Brevet FR2060420A1 — publié le 19710618

-1- 2060420 La présente invention concerne la production de feuilles de verre cintrées et plus spécialement un appareil perfectionné pour cintrer et tremper des feuilles de verre. Des feuilles cintrées de verre sont beaucoup utilisées 5 comme vitres pour fermer .des ouvertures de véhicules tels que des automobiles ou véhicules analogues. Pour que les feuilles cintrées puissent être appliquées de cette manière, elles doivent être cintrées à des courbures précises qui sont fonction du modèle du véhicule et du mode de montage de la feuille dans l'ouverture. En 10 même temps, il importe que les feuilles satisfassent à des conditions optiques assez rigoureuses et plus spécialement que la ccne àe vision de la vitre soit exempte de défauts qui auraient tendance à empêcher de voir clairement un objet à travers la fenêtre. En outre, des feuilles de verre destinées à être utilisées comme vitres pour fer-15 mer des ouvertures de véhicules et plus particulièrement celles destinées à être utilisées comme vitres latérales et vitres arrière sont soumises à un processus de trempe dans lequel la surface ezterne de la feuille est soumise à une compression et l'intérieur est soumis à une tension,de manière à augmenter sa résistance môcanique 20 et sa résistance à un endommageaient de la surface. En général, la fabrication industrielle de feuilles de verre cintrées du type ci-dessus consiste à chauffer les feuilles au point de ramollissement du verre, à cintrer les feuilles chauffées à la courbure voulue et ensuite à refroidir rapidement les feuilles 25 à une température inférieure à la gamme de recuit du verre. Un procédé particulièrement utile de production de telles feuilles cintrées est le procédé dit à inertie et gravité qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique Nc 3 476 540. Selon ce procédé, les feuilles ramollies par la chaleur sont placées 30 sur un moule de cintrage et le moule et la feuille sont alors déplacés rapidement dans la direction opposée à la direction voulue de cintrage de la feuille de manière à soumettre la feuille à une-sorte d'inertie qui la pousse contre la surface de conformation du moule de manière à l'épouser. Naturellement, lorsque le moule de 35 cintrage est orienté horizontalement, la gravité contribue au^si au cintrage de la feuille. La simplicité du procédé du type à inertie et gravité ,BAD original. oopy 70 32238 -2- 2060420 l'a rendu particulièrement intéressant pour produire de minces feuilles de verre cintrées et trempées par exemple, une épaisseur de 3,2 mm et.moins, l'une des difficultés les plus gênantes rencontrées dans-le cintrage et la trempe de ces feuilles minces est la nécessité 5 de refroidir les feuilles très rapidement après le cintrage, étant donné que les feuilles minces tendent à se refroidir très rapidement. Ainsi, il est très souhaitable de tremper les feuilles pendant qu'elles sont encore dans l'appareil de cintrage ; toutefois, cela ne s'est pas avéré possible avec le type usuel d'appareil de cintrage 10 à la presse, étant donné qu'il n'y a pas assez de place dans l'appareil assez complexe pour les têtes de trempe ayant la dimension nécessaire pour effectuer le refroidissement rapide des feuilles minces. En conséquence, la présente invention a notamment pour 15 objet : - un appareil de cintrage et de trempe dans lequel un grand volume d'air de refroidissement peut être appliqué à la feuille immédiatement après son cintrage ; - un appareil de cintrage et de trempe du type à iner-20 tie et gravité utilisant un moule permettant de placer des têtes de soufflage ou de trempe au-dessus et au-dessous de sa surface de conformation,de manière à diriger l'pir ie trempe simultanément contre/Les deux surfaces principales de la feuille pendant qu'elle est encore supportée par la surface de conformation du moule ; 2.5 - un appareil de cintrage du type ci-dessus utilisant un moule de cintrage annulaire qui permet d'exposer à l'air de trempe toute la surface des feuilles sauf les parties marginales. La présente invention concerne donc un appareil de cintrage du type à inertie et gravité dans lequel le moule est monté 30 en'porte-à-faux de manière à laisser une extrémité libre sur laquelle un ensemble de trempe comportant des têtes de soufflage oscille ou est déplacé d'une autre façon pour le mettre en place dès que la feuille est