KR830002305B1 - 여러가지 형상의 모울드를 이용한 곡면 유리판의 고속 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

여러가지 형상의 모울드를 이용한 곡면 유리판의 고속 제조방법

제1도는 본 발명의 적절한 예를 이용하여 유리판을 성형하고 강화시키는 장치의 부분 평면도.

제2도는 제1도에 예시한 장치 중 어떤 부분을 상세하게 예시한 부분 종단면도.

제3도는 제1도에 예시한 장치중 간략화된 성형 위치의 구조를 예시한 투시도.

제4도는 상부의 진공 모울드와 하부의 모울드가 서로 떨어져 있는 성형위치로 고온의 평면 유리판이 도입된 것을 예시한 성형 위치의 단면도.

제5도는 제4도와 유사한 도면으로서 하부 모울드의 성형면에 고온의 유리판이 접해 있는 것을 예시한 도면.

제6도는 제4도 및 제5도와 유사한 도면으로서 제5도에 이어서 모울드 사이의 거리가 하부 로울드로부터 유리판을 흡입하여 들어올릴 수 있을 정도로 충분히 작을 때 상부의 진공 모울드가 유리판에 접하는 것을 예시한 도면.

제7도는 제6도에 이어서 연속된 흡입공정에 의해 유리판과 상부 진공 모울드간의 접촉 면적을 크게 해 주는 방법을 예시한 도면.

제8도는 제7도에 이어서 상부 진공 모울드로 부터 유리판을 수용하는 상부 진공 모울드의 것보다 큰 곡률 반지름을 가진 가로 형상을 형성하는 상부 표면이 있는 고리 모양의 요소와 하부 모울드 및 상부 진공 모울드의 분리된 상태와 유리판과 고리모양요소의 상부 가로 곡면 사이의 가로 형상에서의 차이를 예시한 도면.

제9도는 제8도에 이어서 잠시동안의 지지를 받은 후 고리모양요소의 형상에 부합되는 유리판을 형성하는 지지된 유리판과 고리모양의 요소를 예시한 도면.

제10도는 제8도와 유사한 도면으로서 상부 성형면이 진공 모울드의 아래방향 성형면의 것보다 작은 곡률 반지름을 가진 형상을 형성하는 고리모양요소에 유리판이 얹혀질 때의 유리판의 위치를 예시한 도면.

제11도는 제9도와 유사한 도면으로서 고리모양요소가 잠시동안의 지지를 한후 성형이 된 유리판을 지지하는 것을 예시한 도면.

본 발명은 유리판의 성형 및 냉각에 관한 것으로, 특히 비교적 얇은 유리판을 성형 및 열처리하여 공기 급냉시켜 강화시키므로서 곡면 유리판을 고속 제조하는 방법에 관한 것이다.

성형된 유리판은 자동차등의 차량에 옆 창분으로 널리 사용되며 이러한 용도에 알맞게 하기 위해 평면 유리판을 정확한 곡면 형상을 가지며 유리 옆창문이 설치되는 창문 구멍을 가진 틀에 정확히 들어맞게 성형해야 한다. 또한 중요한 점으로서는 옆창문을 엄격한 광학적인 조건에 맞아야하며 투시에 장애가 되는 광학적인 결함이 없는 것이라야 한다는 것이다. 제조 도중 차량의 성형된 창문으로 사용코자 하는 유리판을 열처리하여 충격으로 인한 손상에도 견디며 소요의 강도를 가지도록 유리를 강화 처리한다.

파손이 잘 되지 않게 유리판의 강도를 크게 해주는 외에도 강화 처리를 하여주면 유리판이 부서지더라도 비교적 작고 비교적 표면이 원활한 조각으로 파손되므로 강화되지 않는 유리가 파손될 때 일어나는 비교적 크기가 크고 날카로운 파편에 의한 것보다 훨씬 피해를 주는 정도가 적게 된다. 이러한 목적으로 성형 유리판을 상업적으로 제조함에 있어서는 보통 평면유리를 연화점까지 열처리하고 소요의 만곡정도로 성형한 후 유리의 어니일링 범위(annealing range) 이하의 온도로 냉각시켜 제조하고 있다. 처리 도중 터널형식의 로를 따라 있는 수평 이동 통로를 따라 유리판을 성형위치로 이동시켜 유리의 변형온도로 가열하고 성형위치에서 인양 요소로 이동시켜 여기서 유리판을 진공 모울드(mold)에 접합시켜 들어올린다.

인양요소가 수평 통로 이하의 위치로 후퇴하면서 진공 모울드는 흡입에 의해 성형된 유리를 들어올리게 된다.

이와 거의 동시에 유리판의 크기에 맞는 외형을 가진 이동 및 강화 처리고리는 진공 모울드 아래와 인양요소 위에 있는 위치로 올라간다. 진공이 없어지면 성형된 유리판은 강화처리 고리 위에 놓이게 된다.

종래의 장치에 있어서 인양요소, 진공 모울드 및 이동 및 강화 처리 고리는 상호간에 부합되는 만곡면을 가진 성형면이 있었다. 그렇기 때문에 일정한 형상의 판과 형상이 다른 유리판의 외형 및 상이한 외형을 가진 유리판의 형상을 바꾸어 제조하고자 할 때 위에 나온 세가지 유리판 물림요소 즉 인양요소, 진공 모울드 및 이동용 고리를 모두 제거하고 교체해야 할 필요가 있었다.

미국 특허 제1, 889, 881호에서는 상부 모울드와 하부 모울드 사이에 유리판을 수평으로 살짝 위치하도록 하고 있다. 외형의 주변 부분에 홈리세스(recess)를 만들어 유리판의 투시 부분에 있어서 반대쪽 유리판 표면이 동시에 물리지 않도록 하부 모울드를 주변 부분내에 있도록 하고 있다. 연질 유리판은 주변 부분에서만 반대쪽 표면에서 동시에 물리게 되어 주변 부분에서 리세스가 있는 하부 모울드 부분의 한도내에서 연화되게 하고 있다.

