KR900002524B1 - 운반되는 유리판의 국부가열 장치 및 방법(Apparatus and method for locally heating conveyed glass sheets) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

운반되는 유리판의 국부가열 장치 및 방법(Apparatus and method for locally heating conveyed glass sheets)

제 1 도는 유리굴곡 강화 장치를 본 발명에 따라 축조하여 그 위치를 도시한 개략적인 평면도.

제 2 도는 가상선으로 표시된 상향위치에 있는 국부가열기와 하향위치에 있는 국부가열기를 나타낸 사시도.

제 3 도는 작동위치에 있는 한쌍의 국부가열기를 도시한 개략적인 평면도.

제 4 도는 굴곡주형에 의하여 굴곡된 유리판을 제 3 도의 4-4선을 따라 절취한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유리굴곡 강화장치 12 : 컨베이어

14 : 로울 16 : 구동루우프

17 : 구름대 18 : 용광로

24 : 진공호울더 26 : 냉각기

30 : 가열기 32 : 운반대

46, 48 : 노선설정레일 44 : 블록

50 : 수평지지빔 52 : 수직지지빔

54 : 하우징부재 58 : 가스 공기파이프 라인

68 : 구동장치

본 발명은 이동되는 유리판을 국부적으로 가열하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 유리판 성형과 같은 유리처리 공정시 유리판의 선택된 부분을 유리판의 그 나머지 부분보다 더 높은 고온으로 국부가열하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

굴곡되어 강화된 유리는 잘 파손되지 않을 뿐만 아니라, 차량의 설계를 충족시키도록 미적인 형태로 할수 있어 차량측면 창 및 후면창용으로 널리 사용되고 있다. 유리판을 굴곡시키고 강화시키기 위하여 유리판은 약 1200℉의 변형점까지 가열된 다음 유리를 강화 시키기 위해 급속히 냉각하기 전에 소정형태로 굴곡한다. 특히 유리판을 강화(tempering)하면 유리의 기계적 강도가 커지고 파괴에 대한 저항성이 높아질 뿐 아니라 파괴시 가늘고 날카로운 큰 조각으로 깨지는 비 강화 유리에 비하여 상대적으로 작고 무딘조각으로 부서진다.

참고로서 여기에 통합된 "유리굴곡 및 강화장치"라는 명칭의 미국특허 제 4,282,026 호에 기술된 유리 운반장치는 로울러 화상 컨베이어(roller hearth conveyor)를 따라 운반되는 동안에 유리를 가열하는 가열실과 경계를 이룬 하우징이 있는 용광로를 포함하고 있다. 측면 슬롯은 용광로 하우징을 통하여 연장되어 있으며 그것을 통하여 세장 컨베이어 로울의 단부는 가열실로부터 외부로 돌출되어 있다. 체인 또는 강철 벨트 형태인 연속 구동루우프는 컨베이어 로울의 일단부를 지지하여 슬롯 측면을 따라 연장된 외부지지 표면위로 습동되어 로울을 지지하면서 마찰 구동된다. 진동호울더는 컨베이어 로울위에 있는 가열실내에 위치되며 그 위로 일정한 간격을 두고 떨어진 제한 개방구를 형성시킨 하향으로 면한 내측 표면을 가지고 있다. 이 제한 개방구 안은 진공상태로 되어 컨베이어로부터 굴곡시키고자 하는 가열된 유리판을 받아 들인다. 유리판이 진공호울더 상에 지지된 후 둥근링 형태인 운반체주형(carrier mold)은 유리판 아래로 이동한다. 진공상태를 해제하여 유리판을 주형링(mold ring)상에 떨어뜨려 중력하에서 유리판이 평면 형태로부터 링의 굴곡형태로 용광로 가열실내에서 휘도록 한다. 이때 주형링은 다른 크기의 유리를 다른 형태로 굴곡시키도록 변형될 수 있다.

