KR20030023694A - 유리 시이트를 굽히는 방법 및 굽힘 몰드 - Google Patents

Abstract

중력과 굽힘 몰드를 이용하여 유리 굽힘로(glass bending furnace) 내에서 유리 시이트(1)를 굽히는 방법으로서, 유리 시이트는 몰드 위에 놓이고 굽힘 온도로 가열되며 몰드에 의해 원하는 형태로 만들어진다. 유리 시이트(1)는 몰드 조정 가능한 중앙 부품(6)에 의해 지지되며, 이 베어링 임팩트(impact)에 의해 유리 시이트가 지지되고 몰드 지지체(4)로의 하강이 조정되며, 지탱 요소는 하강될 때 몰드의 일부를 형성한다.

Description

유리 시이트를 굽히는 방법 및 굽힘 몰드{METHOD FOR BENDING A GLASS SHEET AND A BENDING MOULD}

본 발명은 중력과 굽힘 몰드를 이용하여 유리 굽힘로(glass bending furnace) 내에서 유리 시이트(glass sheet)를 굽히는 방법 및 이러한 방법을 활용하는 몰드에 관한 것으로서, 유리 시이트는 몰드 위에 놓이고 굽힘 온도로 가열되어, 몰드에 의해 원하는 형상으로 굽혀진다.

종전에 공지된 유리 굽힘 몰드(glass bending mould)는, 굽힘로 내에 놓이고, 지지체가 제공되며, 굽힘이 이루어지는 동안 유리의 최종 형상을 결정한다. 지지체에 의해 형성되는 몰드가 초기 상태에서 상부면(top plane)에 있고, 그 위에 유리가 장착되는 방법이 알려져 있는데, 이는 미국 특허 4,957,531호에 있으며, 이 특허에서 몰드는 예를 들어 액추에이터에 의해, 원하는 곡률로 굽혀지게 변형되어 최종 형상이 된다. 굽혀질 유리 시이트는, 최초에 몰드가 편평하고 유리 시이트를 아래로부터 지지하고 있다면 클 수도 있다.

전술한 구성에서 몰드는 복잡하게 되는데, 이는 각 지지 튜브마다 액추에이터가 설치되어, 튜브를 굽힘 온도의 유리 시이트가 들어 있는 몰드의 최종 형상으로 되게 하여야 하기 때문이다.

환상의 이른 바 링 몰드를 사용하는 방법이 알려져 있는데, 여기서 유리 시이트는 그 가장자리로부터만 지지되는 반면, 중앙부는 지지체가 없는 상태로 남는다. 보다 작은 유리 시이트에서도 구면(spherical surface)에서의 굽힘이 발생된다. 크고 얇은 윈드쉴드(windshields)를 굽힘으로써, 유리의 맞은 편 가장자리에 인접한 긴 쪽의 중앙에 중앙 지지체를 사용하는 방법이, 예를 들어 핀란드 특허공보 FI-B-105676, FI-C-69446 또는 US 3,023,542에 알려져 있다. 이들의 주요 목적은 예열 중 유리 시이트의 파괴를 방지하는 것이다. 이러한 경우에조차도 유리는 중심으로부터 구면을 향해 구부러지는데, 이는 윈드쉴드(windshields)의 경우에도 요구된다. 특히 구조적인 부분(architectural section)에서는 실린더 형태가 요구되어, 상술한 해결책으로는 원하는 결과가 얻어지지 않는다.

FI-80870에는 유리에 실린더형 굽힘 형상을 제공하는 튜브로 이루어진 몰드 면이 공지되어 있다. 이 경우의 문제는 중앙 부분부터 먼저 하강되는 유리의 경우이며, 이에 의해, 가장자리 부분의 굽힘이 완료되기를 기다리는 동안, 부드러운 유리(soft glass)의 중앙 부분에 마크(mark)가 새겨진다. 원둘레의 1/8(1/8 circle)에 걸치도록 굽힘 각도가 클 경우 특히 생기는 문제는 유리 굽힘 중 마주하는 쪽의 미끄러짐이 비대칭이라는 점이다.

전술한 단점 및 문제를 해결하기 위해, 새로운 굽힘 방법 및 몰드가 개발되었는데, 이에 의하면 종래 기술의 수준이 개선되고, 이제까지 존재하던 문제가 해결된다. 본 발명은 청구범위에 제시된 내용을 특징으로 한다.