cintrée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention 35 ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : BAD ORIGINAL COPY > j 70 32238 -3- 2060420 - la figure 1 est une élévation latérale d'un appareil de cintrage et de trempe selon la présente invention ; - la figure 2 est une élévation partielle de l'appareil de cintrage montrant la feuille après son déplacement rapide et 5 son cintrage d'une manière à épouser la forme du meule ; - la figure 3 est une élévation latérale analogue à la figure 1,mais montrant l'ensemble de trempe formé de têtes de soufflage en position de fonctionnement ; - la figure 4 est une élévation partielle analogue à 10 la figure 2, mais montrant l'appareil de cintrage après l'opération de cintrage et de trempe ; - la figure 5 est une élévation détaillée à plus grande échelle de l'appareil de trempe ; - la figure 6 est une vue en plan de l'appareil de 15 trempe ; - la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 5 ; - la figure S est une coupe partielle suivant la ligne 8-8 de la figure 5 ; 20 - la figure 9 est- une vue en plan de l'appareil de cintrage ; et - la figure 10 est une élévation'à plus grande échelle montrant la relation entre le moule de cintrage et les rouleaux du transporteur de support. 25 Selon la présente invention, un appareil de cintrage et de trempe de feuilles de verre comporte un moule du type annulaire ayant une surface de conformation orientée vers le haut, un dispositif pour supporter une feuille de verre ramollie par la chaleur dans un plan sensiblement horizontal au -aeirsus àe .cette 30 surface de conformation, et un dispositif pour déplacer rapidement le moule afin de soulever la feuille en bloc à l'écart du dispositif de support pour engendrer ainsi des forces d'inertie et de gravité ayant pour effet de cintrer la feuille, de façon qu'elle épouse la surface de conformation, appareil caractérisé en ce que le moule 35 annulaire n'est supporté que le long d'un bord de façon que la majeure partie de la surface au-dessus et au-dessous de ladite surface de conformation soit exempte d'éléments de support, et en ce qu'il ^IBAD ORIG" > COPY 70 32238 2060420 -4-. comporte un dispositif de refroidissement mobile au-dessus de la partie non supportée du moule, pour le mettre en position de manière à diriger de l'air comprimé de refroidissement sur les surfaces supérieure et inférieure d'une feuille supportée par ledit moule, 5 ce dispositif de refroidissement comportant des têtes de soufflage supérieure et inférieure espacées au-dessus et au-dessous du plan défini par la surface de conformation en alignement vertical l'une avec l'autre, un dispositif alimentant les têtes en air comprimé et un dispositif montant lesdites têtes en vue d'un mouvement simul-10 tané d'une position de repos éloignée de la surface de conformation à une position de fonctionnement au-dessus et au-dessous d'elle . En se référant aux dessins, on a représenté un appareil à cintrer et à tremper le verre dans lequel des feuilles de verre, chauffées au point de ramollissement dans un four A, sont 15 transférées vers un appareil de cintrage B dans lequel elles sont cintrées par inertie et gravité et sont ensuite rapidement refroidies par un dispositif de trempe C qui peut être mis en position pour tremper les feuilles pendant qu'elles sont encore supportées au poste de cintrage. 20 Le poste de cintrage est formé essentiellement d'un moule mobile 12 et d'un dispositif d'actionnement 13 pouvant provoquer le déplacement rapide nécessaire, tous deux étant montés convenablement dans un bâti rigide 14,et un transporteur comportant des rouleaux d'entrée 16, des rouleaux 17 du poste de cintrage et des 25 rouleaux de sortie 18 montés sur des rails 19 s'étendant de part et d'autre du bâti 14. En se référant plus particulièrement aux figures 2 et 9, le moule de cintrage 12 comporte un élément de conformation annulaire 20 ayant une surface de conformation profilée 21 sur sa 30 face supérieure et ledit moule est monté en porte-à-faux sur un support vertical 22. Ce dernier est boulonné à son tour ou fixé d'une autre façon à une plaque de base horizontale 23 montée sur un chariot 24. Ce dernier est supporté par des guides télescopiques 25 ne permettant qu'un mouvement vertical qui est provoqué par le 35 piston 26 d'un cylindre sous pression 27 s'appuyant contre la surface inférieure du