또한 종종 유리판의 특정부분을 그의 다른 부분보다 더 많이 굴곡시켜야 할 경우가 있다. 가열실을 단한번 통과하여 통상적으로 얻은 온도보다 높은 온도로 유리판을 가열하므로서 유리판을 비교적 작은 반경으로 매우 용이하게 굴곡시킬 수 있다. 가열실의 전체 온도를 상승시키면 굴곡되지 않는 유리판의 나머지 특정부분은 지나치게 가열되어 과잉의 찌그러짐이 발생한다. 고정형의 보조가열기(stationary auxiliary heater)를 유리운반면에 인접하여 설치할 수 있는데, 실예로써 딘씨 등에 허여된 미국특허 제 3,273,988 호에 기술된 버너는 용접 밀폐된 이중 유리 세공기(dual glass glazing unit)를 제공하여 유리판의 외주변부를 따라 국부가열 할 수 있도록 위치된다. 그러나 이러한 형태의 고정가열기에 있어서 유리판을 국부가열 할 수 있는 것은 운반방향을 따라 있는 스트립(strip)이다.

여러가지 이동 가능한 국부가열용 버너 또는 가열기가 종래의 특허에서도 기술되어 있다. 예를 들면, 뱁콕의 미국특허 제 3,440,031 호에서는 한쌍의 유리판의 외주변부를 가열하는데 사용되는 이동가능한 버너에 대하여 기술하고 있다. 또한 고정버너가 유리판의 일직선으로 된 측변부를 국부가열 하도록 설치되어 있다. 또한 수직으로 이동 가능한 버너가 한쌍의 유리판의 굴곡된 변부를 국부가열 하도록 설치되어 있다. 마찬가지로 올손씨등의 미국특허 제 2,964,105 호에도 또한, 측방향으로 각도를 조절할 수 있는 버너에 대하여 기술하고 있다.

브랑켄씨의 미국특허 제 3,248,517 호에 기술된 굴곡장치는 수직으로 이동가능한 상측 가열기와 수평으로 이동하는 측면가열기가 구비되어 있어 국부가열을 할 수 있도록 한다.

헤밀톤씨의 미국특허 제 3,249,414 호에 기술된 유리관 제조장치는 유리관을 형성하는 선반(lathe)의 세장방향을 따라 이동하는 운반대(carriage)상에 장치된 가열기를 구비하고 있다.

키퍼씨의 미국특허 제 3,395,008 호에 기술된 버너는 수평 및 수직 이동을 할 수 있도록 지지되어 유리물품의 표면의 결함을 제거하여 광택을 내게한다.

안더슨씨의 미국특허 제 3,488,176 호에 기술된 장치는 유리관스템(stem)의 제조중에 여러가지 위치로 이동할 수 있는 버너가 구비되어 있다.

디 처씨의 미국특허 제 3,874,867 호에 기술된 유리병 제조장치는 유리병 제조중에 2가지 위치로 이동할 수 있도록 지지된 버너를 구비하고 있다.

하커씨의 미국특허 제 2,494,387 호에 기술된 장치는 컨베이어에 의하여 원 경로(circular path)로 운반되는 관상유리 블랭크(blank : 유리판)쪽으로 버너가 이동하면서 직접가열하도록 설치되어 있다. 이동 가능한 가열기는 연료 사용량을 감소시킨다.

유리판을 굴곡시키기 위해서는 유리판의 나머지 부분을 가열하는 일없이 운반방향과 횡으로 연장된 각 유리판의 적어도 하나의 스트립부분(strip portion)을 국부적으로 가열해야 한다. 이러한 국부가열은 온도가 높은 용광로(furnsce)에서 수행되어야 하며, 유리판의 빠른 생산속도에 뒤떨어지지 않아야 한다.

