Brevet FR2525206A1 — publié le 19831021

Procédé pour la trempe différenciée de vitrages. notamment de pare-brise d'automobiles. L'invention concerne un procédé pour la trempe différenciée de vitrages, notamment de pare-brise d'automobiles. Le souci de conserver une visibilité suffisante aux automobilistes dont le pare-brise vient de se briser,sans altérer les propriétés de fragmentation du pare-brise assurant la sécurité du conducteur, ont conduit de longue date à étudier des procédés ou des dispositifs aptes à produire des trempes différentes de la partie centrale et de la zone périphérique du vitrage Il est en effet sou- haitable, en cas d'accident, d'obtenir une fragmentation grossière du pare-brise, dans sa partie centrale, à tra- vers laquelle l'automobiliste peut ainsi continuer à voir la route d'une manière satisfaisante, tandis que les bords du pare-brise se fragmentent, comm il est usuel, de façon beauooup plus fine. C'est ainsi que le brevet FR 1 150 913 propose dans ce but un dispositif de trempe différenciée comportant un caisson de soufflage dans lequel sont ménagées des chambres distinctes en regard des diverses zones du vitrage à trem- per, lesdites chambres communiquant avec le caisson par des orifices d'entrée d'air réglables, en vue d'adapter la quantité d'air arrivant aux buses de soufflage des diffé- rentes chambres à l'effet de trempe désirée. De façon analogue, le brevet FR 1 259 550 propose de refroidir le vitrage chaud avec des jets d'air dont la pression de soufflage est plus faible dans la partie centrale qu'à la périphérie du vitrage. Le brevet FR 1 339 535 décrit, lui, un pare-brise d'un type un peu différent, comprenant comme les précé- dents, une zone périphérique à fragmentation fine et une zone centrale à fragmentation grossière, mais dans lequel la zone centrale est divisée verticalement par de fines bandes à fragmentation plus fine Le refroi- dissement du vitrage en position verticale est effectué -2 - par soufflage d'un gaz sur ses deux faces et un mouve- ment d'oscillation dans leur plan vertical peut être imprimé aux buses ou au vitrage. La Demanderesse a toutefois établi que de tels procédés ne sont pas entièrement satisfaisants, on particulier dans le cas de vitrages plans, qui acquièrent un bombage indésiré et dans lesquels les différences de trempeentre le centre et la périphérie induisent des altérations de la fragmentation recherchéerisquant de rendre lesdits vitrages inutilisables comme pare-brise d'automobiles. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de trempe différenciée qui permette d'obtenir des vitrages plans avec une fragmen- tation autorisant leur utilisation comme pare-brise d'automobiles. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de trempe différenciée d'un vitrage par soufflage d'un gaz de refroidissement en direction de ce vitrage, dans lequelmalgré les traitements appliqués pour établir une différence de trempe entre différentes zones du vitrage, on provoque le figeage du verre de façon simul- tanée en tout point du vitrage. Dans une première forme de mise en oeuvre, le procédé consiste à chauffer uniformément le vitrage à tremper et à commencer le soufflage du gaz en direction de la partie du vitrage devant présenter la trempe globalement la plus faible -ctest-à-dire celles avec une fragmentation assez grossière-, avant le début du soufflage en direction des parties du vitrage devant présenter la trempe la plus forte -c'est-à-dire celles avec une fragmentation fine-, les soufflages en direction de toutes les parties du vitrage se poursuivant ensuite simultanément. Avantageusement, le délai séparant le début des deux soufflages est de l'ordre d'environ 0, 1 seconde à environ 2,5 secondes. Les pressions de soufflage dépendent, comme il est bien connu, de la température du verre, de l'épaisseur et des dimensions du vitrage. Ainsi qu'il est également connu, l'intensité du soufflage sera moins importante dans les parties du vitrage devant présenter une trempe globalement plus faible, et la répartition du soufflage sera fonction de la fragmentation souhaitée. Une seconde forme de mise en oeuvre du procédé consiste à moins chauffer la partie de vitrage devant présenter la trempe la plus faible et à soumettre ensuite l'ensemble du vitrage à un soufflage débutant partout au mame moment. De façon connue, dans l'une et l'autre variante, le vitrage sera maintenu en position verticale et le soufflage steffectuera simultanément suivant ses deux faces,à l'aide de caissons de trempe disposés de part et d'autre du vitrage. De façon également connue et décrite dans le brevet français nu 1 339 535 précité, on imprimera aux caissons, un mouvement alternatif de va-etvient, dans leur plan vertical. L'invention sera plus spécialement appliquée à la réalisation de parebrise présentant une zone centrale globalement moins trempée et une zone périphérique globalement plus trempée, mais la répartition des zones à trempe différente peut être tout autre. Pour mettre en oeuvre le procédé selon la première variante de