본 발명의 장점은 유리 시이트가 이미 초기 단계에서부터 몰드 및 몰드 가장자리를 벗어난 중앙 부분에서 상승부(elevated portion)에 의해 지지된다는 점이다. 핵심적인 것은 가장자리의 지지, 그리고 중앙 부분의 지지가, 굽힘이 이루어지는 실린더형 또는 거의 실린더형인 길이에 걸쳐 연속적으로 이루어진다는 것이다. 이에 따라 한 유리 시이트가 최대 길이로 변형 가능하거나, 다수의 짧은 유리 시이트가 실린더 방향으로 동시에 길게, 몰드나 유리 시이트 지지체 내의 어떤 변화나 조절 수단(regulating measures) 없이도 변형 가능하면서도, 원하지 않을 경우에는 유리 시이트나 유리 시이트들이 구면으로 변형되는 것이 방지된다. 몰드 중앙 부품(mould middle component), 즉 유리 시이트 중앙 부분의 지지체(support)가 하강되고 굽힘 공정이 이루어짐에 따라 제어될 수 있어, 공정 전체에 걸쳐 유리 시이트에 대해 원하는 접촉력(contact power)이 유지되며, 옆방향으로 형성되는 지지력에 의해, 굽힘이 이루어지는 동안, 몰드 위에서의 대칭적인 미끄러짐이 확보된다. 중앙 부분이 너무 빨리 구부러지는 것을 막는 데에는, 가장자리부를 가열하기 위한 충분한 시간이 얻어지는데, 이에 의해, 유리 시이트는 몰드에서 그 전체 부분이 거의 동시에 도달되며 마크가 생기지 않는다. 또 본 발명에서는 중앙 부분의 유리를 지지하는 조정 가능 부품(adjustable components)이 굽힘의 최종 국면에서 몰드 면의 일부를 형성하며, 이 면은 유리 시이트의 최종 형상을 만든다. 공정이 이루어지는 동안 몰드 중앙 부품은 수동으로 조정되거나, 굽힘에 따르는 몇몇 물리적 변수로부터 얻어지는 조절 변수로부터 측정된 데이터를 사용하여 조정된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명의 유리 굽힘로 내에서 이송 가능한 몰드 캐리지를 한쪽 단부로부터 본 도면이다.

도 2는 유리 굽힘로 및 이로부터 이송되어 나오는 몰드 캐리지를 한 단부로부터 본 도면이다.

도 3은 이동 가능한 몰드 파트 및 그 상승 기구(lifting mechanics)를 나타낸다.

도 4는 이중 지지체(dual support)의 구성요소로서의 이동 가능한 몰드 파트를 나타낸다.

도 1은 유리를 구부리기 위한 몰드 캐리지로서, 유리 굽힘로 내에서 이송 가능하며, 단열 벽(2) 및 휠(wheels, 11)을 가지는 하부 프레임(15)이 구비된 캐리지를 나타낸다. 캐리지는 몰드를 가지며, 이 몰드는 튜브(4)를 지지하기 위한 간극이 구비된 곡선 형태의 스트립(3)에 의해 형성되는 유리의 굽힘 형태를 결정한다. 스트립(3)의 형상은 여러 가지 굽힘 형태에 따라 용이하게 변화되어 정해질 수 있다. 굽혀질 유리 시이트는 도면에 나타난 바와 같이 몰드 내에 놓이고, 몰드에 의해 양 가장자리에서만 지지된다. 본 발명에 따라 몰드의 일부로서 형성되는 지지체(6)는 몰드 중심선에 놓인다. 최종적으로, 이 경우 부품(6)은 몰드의 가장 낮은 지지 요소가 된다. 이동 가능한 지탱 중앙 부품(bearing middle component, 6)은 다른 몰드 지지 요소(4)와 유사하다. 도 4에 나타난 바와 같이, 유사한 지지 요소가 옆으로 나란히 존재할 수 있다. 성형 스트립(shaping strip, 3) 내에는 다른 지지 요소(4)에 대한 대응되는 간극이 존재한다. 굽힘이 이루어지는 동안 상승되거나 하강될 수 있는 몰드 부품(6)은 유리 시이트를 중앙부에서도 지지한다.