본 발명의 목적은 유리판의 운반되는 운반방향을 따라 이동하면서 유리판의 나머지 부분을 현저하게 가열하는 일없이 굽히고자 하는 부분을 국부가열하는 국부가열기를 구비한 개량된 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 각 유리판의 나머지 부분을 현저하게 가열하는 일없이 수평 컨베이어에 의하여 유리판 처리 스테이션(glass sheet treatment station)으로 유리판이 이동함에 따라 일정한 간격으로 떨어진 유리판의 선택된 여러부분을 가열하기 위한 개량된 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적들을 수행하기 위해서 유리판 굴곡시스템은 가열실, 굴곡하기에 충분한 높은 온도로 가열하는 가열실을 통하여 유리판을 운반하는 컨베이어 및 가열된 유리판을 굴곡하기 위한 굴곡스테이션(bending station)을 구비하고 있으며, 더욱 발전동 시스템은 각 유리판의 운반방향과 횡방향으로 운반되는 유리판을 국부가열하기 위한 적어도 1개 이상의 국부가열기와 컨베이어 상에서 운반되는 유리판과 같은 속도로 운반되는 각 유리판을 따라 가열기를 이동시키기 위한 작동기(actuator)를 구비하여서 유리판의 특정한 부분만을 국부적으로 가열한다.

상기의 목적들을 더 효과적으로 달성하기 위해서 유리판 굴곡시스템은 가열실, 굴곡하기 충분하게 높은 온도로 가열하는 가열실을 통하여 유리판을 운반하기 위한 컨베이어와 가열된 유리판을 굴곡하기 위한 굴곡 스테이션을 구비하고 있으며, 유리판의 이동을 방해하지 않고 운반방향과 횡으로 연장된 각 유리판의 스트립부분(strip portion)의 굴곡을 용이하게 하는 방법을 제공하고 있으며, 그 방법은 컨베이어상의 상향위치와 하향위치 사이로 운반된 각 유리판의 스트립 부분을 굴곡스테이션에서 굴곡하기 이전에 유리판의 나머지 부분보다 높은 온도로 가열하는 단계를 포함하고 있다.

가급적이면, 국부가열기는 유리판의 다른 부분보다 더 굴곡시키고자 하는 유리판의 각 부분마다 설치하는 것이 좋다. 작동기(actuator)는 여러개의 국부가열기가 설치된 운반대(carriage)를 구비하는 것이 바람직하다. 운반대는 상향위치 및 하향위치 사이의 외부 경로를 따라 이동될 수 있다.

또한 작동기는 유리판의 이동속도와 동일한 속도로 상향위치와 하향위치 사이에서 유리판의 이동과 일치하게 운반대를 하향으로 구동하기 위한 구동장치(driving mechanism)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 가열기는 각 유리판과 함께 이동하면서 추가로 가열하고자 하는 유리판의 특정부분 위에 곧 바로 위치된다. 그 후에 구동장치는 다른 공정(sycle)의 준비를 위해 운반대를 상향위치로 이동시킨다. 본 발명의 목적, 장점 및 잇점들은 첨부된 도면과 관련하여 주어진 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 장치는 컨베이어 상에서 이동 중에 있는 유리판의 특정한 부분을 국부가열하도록 하되, 상기에 인용된 "유리굴곡 및 강화장치"라는 명칭의 특허에서 기술된 바와 같은 굴곡위치로 도달되기 전에 가열되게 특별히 설계된 것이다. 도면을 참고하면, 제 1 도에는 유리굴곡 강화장치(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 유리굴곡 강화장치(10)는 컨베이어(12)를 포함하고 있다. 제 2 도에 도시된 바와 같이 컨베이어(12)는 서로 소결된 용융실리카 입자로 만들어진 여러개의 컨베이어 로울(14)을 구비하고 있다. 또한 컨베이어(12)는 한쌍의 연속구동 루우프 또는 체인(16)을 구비하고 있다. 각각의 구동루우프(16)는 상측 구름대(reach)(17)와 하측구름대(도시않음)을 포함하고 있다. 상층 구름대(17)는 로울(14)의 단부를 그와의 마찰력으로 구동시킨다.

또한 유리굴곡 강화장치(10)는 용광로(10)를 포함하고 있다.