미국 특허 제3, 508, 903호에서는 각각 상이한 곡률 반지름이 있는 성형면을 가진 모울드 사이에서 유리판을 물고 있는 집게를 눌러서 모울드 사이의 투시 부분과 동시에 물리지 않도록 하고 있다. 이러한 장치는 곡면유리에 집게 자국이 나지 않는 것은 아니다.

미국 특허 제3, 607, 187호에서는 진공 모울드의 하방향 성형면에 대하여 연질의 평면 유리판을 흡입하여 들어올려 흡입한채로 유리판을 성형하고 있다. 진공 모울드의 형상에 맞게끔 전체 평면 유리판을 성형하는데 필요한 흡입을 하자면 많은 동력이 소모된다.

미국 특허 제3, 846, 104호에서는 콘베어장치에서 처리로 속으로 유리판을 통과시켜 가열하는 한편 유리를 연화점 가까운 온도에서 처리할 수 있는 방법과 장치에 대해 상술하고 있다. 로의 먼쪽에 있는 성형 장소에서 하부의 외형 성형 모울드로 각 유리판을 들어올려 소요의 유리 형상을 한 상부 진공 모울드와 접하도록 하고 있다. 상부 진공 모울드는 성형위치에 잔류해 있으면서 성형된 유리판을 유지하며, 이 때 하부 성형 모울드는 콘베어 장치보다 아래쪽으로 역진한다.

주변의 단면에 인접하여 있는 곡면 유리판을 지지하도록 된 강화 처리용 고리는 보통 성형위치와 냉각 위치 사이를 수평 이동하여 진공 모울드에 의하여 방출된 각 성형 유리판을 받아들여서 이것을 냉각 위치로 가져간다. 하부 성형 모울드와 강화처리용 고리의 외형은 상부 진공 모울드의 하방향 성형면의 형상과 부합된다. 모울드의 고리는 생산 양상이 달라지면 교체할 필요가 있게 된다.

미국 특허 제4, 092, 141호에서는 유리판을 이동 및 강화처리용 고리로 지지하는 수준보다 다소 높은 수준에 유리판지지면을 가지는 추가된 하방향 콘베어에 의해 이동되게 할 수 있을 정도로 충분히 냉각된 표면을 가지게 되면 각각의 만곡된 유리판을 강화처리용 고리에서 신속히 제거할 수 있도록 한 수직 이동성판 이동 장치에 대해 상술하고 있다. 그러나 이 특허에 의한 장치는, 인양 모울드, 상부 진공 모울드와 이동 및 강화처리용 고리가 동일한 형상을 해야하고 상이한 제조양상의 경우에는 모두를 교체해야 된다는 점이 있다.

종래의 특허는 단일 하부 성형 모울드와 단일 상부 성형 모울드를 영구적으로 설치하여 상이한 외형과 상이한 곡면을 가진 다수의 형상을 제조할 수 있는 성형 조작이 불가능하다. 따라서 종래의 생산 부분에서 상이한 까다로운 만곡부를 가지는 어떤 한가지 부분에서 양상의 변화를 필요로 할 경우에는 유리판 성형 장치중 많은 부분을 교체해야 할 필요가 없이 조금만 교체해도 되는 그러한 장치가 필요한 것이다.

본 발명은 일반적으로 통용되는 하부 성형 모울드와 상부 진공 모울드를 성형면이 있는 비교적 교체가 용이한 고리 모양요소와 조합하므로서 유리판을 소요의 형상으로 제조할 수 있는 상이한 윤곽과 상이한 곡면을 가진 유리판 제조용 성형장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 장치를 보면 주어진 만곡부를 가진 형상을 한 상방향 성형면과 다소 깊은 만곡부를 한 형상을 가진 하방향 성형면이 있는 상부 진공 모울드를 조합한 것이다. 상부 및 하부 모울드 사이의 거리를 변화시키므로서 유리판을 흡입하여 접합시킬 수 있는 상부 모울드에 유리판을 가져가도록 할 수 있는 장치가 있다. 또한 모울드 사이의 공간을 크게하므로서 이들 사이에 고리 모양 요소를 들여보낼 수 있는 장치가 있다.

본 발명에 의하여 성형 위치에서 열연화된 유리판은 하부면에서 주어진 만곡도를 가진 곡면부분을 형성하는 상방향 성형면이 있는 하부 모울드와 접하게 된다. 연질 유리판은 중력에 의해 하부 모울드의 상방향 성형면쪽으로 휘어진다. 하부 모울드 위에 있는 상부 진공 모울드는 처음에는 유리판의 주변 부분만 물게되고 이어서 흡입이 계속되어 열연화된 유리판의 모양을 상부진공 모울드의 하방향 성형면의 형상과 맞게끔 변화되면 접합면적을 크게 해준다. 유리판에 그 이상 성형이 필요 없다면 진공 모울드에서 방출된다. 그러나 위와 같은 방법으로 성형된 유리는 보통 열강화되어 이들의 강도가 개선되는데 보통 주변에 인접한 고리 모양 요소 위에 지지되는 한편 성형된 유리판은 강화 매체(대개 찬공기 분사)에 의해 냉각되어 성형된 유리판의 반대쪽 표면을 신속히 냉각시키므로서 열강화된 유리의 특징을 부여하는 유리판 두께 전체를 통해 스트레스 패턴이 생성되는 것이다.

유리판에 소요되는 궁극적인 형상이 상부 진공 모울드의 하방향 성형면의 것일 때에는 고리모양요소는 하방향 윤곽 성형면을 가지게 되어 이것이 상부 진공 성형 모울드의 하방향 성형면의 것과 부합이 된다.

본 발명의 특수한 예를 보자면 하부 모울드에는 주어진 만곡면의 반지름을 가지는 만곡축 주위로 원통형 구성을 한 상부 성형면이 있고 상부 진공 모울드에는 보다 큰 만곡면의 반지름을 가지며 주어진 축에 평행한 축 주위로 원통형 구성을 한 하방향 성형면이 있다. 고리모양요소에는 만곡면의 반지름이 반지름의 큰 범위내에 있는 주어진 축과 평행한 축 주위로 원통형 만곡을 형성하는 가로 방향 레일 부분을 포함하는 성형 레일이 있다. 단일 궁극적으로 필요한 만곡부가 원통형이라면 고리모양요소에는 보통 곧은 상부 성형면이 있는 주어진 축 방향으로 형성된 세로 방향의 성형 레일부분 한쌍이 있다.

