KR101775333B1 - 유리성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형을 가열하는 상부히터블록과 하부히터블록에 금형 가열시 금형 주변을 밀폐시키는 격벽을 형성하여 금형이 격벽에 의해 밀폐된 상태에서 가열되므로 가열효율을 한층 더 높여줄 수 있도록 구성하며, 또한, 격벽을 이루는 결합부가 상부히터블럭의 바닥면 보다 돌출되도록 형성하여 상부히터블럭이 금형을 가압할 때 결합부가 먼저 금형의 성형부위를 가압하면서 열전달할 수 있도록 하여 성형열이 금형의 성형부위에 집중적으로 전달될 수 있도록 하여 성형효율이 향상될 수 있도록 한 유리성형장치에 관한 것이다.

Description

유리성형장치{Glass forming device}

본 발명은 유리성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형을 가열하는 상부히터블록과 하부히터블록에 금형 가열시 금형 주변을 밀폐시키는 격벽을 형성하여 금형이 격벽에 의해 밀폐된 상태에서 가열되므로 가열효율을 한층 더 높여줄 수 있도록 구성하며, 또한, 격벽을 이루는 결합부가 상부히터블럭의 바닥면 보다 돌출되도록 형성하여 상부히터블럭이 금형을 가압할 때 결합부가 먼저 금형의 성형부위를 가압하면서 열전달할 수 있도록 하여 성형열이 금형의 성형부위에 집중적으로 전달될 수 있도록 하여 성형효율이 향상될 수 있도록 한 유리성형장치에 관한 것이다.

유리성형기라 함은 유리밴딩, 유리렌즈 등 다양한 유리제품을 성형할 수 있는 것이다.

유리성형기의 선행기술로서 특허출원 2014-0005876호가 개시되어 있다.

종래의 유리성형기는

소재가 투입되는 상부금형과 하부금형으로 이루어진 금형체가 이송되는 성형챔버를 베이스의 상부에 설치하고, 성형챔버의 일측에는 금형체가 성형챔버 내부로 투입되기 위한 투입챔버를 형성하며, 성형챔버의 타측에는 성형챔버 내부를 통과한 금형체를 배출시키기 위한 배출챔버를 형성하고,

성형챔버 내부에는 금형체를 예열온도로 가열하는 예열수단과;

예열된 금형체를 성형온도로 가열하면서 가압하여 소재가 곡면부를 갖는 글라스 또는 유리렌즈로 성형되도록 하는 성형수단과;

성형수단을 통과한 금형체를 서서히 냉각시키는 냉각수단; 을 설치하여 구성한다.

성형챔버의 입구측에는 투입챔버가 형성되고 출구측에는 배출챔버가 형성되는데, 투입챔버의 외측에는 투입챔버 내에 위치하는 금형체를 성형챔버 내부로 투입하기 위한 투입실린더가 설치되며, 투입챔버와 성형챔버 사이에는 금형체 투입시 상승하면서 개방되는 도어가 형성된다.

그리고, 배출챔버의 외측에는 성형챔버 내의 끝단에 위치하는 금형체를 배출챔버 내부로 이동시키기 위한 취출실린더가 설치되고, 취출실린더에 의해 좌,우 방향으로 움직이면서 금형체를 이동시키는 취출바가 역 'ㄷ'자 모양으로 설치된다.

예열수단은 성형챔버의 바닥면에 다수의 예열하부히터를 설치하고, 예열하부히터의 직상부에는 예열피스톤을 상하로 작동시키는 다수의 예열실린더를 설치하며, 예열피스톤의 끝단에는 예열하부히터 위에 놓여지는 금형체의 상부면에 접촉된 상태로 가열하는 예열상부히터를 설치하여 구성한다.

한편, 예열수단의 후단에는 금형체를 성형온도로 가열하면서 가압하여 성형하는 성형수단이 설치되는데,

상기 성형수단은 예열하부히터의 후단에 위치하도록 성형챔버의 바닥면에 다수의 성형하부히터를 설치하고, 성형피스톤이 성형챔버 내부에서 상하로 움직이는 다수의 성형실린더를 성형챔버의 상부에 세워 설치하며, 상기 성형피스톤에 성형상부히터를 결합하여 예열수단을 통과한 금형체의 상부에 성형상부히터가 접촉된 상태로 성형온도로 가열하도록 구성한다.