용광로(18)의 일측단부(20)에서는 굴곡시키고 강화시키고자 하는 유리판을 개별적으로 유입하는 반면, 용광로(18)의 타측단부(22)에는 용광로 가열실내에 위치된 진공호울더(vacuum holder, 24)를 구비한 가열된 유리판을 굴곡시키기 위한 설비(provisions)가 있다.

상기에 인용된 "유리굴곡 및 강화장치"라는 특허에서 상세하게 설명된 진공호울더(24)는 진공을 이용하여 유리픽업장소(glass pick-up station)에서 유리판을 받아들인다.

또한 본 장치(10)에는 용광로(18) 일단부(22)의 일측에 측면으로 인접하여 위치된 냉각기(quench unit, 26)가 구비되어 있어, 상기에 인용된 "유리굴곡 및 강화장치"라는 특허에서 설명된 것과 같은 방법으로 가열되어 굴곡된 유리판을 강화하기 위해 받아들인다.

또한 냉각기(26)는 용광로 단부(22)의 타측면 또는 종단부에 설치할 수 있다.

또한 이 냉각기(26)에는 굴곡유리의 양표면에 냉각공기를 공급하는 분사헤드(28)가 설치되어 있는데, 이 분사헤드는 가급적 미국 특허 제 3,936,291 호에 기술된 유형의 장치가 좋다. 굴곡강화장치(10)의 가열기 또는 국부가열기(30)는 용광로(18)의 제 1 단부(20)로부터 아래에 있고 진공호울더(24)로부터 위에 있는 컨베이어(12)의 일측에 설치된다. 제 2 도 및 제 3 도를 참조하면, 각각의 컨베이어 로울(14)은 용광로(18)의 측면슬롯(도시안됨)을 통하여 외부로 돌출되어 있다. 구동루우프(16)의 각 상측구름대는 지지표면 또는 지지부재(도시안됨)에 상향으로 면하여 습동된다. 체인(chain, 16)의 평탄한 측면은 로울(14)을 지지하고 있고, 그에 의하여 체인(16)은 컨베이어(12)의 대향측면에 접촉되는 지지부재의 상향으로 면한 표면을 따라 습동되는데, 이 체인(16)은 컨베이어(12)에 대하여 길이방향으로 연장되어 있다.

따라서 상측구름대(17)에서 로울(14)과 구동체인(16)이 마찰결합되므로 로울(14)은 시계반대 방향으로 회전되면서 유리판(G)을 제 2 도의 도시와 같이 좌측으로 운반된다.

미국특허 제 3,806,312 호, 제 3,934,970 호, 제 3,947,242 호, 및 제 3,994,711 호에는 상기 유형의 마찰 로울구동 장치에 대하여 기술되어 있으며, 그것의 전체적인 기술내용은 참고로서 여기에 통합되었다.

국부가열장치(30)는 이송운반대(32)를 포함하고 있으며, 그 위에는 한쌍의 세장된 유리판 스트립가열기, 즉 상향 유리가열기(34)와 하향 유리가열기(36)가 설치된다.

각각의 가열기(34) 및 (36)는 그 내부로 가스버너가 설치되어 있고 공기-가스 혼합물을 연소시켜 가열기 바로 아래에 있는 유리 특정 부분을 가열하게 된다. 이송운반대(32)는 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와 같이 유리판 국부가열 장소에서 용광로(18)의 일측면에 위치된다.

운반대(32)는 일정한 간격을 두고 떨어진 한쌍의 수직 프레임부재(38) 및 (40)을 구비하고 있으며, 수직 프레임부재(38) 및 (40)의 상측단에 있는 L자형 수평 프레임부재(42)에 의하여 수직 프레임부재(38) 및 (40)은 상호 연결되어 있다.

각각의 수직 프레임부재(38) 및 (40)는 용접 또는 보울트 등에 의하여 수직으로 일정한 간격을 둔 한쌍의 블록에 견고히 고정되는데 제 2 도는 블록(44)의 하측단만 도시되어 있다.