l'invention, on utilisera avantageusement des caissons de trempe comportant deux chambres d'ali- mentation distinctes, d'une part, pour les buses de soufflage dirigées vers la partie centrale ou plus généralement, vers les parties présentant globalement la trempe la plus faible, et, d'autre part, pour celles dirigées vers la périphérie du vitrage ou, plus géné- ralement, vers les parties les plus trempées, par exemple un caisson du type décrit dans la brevet FR 1 150 913 mentionné ci-dessus. -4- Dans le cas de la seconde variante de l'invention, on utilisera des caissons normaux avec une seule chambre d'alimentation, mais, par contre, on disposera à l'inté- rieur du four des écrans aptes à masquer la zone centrale, ou toute autre partie du vitrage, sur ses deux faces. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins schématiques annexés, qui représentent: Figure 1: des caissons de trempe avec deux cham- bres d'alimentation distinctes pour les buses de soufflage dirigées vers le centre et vers la périphérie du vitrage; Figure 2: un four de réchauffage du verre en vue de la trempe, équipé d'écrans pour masquer le centre des vitrages. La description qui va suivre se rapportera essen- tiellement à la fabrication d'un vitrage présentant une zone centrale comportant globalement une plus faible trempe et une zone périphérique présentant une trempe plus importante, mais d'autres répartitions des dif- férentes zones de trempe sont naturellement possibles. La figure 1 montre un dispositif de soufflage pour mettre en oeuvre la première variante de l'invention. Il comprend deux caissons 1 et 1 i de soufflage disposés verticalement et se faisant face, en ménageant entre eux un espace pour le passage des feuilles de verre, telles que 2, à tremper Chacun de ces caissons 1 ou 1 ' est équipé,sur sa face en regard des feuilles de verre 2 à tremper, de buses de soufflage de deux types: dans sa zone centrale, de buses 3 ou 3 ', alimentées en gaz de soufflage, généralement l'air, par une chambre d'alimentation 4 ou 4 '; dans sa zone périphérique, de buses 5 ou 51, alimentées en gaz de soufflage, l'air également de façon générale,-par une chambre d'alimen- tation 6 ou 6 ' distincte de la précédente. Les buses 3 ou 3 ' dirigées vers la partie centrale du vitrage 2 seront, de préférence, des buses rigides, séparées les unes des autres par un intervalle assez -5- important (plusieurs dizaines de millimètres) Elles seront disposées à une faible distance du verre. Leur chambre d'alimentation 4, 4 ' sera reliée à un ventilateur 7 et équipée d'un double système de commande d'alimentation: une vanne papillon 8 à ouverture par tout ou rien; actionnée par un vérin pneumatique 9, lui-même sous la dépendance d'une commande logique; un registre 10 à commande manuelle, permettant à l'opérateur de régler la pression de soufflage. Les buses 5, 5 ' de refroidissement de la périphérie, seront de préférence des buses souples, séparées les unes des autres d'une faible distance, par exemple de l'ordre de la moitié de l'intervalle séparant les buses 3, 3 ' soufflant sur la partie centrale du vitrage Elles seront plus éloignées du vitrage que ces dernières. Comme pour elles, leur chambre d'alimentation 6, 6 ', distincte de la précédente, sera connectée à un venti- lateur 11 et équipée d'un double système de commande par vanne-papillon 2 et registre 13. Deux exemples de réalisation d'un tel dispositif, pour la mise en oeuvre de la première variante du pro- cédé selon l'invention, l'un pour la trempe différenciée d'un vitrage de 5 mm d'épaisseur, l'autre pour la trempe d'un vitrage de 4 mm d'épaisseur, vont être décrits ci- après: Exlple 1 Cet exemple concerne la trempe d'un vitrage de ma d'épaisseur. 3 O Les buses de soufflage 3, 3 ' dirigées vers la partie centrale sont régulièrement espacées les unes des autres d'une distance L * 35 dans le sens horizontal et d'une hauteur h 30 mm dans le sens vertical. Les buses correspondantes, disposées de part et d'autre du vitrage, sont séparées d'une distance de 35 m. Le diamètre de ces buses peut être de 1,5 ou 2,2 mm. Elles sont alimentées en air de refroidissement _ 6- sous une pression de 680 mm mesurée à la colonne d'eau (C.E). Les buses de soufflage 5, 5 ' dirigées vers la périphérie du vitrage sont elles aussi régulièrement espacées les unes des autres, horizontalement et ver- ticalement, d'une distance L' = 17 e 5 en à l'horizontale et d'une hauteur h' = 60 mm à la verticale. Leur diamètre est de 5 mm et la distance séparant les buses disposées de part et d'autre du vitrage et se faisant face est de 95 mm. Elles sont alimentées en air de refroidissement sous une pression de 370 mm C E. Pour une feuille de verre préalablement chauffée à 630-C, la soufflage dirigé vers la partie centrale entre en action 1,3 seconde avant le soufflage dirigé vers la périphérie. Exemple 2 Cet exemple concerne la trempe d'un vitrage de 4 D d'épaisseur. Dans ce cas, les buses 3, 3 ' dirigées vers le centre et les buses 5, 5 ' dirigées vers la périphérie du vitrage ont le même