또한, 성형수단의 후단에는 성형온도로 가열된 금형체를 냉각시키는 냉각수단이 설치되는데,

상기 냉각수단은 성형하부히터의 후단에 위치하도록 성형챔버의 바닥면에 다수의 냉각하부히터를 설치하고, 냉각피스톤이 성형챔버 내부에서 상하로 움직이는 다수의 냉각실린더를 성형챔버의 상부에 세워 설치하며, 상기 냉각피스톤에 냉각상부히터를 결합하되, 냉각하부히터와 냉각상부히터가 성형온도 보다 낮은 온도로 발열토록하여 성형수단을 통과한 금형체의 상부에 냉각상부히터가 접촉된 상태로 금형체를 냉각하도록 구성한 것이다.

이와같이 구성되는 종래기술은 금형체 내부에 소재를 투입한 상태에서 금형체를 투입챔버를 통해 성형챔버 내로 투입시킨 후 예열수단, 성형수단을 이용하여 고온의 성형온도로 가열하여 금형체 내의 유리소재가 원하는 형상으로 성형되도록 하는 것이며, 성형챔버 내부로 질소를 공급하여 소재가 고온의 환경에서도 산화되지 않고 질소 환경에서 성형되도록 한 것이다.

그러나, 종래의 유리성형장치는 상부히터블럭이 하강하여 금형을 가압하면서 가열할때 금형의 주변이 개방된 상태에서 가열하기 때문에 가열효율이 하락하여 유리 성형시간이 길어지는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 금형을 가열하는 상부히터블록과 하부히터블록에 금형 가열시 금형 주변을 밀폐시키는 격벽을 형성하여 금형이 격벽에 의해 밀폐된 상태에서 가열되므로 가열효율을 한층 더 높여줄 수 있도록 구성하며, 또한, 격벽을 이루는 결합부가 상부히터블럭의 바닥면 보다 돌출되도록 형성하여 상부히터블럭이 금형을 가압할 때 결합부가 먼저 금형의 성형부위를 가압하면서 열전달할 수 있도록 하여 성형열이 금형의 성형부위에 집중적으로 전달될 수 있도록 하여 성형효율이 향상될 수 있도록 한 유리성형장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은

챔버(2) 내부에 다수의 하부히터블럭이 설치되고 챔버(2) 상부에는 다수의 하부히터블럭에 대응하는 상부히터블럭이 상하 작동 가능하게 설치되어 챔버(2) 내부로 투입된 금형(3)이 예열, 성형, 냉각 사이클로 순차 진행되도록 구성된 것을 포함하는 유리성형장치에 있어서,

상부히터블럭의 측면부에는 금형(3) 가열시 금형(3)의 주변을 감싸는 상부격벽(6)을 적어도 2개소 이상에 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 금형이 격벽에 의해 밀폐된 상태에서 가열되므로 가열효율을 한층 더 높여줄 수 있도록 구성하며, 또한, 격벽을 이루는 결합부가 상부히터블럭의 바닥면 보다 돌출되도록 형성하여 상부히터블럭이 금형을 가압할 때 결합부가 먼저 금형의 성형부위를 가압하면서 열전달할 수 있도록 하여 성형열이 금형의 성형부위에 집중적으로 전달될 수 있도록 하여 성형효율이 향상될 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 유리성형장치를 보인 사시도.
도 2 는 본 발명의 유리성형장치를 보인 정면도.
도 3 은 본 발명에 적용된 투입수단을 보인 도면.
도 4 는 본 발명에서 챔버 내에 배치된 하부히터블럭을 예시한 도면.
도 5 는 본 발명에서 이송수단의 설치상태를 예시한 도면.
도 6 은 본 발명에 적용된 이송수단을 보인 도면.
도 7 은 상부히터블럭에 격벽이 설치된 상태를 예시한 도면.
도 8 은 상부히터블럭과 하부히터블럭에 격벽이 설치된 상태를 예시한 도면.
도 9 는 본 발명에 적용된 배출수단을 보인 도면.
도 10 은 본 발명에 적용된 배출수단의 작동상태를 예시한 도면.
도 11 은 본 발명에 적용된 냉각블록을 보인 도면.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 11 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은,