각각의 블록(44)은 수직으로 일정한 간격을 두고 평행한 한쌍의 지지축 또는 노선설정 레일(alignment rail)(46) 및 (48)에 이동 가능하게 개별적으로 설치되어 있다. 노선설정 레일(46) 및 (48)은 용접등에 의하여 수평빔(horizontal beam, 50)에 장착된 수직지지 플레이트(52)에 의하여 컨베이어의 수평빔(50)에 설치되어 있다. 노선설정 레일(46) 및 (48)은 여러개의 보울트(도시안됨)에 의하여 수직짖 플레이트(52)에 견고히 고정되며, 보울트는 플레이트(52)를 관통하여 각각의 노선설정 레일(46) 및 (48)내에 삽입된다.

제 2 도를 참조하면, 운반대(32)는 장방형 하우징부재(54)상에 설치된다. 하우징부재(54)는 제 2 프레임부재(56)에 의하여 프레임부재(42)상에 설치되며, 제 2 프레임부재(56)는 하우징부재(54)와 프레임부재(42)에 용접되어 있다. 하우징부재(54)는 여러개의 파이프, 밸브와 제어장치를 포함하는데 이들 파이프, 밸브와 제어장치는 공기-가스 파이프라인(58)으로 형성되어 그의 굴곡부(50)에서 가열기(34) 및 (36)까지 가스와 공기를 혼합한다. 파이프 라인의 굴곡부(flexible portion, 59)는 가요성 케이블 및 호스캐리어(64)에 의하여 운반되는 한쌍의 가요성 공기호스(60) 및 가요성 가스케이블(62)을 포함하고 있다. 캐리어(64)는 운반대(32)가 고정된 하우징부재(66)내에 포함된 고정된 가스 및 공기제어기에 대하여 이동함에 따라 각기 그 내부의 공기 및 가스의 흐름을 방해함이 없이 호스(60)와 케이블(62)이 굴곡되도록 한다.

제어기는 파이프라인(58)의 일부로 형성되어 가스 및 압축공기를 받아 들이기에 적합하도록 되어 있고, 또한 여러가지의 가스 및 공기파이프와 밸브 및 제어기들로 구성되어 있다.

제 2 도에서는 운반대(32)를 상향위치와 하향위치 사이에서 이동시키기 위한 구동장치(68)를 개략적으로 도시하고 있다. 구동장치(68)의 상세한 구조는 본 발명의 수향에 있어서 특별히 중요하지 않으나, 이러한 기능을 수행하기 위한 장치를 아래에 간단히 기술하였다. 구동장치(68)는 각 출력측에 구동 스프로켓(drive sprocket)이 장치된 한쌍의 구동모터를 구비하고 있다. 구동 스프로켓은 로울러 체인에 의하여 연결되며, 이들의 자유 단부는 운반대(32)와 연결되어 제어상태하에서 구동될때 구동모터가 운반되는 유리판과 동일한 속도로 운반대(32)를 하향으로 구동시키거나 운반대가 상향위치에 도달될 때 까지 상향으로 운반대를 이동시킨다. 가열기(30)는 다음과 같이 작동한다. 유리판(G)이 용광로(18)위에 있게 될 때와 유리판(G)이 제 2 도에 점선으로 도시한 바와 같은 위치에 있게 될때, 구동장치(68)의 어느 한 구동모터는 컨베이어(12)를 따라 이동하는 유리판과 동일한 속도로 운반대(32)를 상향위치로부터 이동시키기 위해 작동된다.