몰드 캐리지 내로의 기계적 상승 및 하강 기능은 도 3에 나타난 모터(9), 기어(7), 보조 샤프트(8) 및 상승 아암(5, 16)에 의해 이루어진다. 상승 및 하강 기구는 몰드 캐리지와 함께 이동한다. 조정 시스템(adjusting system)에 의해, 지탱 중앙 부품/부품들은 유리가 현저하게 굽혀질 때만 하강하기 시작된다.

도 2에서 유리 시이트는 몰드 내에서 굽혀지고, 이후 이동 가능한 몰드 부품(6)은 이미 그 지지 기능을 완료하고 몰드의 일부로서의 위치로 내려온다. 도 2는 가열 및 굽힘이 이루어지는 시간 동안 노(10) 내에 삽입될 수 있는 몰드 캐리지의 구조를 나타내는데, 주로 지지체(4, 6) 및 성형 곡선(3)만이 노 내에 있다. 성형 곡선(3)은 지지체(13)에 의해 캐리지 프레임(14)에 고정된다. 지탱 중앙 부품(6) 및 지지체(13)를 이동시키는 아암 시스템(5, 16)은 노 바닥 위의 이동 구멍(travel hole) 내에서 움직인다.

유리가 굽혀지는 정도는 노 내의 유리 온도를 측정하여 알 수 있다. 온도에 따라 몰드 중앙 부품(6)의 하강 기구는 장비 내의 조정 장치(adjusting device)에 의해 조정되어, 굽힘이 이루어지는 동안, 가장 낮은 위치로 적절히 하강하고, 따라서 성형 커브(3)는 이후 유리가 굽혀질 곡률을 결정한다. 몰드 중앙 부품이 도달되는 온도는 실험적으로 구해질 수 있다.

몰드 중앙 부품의 상승 및 하강 메커니즘을 조정하기 위한 다른 가능성은, 레벨러(leveller)와 같은 하중 측정 센서(load measuring sensor)를 몰드 중앙 부품(6) 내의 지지체(5, 7, 16) 구조 내에 설치하여, 유리 시이트에 의해 몰드(6)에 가해지는 하중을 측정하는 방법이다. 하중 증가는 유리가 굽혀지기 시작한다는 신호이다. 이후 조정 가능한 몰드 중앙 부품이 하강되기 시작하고, 따라서 유리를 너무 많이 지지하지는 않을 것이며 곡률 내에서 어떤 결함도 발생시키지 않는다.

조정 가능한 몰드 중앙 부품(6)의 하방 경로는 유리 굽힘 방향 바로 아래로 향하는 것이 가장 적절하다. 따라서 조정 가능한 중앙 부품(6)은 굽힘 공정 동안 동일한 위치에서 유리와 접한 상태를 유지하게 된다. 조정 가능한 중앙 부품은 이후 조향되며, 몰드 위에서 유리의 지지를 개선하여, 굽힘 공정 동안 일어날 수 있는 유리의 측면 이동을 방지한다. 측면 조향(sidewise steering)에 의하면, 특히 다이아몬드형 유리가 몰드 위로 조정되면서 하강하는 것이 쉬워진다. 굽힘에 의해 발생되는 다른 유해한 유리 운동은 유리의 가장자리가 지지체에서 떨어지는 것으로서, 이에 의해 유리가 비대칭적으로 몰드 내에 들어가거나, 유리 가장자리가 몰드의 한쪽 단부에서만 지지체로부터 떨어져, 유리가 몰드를 가로질러 약간 회전하여, 굽힘에 의해 변형된 실린더 형태로 되어 버리는 것이었다.