챔버(2) 내부에 다수의 하부히터블럭이 설치되고 챔버(2) 상부에는 다수의 하부히터블럭에 대응하는 상부히터블럭이 상하 작동 가능하게 설치되어 챔버(2) 내부로 투입된 금형(3)이 예열, 성형, 냉각 사이클로 순차 진행되도록 구성되고,

챔버(2)의 일측에는 한번에 2개의 금형을 동시에 투입하는 투입수단(10)을 설치하며,

챔버(2)의 타측에는 챔버(2) 내부를 통과한 2개의 금형을 동시에 배출하는 배출수단(50)을 설치한것을 특징으로 한다.

또한, 챔버(2) 내부에는 냉각수가 통과하는 한쌍의 이송관(71)에 금형 이송용 이송핑거(73)를 등간격으로 설치한 이송수단(70)을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상부히터블럭의 측면부에는 금형(3) 가열시 금형(3)의 주변을 감싸는 상부격벽(6)을 사방에 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상부히터블럭의 전후면에 금형(3) 가열시 금형(3)의 전후방을 감싸는 상부격벽(6)을 형성하고, 하부히터블럭의 양측에는 상부히터블럭이 하강하였을때 상승하여 금형(3)의 양측을 감싸는 하부격벽(7)을 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 투입수단(10)은

상하로 움직이면서 개폐되는 투입커버(11)를 구비한 투입챔버(12)를 챔버(2)의 입구측에 설치하고, 투입챔버(12) 내에는 상하 움직임 가능한 투입트레이(13)를 설치하며, 투입챔버(12)의 상부 일측에 2개의 금형(3)을 동시에 올려놓을 수 있는 대기트레이(14)를 설치하고, 대기트레이(14)의 일측에 2개의 금형(3)을 상승된 투입트레이(13)로 밀어넣기 위한 인서트실린더(15)를 설치하며, 투입챔버(12)의 일측 하단에는 하강한 투입트레이(13)에 놓여진 2개의 금형(3)을 동시에 챔버(2) 내부로 투입하기 위한 투입실린더(17)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 이송수단(70)은

냉각수가 순환하는 한쌍의 이송관(71)을 그 양단이 지지대(74)에 지지되도록 챔버(2)의 바닥부 전후단에 각각 설치하고, 이송관(71)의 도중에는 하부히터블럭에 놓여진 금형(3)을 걸어주기 위한 이송핑거(73)를 등간격으로 설치하며, 이송관(71)의 중간부에는 이송관(71)이 벌어지거나 좁혀지도록 작동하는 폭조절실린더(76)를 연결되게 설치하고, 이송관(71)을 좌우로 작동시켜 금형(3)을 사이클 진행방향으로 이송시키는 이송실린더(75)를 챔버(2) 일측에 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유리성형장치는 한번에 2개의 금형(3)을 동시에 투입하거나 배출하도록 구성하여 보다 빠른 시간에 많은 양의 유리를 성형할 수 있도록 한 것이다.

도면부호 1 은 테이블을 나타내고, 이 테이블(1)의 상부에 밀폐된 구조를 갖는 챔버(2)가 설치된다.

챔버(2)의 내부에는 도 4 에 도시된 바와같이 다수의 하부히터블럭(21)(31)(41)이 설치되어 있고, 챔버(2)의 상부에는 상기 하부히터블럭(21)(31)(41)에 대응하는 다수의 상부히터블럭(5)이 상하 움직임이 가능하게 설치되어 있다.