본 발명에 의한 장치를 사용하여 유리판 성형장치의 상부 진공 모울드나 하부 모울드를 교체할 필요가 없이 테두리와 형상이 다르며 만곡면의 반지름이 43인치(109cm)-60인치(152cm)인 성형된 유리판을 제조한다. 상방향 성형면이 48인치(122cm)만곡면 반지름을 가진 형상을 만드는 영구적으로 설치된 하부 모울드와 이때 하방향 성형면은 반지름이 50인치(127cm)인 만곡면을 가지는 영구적으로 설치된 상부 진공 모울드 및 소요의 한도내에서 만곡 정도가 상이하며 교체가능한 고리모양요소를 사용하여 이러한 곡면 유리판을 제조할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 따라 상술하기로 한다.

제1도와 제2도에 예시된 유리같은 재료를 가열하고 성형되는 장치에는 로(12)가 있는 가열장치가 있으며 이 로속으로 유리판이 적재 위치에서 부터 이동이 되어 오면서 유리 변형 온도까지 가열된다. 만곡된 유리판을 냉각시키는 냉각위치(14)와 이 냉각위치 지나서 있는 인출위치(도면에 예시되지 않았음)은 로(12)의 오른쪽에 위치해 있다. 성형위치(16)은 로(12)와 냉각위치(14) 사이에 있으며 유리 이동장치(17)은 냉각위치(14)에 있는 것으로 성형 및 강화된 유리를 하방향 콘베어(20)로 이동시켜 인출위치로 보내는 것이다.

가스 버어너, 전기 복사 가열장치 또는 이 두가지를 이용하여 나오는 고온 가스에 의해 로(12) 속에 열을 공급하며 이러한 열 공급 장치는 공지로 되어 있는 것이다.

가열장치에는 세로 방향으로 간격을 가지며 가로 방향으로 연장된 콘베어 로울(18)로 된 수평 콘베어가 있는데 이 콘베어로울(18)은 로(12)와 성형위치(16)를 통과하는 이동통로를 구성하고 있다. 콘베어의 로울은 구분으로 배치되어 있고 이들의 회전 속도는 클러치(도면에 예시되지 않았음)를 통해 제어되므로서 상이한 콘베어 구분의 속도는 공지의 방법으로 제어되고 동시 작동을 하게 되어 있다. 유리 감지 요소(S)는 로(12)의 입구를 지나 위치해 있어서 이 장치의 작동주기를 개시하게 되어 있다.

LS-1에서부터 LS-5까지의 리밋 스위치(limit switch)는 일정한 순서에 따라 장치의 각종 요소의 작동을 동기화 하도록 되어 있다. 유리 감지요소(S), 리밋 스위치(LS-1 LS-5) 및 각종 타이머 회로(timer circuit)는 상호 작동하므로서 본 발명에 의한 장치에 대해 동기장치로 작동한다.

성형위치(19)는 하부 모울드(34)와 상부 진공 모울드(36)로 되어 있는데 상부 진공 모울드는 공지의 유리섬유(35)같은 내화재료로 피복된 금속으로 되어 있다. 하부 모울드는 일정 형상으로 만곡될 유리판에 필요한 1차 형상에 부합되는 상부면(22)(제3도)으로 구성되어 있다. 상부면(22)에는 가로 방향의 홈(24)의 간헐적으로 형성되어 있어서 콘베어로울(18) 아래의 리셰스된 위치와(제3도, 제4도와 제8도~제11도) 콘베어로울의 수준 이상의 상부 위치(제5도) 사이에서 하부모울드(34)를 올리고 내릴 수 있는 틈을 형성하고 있다. 하부 모울드(34)는 하부 모울드 지지대(26)에 고정되어 있으며 상부 진공 모울드(36)쪽으로의 상방향 이동에 있어서 유리판 두께보다 다소 큰, 대체로 유리판 두께의 두배정도의 근접 간격이 되게 한정되어 있다.

차량 옆창문은 수평측 주위로 거의 일정한 곡률 반지름을 가지고 있어서 차량 몸체에서 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 올리고 내릴 수 있게 되어 있기 때문에 여러가지 다양한 형상을 하고 있지만 만곡면의 반지름이 동일하도록 휘어져 있다.

따라서 이러한 각각의 형상을 만들 수 있는 한가지의 하부 모울드가 필요한 것이다. 확인된 바에 의하면 주어진 만곡 반지름에서 테두리 형상과 만곡면의 칫수가 다른 옆창문보다 다소 긴 만곡면 반지름을 가진 하부성형 모울드를 이용하면 크기는 다르지만 만곡면의 반지름이 일정한 옆창문을 만들 수 있다는 점이다. 본 발명에 의한 장치에 있어서 하부 성형 모울드를 다소 만곡면이 다른 상부 진공 모울드와 연관을 지어 설치하므로써 주어진 만곡면의 반지름을 가지지만 크기나 테두리 형상이 다른 형상의 것을 상부 진공 모울드 또는 하부 모울드를 제거하거나 갈아치우지 않고서도 만들 수 있다.

하부 모울드(34)의 상부면(22)을 평활하게 하므로써 지지된 유리판의 면에 불규칙성이 나타나지 않도록 하고 이 상부면(22)을 유리와 반응하지 않은 재료로 만들며 평활한 표면을 가진 소요의 윤곽으로 쉽게 성형이 되고 장기간에 걸쳐 주기적으로 신속히 온도 변화를 일으키는 고온의 유리와 간헐적으로 접촉하더라도 양호한 내구성을 가지게 되어 있다. 홈이 있는 하부 성형 모울드(34)용으로 적합한 재료로는 규산 알루미늄 시멘트이다. 피스톤 지지 플렛포옴(30)에 견고히 부착된 피스톤(28) 형태의 상응 및 강하 장치는 지지 요소(26)와 여기에 부착된 하부 성형 모울드(34)를 일정한 거리에서 상응 및 강하시킨다. 조정 포스트(32)를 모울드 지지요소(26)에 부착시켜 하부 모울드(34)의 수직 이동이 가능하도록 한다.