espacement que dans le cas pré- cédent, mais leur diamètre est de 2,8 m pour les deux types de buses. La distance séparant les buses dirigées vers la partie centrale et disposées de part et d'autre du vitrage est de 34 m, tandis que, pour les buses tour- nées vers la périphérie, elle est de 64 mm. La pression d'alimentation des buses tournées vers le centre est de 480 à 500 mu C E, tandis que celle des buses dirigées vers la périphérie est de l'ordre de 660 mm C E. L'anticipation du soufflage au centre du vitrage est de 1,5 seconde. La figure 2 montre un schéma de four vertical de réchauffage du verre en vue de la trempe. Ce four comporte des parois verticales 15 et 16, 7- des éléments chauffants tels que 17, et une sole 18. Un espace est réservé entre les éléments chauffants de chaque paroi pour le passage des feuilles de verre 2. Des écrans 19 et 20 peuvent être descendus à l'intérieur du four et disposés en face de la zone centrale du vitrage ou, plus généralement, des zones dont on veut réduire la température, en vue d'obtenir une trempe plus faible. Ces écrans 19 et 20 sont, par exemple, des plaques en acier inoxydable d'une surface égale à celle des zones concernées de la feuille de verre Elles sont disposées parallèlement aux vitrages à des distances de l'ordre de 10 à 15 -m des faces desdits vitrages, lors- qu'elles sont en service. Ces écrans ne sont mis en place qu'à la fin de la période de chauffage des vitrages, par exemple dans les 15 à 25 dernières secondes d'un chauffage qui dure environ 150 secondes Le verre sort ainsi du four avec une zone centrale à environ 630 ou 6400 C et une zone périphérique à environ 650 ou 660 *C L'écart de tem- pérature entre les deux zones est donc au maximum de l'ordre de 20 à 300. Ensuite, les vitrages sont soumis à un soufflage qui débute au m 4 me moment en direction de l'ensemble de leur surface Les caissons de soufflage comportent alors une seule chambre d'alimentation. Il est également possible d'obtenir les différences de trempe entre les différentes zones d'un vitrage, avec figeage simultané du verre on tous les points du vitrage on combinant l'action d'un chauffage différencié suivant les zones, et d'un soufflage décalé dans le temps pour certaines zones. L'invention apporte donc un procédé simple et facile à mettre en oeuvre avec des éléments de dispositif déjà connus dans la technique antérieure, pour sou- mettre à une trempe différenciée les différentes zones d'un vitrage, par exemple la partie centrale et la 8 - périphérie, tout en assurant la planéité de ces vitrages, d'une part, et une fragmentation conforme aux normes réglementaires pour les pare-brise d'automobiles, d'autre part. -9- R 5 VENDICATIONS 1. Procédé de trempe différenciée d'un vitrage par soufflage d'un gaz de refroidissement en direction de ce vitrage, caractérisé en ce quemalgré les trai- tements différenciés appliqués pour établir une dif- férence de trempe entre les différentes zones du vitrage, on provoque un figeage du verre de façon simultanée en tout point du vitrage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quepour obtenir le figeage simultané en tout point du vitrage, on co ence le soufflage du gaz en direction des parties du vitrage devant présenter la trempe globalement la plus faible avant le début du soufflage en direction des parties du vitrage devant présenter la trompe la plus forte, les soufflages en direction de toutes les parties du vitrage se pour- suivant ensuite simultanément. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le délai séparant le début dos deux soufflages est compris entre 0,1 et 2,5 secondes. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on imprime aux caissons de souf- flage disposés de part et d'autre du vitrage maintenu verticalement un mouvement de va-et-vient dans leur plan vertical. 5. Procédé selon la revendication, 1, caractérisé on ce que, pour obtenir le figeage simultané en tout point du vitrage, on réalise avant la trempe un chauf- fage du vitrage différent entre les parties du vitrage devant présenter la trempe globalement la plus faible et les parties devant présenter la trempe globalement la plus forte, et en ce qu'on souffle ensuite du gaz de trempe de façon uniforme sur toute la surface du vitrage. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à A, caractérisé en ce que, pour obtenir le figeage simultané en tout point du vitrage, on réalise une diffé- - rence de chauffage entre les différentes parties du vitrage devant présenter une trempe différente. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les parties du vitrage devant présenter la trempe la plus faible sont les moins chauffées. 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'écart de température entre les parties du vitrage chauffées à des températures différentes est compris entre 1 et 40 C. 9. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la trempe différencié. de vitrages plans présentant une partie centrale glo- balement moins trempée et une partie périphérique globalement plus trempée.