chariot. Le cylindre 27 et le guide 25 sont supportés par une traverse 28 qui fait partie du bâti 14. np*l 70 32238 _5_ _> 2060420 Lorsqu'une feuille 29 entre dans le poste de cintrage B à partir du four A, elle est arrêtée au-dessus du moule 12 dans sa position de cintrage. Bien que la feuille puisse être positionnée simplement en arrêtant le transporteur au bon moment, soit manuel-5 lement, soit en utilisant des dispositifs photoélectriques ou autres dispositifs de détection, la forme de réalisation représentée comporte des butées mécaniques 30. Ces butées 30 sont mises sur le trajet de déplacement des feuilles ou sont éloignées de ce trajet par des cylindres 31 montés sur la plaque de base 23-10 Avant le début d'un cycle de cintrage, le moule 12 est dans sa position normale représentée sur les figures 1 et 4 dans laquelle sa surface de conformation 21 est au-dessous de la surface de support des rouleaux 17. A ce moment, une pression est appliquée aux extrémités inférieures des cylindres 31 pour mettre 15 les butées 30 dans la position dans laquelle ils viennent en contact avec le bord avant de la feuille arrivant au poste de cintrage. En utilisant des dispositifs bien connus de détection et de synchronisation, dès qu'une feuille heurte les butées 30, les rouleaux-17 sont arrêtés et un fluide sous pression est appliqué à l'extrémité in-20 férieure du cylindre 27 pour contraindre le piston 26 à soulever rapidement le moule 12 pour soulever la feuille au-àessus des rouleaux 17. Lorsque la feuille est soulevée en bloc par le moule, les forces combinées d'inertie et de gravité agissant sur le verre provoquent son affaissement de façon qu'il épouse la surface de 25 conformation 21. Bien que le moule en porte-à-faux soit suffisamment rigide pour supporter la feuille sans aide pendant cette opération, selon une caractéristique de l'invention, les butées 30 sont destinées à constituer des supports supplémentaires pendant le âépla-30 cernent rapide de la feuille. Comme représenté, la butée 30 a une section droite en forme de L, dont la branche verticale s'élève au-delà de la surface de conformation 21 pour venir en contact avec le bord avant de la feuille et dans la branche horizontale s'ajuste sous l'extrémité du moule 12 pour former un support supplémentaire. 35 Comme on le voit sur les figures 3 et 4, la butée 30 est escamotée immédiatement après le cintrage pour libérer l'extrémité du moule et permettre à l'appareil de trempe de venir en position de fonc- BAD original' copy. 70 32238 -6- 2060420 tiormement. Selon l'invention, le moule. 12 peut rester dans sa position haute immédiatement après le cintrage et des têtes de ■ soufflage ou ensembles d'ajutages de refroidissement supérieur et 5 inférieur 32 et 33 respectivement, -qui constituent le.poste de trempe C, sont mis en position pour appliquer l'air de refroidissement simultanément à la surface supérieure et à la surface inférieure de la feuille cintrée. 10 fixées-ensemble pour former un ensemble monobloc et sont maintenues espacées par plusieurs éléments de support réglables 34, orientés vers le bas à partir des rails de montage 35 (figures 5 à 7). En se référant à la figure 8, chaque ensemble d'ajutages de refroidissement eu chaque tête de soufflage comporte des rangées de tubes 15 perforés, espacés,36 s'étendant entre des collecteurs fermés 37. Chaque tête de soufflage est sensiblement identique à l'exception de la direction dans laquelle les perforations sont dirigées. Pour obtenir une meilleure répartition de l'air, on peut décaler les rangées de perforations comme représenté. Un collecteur au 20 moins de chaque paire comporte un raccord 38 pour l'admission de l'air comprimé à partir d'une source convenable (non représenté) par l'intermédiaire de tuyaux flexibles 39. Comme représenté, il est souhaitable que chaque collecteur épouse le profil général du moule, bien que ce ne soit pas absolument indispensable, étant donné 25 que le débit-d'air peut être réglé pour chaque collecteur et pour chaque tube si nécessaire. l'amener en position de trempe, les rails de montage 35 sont fixés à des bras allongés 40 articulés sur des traverses 41 du bâti 14. 30 Bien que les bras puissent être déplacés à la main, il est préférable d'utiliser un mécanisme de manoeuvre^ tel que le cylindre 42 représenté, qui peut être commandé pour effectuer une opération faisant partie d'un cycle automatique de cintrage et de trempe. 