러그(lug)(33)를 모울드(34)에 연결하여 리밋 스위치(LS-4)를 작동하게 한다. 상부 진동 모울드(36)에는 상부 설치판(37)과 구멍이난 하부벽(38) 및 측벽(39)이 있다. 하부벽(38)은 하부 모울드(34)의 상부면(22)에 의해 형성된 성형면보다 예민성이 덜하게 형성되어 있다. 상부 진공 모울드(36)는 배기파이프(40)와 적당한 밸드(도면에 예시되지 않았음)을 통해서 진공 발생원(도면에 예시되지 않았음)과 통해 있다. 상부 진공 모울드(36)은 상부의 수직 가이드 로드(guide-rod)(41)를 통하여 상부 지지 프레임(42)과 상부 수직 피스톤(43)에 연결되어 있다. 배기 파이프(40)는 적당한 밸브장치를 통하여 가압된 공기 발생원(도면에 예시되지 않았음)에 연결되며 진공선과 가압선용의 밸브는 공지의 방법으로 일정한 시간주기에 따라 동기작용한다.

구멍이 있는 상부 진공 성형모울드(36)의 측벽(39) 중 일부분에는 한쪽 끝에 탭(tab)(61)이 있는 구멍난 슬러이드(slide)(60)가 있다. 이 슬라이드(60)는 한쌍의 평행한 Z형 가이드(62)에 의해 접합되는 세로 방향의 측부분을 가진다. 탭(61)은 구멍난 슬라이드(60)의 위치가 구멍난 측벽(39)에 의해 조절될 경우 Z형 가이드(62) 사이에서 이동한다.

구멍난 슬라이드(60)에는 구멍난벽(39)의 구멍의 배치와 상응한 크기, 형상 및 공간으로 구멍(63)이 형성되어 있다.

구멍난 슬라이드(60)의 구멍(63)이 구멍난 측벽(39)의 구멍과 완전히 일열로 되는 위치가 되면 구멍난 슬라이드(60)는 측벽(39)에 대해 최대 유효 개방면적을 부여한다. 구멍(63)이 측벽(39)의 구멍 사이에 있는 공간을 향하는 위치에 구멍난 슬라이드(60)가 있게 되면 측벽(39)은 유효 개방 면적이 없게 된다. 구멍(63)이 측벽(39)의 구멍과 부분적으로 일열이 되거나 구멍(63)의 일부가 측벽의 일부 구멍과 부분적 내지 완전히 일열이 되게 어떠한 위치로 슬라이드(60)를 조절하면 측벽(39)에 필요로하는 량의 유효 개방면적과 개방면적의 량을 조절하는 장치가 있게 된다.

측벽(39)과 구멍난 슬라이드(60)의 최소한 한가지에 구멍을 내는 이유는 진공이 없어질 때 상부 진공 성형모울드(36)의 구멍난 하부벽(39)에 대하여 접합해 있던 곳에도 다른 곳으로 빗나가지 않고서도 유리판(G)이 고리모양 요소(70) 위에 균일하게 떨어질 수 있게 하기 위한 것이다.

구멍난 하부벽(38)을 통해 조그만 구멍을 균일하게 분포시키고 처리된 유리판의 테두리 모양이 균일하게되면 가압된 공기는 유리판 주위로 균일히 작용하여 진공이 상부 진공 모울드(36)에서 없어지면 고리 모양 요소(70) 위로 빗나가지 않고서도 유리판이 균일히 떨어지게 된다. 그러나 처리된 유리판의 진공이 없어질 때 불규칙한 테두리를 하게 되면 조그만 구멍을 통하여 상부 진공 모울드(36)의 진공실로 공기가 들어가서 상부 진공 모울드(36) 내에 일시적인 압력구배(gradient)를 일으키게 된다. 이러한 압력구배가 있게 되면 진공에 의하여 구멍난 하부벽에 대해 이전에 지지되어 있던 유리판의 상부면에 대하여 불균일한 하방향으로 추력이 생기게 된다. 이러한 하방향의 불균일한 추력으로 인해 고리 모양 요소(70) 쪽으로 유리판이 떨어질 때 방출된 유리판이 기울어지게 된다.

상부진공 모울드에 대해 조절되는 유효 개방 면적을 가지는 구멍을 추가로 만들어 주면 구멍난 바닥벽(38)에 있는 비교적 조그만 구멍을 통하여 비교적 느린 속도로 공기가 이동하므로서 나타나는 영향을 완화시키므로서 상부 진공성형 모울드 속으로 공기가 비교적 신속히 들어가게 되어 유리판이 고리모양요소(70)쪽으로 떨어질 때 유리판이 기울어지게 된다.

구멍난 바닥벽(38)에 있는 구멍의 전체 면적에 대하여 측벽(39)의 구멍(63)의 위치로 인한 전체 유효 개방 면적의 상대적인 크기는 구멍난 슬라이드(60)와 구멍난 측벽의 구멍의 효율을 결정짓게 되므로 경사되는 경향이 없도록 한다.

상부 진공성형 모울드(36)에서부터 고리모양요소(70)로 유리판을 경사지지 않게 하여 이동시키는 데 필요한 유리판과 구멍난 벽(38)이 접합될 때 노출되는 구멍난 벽(38)의 구멍의 전체면적에 대한 구멍(63)의 유효 개방 면적의 량을 결정짓는 데 개재되는 기타인자로는 처리되는 유리판의 형상의 면적, 두께및 불규칙성 등이 있다.

