우 넓어져야 하며, 특히 관리할 수 없을 정도로 높아져야 하고, 기존 공장에 통합되기 어렵다.
도 3은 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 평면도를 도시한다. 프레임 형태 접촉면(2)은 식별 가능한데, 이것은 중심을 향하는 내측 에지(6) 및 외측을 향하는 외측 에지(7)에 의해 경계 지어진다. 유리판(I)의 측면 에지(S)와 접촉면(2)의 접촉은 프레임 형태의 제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 영역 내에서 이루어지며, 이것들은 모두 접촉면(2)에 주위방향으로 배치된다.
도 4는 도 2와 비교하도록 본 발명에 따른 하부 프레스-벤딩 몰드(1)를 갖는 장치의 단면도를 도시한다. 접촉면(2)은 특히 제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 영역에서 볼록하게 만곡된다. 접촉면(2)의 곡률은 판유리의 곡률과 반대 방향이다. 벤딩을 통해 유리판(I)로부터 접촉면(2)의 하부 영역의 거리를 증가시키게 되고, 그 결과, 에지 영역에서 큰 곡률을 갖는 유리판의 경우에도 하부 판유리면(U)과의 접촉을 피할 수 있게 된다.
도 5는 다른 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 단면도를 도시한다. 접촉면(2)(내측 에지(6) 및 외측 에지(7)에 의해 경계 지어짐)의 본 발명에 따른 설계는 하부 판유리면이 접촉면(2)과 접촉되지 않는 것을 보장한다. 이에 따라 하부 판유리면과 접촉면(2)은 항상 0°보다 큰 각도를 이루며, 이를 여유각(α)으로 지칭한다. 유리판(I)과 접촉면(2)의 곡률에 따라, 여유각(α)은 프레스 벤딩 동안 변할 수 있지만 항상 0°보다 크게 유지된다. 가압선(4B)에서의 여유각은 유리하게는 3°보다 켜야 하며, 예를 들어 7°보다 커야 한다.
곡면들 사이의 여유각은 각각의 접촉선(4)에서 접선 평면을 사용하여 정확하게 결정될 수 있다.
도 6은 공통 장치에 결합된 하부 프레스-벤딩 몰드(1) 및 중력 벤딩 몰드(5)를 개략적으로 도시한다. 중력 벤딩 몰드(5)는 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 접촉면(2)에 의해 둘러싸인 프레임 형상의 지지면을 갖는다. 프레스-벤딩 몰드(1)와 중력 벤딩 몰드(5)는 서로에 대해 수직으로 변위 가능하여, 중력 벤딩 몰드(5)의 지지면 또는 프레스-벤딩 몰드(1)의 접촉면(2)이 더 높게 배치되어 결과적으로 유리판(I)를 지지할 수 있도록 조절하는 것이 가능하다. 먼저, 유리판은 더 높게 배치된 중력 벤딩 몰드(5)에서 사전 벤딩된다(도 6a). 이후, 벤딩 몰드들(1, 5)은 유리판(I)이 중력 벤딩 몰드(5)에서 하부 프레스-벤딩 몰드(1)로 이송되면서 서로에 대해 변위된다(도 6b). 이송은 중력 벤딩 몰드(5)를 하측으로 이동시키거나, 프레스-벤딩 몰드(1)를 상측으로 이동시키거나, 또는 이 둘의 조합에 의해 수행될 수 있다.
도 7은 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 도시한다.