하부히터블럭(21)(31)(41) 위로는 성형을 위한 소재가 투입되어 있는 금형(3)이 놓여지게되고, 이 금형(3)은 후설하는 이송수단(70)에 의해 일정주기마다 일방향으로 이송된다.

챔버(2) 내부에는 금형(3)을 예열온도로 가열하는 예열수단(20), 금형(3)을 성형온도로 가열하는 성형수단(30), 성형 완료된 금형을 냉각시키는 냉각수단(40)이 구성될 수 있으며, 다수의 하부히터블럭(21)과 상부히터블럭이 예열수단(20)을 이루고, 다수의 하부히터블럭(31)과 상부히터블럭이 성형수단(30)을 이루며, 다수의 하부히터블럭(41)과 상부히터블럭이 냉각수단(40)을 이루게된다.

따라서, 챔버(2) 내부로 투입된 금형(3)은 일정주기마다 하부히터블럭 위를 이동하면서 하부히터블럭과 상부히터블럭에 의해 가열되어 금형(3) 내의 소재가 특정 형상으로 밴딩 또는 성형되는 것이다.

챔버(2)의 일측에는 2개의 금형(3)을 동시에 챔버(2) 내부로 투입하는 투입수단(10)이 구성되어 있다.

투입수단(10)은 도 3 에 도시된 바와같이 상하로 움직이면서 개폐되는 투입커버(11)를 구비한 투입챔버(12)를 챔버(2)의 입구측에 설치하고, 투입챔버(12) 내에는 상하 움직임 가능한 투입트레이(13)를 설치하며, 투입챔버(12)의 상부 일측에 2개의 금형(3)을 동시에 올려놓을 수 있는 대기트레이(14)를 설치한다.

그리고, 대기트레이(14)의 일측에 2개의 금형(3)을 상승된 투입트레이(13)로 밀어넣기 위한 인서트실린더(15)를 설치하는데, 인서트실린더(15)에는 실질적으로 금형(3)을 밀어주는 인서트바(16)가 연결되어 있으며, 투입챔버(12)의 일측 하단에는 하강한 투입트레이(13)에 놓여진 2개의 금형(3)을 동시에 챔버(2) 내부의 예열수단(20)을 이루는 첫번째와 두번째 하부히터블럭(21)로 투입하기 위한 투입실린더(17)를 설치하여 구성한.

도 3 에는 대기트레이(14)에 2개의 금형(3)이 놓여져있고, 투입챔버(12) 내의 투입트레이(13)가 하강한 상태이면서 그 투입트레이(13)에 2개의 금형(3)이 놓여진 상태를 도시하였다.

도 3 과 같은 상태에서 투입커버(11)가 하강하여 투입챔버(12)를 밀폐하게되고, 이때 미도시된 진공라인이 작동하여 투입챔버(12) 내부를 진공화하므로서 금형(3) 내부에 산소가 남아있지 않도록 할 수 있고, 이러한 상태에서 투입실린더(17)가 작동하여 2개의 금형(3)을 통시에 챔버(2) 내부로 투입할 수 있게된다.

투입챔버(12)와 챔버(2) 사이에는 개폐용 도어가 설치될 수 있다.

한편, 챔버(2) 내부에는 투입된 금형(3)을 성형사이클에 따라 주기적으로 이동시키는 이송수단(70)이 설치된다.

이송수단(70)은 도 5 와 도 6 에 도시된 바와같이 냉각수가 순환하는 한쌍의 이송관(71)을 그 양단이 지지대(74)에 지지되도록 챔버(2)의 바닥부 전후단에 각각 설치하고, 이송관(71)의 도중에는 하부히터블럭에 놓여진 금형(3)을 걸어주기 위한 이송핑거(73)를 등간격으로 설치한다.

상기 이송관(71) 내부로 냉각수를 공급하므로써, 고온의 챔버(2) 내에서 작동하는 이송관(71)이 열변형되지 않도록 하였다.