정돈된 구멍(63)의 유효 개방 면적을 크게 해 주면 특수한 유리판 형상을 주는 상부 진공성형 모울드(36)에 진공이 가해질 때 고리모양요소(70)를 경유하여 풀려난 유리판을 경사지게하는 기회가 작아진다. 그러나 만일 유효 개방면적을 너무 크게 하면 에너지를 많이 소모하는 흡입장치가 필요하게 된다. 에너지 절감의 측면에서 보면 정돈된 구멍의 유효 개방면적을 될 수 있는한 경사지게 되지 않고서 유리판을 이동시킬 수 있는 개방면적과 일치하도록 한다.

구멍난 하부벽(38)의 구멍을 될 수 있는 한 근접되게 형성하므로서 합리적인 에너지 소모를 하여 고온의 유리판을 진공으로 지지할 수 있도록 한다. 길이가 46인치(117cm)이고 폭 22인치(56cm)인 구멍난 하부벽(38)과 접하는 유리판을 가진 상부진공 모울드에 있어서 직경이 0.09인치(0.23cm)이고 상호간에 1.5인치(3.8cm) 떨지진 구멍을 정사각형 또는 다이아몬드형으로 해주면 중량이 20파운드(9kg)인 유리판이라도 취급하기가 적절해진다.

직경이 1인치(25.4mm)이고 중심간의 간격이 2.2인치(56mm)인 구멍을 형성해 주면 구멍난 슬라이드(60)와 측벽(39)의 구멍에 대해서 충분하다.

또한 성형위치(16)에는 하부 플렛포옴(44)을 구성한다. 수직 포스트(46)는 상부 모울드 지지 프레임(42), 피스톤 지지 플렛포옴(30) 및 하부 플렛포옴(44) 등의 중심과 연락되어 한개로된 구조를 이룬다. 이 구조 위에 바퀴(48)를 설치하여 성형위치(16)가 로(12)의 출구와 냉각위치(14)의 입구 사이에 조정된 위치로부터 쉽사리 이동되게 하고 또한 오프셋 위치를 주어 성형위치(16)의 구조적인 요소를 유지하기 쉽도록 한다.

냉각위치(14)는 아래쪽으로 가로방향으로 간격을 가진 파이프노즐(52)을 세로방향 간격의 가로줄로 형성한 상부 플리넘(plenum)이 형성되어 있어서 노즐의 바닥구멍과 일열로된 유리판의 상면쪽의 상부 플리넘으로 가압공기를 직진시킨다. 상부 플리넘(51)의 반대쪽에는 두꺼운 벽이 수직으로 형성된 막대형식의 하부 노즐 하우징(54)과 두께를 통하여 상방향으로 구멍(55)이 나있는 하부 플리넘(53)이 있어서 하부 플리넘(53)에 가해지는 가압공기는 유리판의 하부 면에 대하여 상방향으로 있는 구멍(55)을 통해 이동된다.

막대형식의 하부 노즐 하우징의 구멍은 상부 파이프 노즐의 구멍과 반대편에 있다. 막대형식의 노즐 하우징을 상부 파이프 노즐 아래에 수직으로 간격을 가지게 하여 상부 노즐과 하부 노즐 사이에 있는 통로를 따라 고리모양요소(70)를 이동시킬 수 있는 틈을 형성한다. 파이프 열의 하부 끝을 하부 노즐에 대해 막대 형식의 하우징의 상부면을 만곡되게 한 형상에 보완이 되게 한 만곡면을 따라 위치하게 하므로서 이들 사이에서 이동되는 유리판의 가로 형상에 부합되는 만곡된 틈새가 있도록 한다. 필요에 따라서는 플리넘(51, 53)을 냉각위치(14)의 길이를 따라 구분을 지어주어 하부 플리넘과 상부 플리넘의 여러가지 구획속으로 상이한 압력을 가진 공기가 유입되게 하므로서 냉각위치(14)의 길이를 따라 공기분사가 조절되도록 한다.

막대 형식의 하부 노즐 하우징(54)의 상부면을 상호간에 평행하여 윤활성있게 하여 유리판이 냉각위치(14)에서 파손될 때 유리파편이 놓이게 되는 불연속적인 윤활면이 되게 한다. 냉각위치(14)의 길이쪽으로 연장되는 축주위로 회전하는 회전 프레임(50)을 이용하여 막대 형식의 하부 노즐 하우징(54)과 연락이 되게 한다.

프레임 회전장치(49)를 구성하여 프레임(50)을 축회전시키므로서 표면을 윤활하게한 막대형식의 하부 노즐 하우징(54)을 경사 방향으로 이동시키므로서 유리파편이 냉각위치의 한쪽으로 미끌어지게 하여 냉각위치에 있는 유리파편을 신속하고도 효과적으로 제거할 수 있게 되어 있다. 유리파편이 냉각위치의 한쪽으로 미끌어진 후와 그 다음에 계속되는 유리판이 가공되기 전에 막대형식의 하부노즐 하우징(54)이 정상위치로 되돌아오게 된다. 막대형식의 하부 노즐(54)을 축 회전시키는 장치는 미국 특허 제3, 846, 106호에 상술된 방법과 유사한 구조를 한 것으로 한 벌의 하부 노즐을 축 회전시키게 되어있다.

상부 파이프노즐(52) 사이의 공간을 본 발명에 의한 장치로 처리한 유리판의 상부 오목면에 대하여 분사된 공기가 방출될 수 있는 통로를 형성한다.

인접한 막대형식의 하부 노즐 하우징(54) 사이의 공간은 유리판의 하부 볼록면에 대해 분사된 공기가 방출될 수 있는 통로를 형성한다. 유리 아래에 있는 방출 통로에 대한 것보다 유리 위에 있는 방출 통로에 대해 전체 공간을 많이 형성시키는 반면 성형된 유리판의 반대쪽에 있는 전체 반출 공간에 차이가 있도록 하면 상부 및 하부 유리판 표면이 동일한 크기의 방출 통로를 가질 경우에 대한 것보다 상부 및 바닥면을 훨씬 균일하게 냉각시킬 수 있다. 이러한 결과는 볼록면이 오목면보다 훨씬 유선형으로 되어 있기 때문에 생긴다. 따라서 볼록면에 대해 정상적으로 가해지는 공기보다 오목면에 대해 정상적으로 가해지는 공기를 제거하는 것이 훨씬 어려운 일이므로 방출 공간을 많이 구성시켜주어 하부 볼록면에 대해 충돌하는 공기 분사의 경우보다 상부 오목면에 대해 충돌하는 공기분사를 제거하도록 한다.

