Brevet FR2133721A1 — publié le 19721201

La présente invention concerne de façon générale la réalisation de feuilles de verre bonite et trempé et, plus précisément, un procédé eb un appareil perfectionnésjrle bombage et de trempe de très fines feuilles de verre. 5 le bombage et la- trempe des feuilles de verre sont, évidem ment des procédés anciens et bien connus» et on les applique couramment dans l1industrie pour la réalisation de volumes et de feuilles de verre trempé et bombé, d'épaisseur relativement importante (6 mm et plus) avec des. courbures précises et prédéterminées 10 et à l'aide de moules acceptables. De plus, on connaît une technique de bombage par inertie et gravité, récemment divulguée: Simultanément cependant est apparu un débouché croissant • rapidement pour le verre trempé et bombé de faible épaisseur (4 mm 15 et moins) pour divers éléments utilisés dans les automobiles, et, malgré les efforts faits dans le passé et à présent, il est devenu évident rapidement que les procédés connus et largement utilisés de bombage et de trempe ne se prêtaient pas au traitement du verre mince et qu'un bombage et une trempe convenables d'un tel 20 verre posent des problèmes nouveaux et différents de ceux que pose le verre épais. la présente invention concerne un procédé et un appareil de fabrication de fines feuilles bombées et trempées de verre, en diverses dimensions, configurations et courbures, et en grande 25 série, bien que satisfaisant aux conditions sévères imposées par l'industrie automobile. Plus précisément, l'invention concerne une procédé de bombage et de trempe de feuilles de verre, selon lequel une feuille plane de verre est chauffée à une température de bombage lorsqu'elle se 30 déplace le long d'un trajet pratiquement horizontal, la feuille la chauffée est élevee dudit trajet vers/surface de mise en forme d'un moule à une vitesse suffisante pour que la force d'inertie créée combinée à la force de gravité, provoque le bombage de la feuille au contact de la surface de mise en forme, puis la feuille 35 bombée est abaissée sur le moule et replacée sur ledit trajet le long duquel elle se déplace, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on commence le refroidissement rapide de la feuille au moment 72 13125 2 2133721 de son bombage, lorsqu'elle est en position élevée, en contact avec le moule, et on continue ce refroidissement rapide jusqu'à la trempe complète du verre. L'invention concerne aussi un appareil de bombage et de 5 trempe de feuilles de verre,comprenant«un transporteur horizontal supportant des feuilles planes et bombées de verre se déplaçant suivant un trajet prédéterminé, un moule de bombage ayant une surface de mise en forme, et un dispositif destiné à déplacer verticalement le moule entre une position abaissée disposée au-dessous 10 dudit trajet, et une position élevée, de manière qu'il assure le déplacement d'une feuille chauffée de verre du transporteur et -provoque son bombage par inertie et gravité au contact de la surface de mise en forme et l'abaisse ultérieurement pour la ramener sur ledit trajet pour qu'ellçfcontinue à s'y déplacer , ledit ap-15 pareil est caractérisé en ce qu'il comprend, en association avec le moule, un dispositif dirigeant des jets de fluide de refroidissement sur les deux faces de la feuille lorsqu'elle se trouve sur le moule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-20 sortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe verticale longitudinale d'un appareil de bombage et de trempe selon l'invention ; la figure 2 est une coupe transversale de la zone de bombage 25 et de trempe initiale de l'appareil, suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en plan de l'appareil de bombage, à grande échelle, observée à partir du plan 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est un détail de l'appareil de la figure 1, 30 dans le plan 4-4 de la figure 3 ; la figure 5 est analogue à la figure 4 et elle représente le déplacement des éléments de l'appareil lors du bombage d'une feuille de verre ; la figure 6 est analogue à la