이러한 것은 구동장치와 연결된 구동 스프로켓 및 체인을 통하여 지지축(46) 및 (48)을 따라 운반대(32)를 이동시키므로서 수행된다. 운반대(32)가 하향으로 이동함에 따라, 운반대(32)는 이동하는 유리판(G)과 같이 이동하여 가장 작은 곡률반경을 가지는 유리판(G)의 특정한 부분을 가열기(34) 및 (36)이 국부 가열하도록 한다.(특정한 부분은 제 4 도에 도시와 같이 굴곡주물(72)상에서 가장 많이 굴곡된 부분이다.)운반대(32)가 제 2 도에 도시와 같이 하향위치에 도달되면, 구동장치(68)의 다른 구동모터와 그에 연결된 구동 스프로켓과 로울러 체인은 지지축(46) 및(48)을 따라 운반대(32)를 상향위치까지 끌어 당겨 그것의 상향위치에서 다음 유리판이 도달하는 것을 기다린다.

다음 유리판이 도달되어 제 2 도에 점선으로 도시한 위치에 있게 되면, 구동장치(68)는 다시 작동되어 그 다음의 작업주기를 시작한다.

Claims (7)

1. 가열실, 굴곡하기에 충분한 온도까지 가열하기 위해 가열실을 통하여 유리판을 운반하기 위한 컨베이어와 가열된 유리판을 굴곡하기 위한 굴곡 스테이션(bending station)으로 구성된 유리판 굴곡장치에 있어서, 각 유리판을 국부가열하기 위한 국부가열기 및 유리판을 국부가열 하도록 컨베이어에 대하여 동기관계(synchronized relationship)로 가열기를 이동시키기 위한 작동기를 게다가 더 구성시킨 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부가열장치.
2. 제 1 항의 장치에 있어서, 상기 작동기는 유리판의 운반경로를 따라 상향위치와 하향위치 사이에서 이동 가능한 운반대를 구비한 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부 가열장치.
3. 제 2 항의 장치에 있어서, 상기 작동기는 유리판이 컨베이어 상에서 운반됨에 따라 운반대를 상향위치에서 하향위치로 구동하기 위한 구동장치를 구비하여 상향위치와 하향위치 사이에서 운반되는 운반방향과 교차하는 유리판의 선택된 부분을 국부 가열기가 가열한 후, 상기 구동장치가 운반대를 하향위치에서 상향위치로 이동시켜 다음 작업주기를 준비하는 것을 특징으로 하는 운반되는 국부가열장치.
4. 제 2 항의 장치에 있어서, 유리판의 운반경로에 대하여 일정한 간격을 유지한 운반대에 의하여 운반되는 제 2 국부 가열기를 구비하여 유리판의 선택된 두 부분을 국부 가열하는 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부 가열장치.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항의 장치에 있어서, 상기 가열기는 가스가열기와 내부로 파이프 라인의 일부를 이동시키기 위한 가요성 캐리어를 구비한 파이프 라인으로 구성되어 있고, 상기 파이프 라인의 일측 단부는 상기 가열기와 유동적으로 연결되어 있고, 그것의 타측단부는 가스를 받아 들이기 적합하게 된 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부 가열장치.
6. 크리스 굴곡(crease bending)시키기에 충분한 높은 온도로 가열하기 위해 가열실을 통하여 유리판을 운반하는 컨베이어와 가열된 유리판을 크리스 굴곡하기 위한 굴곡스테이션을 구비한 유리판 굴곡장치에서 유리판의 이동을 방해함이 없이 각 유리판의 크리스 부분(crease portion)의 굴곡을 용이하게 하기 위한 방법에 있어서, 컨베이어 상의 상향위치와 하향위치 사이에서 운반되는 각 유리판의 크리스부분을 굴곡스테이션에서 굴곡하기 전에 유리판의 나머지 부분보다 더 높은 온도로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부 가열방법.
7. 제 6 항의 방법에 있어서, 가열하는 단계는 상향위치에 가열기를 위치시키는 단계, 유리판의 크리스부분을 가열하면서 그 이외의 나머지 부분을 현저하게 가열하는 일 없이 상향위치에 하향위치로 가열기를 유리판과 함께 이동시키는 단계와 가열기를 하향위치에서 상향위치로 이동시켜 그 다음 작업주기를 준비하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 운반되는 유리판의 국부 가열방법.

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