1: 하부 프레스-벤딩 몰드
2: 하부 벤딩 몰드(1)의 접촉면
3: 상부 프레스-벤딩 몰드
4: 유리판(I)과 접촉면(2) 사이의 접촉선
4A: 제1접촉선
4B: 가압선
5: 중력 벤딩 몰드
6: 접촉면(2)의 내측 에지
7: 접촉면(2)의 외측 에지
α: 접촉면(2)과 유리판(I) 사이의 여유각
I: 유리판
O: 유리판(I)의 상부 판유리면
U: 유리판(I)의 하부 판유리면
S: 유리판(I)의 측면 에지
2: 하부 벤딩 몰드(1)의 접촉면
3: 상부 프레스-벤딩 몰드
4: 유리판(I)과 접촉면(2) 사이의 접촉선
4A: 제1접촉선
4B: 가압선
5: 중력 벤딩 몰드
6: 접촉면(2)의 내측 에지
7: 접촉면(2)의 외측 에지
α: 접촉면(2)과 유리판(I) 사이의 여유각
I: 유리판
O: 유리판(I)의 상부 판유리면
U: 유리판(I)의 하부 판유리면
S: 유리판(I)의 측면 에지
Claims (15)
- 유리판을 벤딩하기 위한 장치로서,
-프레임 형태의 접촉면(2)을 구비하는 하부 프레스-벤딩 몰드(1),
-접촉면(2)에 대향하여 배치되는 상부 프레스-벤딩 몰드(3)를 포함하되,
하부 프레스-벤딩 몰드(1) 및 상부 프레스-벤딩 몰드(3)는 가압에 의해 그 사이에 위치된 유리판(I)를 재성형하는데 적합하며,
유리판(I)의 측면 에지(S)는 접촉선(4)을 따라 접촉면(2)에 위치하고,
가압 동안, 접촉선(4)은 제1접촉선(4A)에서 가압선(4B)으로 잇달아 이동하고,
제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 접촉면(2)은 볼록하게 만곡되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
가압선(4B)에서 접촉면(2)과 유리판(I) 사이의 여유각(α)는 적어도 3°, 바람직하게는 적어도 5°인 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
만곡된 접촉면(2)의 곡률 반경은 최대 750 mm, 바람직하게는 최대 500 mm인 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
만곡된 접촉면(2)의 곡률 반경은 제1접촉선(4A)으로부터 가압선(4B) 방향으로 적어도 부분적으로 증가하는 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
프레스-벤딩 몰드(1, 3)의 접촉면은 직물로 덮이지 않는 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이의 거리는 2 cm 내지 50 cm, 바람직하게는 5 cm 내지 30 cm 인 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상부 프레스-벤딩 몰드(3)는 전표면 활성면을 구비하는 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
프레임 형태의 지지면을 갖는 중력 벤딩 몰드(5)를 포함하고 유리판(I)를 중력 벤딩 몰드(5)와 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 서로에 대한 수직 변위에 의해 중력 벤딩 몰드(5)에서 하부 프레스-벤딩 몰드(1)로 이송하기에 적합한 장치. - 제 8 항에 있어서,
중력 벤딩 몰드(5)의 지지면은 평평하고 수평인 외측 영역, 경사지거나 평평하거나 만곡되는 중앙 영역 및 볼록하게 만곡되는 내측 영역을 가지며, 내측 영역은 중앙 영역보다 더 크게 만곡되는 장치. - 유리판을 벤딩하는 방법으로,
(a) 프레임 형태의 접촉면(2)을 갖는 하부 프레스-벤딩 몰드(1)와 상부 프레스-벤딩 몰드(3) 사이에 적어도 연화 온도로 가열된 유리판(I)를 배치하고, 유리판(I)의 측면 에지(S)와 접촉면(2) 사이에 제1접촉선(4A)을 따라 접촉을 설정하는 단계,
(b) 하부 프레스-벤딩 몰드(1)와 상부 프레스-벤딩 몰드(3) 사이에서 유리판(I)을 프레스 벤딩하는 단계를 포함하되, 유리판(I)의 측면 에지(S)는 접촉선(4)을 따라 접촉면(2)에 위치하고, 접촉선은 가압 동안 제1접촉선(4A)에서 가압선(4B)으로 잇달아 이동하고,
접촉면(2)은 제1접촉선(4A)과 가압선(4B) 사이에서 볼록하게 만곡되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
가압선(4B)에서 접촉면(2)과 유리판(I) 사이의 여유각(α)는 적어도 3°, 바람직하게는 적어도 5°인 방법. - 제 10 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
유리판(I)은 단계(a) 전에 미리 벤딩되는 방법. - 제 12 항에 있어서,
유리판(I)은 중력 벤딩 몰드(5)에서 미리 벤딩된 이후 중력 벤딩 몰드(5) 및 하부 프레스-벤딩 몰드(1)의 서로에 대한 수직 변위에 의해 하부 프레스-벤딩 몰드(1)로 이송되는 방법. - 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
유리판(I)는 단계(b) 후에 열적으로 프리스트레스되는(prestressed) 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
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 9 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 사용.
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