냉각위치(14)에 있는 유리판이 동장치에는 기어박스(도면에 예시되지 않았음)에서 구동되는 샤프트(58)의 중심 부분에 설치된 비교적 큰 직경의 한벌의 도오넛 로울(doughnut roll)(56)과 프레임(64)에 설치된 모우터(도면에 예시되지 않았음)로 된 수직이동성의 콘베어 부분이 있다. 프레임(64)에 연결된 러그(65)는 리밋 스위치(LS-5)를 작동시킨다. 엘레베이터장치(66)는 한개 이상의 피스톤 형식으로 된 것으로서 이 프레임 위에 견고히 지지[각각에는 피스톤 로드(68)가 있음] 되어 있다. 수직 가이드(69)는 시프톤 로드(68)가 연장될 때 한벌의 도우넛 로울(56)이 수직방향으로 한꺼번에 올라가서 고리모양요소(70)의 성형면의 최상부 부분위에 있는 수평면중에 이들이 공통적인 상부 접평면이 위치하도록 하는 양식으로 프레임(64)의 이동을 제어하므로서 유리판을 이동시킨다. 냉각위치(14) 역시 유리판 이동장치(17)의 하방향 콘베어 샤프트(72)를 추가하여서 된 하방향 콘베어(20)로 되어 있다. 추가된 각각의 콘베어 샤프트(72)에는 한쌍의 도우넛 로울(74)이 추가되어 있어서 이들과 회전을 한다. 하방향 콘베어(20)의 길이를 따라 상호간에 세로 방향으로 간격이 떨어진 샤프트(72)가 있고 추가된 도우넛 로울(74)은 고리모양요소(70)의 가장 윗면 위에 있고 공통상부 접선이 있는 수평면으로 견고히 지지되어 있다.

고리모양요소(70)은 폭이 높이를 형성하는 고리모양구조를 한 레일이 있다. 이 레일은 고리모양요소의 상방향 끝에서 가로 방향의 레일부분(76)과 이 레일부분(76)에서 하방향으로 있는 한쌍의 세로 방향 레일부분(77) 및 한쌍의 내전(內轉)된 하방향 엔드레일 부분(78)으로 되어 있다. 연결장치(79)를 간격을 가진 점에 있는 레일의 축방향 외부면에 대해 안쪽 끝과 보강 프레일(80)에 대하여 이들의 외부끝에 부착한다. 보강 프레임과 고리 모양 요소(70)는 모두 지지된 유리판의 테두리 형상과 유사한 테두리로 성형함과 아울러 지지된 유리판의 만곡면과 유사한 정도로 성형한다. 보강 프레임(80)은 고리모양요소(70)의 것과 테두리 형상이 유사한 외부 강철 파이프로 구성하여 고리모양요소(70)에 대해 일정한 간격으로 둘러싼다. 고리 모양 요소(70)와 보강 프레임(80) 사이의 간격은 연결장치(79)의 길이에 따라 결정된다. 고리모양요소(70)와 보강 프레임(80)은 모두 하방향 단면에 개방부분이 있다. 보강 프레임(80)을 연결요소(97)를 통하여 캐리지(carriage)(96)에 연결한다. 캐리지(96)에는 이 캐리지의 양쪽에 워엄 드라이드(worm drive)(102)와 맞물리는 내부 나사선이 있는 슬리이브 속에 끝나는 직립 이어(ear)(98)가 있다. 이러한 구성을 하므로서 성형위치(16)의 상방향 위치와 유리판 이동장치(17)가 일열로 된 하방향 위치 및 성형위치의 바로 아래에 있는 중간 정체 위치 사이에서 고리모양요소(70)의 이동을 유도한다.

막대형식의 하부 노즐 하우징(54)의 상부면과 상부 파이프노즐(52)의 열중에서 아래쪽 단면으로 형성된 가로 방향으로 만곡된 형상과 부합되게 성형한 몇개의 아아치형 크로스 브레이스(cross brace)(도면에 예시되지 않았음)를 이용하여 캐리지(96)를 보강하므로서 이동이 가능하도록 한다.

성형된 유리판 이동장치(17)의 도우넛 로울(56)을 일정 간격으로 평행한 줄이되게 구성한다. 이들의 상부위치에서는 수직 이동성 로울(56)은 추가되는 도우넛 로울(74)의 상부 공통접선과 동일한 수평면 중에서 상부 공통접선을 가진다. 이들의 하부 위치에서는 고리모양 요소(70)와 이것의 지지 프레임(80)을 이용한 통로 아래에 로울(56)이 위치하도록 한다.

워엄 드라이브(102)는 캐리지(96)의 위치와 지지된 고리모양요소(70)의 위치를 작동도중 고리모양요소(70)가 차지하는 나머지 세 위치중 한 위치에 대해 제어한다. 리밋 스위치(LS-1, LS-2 및 LS-3)를 설치하여 캐리지(96)에 부착된 러브(104)에 의해 작동이 되도록 하므로서 고리모양요소(70)의 이동주기에 있어서 각기 상이한 단계를 제어하게 한다.

[작업 주기]

본 발명에 따른 성형 작영 주기의 시작시에 큰베어로울(18) 위에서 유리판(G)을 유리성형위치(16)속으로 이동시키는데 이때 하부 모울드(34)가 역진된 위치에서 상향의 성형면이 거의 콘베어로울(18)에 의해 주어지는 상부 지지면 아래에 있도록 하고 유리판(G)의 상부면 바로 위의 짧은 거리에 떨어져 있는 구멍이 난 하방향 성형면(38)을 가진 상부 진공 로울드(36)가 성형위치(16)에 구성되어 있다. 유리판은 감지요소(G) 사이의 위치로 부터 충분한 시간동안 이동하므로서 이 진공 모울드가 하부 모울드(34) 및 상부진공모울드(36) 사이에서 적절한 정열이 된 위치에 있게 된다. 유리판은 처음에 콘베어로울(18)에 의해 형성된 유리판 이동 방향과 거의 평행한 축 주위로 원통형의 곡면으로 성형이 되기 때문에 하부 모올드(34)가 작동되는 바로 그 순간은 중요한 것이 아니다.