figure 4, mais elle représente 35 à grande échelle une variante de l'appareil de la figure 1 ; la figure 7-est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 de la figure 6 ; 72 13125 3 2133721 3?? figure 8 est un détail d'un mode de réalisation préféré de la tO-'e ôe soufflage de l'appareil de bombage et de trempe jnifiale ; et la figure 9 est une coupe transversale suivant la ligne 9-9 5 6e 3a figure 8. Les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisation d'un appareil de l'invention destiné au bombage et à la trempe de feuilles de verre. En résumé, cet appareil comprend une section A de chauffage, une section B de bombage et de trempe, une section C de 10 trempe intermédiaire et/ou de refroidissement, et une section D de refroidissement, toutes ces sections étant disposées bout à bout horizontalement. Un ensemble transporteur E destiné à déplacer les feuilles de verre à traiter dans les diverses sections le long d'un trajet pratiquement rectiligne comprend une série de rouleaux 10 15 destinés à porter les feuilles de verre dans la zone de chauffage et à son voisinagesérie de rouleaux 11 de dimension inférieure à celle des rouleaux lOj/destinés à porter les feuilles dans les zones de bombage, de trempe et de refroidissement. les rouleaux du dispositif transporteur E sont entraînés, 20 et le four—tunnel 12 de la section de chauffage est chauffé par un dispositif convenable non représenté, si bien que les feuilles planes G de verre introduites à l'entrée du four 12 sont avancées et portées à la température de bombage ou pratiquement à la température de ramollissement du verre au moment où. elles atteignent la 25 section B. Dans la section B, un chariot 13 se déplace verticalement à l'extrémité d'une tige 14 fixée à un piston travaillant dans un cylindre hydraulique ou pneumatique 16. le chariot 13 comprend deux plateaux distants et alignés verticalement 17 et 18, le plateau 30 inférieur portant une série de tubes distants 19 de soufflage d'air disposés transversalement et comportant à leur face supérieure des orifices 20. Au-dessus des tubes 19 et monté sur des tiges 21 verticales est disposé un moule femelle segmenté annulaire 22 de bombage dont les segments sont distants les uns des 35 autres et disposés entre les rouleaux voisins 11 du dispositif E. Une seconde série de tubes 23 de soufflage sont supportés par le plateau 17, au-dessous de celui-ci, et les séries de tubes 72 13125 4 2133721 19 et 23 communiquent à une extrémité avec des collecteurs 24 et 25j respectivement, reliés à un conduit 26 d'alimentation en air ou en autre fluide de trempe sous pression. Dans la section C, des chambres 26 sous pression comportent 5 des têtes 27 de soufflage de réalisation classique, capable de diriger le fluide de refroidissement sur les faces des feuilles de verre passant dans cette section sur le transporteur, de manière à les refroidir rapidement ou lentement, suivant les impératifs de fabrication ; une seconde série de têtes 27'» de cons-10 truction classique aussi, est disposée au-delà des têtes 27 dans la section D, ces têtes 27' étant destinées à refroidir lentement la surface des feuilles de verre de manière qu'elles parviennent à la température ambiante après avoir été rapidement refroidies, la trempe des feuilles étant ainsi complète-. 15 Lors de la mise en oeuvre du procédé-de l'invention avec l'appareil décrit, des feuilles successives G- de verre plan pénètrent à l'entrée non représentée du four 12, dans la section A. Lorsqu'une feuille chauffée quitte le four et pénètre dans la section B, elle rencontre une butée convenable 28 (figures 3 et 4) 20 interrompant le déplacement de la feuille G- lorsqu'elle se trouve dans la section B convenablement disposée en face du moule 22. Simultanément, les butées 28 disposées latéralement alignent convenablement la feuille et le moule. Juste après, du fluide pénètre à l'extrémité inférieure du 25 cylindre 16 par le conduit 29, si bien que le moule 22 est élevé et élève la feuille de verre des rouleaux 11 avec un moment suffisant pour que le verre ramolli