그리고, 이송관(71)의 중간부에는 이송관(71)의 사이가 벌어지거나 좁혀지도록 작동하는 적어도 1개 이상의 폭조절실린더(76)를 연결되게 설치하는데, 폭조절실린더(76)에는 이송관(71)과 연결되는 파지봉(77)을 결합하고, 폭조절실린더(76)는 이동판(78)에 결합하여 챔버(2)의 전후단 외측에 설치하는데, 이때, 상기 이동판(78)은 이송관(71)이 좌우방향으로 움직일때 같이 움직일 수 있도록 구성한다.

상기와같이 이송관(71)의 중간부에 폭조절실린더(76)를 연결함에 따라 길게 형성되는 이송관(71)의 중간부 처짐현상을 방지할 수 있게된다.

한편, 이송관(71)을 좌우로 작동시켜 금형(3)을 사이클 진행방향으로 이송시키는 이송실린더(75)를 챔버(2) 일측에 설치하여 이송실린더(75)의 작동에 의해 이송관(71)이 도면상의 우측으로 움직였다가 다시 좌측으로 움직이게되어 하부히터블럭에 놓여진 금형들을 동시에 도면상의 좌측방향으로 이송시킬 수 있게되는 것이다.

그리고, 챔버(2) 내에 설치되어 있는 하부히터블럭 중에서 예열수단(20)을 이루는 처음 2개의 하부히터블럭(21)과 배출수단(40)을 이루는 마지막 2개의 하부히터블럭(41)은 상하로 움직임이 가능하게 설치하여 금형(3)을 투입하거나 배출할 때 하부히터블럭이 상승된 상태에서 투입과 배출동작이 이루어지도록 하여 이송관(71)과 간섭되지 않도록 할 수 있다.

한편, 챔버(2) 내부에 상하로 움직임 가능하게 설치되는 상부히터블럭(5)의 측면부에는 금형(3) 가열을 위해 상부히터블럭(5)이 하강하였을 때 금형(3)의 주변을 감싸는 상부격벽(6)을 도 7 과 같이 상부히터블럭(5)의 사방에 형성할 수 있다.

또한, 도 8 에 도시된 바와같이 상부히터블럭(5)의 전후면에 금형(3) 가열시 금형(3)의 전후방을 감싸는 상부격벽(6)을 형성하고, 하부히터블럭(21,31,41)의 양측에는 상부히터블럭(5)이 하강하였을때 상승하여 금형(3)의 양측을 감싸는 하부격벽(7)을 설치하여 금형(3)이 격벽(6)(7)에 의해 밀폐된 상태에서 가열될 수 있도록 구성하였다.

하부격벽(7)은 미도시된 구동장치에 의해 상하로 움직일 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 도 8 과 같이 상부격벽(6)을 'ㄱ'자 모양으로 형성하면서 상부에 상부히터블럭(5)의 바닥면에 결합되는 결합부(6a)를 형성할 수 있고, 상부히터블럭(5)의 저면부에는 결합부(6a)가 결합되기 위한 단차홈을 형성하여 그 단차홈에 결합부(6a)가 형합되면서 상부격벽(6)이 상부히터블럭(5)의 저면에 설치될 수 있도록 한다.

이때, 상기 결합부(6a)가 상부히터블럭(5)의 저면보다 하측으로 더 튀어나오도록하여 상부히터블럭(5)이 금형(3)을 가압할 때 결합부(6a) 부분이 먼저 금형(3)의 양측 끝단을 가압할 수 있도록 하였다.

상기 설명과 같이 상부격벽(6)의 결합부(6a)가 금형(3)의 양측 가장자리에 먼저 접촉된 상태로 금형(3)을 가압하게되면, 상부히터블럭(5)에서 발생된 열이 결합부(6a)를 통해 금형(3)의 유리성형부위(금형 내에서 유리가 성형되는 부분)에 집중적으로 전달될 수 있게되고, 또한 금형(3)의 중간부(유리가 성형되지 않는 부분)는 상부히터블럭(5)에 직접적으로 접촉되지 않으므로 그만큼 열전달효율이 낮아지게되어 금형 내부에 투입된 유리소재의 중간부(비성형부위) 열변형이 이루어지지 않게되어 전체적인 유리성형품질이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상부히터블럭(5)이 금형(3)을 가압할 때 상부격벽(6)이 금형의 측면부를 감싸면서 밀폐하게되므로 열손실이 적어지는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