도 3은 다중요소 몰드(multielement mould)의 조정 가능한 중앙 부품(6)을 모터(9), 기어(7) 및 보조 샤프트(8)에 의해 이동시키기 위한 해결방안을 나타낸다. 예를 들어 기어(7)에는 웜기어 리듀서(wormgear reducer)가 사용될 수 있다. 모터 회전은 조정 장치에 의해 조절된다. 조정 장치는 예를 들어 파이로미터 측정이나, 지탱 요소(6)의 지지체(5, 16) 안이나 기어(7)의 지지체 내에 위치하며 유리에 의해 발생된 하중에 관계하는 파워 센서에 의해 예를 들어 유리 온도의 데이터를 수신하고, 모터(9)를 조정하여 미리 프로그램된 조정 프로그램에 따라 몰드 중앙 부품(6)을 하강시킨다. 지탱 요소(6)의 하방 이동은 표준 속도에 의해 제어되거나, 다른 기어를 사용하여 다른 속도로 제어될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 잠금 기구는 자체적으로 유지되며(self-retaining), 굽힘 챔버에 도달하면 해제되는 별도의 잠금 기구(locking mechanism)는 필요하지 않다.

다른 곡률을 형성하는 성형 스트립(3)은 몰드 내에서 교환될 수 있으며, 이들에 대해서도 동일한 한 개의 지지 구조(supporting construction, 5, 6, 7, 16)가 사용될 수 있다. 지탱 요소 운동을 프로그래밍할 때에는, 다양한 경우에 대하여 지탱 부품(6)의 필요한 경로 및 초기 상태가 고려되어야 한다.

Claims (7)

1. 중력과 굽힘 몰드를 이용하여 유리 굽힘로(glass bending furnace) 내에서 유리 시이트(1)를 굽히는 방법으로서, 상기 유리 시이트가 몰드 위에 놓이고 굽힘 온도로 가열되어, 몰드에 의해 유리를 원하는 형태로 만드는 방법에 있어서, 굽혀지지 않은 유리 시이트(1)가 몰드 지지체(4)에 의해 유리 가장자리로부터 지지되며 몰드 중앙 부품(6)에 의해 유리(1) 중앙 부분으로부터 지지되며, 유리가 굽혀지는 동안, 상기 몰드의 조정 가능한 중앙 부품(6)이 하강되어 유리 시이트를 몰드 위에 하강시키며, 이러한 방법에 의해 하강된 중앙 부품(6)이 최종 몰드의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 시이트(1)를 굽히는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 유리로부터의 조정 변수로서 측정되는 온도를 이용하여, 유리 굽힘 공정 동안 몰드 중앙 부품(6)이 하강되어 그 지지 작용을 감소시키고 유리를 몰드 위에 내리는 것을 특징으로 하는 유리 시이트(1)를 굽히는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 유리에 의해 발생되고 지탱 중앙 부품으로부터 조정 변수로서 측정되는 온도를 이용하여, 유리 굽힘 공정 동안 몰드 중앙 부품(6)이 하강되어 그 지지 작용을 감소시키고 유리를 몰드 위에 내리는 것을 특징으로 하는 유리 시이트(1)를 굽히는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 굽힘 공정 동안, 몰드 중앙 부품 접촉부(6)를 위한 하방 경로로서, 유리의 대응되는 접촉부의 하방 경로가 동일 경로로서 설정되는 것을 특징으로 하는 유리 시이트(1)를 굽히는 방법.
5. 유리 굽힘로 내에 놓일 굽힘 몰드로서, 다수의 지지 요소(4)를 가지며, 유리 시이트(1)가 굽힘 온도에 도달할 때, 이 지지 요소 위로 유리 시이트(1)가 중력에 의해 함몰되어 원하는 형상으로 되는 굽힘 몰드에 있어서,

   - 조정 가능한 중앙 부품(6)으로서, 이 부품을 위해 유리 굽힘 방향으로 경로가 정해지며 유리 굽힘의 최종 공정 동안 그 위치로 하강되어 굽힘 몰드의 일부를 형성하는 중앙 부품(6) 및,

   - 몰드 캐리지 내에 설치된 메커니즘(7, 9)으로서 상기 몰드 중앙 부품을 위한 운동을 수행하며, 유리 시이트(1)나 그 충격(impact) 중 어느 하나로부터 측정된 정보에 따라 조향되는(steered) 메커니즘(7, 9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘 몰드.
6. 제 5 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 지탱 부품(6)이, 나란히 또는 앞뒤로 이어서 있고, 또 몰드 내의 실질적으로 가장 낮은 위치의 라인 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 굽힘 몰드.
7. 제 5 항에 있어서, 조정 가능한 몰드 파트의 지탱 요소(6)가 다른 지지요소(4)와 구성 상 동일한 것을 특징으로 하는 굽힘 몰드.