soit bombé sous l'effet combiné des forces d'inertie et de gravité,et prenne la forme de la surface 30 du moule (trait interrompu sur la figure 5). Simulta-30 nément, du fluide de refroidissement sous pression élevée est soufflé sur les faces de la feuille bombée par les orifices 20, disposés dans les tubes 19 et 23» de manière que le verre chaud soit rapidement refroidi, cette opération étant poursuivie lors de la descente du moule 22 commandée par l'introduction de fluide 35 à l'extrémité supérieure du cylindre 16 qui ramène la feuille bombée, et au moins trempée en partie, vers les rouleaux 11. Simultanément, la butée 28 s'est déplacée et le déplacement de la feuille 72 13125 s 2133721 le long du transporteur E se poursuit immédiatement.. Dans certains cas, la feuille■ bombée est totalement trempée lorsqu'elle est abaissée" sur le transporteur, et dans ce cas,le. fluide de refroidissement fourni aux têtes 2? dans la section C 5 est réglé de manière à favoriser simplement le, refroidissement lent du verre jusqu'à la température ambiante ou de manutention. D'autre part, si la feuille bombée n'est pas totalement trempée lorsqu'elle est déposée sur le transporteur, le fluide fourni aux têtes 27 doit être réglé en température et en pression pour assurer la pour-10 suite du refroidissement rapide et de la trempe du verre de façon ininterrompue et sur une distance suffisante pour que la trempe soit complète dans la section C. Ensuite, dans la section C et/ou D, les têtes de soufflage et le fluide de refroidissement sont réglés de manière à refroidir lentement le verre trempé en le portant à 15 la température ambiante. Dans tous les cas, il est important selon le procédé de l'invention que le refroidissement rapide ou la trempe du verre commence lors du bombage de la feuille, c'est-à-dire avant que le moule n'atteigne la limite de son déplacement vertical ou à ce 20 moment, .ce refroidissement et cette trempe rapides, étant poursuivis sans interruption jusqu'à la trempe totale du verre. ■ Tout type classique de butée automatique ou manuelle 28 est utilisable. la distance entre les plateaux 17 et 1.8 et, en conséquence, entre les séries de tubes 19 et 23 peut être ^^glée par 25 des montants réglables 31 et l'alignement du chariot/lors de son déplacement vertical est assuré par des guides télescopiques 32. En pratique, on trempe en totalité des feuilles de verre bombé et trempé de 3 mm d'épaisseur à la forme du moule 22 de la figure 3 et correspondant aux normes industrielles des vitres de 30 portes d'automobiles en 8 secondes environ, après la sortie du four de chauffage, par mise en oeuvre du procédé de l'invention. Plus précisément, il faut environ 2,5 secondes pour que le verre chaud provenant du four prenne la position de bombage. A 2,75 secondes, le moule a élevé la feuille et bojnbé le verre par 35 inertie et gravité, le refroidissement rapide ayant alors commencé. A 3,25 secondes, le moule a commencé à descendre alors que le refroidissement rapide continue. A 3,75 secondes, la feuille 72 13125 2133721 bombée est ramenée sur le transporteur et le refroidissement se poursuit constamment, la feuille dépassant le moule annulaire en 6 secondes et continuant à être rapidement refroidi pendant 2 secondes supplémentaires lors de son passage sur le transpor-5 teur. - - Dans l'exemple ci-dessus, le temps réel de trempe nécessaire pour les feuilles de verre de 3 mm d'épaisseur est de 4,2 secondes et on obtient des résultats analogues en traitant des feuilles de verre d'épaisseur égale à 2,3 et 3,5 mm de manière analogue, mais 10 avec des tèmps de trempe de 3 secondes et 5,0 secondes, respectivement. ' On obtient de bons résultats en utilisant des tubes rectangulaires à paroi mince de 19 x 38 mm et 25 x 38 mm. pour de diametre realiser les tubes 19 et 23, des trous de 1,6 mm/etant perces de 15 façon étagée comme représenté sur la figure- 3, de manière à former des jets qui se recouvrent sur le verre. De plus, on constate qu'il est souhaitable que la distance entre les tubes et le verre soit de 1'ordre de 28 mm plus ou moins 