유리판이 성형위치(16)에 도달하면 피스톤(28)이 나와서 러그(33)가 리밋 스위치(LS-4)와 떨어지도록 한다. 이렇게 되면 하부 모울드(34)가 올라감에 따라 상부 진공 모울드(36)에 진공이 가해지게 된다. 제5도에 있는 바와 같이 유리판은 하부 모울드(34) 위에 인양되어 상부 진공 모울드(36)의 인집된 위치로 들어가게 된다. 유리판이 성형 위치에 도달할 때 가열되므로 유리판이 중력에 의하여 연화되면서 휘어져서 상부 진공 모울드(36)의 하방향 성형면에 바로 인접된 위치에 도달할 때가 되면 하부 모울드(34)의 상방향 성형면이 비교적 예리한 만곡면에 부합하게 된다. 피스톤의 상방향 이동 정도를 한정시키므로서 유리판(G)가 인양되어 상부진공모울드(36)에 인접되며 유리판이 동시에 하부 모울드(34)의 상방향 면과 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면 사이에 들어가기 전에 흡입에 의하여 성형된 유리판(G)을 인양하므로서 유리의 주변 부분만이 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면과 처음으로 접촉하게 된다. 상부 진공모울드(36)의 하방향 성형면에 의해서 된 모양은 하부 모울드(34)의 상방향 성형면보다 다소 얕은 만곡부를 가진다. 이러한구조를 하게 되면 유리판(G)은 제6도에 예시된 바와 같은 위치에서 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면에 대해 처음으로 지지되며 유리판의 중간 끝 부분은 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면과 접촉을 않게 된다. 유리판(G)이 성형위치(16)로 들어가는 것을 감지하여 피스톤(28)을 밀어내는 타이머 회로(도면에 예시되지 않았음)를 작동 정지된다. 이와 동시에 고리모양요소(70)가 상부진공모울드(36) 바로 아래에 있는 상방향 위치에 있게 되면 리밋 스위치(LS-1)가 상부 진공 모울드(36)에 진공을 해제하여서 고리모양요소(70) 위에 성형된 유리판이 놓이게 된다. 고리모양요소의 가로 이동 방향에 대한 형상, 특히 고리 모양 요소(70)의 가로 방향 부분(76)은 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면에 의해 형성된 것과는 상이한 만곡면 또는 동일한 만곡면을 가지게 된다. 제8도에 있어서 고리모양요소(70)는 상부진공모울드(36)에 의한 것보다 훨씬 얕은 성형면을 가진다. 이러한 조건하에서 로(12) 속에서 가열되어 연화된 상태에 있는 유리판이 낙하되어 중심 부분이 먼저 고리모양요소의 가로 방향 레일 부분(76)의 중심 위에 놓이게 되며 보다 오목한 만곡면으로 먼저 만곡된 유리판의 끝 부분은 제8도에 예시된 바와 같이 성형 레일의 가로부분에서 부터 상방향으로 떨어져 있게 된다. 그러나 캐리지(96)가 냉각 위치(14) 속으로 유리판을 이동시키기 전에 유리판은 끝부분은 고리모양요소(70)의 성형 레일의 나머지 테두리 구조에 부합되게끔 휘어진다.

제10도는 제8도와 유사한 것으로서 가로 방향 레일부분(76)이 상부진공모울드(36)의 하방향 성형면에 의해 형성된 것보다 보다 오목한 만곡부의 반지름을 가진 곡면을 형성하는 고리모양요소(70) 위로 유리판(G)이 낙하하는 것을 예시한 것이다. 만곡면의 반지름은 하부 모울드(34)에 의한 것보다 훨씬 오목하게 할 수 있다. 따라서 유리판(G)이 진공이 없어질 때 낙하되면 만곡된 유리판의 양측 단면은 고리 모양 요소(70)의 가로방향 레일부분(76) 위에 놓이게 되고 유리는 휘어져서 고리모양요소(70)의 가로방향 레일부분(76)의 상부 모서리와 일치하여 보다 오목한 형상을 완성하게 된다.

고리 모양 요소(70)에 지지된 유리판(G)은 냉각위치(14)로 이동되어 여기서 상부 플리넘 체임버(51)로부터 나오는 하방향 노즐(52) 및 하부 플리넘 체임버(53)로부터 나오는 막대 형식의 하부 노즐(54)을 통하여 가압공기가 공급되면서 될 수 있는한 신속하게 최소한 부분적인 강화처리가 되게끔 유리를 냉각시킨다. 유리판이 도우넛 로울(56)위의 위치에 오면 도우넛 로울은 고리모양요소(70) 밖으로 유리판(G)을 들어올리는 한편 유리판을 하방향으로 하여 하방향 콘베어(20) 위로 나아가게 하는 방향으로 회전한다.

제3도는 유리판 이동장치(17)의 도우넛 로울(56)로부터 냉각된 유리판(G)을 화살표(d) 방향으로 아래쪽으로 이동시키는 한편 다음 유리판(G)이 상부진공성형모울드(36)의 흡입에 의해 접합되지 않을 경우에 성형위치(16)의 바로 아래쪽의 중간 정체 위치쪽으로 고리모양요소(70)가 동시에 상방향(화살표 U)으로 복귀하기 시작하는 것을 예시한 것이다. 고리모양요소(70)는 성형위치(16) 제2도에 예시한 바와 같이 바로 아래에 있는 정체 위치 속으로나 성형위치(16)의 상방향 위치 속으로 바로 이동해 들어가는데, 이 경우는 유리판이 상부진공모울드(36)에 대하여 흡입으로 지지되어 있어야 할 경우에서 일어난다. 또한 하부 모울드(34)는 충분히 낮은 수직 위치로 아래로 이동하여 고리모양요소(70)가 정지됨이 없이 진공모울드(36) 아래로 이동할 수 있는 틈을 주게 된다.