35 doit pivoter en un point correspondant au centre de courbure de la feuille, ce qui permet d'espacer uniformément les ensembles des tubes de la feuille et d'appliquer uniformément l'air âe refroidis- Les têtes individuelles de soufflage 32 et 33 sont Pour déplacer l'ensemble des têtes de soufflage et Théoriquement, l'ensemble des têtes de soufflage BÂD ORIGINAL COPY 1 70 32238 -7- 2060420 sement ; toutefois, en supposant qu'on dispose d'un espace pour déplacer les têtes de soufflage au-dessus du moule, le rayon réel et l'emplacement du point de pivotement peuvent être choisis avec moins de rigueur, étant donné qu'on peut régler le débit d'air dans 5 l'une ou l'autre série de tubes et dans les tubes individuels pour obtenir un refroidissement uniforme desdites surfaces principales de la feuille. Après le cintrage, alors que le moule 12 est encore dans sa position haute (figure 2), les butées.sont abaissées dans 10 une position de dégagement et l'ensemble des têtes de soufflage est mis dans la position représentée sur la figure 3. Ensuite, l'air est admis dans les collecteurs 37 desquels il passe. dans les tubes 36 et sort par les perforations pour être dirigé contre les surfaces supérieure et inférieure de la feuille cintrée-. Dès que la 15 feuille est refroidie au-dessous de la température de recuit du verre, les têtes de soufflage sont éloignées du moule et les rouleaux transporteurs 17 sont remis en marche pour transporter la feuille sur les rouleaux de sortie 18 (figure 4) en vue d'un traitement supplémentaire. 20 Etant donné que l'ensemble des têtes de soufflage est immobile lorsque l'air de trempe est appliqué à la feuille, l'air sortant des perforations a tendance à atteindre la feuille selon une configuration de points, au lieu d'être uniformément réparti sur la feuille. Si-.la pression de l'air est suffisamment grande, 25 elle peut avoir pour conséquence de former des rides ou des creux dans la surface de la feuille. Pour éviter cet inconvénient, on utilisedes • dispositifs pour faire osciller l'ensemble des têtes de soufflage dans un plan horizontal, ce qui a pour effet de déplacer les perforations sur un trajet circulaire. Par suite, l'air atteint 30 la feuille selon une configuration de cercles très rapprochés et qui se chevauchent et on obtient une configuration de trempe beaucoup plus uniforme. Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif oscillant est désigné par le numéro de référence 43 et com- 44 ~ 35 porte une masselotte/ mise en rotation autour d'un axe vertical éloigné de son centre de gravité par un moteur pneumatique 45 monté sur l'ensemble des têtes de soufflage au-dessus de la tête COPY 70 32238 2060420 supérieure 32. Au fur et à mesure que la masselotte déséquilibrée oscille autour de son axe, l'ensemble des têtes de soufflage oscille dans la direction opposée autour du même axe. les bras 40 permettent une oscillation suffisante pour éviter la concentration de l'air de trempe suivant une configuration de points déterminés. COPY 70 32238 -9- 2060420 REVENDICATIONS 1. Appareil à cintrer et tremper des feuilles de verre comportant un moule annulaire sur lequel est formée une surface de conformation orientée vers le haut, un dispositif pour supporter 5 une feuille de verre ramollie par la chaleur dans un plan sensiblement horizontal au-dessus de la surface de conformation, et un dispositif pour déplacer rapidement le moule vers le haut afin de soulever la feuille en bloc au-dessus du dispositif de support pour engendrer des forces combinées d'inertie et de gravité ayant pour 10 effet de cintrer la feuille pour qu'elle épouse la surface de conformation, appareil caractérisé en ce que le moule annulaire n'est supporté que le long d'un b'ord de façon que la majeure partie de la surface soit exempte d'éléments de support au-dessus et au-dessous de la surface de conformation, et en ce qu'il comporte un dispositif 15 de refroidissement mobile.au-dessus de la partie non supportée du moule pour le mettre en position de manière à diriger de l'air comprimé de refroidissement sur les surfaces supérieure et inférieure d'une feuille supportée par ledit moule, ledit dispositif de refroidissement comportant des têtes de soufflage supérieure et inférieure 20 espacées au-dessus et au-dessous du plan défini par la surface de confoimation en alignement vertical l'une avec l'autre, un dispositif alimentant les têtes de soufflage en air comprimé et un dispositif montant les têtes de soufflage en vue d'un mouvement simultané d'une position de repos éloignée de la surface de conformation 25 à une position de fonctionnement dans laquelle elle se trouve au-dessus et au-dessous de ladite surface. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des têtes de soufflage comporte un collecteur, plusieurs tubes horizontaux perforés s'étendant à partir du collec- 30 teur communiquant avec lui et un dispositif reliant le collecteur à une source d'air comprimé. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le collecteur est curviligne autour d'un axe et en ce que les tubes sont parallèles à l'axe de courbure. 35 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif reliant les têtes de soufflage l'une à l'autre pour former un ensemble, ur. -'lé---.t i visr'""- BAD OfUG/NAL COPY 70 32238 -10- 2060420 allongé auquel ledit ensemble est suspendu, ledit élément de support allongé pivotant au-dessus du moule, et un dispositif pour déplacer ledit ensemble le long d'un trajet curviligne de la position de repos à la position de fonctionnement. 5 - 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de support allongé est monté en un point correspondant sensiblement au centre de courbure de la surface de conformation. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé 10 en ce qu'il comporte un dispositif pour faire osciller l'ensemble des têtes de soufflage dans un plan horizontal pendant l'application de l'air de trempe. ' - 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif oscillant comporte une. icasselotte montée sur 15 l'ensemble des têtes de soufflage pour osciller autour d'un axe vertical espacé de son centre de gravité, et un dispositif pour faire osciller ladite aiasselott'e autour dudit axe. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour soutenir 20 la partie non supportée du moule pendant le cintrage, ledit dispositif de soutien comprenant un ou plusieurs éléments de support verticaux pouvant s'engager sur la surface inférieure du moule, un dispositif montant les éléments de support en vue d'un mouvement simultané avec le moule, un dispositif montant les éléments de 25 support en vue d'un mouvement vers ladite surface inférieure et à l'écart de cette, dernière,et un dispositif- pour déplacer à volonté les éléments de support et les mettre en contact avec le moule avant le cintrage d'une feuille et à l'écart dudit moule après le cintrage de ladite feuille. 30 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.qui est destiné à cintrer et à tremper chacune des feuilles de verre ramollies par la chaleur d'une série se déplaçant successivement le long d'un trajet prédéterminé sensiblement horizontal et comportant un dispositif supportant le moule en vue d'un mouve-35 ment d'une première position dans laquelle la surface de conformation est au-dessous dudit trajet à une seconde position dans laquelle ladite surface de conformation se trouve au-dessus rudit trnjet BAD ORIGINAL COPY 70 32238 -ii- 2060420 un transporteur orienté le long du trajet pour déplacer les feuilles une à une et les amener en position de cintrage au-dessus de la surface de conformation et un dispositif de butée disposé près du rail de conformation et pouvant veMi^ fi" con+ao+ =vep le? bo-r-d avant 5 d'une feuille se déplaçant le long du transporteur lorsqu'elle est alignée avec la surface de conformation, appareil caractérisé en ce que le moule comporte un élément de base et un élément de support vertical s'élevant à partir de l'élément de base et sur lequel le rail de conformation est monté. . 10 .10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif de butée comporte un cylindre vertical monté sur l'élément de base "sensiblement au-dessous de la partie non supportée du rail de conformation et un élément de butée fixé à l'extrémité, libre du pis+on du cylindre et pouvant venir en contact 15 avec la sn'T^ce inférien-re du rail de conformation, l'élément de butée ayant une «ection droite sensiblement en forme de L dont la branche horizontale, s'engage sous 1? surface inférieure et dont- la branche verticale peut faire saillie au-dessus de la surface de conformation pour venir en contact avec le bord avant d'une feuille 20 se déplaçant sur le transporteur. COPY