6 mm pour le traitement de feuilles de 3 mm d'épaisseur, des distances d'environ 9,5 mm don-20 nant de bons résultats pour des épaisseurs de verre comprises entre :3 2 et 2,5 mm. Bien que les parois adjacentes des tubes 19 et 23 aient été représentées comme parallèles aux feuilles G lorsqu'elles sont à plat, les tubes peuvent évidemment être disposés de manière à suivre la courbure de la feuille lorsqu'elle est pliée ou peu-25 vent avoir un profil donnant un résultat analogue. la variante réprésentée sur les figures 6 à 9 des dessins comprend les mêmes éléments essentiels de l'appareil des figures 1 à 5. Cependant, l'appareil des figures 6 à 9 comprend de plus des pieds presseurs 33 qui assurent que, même lorsque les formes 30 et les dimensions sont inhabituelles et difficiles à traiter, la feuille ramollie de verre vient au contact de la surface de mise en forme du moule 22 et se conforme à celle-ci lorsque le moule se trouve à la partie supérieure de son trajet. Dans le cas d'une feuille de verre de forme irrégulière, par 35 exemple découpée de manière à correspondre au moule 22 de la figure 3, quatre des pieds 33 peuvent être disposés de manière à coopérer avec les quatre parties voisines des coins de la feuille 72 13125 2133721 bombée, lorsqu'elle est élevée par le moule 22 et vient au contact de la surface de mise en forme. Ces emplacements sont représentés sur les figures 6 et 7 des dessins, sur lesquels une plaque 34 de montage est portée au-dessus du chariot 13 par des fers 35 5 à U disposés horizontalement et faisant partie du bâti 36 de la machine. Les quatre pieds 33 sont suspendus à la plaque 35 par des tiges 37 qui la traversent et aboutissent à des colliers 38 qui coopèrent avec les parois supérieures des boîtiers 39 et elles limitent ainsi la descente des pieds 33. Simultanément, les pieds 10 sont repoussés constamment vers le bas, vers leur position la plus basse, par des ressorts 40 de compression logés dans les boîtiers autour des tiges 37 et travaillant contre les colliers intermédiaires 41 des tiges 37. Lors du fonctionnement, lorsqu'une feuille ramollie de verre 15 est élevée sur le moule 22, et se conforme à la surface du moule du fait de l'inertie et de la gravité, les pieds 33, lorsqu'ils sont présents, repoussent élastiquement les coins de la feuille bombée contre la surface du moule de manière que le contact soit assuré dans ces zones. 20 Les boîtiers 39 sont fixés à la plaque 34 par des boulons 42 et le^fcolliers 38 et 41 sont vissés ou'fixés de façon réglable différente sur les tiges 37, si bien que le réglage nécessaire à la détermination du point de coopération de la feuille lors de son déplacement vertical avec les pieds est réglable, ainsi que la 25 force exercée mécaniquement sur le verre au contact du moule. Les figures 6 et 7 représentent aussi des butées mobiles 28 destinées à coopérer de façon amovible avec la feuille. Ainsi, les butées sont portées par les extrémités supérieures des tiges verticales 43 associées aux pistons de cylindres 44, et elles peu-30 vent être élevées et abaissées par introduction de fluide dans les conduits 45 ou. 46, le fluide étant évacué par l'un des conduits 46 ou 45. De plus, les têtes de soufflage des figures 6 à 9 sont d'un type mobile et portatif permettant 1'utilisation des mêmes têtes 35 dans diverses sections de bombage et de trempe ou dans divers appareils. A cette fin, comme le montrent les figures 8 et 9, les têtes 47 comprennent des tubes 48 analogues aux tubes 23 et ali 72 13125 8 2133721 mentées en fluide de refroidissement par des collecteurs analogues 49 alimentés par un conduit 50. Cependant, comme le montre clairement la figure 7> les collecteurs 49 supérieurs et inférieurs sont fixés ensemble par une plaque 51 qui permet de faire glisser 5 les têtes comme un tout, de manière qu'elles viennent en position de travail ou quittent une telle position. Lorsqu'elles sont en position de travail (figures 6 et 7), les têtes qui forment un tout peuvent être maintenues rigidement en place par fixation de deux des tubes centraux 48 à la plaque supérieure du chariot 13, 10 par des supports convenables 52 (figure 6). Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra appliquer toute équivalence technique à ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans 15 les revendications annexées. 72 13125 9 2133721 . REVvJITDICATJ 0U3 ' —'\ i 1. Procédé de bombage et de--trempe de feuilles de verre du type dans lequel une feuille plane est chauffée; à une tempéra-~ture de bombage au cours de son déplacement suivant un trajet pra-5 tiquement horizontal, la feuille chauffée est élevée dudit trajet sur la face de mise en forme d'un moule de bombage à une vitesse suffisante pour créer une force d'inertie qui, combinée à la force de gravité, provoque le: bombage de la feuille au contact de la surface de mise en forme, et la feuille bombée est abaissée sur 10 le moule et amenée sur le trajet de manière à continuer à s'y déplacer, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'un refroidissement rapide de la feuille commence lors de son bombage et lorsqu'elle est en position élevée en coopération avec le moule, et se poursuit jusqu'à la trempe du verre. 15 2. Procédé selon la revendication 1,.caractérisé en ce que le refroidissement est commencé et poursuivi par des jets de fluide de refroidissement à pression élevée dirigés sur les faces de la feuille. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 le refroidissement est poursuivi lors de l'abaissement du moule assurant le retour de la feuille sur le trajet. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le refroidissement est poursuivi jusqu'à ce que la feuille soit ramenée sur son trajet et au cours de la poursuite de son déplace- 25 ment sur celui-ci. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une /S s t pression mécanique élastique/exercée sur les parties choisies de la face supérieure de la feuille au cours de son élévation, de manière que la feuille soit repoussée au contact du moule. 30 6. Appareil de bombage et de trempe de feuilles de verre, comprenant un transporteur horizontal destiné à supporter des feuilles planes et bombées de verre le long d'un trajet prédéterminé, un moule de bombage ayant une surface de mise en forme et un dispositif de déplacement vertical du moule entre une position 35 inférieure disposée au-dessous dudit trajet et une position élevée dans laquelle une feuille chauffée de verre est élevée au-dessus du transporteur, ce déplacement provoquant le bombage par inertie 72 13125 2133721 et gravité au contact de la surface de mise en forme, ce dispositif assurant ensuite l'abaissement de la feuille bombée sur ledit trajet de manière qu'elle continue à s'y déplacer, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif associé au 5 moule et destiné à diriger des jets de fluide de refroidissement sur les deux faces de la-feuille de,verre lorsqu'elle se trouve sur le moule. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il 'comprend un disppsitif dirigeant des jets de fluide de re- 10 froidissemeiit' sur les deux faces de là feuille bombée après son retour sur ledit trajet et son déplacement sur celui-ci. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement comprend un jeu supérieur et un jeu inférieur de tubes de têtes de soufflage disposés paral- 15 lèlement 'et comportant des orifices étagés sur les faces en regard des deux jeux, ainsi que des collecteurs reliés à chacun des jeux de tubes, un dispositif assurant le support dés jeux de tubes -associés au moule et au transporteur. 9. Appareil selon la revendication 8,'caractérisé en ce que 20 les collecteurs relient les tubes à Une.extrémité seulement, et en ce qu'il comprend un dispositif d'association des collecteurs, permettant au dispositif de refroidissement d'être déplacé comme un tout en association avec-le moule et le transporteur. 10. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce 25 qu'il comprend un dispositif exerçant automatiquement et élastique-ment une pression mécanique sur des parties choisies de la feuille, de manière à la repousser au contact du moule lors de son élévation.