고리 모양 요소(70) 위체 지지된 유리판이 유리판 이동장치(17) 위의 위치에 도달하면 도우넛로울(56)과 이들의 샤프트(58)은 하방향의 역진된 위치에 있게 됨과 아울러 프레임(64)은 엘리베이터 장치(66)에 의해 작동되는 피스톤 로드(68)의 역진에 의해 하방향으로 역진하며 또한 러그(104)가 리밋 스위치(LS-2)와 물리게 되는 위치로 고리모양요소(70)가 도달하기를 기다리게 된다. 워엄 드라이브(102)는 캐리지(96)와 지지된 고리모양요소(70)를 유리판 이동장치(17)로 구동시킨다.

하방향으로 리밋 스위치(LS-2)를 물고 있는 러그(104)에 의해 작동되는 타이머 스위치는 엘리베이터장치(66)로 하여금 피스톤(68)을 올리게 함으로써 프레임(64), 샤프트(58) 및 회전하는 도우넛 로울(56)을 움직여 고리모양요소로부터 유리판(G)을 들어올리는 위치까지 접근되는 중간지점으로 이동시킨다. 이러한 상방향 이동으로 인해 리밋 스위치(LS-5)를 움직여 도우넛 로울(56)이 함께 회전을 시작하도록 한다.

고리 모양 요소(70)가 최하부의 하방향 위치에 도달하면 러그(104)는 리밋 스위치(LS-3)와 접하여 위엄 드라이브(102)를 정지시킨다. 이와 동시에 회전하던 도우넛 로울(56)은 고리모양요소(70) 위의 유리판을 하방향 콘베어(20)의 최상부의 상방향 도우넛로울(74)쪽으로 이동시킨다. 피스톤 로드(68)는 유리판(G)이 하방향 콘베어(20) 속으로 계속하여 아래로 이동함에 따라 그대로 나와있게 된다. 적절한 시간이 되면 리밋 스위치(LS-3)에 의해 작동되는 타이머는 성형위치속으로 또는 정체위치로 상방향으로 고리모양요소(70)가 복귀 이동하는 것을 제어하는 워엄 드라이브(102)의 역회전을 제어한다. 리밋 스위치(LS-3)에 의해 제어되는 추가적인 타이머는 엘리베이터 장치(66)로 하여금 피스톤로드(68)를 역진시키기 시작토록 하므로서 도우넛로울(56)과 이것의 샤프트(58)를 하강시켜 다음 작업에 대해 이동장치(17)가 준비태세를 하고 있도록 한다. 감지장치(S)의 계속되는 작동에 의해 시간이 시작되는 타이머 회로로부터 시간을 신속하게 장치가 작동시키면 복귀 리밋 스위치(LS-4)는 고리모양요소(70)가 정체위치를 통하여 정체 위치에서의 정지됨이 없이 성형위치(16) 속으로 바로 위로 이동되게 한다.

고리모양요소(70)가 리밋 스위치(LS-2)에 대해 러그(104)와 물려 있어서 제어되는 정체위치속으로 이동하는 시간동안 하부모울드(34)는 콘베어로울(18) 아래에서 역진된 체로 있게 되어 계속되는 유리판(G)이 상부진공모울드(36)와 하부 모울드(34) 사이의 정돈된 위치 속으로 들어갈 수 있는 틈을 형성한다.

본 발명의 특수한 예에 따를 것 같으면 만곡면의 반지름이 48인치인 비교적 오목한 만곡이 된 상방향 성형면을 가진 하부 모울드를 만곡면의 반지름이 50인치 원통형의 만곡을 형성하는 하방향 성형면을 가진 상부진공모울드와 결합하므로서 43인치 이하에서 60인치 이상까지의 만곡면의 반지름을 형성하는 교체가 가능한 고리모양요소 위로 원통형 만곡면의 반지름이 50인치가 되게 유리판을 낙하성형에 의해 만곡시키므로서 유리판에 원통형의 만곡부를 부여할 수 있다.

본 발명의 적절한 예에 따를 것 같으면 원통형 구성을 한 상방향 성형면을 가진 영구 설치되어 있는 하부 모울드(34)는 상부 진공 모울드의 하방향 성형면에 부합되는 형상을 가진 만곡부를 형성함과 아울러 원통형 구성을 한 보다 큰 만곡면의 반지름을 한 하방향 성형면을 가지며 영구 설치된 상부진공모울드와 상호작용을 하게 되어 있다.

그러나 만일 성형을 더 실시하고 싶으면 고리모양요소의 형상은 유리판에서 소요되는 궁극적인 형상과 관련을 가지는 상이한 형상을 만든다. 따라서 본 발명은 하부 모울드나 상부 진공 모울드를 교체할 필요가 없다.

Claims (1)

1. 상방향 성형면을 가진 하부 모울드와 유리판의 하부면을 접합시켜 상방향 성형면쪽으로 유리판을 휘어지게 하고 구멍이 난 하방향 성형면을 가진 상부진공모울드를 통하여 인양된 유리판의 상부면을 흡입하므로서 하부 모울드로 부터 유리판을 분리시켜 흡입에 의해 유리판을 접합시켜 오목한 만곡면을 가진 만곡부로 된 형상으로 열연화된 유리판을 성형하는 방법에 있어서, 비교적 오목한 만곡면을 기진 상방향 성형면과 유리판의 하부면을 접합시킨 후 다소 얕은 만곡면으로 된 하방향 성형면을 통하여 흡입함으로서 유리판의 상부면의 주변 부분만이 먼저 하방향 성형면과 물리게 하고 그 다음에 흡입에 의해 전체 유리판을 하방향 성형면의 형상에 맞게 만드는 것을 특징으로 하는 곡면 유리판의 제조 방법.

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