한편, 챔버(2)의 출구측에는 챔버(2) 내부를 통과한 2개의 금형을 동시에 배출하는 배출수단(50)을 설치하는데,

배출수단(50)은 챔버(2)의 일측에 배출챔버(51)를 설치하고, 배출챔버(51) 내부로 부터 외측으로 슬라이딩 움직임이 가능한 배출트레이(52)를 설치하며, 배출트레이(52)가 배출챔버(51)의 외측으로 움직였을때 배출트레이(52)에 놓여진 2개의 금형(3)을 외부냉각수단(60)으로 배출시키는 배출실린더(53)를 설치하여 구성한다.

챔버(2)의 출구측에는 2개의 금형(3)을 배출챔버(51) 내부로 밀어내는 실린더를 구비할 수 있고, 챔버(2)의 출구측과 배출챔버(51)의 사이에는 개폐용 도어가 설치될 수 있다.

외부냉각수단(60)은 배출수단(50)에 의해 배출된 2개의 금형(3)을 한번더 냉각시키기 위한 것으로서,

배출수단(50)의 일측에 금형(3)이 놓여지는 냉각플레이트(61)를 설치하고, 냉각플레이트(61)의 상부에는 상하실린더(63)에 의해 상하로 작동하여 금형(3)의 상측으로 접촉되는 다수의 냉각블록(62)을 설치하여 구성한다.

냉각블록(62)은 하부체(64)와 상부체(65)로 분리 구성할 수 있고, 하부체(64)에는 조밀하게 냉각수라인(66)을 형성하며, 상부체(65)에 냉각수의 공급과 배출을 위한 냉각수순환관(67)을 결합하여 구성한다.

냉각블록(62)을 하부체(64)와 상부체(65)로 분리하면서 하부체(64)에 조밀하게 냉각수라인(66)을 형성함에 따라 많은 양의 냉각수를 순환시킬 수 있게되어 냉각블록(62)이 금형(3)에 접촉되었을때 금형(3)을 신속하게 냉각시킬 수 있게되는 효과를 기대할 수 있다.

1: 테이블 2: 챔버,
3: 금형, 5: 상부히터블럭,
6: 상부격벽, 7: 하부격벽,
10: 투입수단, 20: 예열수단,
30: 성형수단, 40: 냉각수단,
50: 배출수단, 60: 외부냉각수단,
70: 이송수단,

Claims (3)

1. 챔버(2) 내부에 다수의 하부히터블럭이 설치되고 챔버(2) 상부에는 다수의 하부히터블럭에 대응하는 상부히터블럭이 상하 작동 가능하게 설치되어 챔버(2) 내부로 투입된 금형(3)이 예열, 성형, 냉각 사이클로 순차 진행되도록 구성된 것을 포함하는 유리성형장치에 있어서,
   상부히터블럭의 전후면에 금형(3) 가열시 금형(3)의 전후방을 감싸는 상부격벽(6)을 형성하고, 하부히터블럭의 양측에는 상부히터블럭이 하강하였을때 상승하여 금형(3)의 양측을 감싸는 하부격벽(7)을 설치하며,
   상부격벽(6)의 상부에 상부히터블럭(5)의 바닥면에 결합되는 결합부(6a)를 형성하고, 상부히터블럭(5)의 저면부에는 결합부(6a)가 결합되기 위한 단차홈을 형성하여 그 단차홈에 결합부(6a)가 형합되면서 상부격벽(6)이 상부히터블럭(5)의 저면에 설치될 수 있도록 구성하되,
   상기 결합부(6a)가 상부히터블럭(5)의 저면보다 하측으로 더 튀어나오도록 단차지게 구성하여 상부히터블럭(5)이 금형(3)을 가압할 때 결합부(6a) 부분이 먼저 금형(3)의 양측 끝단을 가압하도록 구성한 것을 특징으로 하는 유리성형장치.
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